Jak navrhnout keramické vyložené konstrukce pro vysokopecní PCI vstřikovací potrubí uhlí?

Systémy vysokopecního vstřikování práškového uhlí (PCI) vyžadují konzistentní a bezproblémový transport materiálu pro běžné tavicí pracovní postupy. Uvnitř potrubí se jemné částice uhlí pohybují vysokou rychlostí a narážejí na vnitřní stěnu po dlouhé provozní hodiny. I když je práškové uhlí ve srovnání s tvrdou minerální rudou měkké, prodloužený pneumatický přenos postupně opotřebovává součásti potrubí. Nejvíce jsou poškozeny ohyby potrubí, kde dochází k posunu směru proudění.

Operátoři závodu se často setkávají s těmito praktickými bolestmi hlavy:

· Silná eroze materiálu na loktech

· Progresivní ztenčování stěn na místních segmentech potrubí

· Neočekávaný únik z potrubí vedoucí k neplánovanému výpadku

· Častá výměna dílů u silně opotřebovaných částí potrubí

K vyřešení těchto bolestivých bodů se keramická výstelka odolná proti opotřebení stala hlavní ochrannou možností pro zóny s vysokým opotřebením v potrubích PCI. Jednoduchá montáž keramických obkladů na vnitřky potrubí však nepřinese očekávanou životnost. Inženýři musí upravit rozložení obložení na základě skutečných vzorů opotřebení podél celého dopravního okruhu.

Jaké spouštěče se opotřebovávají na vysokopecních PCI potrubích?

Poškození potrubí jen zřídka pochází ze samotného proudění vzduchu. Skutečná hnací síla spočívá v pevných částicích uhlí nesených uvnitř proudu vzduchu. Při provozu při vysokých rychlostech dopravy:

· Pevné částice opakovaně narážejí na vnitřní povrchy potrubí

· Jemná zrna uhlí vytvářejí trvalou kluznou abrazi.

· Přesměrování toku vytváří koncentrovaná erozní místa.

Stupeň opotřebení je řízen několika proměnnými pole: velikostí částic uhlí, skutečná dopravní rychlost, pracovní tlak systému, stabilita průtoku a geometrické uspořádání potrubí. Vzhledem k tomu, že se pracovní podmínky u jednotlivých segmentů potrubí liší, řešení vložkování jedné velikosti nemůže dobře fungovat v celé síti PCI. 

Zóny s vysokým opotřebením, které stojí za zmínku na vstřikovacích potrubích uhlí

Poškození opotřebením se nerozšíří rovnoměrně po celé délce potrubí; soustředí se na několik typických poloh.

1. Kolena a ohyby potrubí

Kolenové jednotky vynikají jako nejčastější místo poruchy. Když práškové uhlí změní směr, částice se setrvačností stále pohybují vpřed a narážejí na vnější oblouk zatáček. Tento koncentrovaný náraz způsobuje, že kolena degradují mnohem rychleji než přímé vedení potrubí.

2. Redukce a přechodové spoje průměru

Náhlý posun velikosti potrubí narušuje proudění vzduchu a mění rozložení částic. Turbulentní proudění se zde formuje a přináší nerovnoměrné odírání materiálu. Bez řádné ochrany proti opotřebení se redukce promění ve slabé články, které vyžadují pravidelnou kontrolu a údržbu.

3. Vstupy přívodu a segmenty vysokorychlostního potrubí

V místech přívodu a úsecích se zvýšenou rychlostí proudění se frekvence srážek částic prudce zvyšuje. Těmto místům by měla být při plánování ochrany proti opotřebení věnována zvýšená pozornost.

Praktický design konstrukce s keramickým obložením pro různé části potrubí

Nákupčí závodů a projektoví inženýři by měli přizpůsobit tvary obložení místním pracovním podmínkám, místo aby všude používali stejné obložení.

Přímé trubkové segmenty

Přímé části potrubí většinou trpí rovnoměrným kluzným třením. Pro tyto sekce jsou skvělé integrované keramické objímky z oxidu hlinitého nebo prefabrikované potrubí s keramickým obložením. Toto nastavení poskytuje souvislý vnitřní povrch odolný proti opotřebení, zachovává hladký tok materiálu a zpomaluje otěr stěn pro dlouhodobý transport prášku. Shandong Qishuai Wear Resistant Equipment Co., Ltd. dodává kompletní sady sérií kompozitních trubek pokrývajících přímá vedení, ohyby a přechodové díly pro modernizaci systému PCI a nové projekty.

