Как спроектировать конструкции с керамической футеровкой для трубопроводов впрыска угля PCI в доменных печах?

Системы вдувания пылевидного угля в доменной печи (PCI) требуют стабильной и бесперебойной транспортировки материала для обычных рабочих процессов плавки. Внутри трубопровода мелкие частицы угля движутся с высокой скоростью потока и продолжают ударять о внутреннюю стенку в течение длительного времени работы. Несмотря на то, что пылевидный уголь кажется мягче по сравнению с твердой минеральной рудой, длительная пневматическая транспортировка постепенно изнашивает компоненты труб. Изгибы труб, где меняется направление потока, больше всего повреждаются.

Операторы предприятий часто сталкиваются со следующими практическими проблемами:

· Сильная эрозия материала на коленях

· Прогрессивное утонение стенок на локальных участках трубы

· Неожиданная утечка трубопровода, приводящая к незапланированному простою

· Частая замена деталей сильно изношенных участков труб.

Для решения этих проблем износостойкая керамическая облицовка стала основным средством защиты зон повышенного износа в трубопроводах PCI. Однако простая установка керамической плитки на внутреннюю часть трубы не обеспечит ожидаемого срока службы. Инженерам необходимо адаптировать схему футеровки на основе реальных моделей износа по всему контуру транспортировки.

Что вызывает износ трубопроводов PCI доменной печи?

Повреждение трубы редко происходит из-за самого потока воздуха. Реальная движущая сила заключается в твердых частицах угля, переносимых воздушным потоком. При работе на высоких скоростях транспортировки:

· Твердые частицы постоянно ударяются о внутренние поверхности труб.

· Мелкие зерна угля вызывают стойкое истирание при скольжении.

· Перенаправление потока создает концентрированные пятна эрозии.

Степень износа контролируется множеством полевых переменных: размером частиц угля, фактической скоростью транспортировки, рабочим давлением системы, стабильностью потока и геометрическим расположением трубы. Поскольку условия работы в разных сегментах трубопровода различаются, универсальное решение для облицовки не может хорошо работать во всей сети PCI. 

Зоны повышенного износа на трубопроводах для нагнетания угля, на которые стоит обратить внимание

Ущерб от износа не распространяется равномерно по всей длине трубы; он концентрируется на нескольких типичных позициях.

1. Отводы и изгибы труб.

Угловые агрегаты являются наиболее частым местом выхода из строя. Когда пылевидный уголь меняет направление, частицы продолжают двигаться вперед по инерции и врезаются в внешнюю дугу изгибов. Из-за этого концентрированного воздействия колени разрушаются гораздо быстрее, чем прямые участки трубы.

2. Переходники и переходные соединения диаметра

Внезапное изменение размера трубы нарушает поток воздуха и меняет распределение частиц. Здесь формируется турбулентный поток, приводящий к неравномерному размыву материала. Без должной защиты от износа редукторы превращаются в слабое звено, требующее регулярного осмотра и обслуживания.

3. Входные отверстия и сегменты высокоскоростных труб.

В точках питания и участках с повышенной скоростью потока частота столкновений частиц резко возрастает. Этим местам следует уделить особое внимание при планировании защиты от износа.

Практичная конструкция конструкции с керамической облицовкой для различных сечений труб

Покупатели оборудования и инженеры-проектировщики должны адаптировать форму футеровки к местным условиям труда, а не применять везде одинаковую футеровку.

Прямые сегменты трубы

Прямые участки трубопровода в основном испытывают равномерное трение скольжения. Встроенные гильзы из глиноземной керамики или сборные трубы с керамической облицовкой отлично подходят для этих секций. Эта установка обеспечивает непрерывную износостойкую внутреннюю поверхность, сохраняет плавный поток материала и замедляет истирание стенок для долгосрочной транспортировки порошка. Компания Shandong Qishuai Wear Resistant Equipment Co., Ltd. поставляет полные комплекты серий композитных труб, включая прямые участки, изгибы и переходные детали для модернизации систем PCI и новых проектов.

Колено и изгибные секции

Колено выдерживают комбинированные ударные и фрикционные нагрузки сильнее, чем прямые трубы, поэтому усиление необходимо. Проверенные на месте варианты включают керамические втулки разъемного типа, сборные колена с керамической облицовкой и зоны износа из керамики с локальным утолщением. Для производственных площадок с очень сильным воздействием твердых частиц можно выбрать изделия из серии резино-керамических композитов, которые поглощают удары и снижают риск сколов керамики. Наш портфель продуктов также включает в себя серию наплавочных материалов из карбида хрома для альтернативных решений по защите от износа в особых условиях работы, а серию керамических изделий из карбида кремния можно рассматривать в качестве альтернативного выбора для комбинированной эксплуатации в условиях сильной коррозии и абразивного износа.

