Как да проектираме структури с керамично покритие за PCI тръбопроводи за впръскване на въглища в доменни пещи?

Системите за впръскване на въглищен прах (PCI) в доменни пещи изискват последователен, безпроблемен транспорт на материал за нормални работни процеси на топене. Вътре в тръбопровода фините въглищни частици се движат с висока скорост на потока и продължават да се удрят във вътрешната стена в продължение на дълги работни часове. Въпреки че въглищният прах изглежда мек в сравнение с твърдата минерална руда, продължителното пневматично прехвърляне постепенно ще износи компонентите на тръбата. Тръбните завои, където посоката на потока се измества, понасят най-големи щети.

Операторите на заводи често се сблъскват с тези практически главоболия:

· Силна ерозия на материала на лакътните секции

· Прогресивно изтъняване на стените на локални тръбни сегменти

· Неочаквано изтичане на тръбопровод, водещо до непланиран престой

· Честа подмяна на части за силно износени тръбни секции

За да се справи с тези болезнени точки, устойчивата на износване керамична облицовка се превърна в основна защитна опция за зони с високо износване в рамките на PCI тръбопроводи. Простото поставяне на керамични плочки върху вътрешността на тръбите обаче няма да осигури очаквания експлоатационен живот. Инженерите трябва да приспособят оформлението на облицовката въз основа на моделите на износване в реалния свят по цялата транспортна верига.

Какво задейства износването на PCI тръбопроводите на доменната пещ?

Повредата на тръбата рядко идва от самия въздушен поток. Истинската движеща сила се крие в твърди въглищни частици, носени във въздушния поток. Докато работи при високи скорости на транспортиране:

· Твърдите частици многократно се удрят във вътрешните повърхности на тръбите

· Фините въглищни зърна генерират устойчива плъзгаща се абразия.

· Пренасочването на потока създава концентрирани петна от ерозия.

Степента на износване се контролира от множество полеви променливи: размер на въглищните частици, действителна скорост на транспортиране, работно налягане на системата, стабилност на потока и геометрично оформление на тръбата. Тъй като работните условия се различават от един тръбен сегмент до друг, универсалното решение за облицовка не може да работи добре в цялата PCI мрежа. 

Зони с високо износване, които си струва да се отбележат при тръбопроводите за инжектиране на въглища

Повредата от износване не се разпространява равномерно по цялата дължина на тръбата; той се концентрира върху няколко типични позиции.

1. Тръбни колена и завои

Лакътните модули се открояват като най-честото място на повреда. Когато пулверизираните въглища променят посоката си, частиците продължават да се движат напред по инерция и се блъскат във външната дъга на завоите. Този концентриран удар кара колената да се разграждат много по-бързо от правите тръби.

2. Редуктори и преходни фуги

Внезапната промяна на размера на тръбата нарушава въздушния поток и пренарежда разпределението на частиците. Турбулентният поток се оформя тук и носи неравномерно измиване на материала. Без подходяща защита от износване редукторите се превръщат в слаби звена, които се нуждаят от редовна проверка и поддръжка.

3. Захранващи отвори и високоскоростни тръбни сегменти

В точките на захранване и участъците с повишена скорост на потока, честотата на сблъсък на частици се повишава рязко. Тези места трябва да получат допълнително внимание по време на планирането на защитата от износване.

Практичен дизайн на структура с керамично покритие за различни тръбни секции

Купувачите на заводи и инженерите по проекти трябва да съобразят формите на облицовката с местните условия на работа, вместо да прилагат еднаква облицовка навсякъде.

Прави тръбни сегменти

Правите секции на тръбопровода най-често страдат от равномерно триене при плъзгане. Интегрираните керамични втулки от двуалуминиев оксид или сглобяемите тръбопроводи с керамично покритие са чудесни за тези секции. Тази настройка осигурява непрекъсната устойчива на износване вътрешна повърхност, запазва плавния поток на материала и забавя абразията на стените за дългосрочно транспортиране на прах. Shandong Qishuai Wear Resistant Equipment Co., Ltd. доставя пълни комплекти от серии от композитни тръби, покриващи прави участъци, завои и преходни части за модернизиране на PCI система и проекти за ново строителство.

Секции за лакът и сгъване

Колената издържат на комбинирани натоварвания от удар и триене по-силно от правите тръби, така че укрепването е от съществено значение. Доказаните на място опции включват керамични втулки от разделен тип, предварително изработени колена с керамична облицовка и локално удебелени керамични зони на износване. За работни места с изключително тежък удар на частици могат да бъдат избрани продукти от серията гумени керамични композити, които да абсорбират удара и да намалят риска от отчупване на керамика. Нашето продуктово портфолио също така включва серията за заваряване с наслагване от хромов карбид за алтернативни решения за защита от износване при специални работни сценарии, докато серията от силициево-карбидна керамика може да се счита за комбинирана услуга с екстремна корозия и абразия като алтернативен избор на материал.