Редуктор и переходные сегменты

Помимо устойчивости к износу, переходники должны обеспечивать плавный переход материала. При проектировании керамической футеровки для этих деталей сохраняйте плавные переходы внутренних контуров, избегайте резких изменений траектории потока и сокращайте турбулентные завихрения. В большинстве случаев собранные сегментированные керамические компоненты лучше подходят к сложной геометрии редуктора, чем монолитные вкладыши.

Как выбрать подходящую марку керамики для обслуживания трубопроводов PCI

Выбор материала зависит от интенсивности износа на месте эксплуатации и ожидаемых циклов эксплуатации.

92% глиноземная керамическая облицовкаподходит для транспортировки угольной пыли общего уровня с умеренной абразивностью. Он сочетает в себе приличную износостойкость и бюджетный вариант для обычных условий работы PCI.

95% глиноземная керамическая облицовкаподходит для непрерывного длительного производства с более высокими требованиями к износу. Он отличается более высокой плотностью материала, лучшими противоабразивными характеристиками и увеличенными циклами обслуживания, что широко применяется во многих проектах вдувания угля в доменные печи большой мощности.

Резино-керамическая композитная структура Рекомендуется для условий воздействия тяжелых частиц, высокой скорости потока и механических ударных нагрузок. Поддерживающий резиновый слой рассеивает силу удара и снижает риск осколков керамики.

Оптимизация вспомогательных трубопроводов для замедления деградации компонентов

Керамическая облицовка служит скорее одной из ключевых мер, а не целым решением. Общая компоновка труб также влияет на фактический срок службы.

Разумно управляйте скоростью транспортировки. Более высокая скорость потока увеличивает энергию удара частиц. Настройка системы должна гарантировать стабильную подачу угля без достижения излишне высокой скорости.

Примите расположение локтей с большим радиусом. Большой радиус изгиба облегчает воздействие острых частиц, подавляет турбулентность и снижает концентрацию локального размыва.

Сведите к минимуму ненужные нарушения потока. Старайтесь избегать резкого изменения диаметра, резких изгибов малого радиуса и плохо соосных соединений труб, чтобы нагрузка от износа распределялась более равномерно.

Стандартизируйте процедуры установки на месте. Даже керамические компоненты премиум-класса преждевременно выходят из строя из-за плохого качества установки. Обработка поверхности стальной основы, нанесение клея, выравнивание керамической плитки и контроль зазора в швах — все это имеет большое значение. Гладкая внутренняя поверхность помогает предотвратить дополнительное вторичное истирание, вызванное турбулентностью.

Остановит ли керамическая футеровка полностью износ трубопровода PCI?

Керамическая футеровка значительно замедляет разрушение труб, но не может полностью устранить износ. Реальные характеристики обслуживания зависят от характеристик угольного материала, фактических параметров транспортировки, схемы трубопровода и качества выполнения установки на месте. Основная ценность керамической футеровки заключается в увеличении интервалов технического обслуживания и снижении частоты замены компонентов в цепях PCI доменных печей.

Заключительные мысли

Рациональное проектирование конструкции с керамической футеровкой для трубопроводов нагнетания доменного угля начинается с определения того, где и как происходит износ. В прямых участках трубы используются непрерывные гильзы из глиноземной керамики; локти требуют усиленной защиты от ударов; переходным редукторам необходимы облицовочные конструкции, обеспечивающие стабильный переход материала.

Инженеры по закупкам могут оценить керамические решения на основе оксида алюминия вместе с альтернативными вариантами, включая серию наплавки из карбида хрома, серию резино-керамических композитов и серию композитных труб в соответствии с параметрами объекта. Сочетание надлежащего оборудования для футеровки с оптимизированной компоновкой трубопроводов позволяет предприятиям PCI добиться более длительного срока службы компонентов, меньшего количества остановок производства и более стабильной работы доменной печи.

Вместо того, чтобы просто выбирать более толстые керамические плитки, имеет смысл разработать схемы футеровки, основанные на реальных условиях работы при транспортировке угля. Если вы ищете износостойкие компоненты труб для модернизации доменной печи или нового строительства, отправьте электронное письмо нашей команде в Shandong Qishuai Wear-Resistant Equipment Co., Ltd. Поделитесь размерами вашего трубопровода, параметрами качества угля и условиями эксплуатации, и мы разработаем целевые предложения по продуктам для вашего проекта.

Электронная почта: qishuai@zbqishuai.cn