Редуктор и преходни сегменти

Освен устойчивост на износване, редукторите трябва да поддържат стабилен преход на материала. Когато проектирате керамична облицовка за тези части, поддържайте вътрешните контурни преходи нежни, избягвайте рязката мутация на пътя на потока и намалете турбулентните вихри. Сглобените сегментирани керамични компоненти пасват на сложната геометрия на редуктора по-добре от монолитните облицовки в повечето случаи.

Как да изберете подходящ керамичен клас за обслужване на PCI тръбопроводи

Изборът на материал зависи от интензивността на износване на място и очакваните работни цикли.

92% алуминиева керамична облицовкае подходящ за общо ниво на прехвърляне на въглищен прах с умерена абразия. Той балансира приличната устойчивост на износване и бюджета на проекта за обичайните работни условия на PCI.

95% алуминиева керамична облицовкае подходящ за непрекъснато дългосрочно производство с по-високи изисквания за износване. Отличава се с по-висока плътност на материала, по-добра антиабразивна производителност и удължени цикли на обслужване, широко разпространени в много проекти за инжектиране на въглища в доменни пещи с голям капацитет.

Гумено-керамична композитна структура Препоръчва се при обстоятелства с тежък удар на частици, висока скорост на потока и механични ударни натоварвания. Поддържащият гумен слой разсейва силата на удара и намалява риска от керамични фрагменти.

Оптимизации на спомагателни тръбопроводи за забавяне на деградацията на компонентите

Керамичната облицовка служи като една ключова мярка, а не като цялостно решение. Цялостното разположение на тръбите също влияе върху действителния експлоатационен живот.

Управлявайте разумно скоростта на транспортиране. По-високата скорост на потока усилва енергията на удара на частиците. Настройката на системата трябва да гарантира стабилна доставка на въглища, без да се преследва ненужно висока скорост.

Приемете оформление на лактите с голям радиус. Големият радиус на огъване облекчава удара на острите частици, потиска турбуленцията и смекчава концентрираното локално изтъркване.

Минимизирайте ненужното смущение на потока. Опитайте се да избягвате рязка промяна на диаметъра, остри завои с къс радиус и лошо подравнени тръбни съединения, така че натоварването от износване да се разпределя по-равномерно.

Стандартизирайте процедурите за инсталиране на място. Дори висококачествените керамични компоненти ще се повредят преждевременно с лошо качество на монтажа. Повърхностната обработка на стоманения субстрат, нанасянето на лепило, подравняването на керамичните плочки и контролът на хлабината на фугите са от голямо значение. Гладката вътрешна повърхност помага за предотвратяване на допълнителната вторична абразия, предизвикана от турбуленция.

Ще спре ли керамичната облицовка изцяло износването на PCI тръбопровода?

Керамичната облицовка значително забавя деградацията на тръбата, но не може напълно да елиминира износването. Ефективността на услугата в реалния свят зависи от характеристиките на въглищния материал, действителните транспортни параметри, оформлението на тръбопровода и качеството на изпълнение на полевата инсталация. Основната стойност на керамичната облицовка се крие в удължаването на интервалите за поддръжка и намаляването на честотата на смяна на компонентите за PCI вериги на доменни пещи.

Последни мисли

Рационалният дизайн на структурата с керамично покритие за тръбопроводи за впръскване на въглища в доменни пещи започва с идентифициране къде и как се извършва износването. Правите тръбни секции разчитат на непрекъснати керамични втулки от двуалуминиев оксид; лактите изискват подсилена защита срещу удар; преходните редуктори се нуждаят от облицовъчни структури, поддържащи стабилен преход на материала.

Инженерите по снабдяването могат да оценят базираните на алуминиев оксид керамични решения заедно с алтернативни опции, включително сериите за заваряване с наслагване от хромов карбид, сериите гумени керамични композити и сериите композитни тръби според параметрите на обекта. Сдвояването на подходящ хардуер за облицовка с оптимизирано оформление на тръбопровода позволява на PCI съоръженията да постигнат по-дълъг живот на компонентите, по-малко спирания на производството и по-стабилна работа на доменната пещ.

Вместо просто да определяте по-дебели керамични плочки, има по-голям смисъл да персонализирате схемите за облицовка въз основа на реални работни условия за транспортиране на въглища. Ако се снабдявате с устойчиви на износване тръбни компоненти за PCI модернизация на доменни пещи или нови строителни проекти, не се колебайте да изпратите имейл до нашия екип в Shandong Qishuai Wear-Resistant Equipment Co., Ltd. Споделете вашите размери на тръбопровода, параметрите на качеството на въглищата и работните условия и ние ще изработим целеви продуктови предложения за вашия проект.

Имейл: qishuai@zbqishuai.cn