Sekce loktů a ohybů

Lokty snášejí kombinované rázové a třecí zatížení silnější než rovné trubky, takže vyztužení je nezbytné. Mezi osvědčené možnosti patří keramická pouzdra děleného typu, prefabrikovaná kolena s keramickou vložkou a lokálně zesílené keramické zóny opotřebení. Pro provozní místa s extra silným nárazem částic lze vybrat produkty z řady pryžo-keramických kompozitů, které absorbují nárazy a snižují riziko keramických třísek. Naše produktové portfolio také zahrnuje řadu navařovacích povlaků z karbidu chrómu pro alternativní řešení ochrany proti opotřebení při speciálních pracovních scénářích, zatímco řadu keramiky z karbidu křemíku lze zvážit pro použití v kombinaci s extrémní korozí a otěrem jako alternativní volbu materiálu.

Redukční a přechodové segmenty

Kromě odolnosti proti opotřebení musí redukce udržovat stálý přechod materiálu. Při navrhování keramického obložení pro tyto díly udržujte přechody vnitřních obrysů jemné, vyhněte se náhlé mutaci dráhy toku a omezte turbulentní víry. Smontované segmentované keramické komponenty se ve většině případů hodí ke složité geometrii reduktoru lépe než monolitické vložky.

Jak vybrat vhodný typ keramiky pro službu PCI potrubí

Výběr materiálu závisí na intenzitě opotřebení na místě a očekávaných provozních cyklech.

Keramická podšívka 92% aluminaje vhodný pro obecnou přepravu práškového uhlí s mírným otěrem. Vyvažuje slušnou odolnost proti opotřebení a rozpočet projektu pro běžné pracovní podmínky PCI.

Keramická podšívka 95% aluminaje vhodný pro nepřetržitou dlouhodobou výrobu s vyššími nároky na opotřebení. Vyznačuje se vyšší hustotou materiálu, lepší odolností proti oděru a prodlouženými servisními cykly, široce používanými v mnoha velkokapacitních projektech vstřikování uhlí do vysokých pecí.

Pryžovo-keramická kompozitní struktura Doporučeno pro podmínky s těžkým nárazem částic, vysokou rychlostí proudění a mechanickým rázovým zatížením. Zadní pryžová vrstva rozptyluje sílu nárazu a snižuje riziko keramických úlomků.

Optimalizace pomocného potrubí pro pomalou degradaci komponent

Keramické obložení slouží spíše jako jedno klíčové opatření než celé řešení. Celkové uspořádání potrubí také ovlivňuje skutečnou životnost.

Přiměřeně řiďte rychlost dopravy. Vyšší rychlost proudění zesiluje energii nárazu částic. Vyladění systému by mělo zaručit stabilní dodávku uhlí bez pronásledování zbytečně vysoké rychlosti.

Přijměte rozložení loktů s velkým poloměrem. Velký poloměr ohybu zmírňuje náraz ostrých částic, potlačuje turbulence a zmírňuje koncentrované místní odírání.

Minimalizujte zbytečné rušení průtoku. Snažte se vyhnout náhlé změně průměru, ostrým ohybům s krátkým poloměrem a špatně zarovnaným spojům trubek, aby se zatížení opotřebením rozložilo rovnoměrněji.

Standardizujte postupy instalace na místě. Dokonce i prémiové keramické komponenty předčasně selžou se špatnou kvalitou lícování. Povrchová úprava ocelového substrátu, nanášení lepidla, vyrovnání keramických dlaždic a spáry do značné míry řídí všechny záležitosti. Hladký vnitřní povrch pomáhá předcházet sekundárnímu otěru vyvolanému extra turbulencí.

Zastaví keramické obložení úplné opotřebení PCI potrubí?

Keramické obložení výrazně zpomaluje degradaci potrubí, přesto nemůže zcela eliminovat opotřebení. Skutečný výkon služeb závisí na vlastnostech materiálu uhlí, skutečných dopravních parametrech, uspořádání potrubí a kvalitě provedení instalace v terénu. Základní hodnota keramického obložení spočívá v prodloužení intervalů údržby a snížení frekvence výměny komponentů u vysokopecních PCI obvodů.

Závěrečné myšlenky

Racionální konstrukce s keramickým obložením pro vysokopecní injektážní potrubí uhlí začíná identifikací, kde a jak dochází k opotřebení. Přímé části potrubí se spoléhají na průběžné keramické objímky z oxidu hlinitého; lokty vyžadují zesílenou ochranu proti nárazu; přechodové reduktory potřebují struktury obložení udržující stabilní přechod materiálu.

Inženýři nákupu mohou vyhodnotit keramická řešení na bázi oxidu hlinitého spolu s alternativními možnostmi, včetně série navařování karbidů chrómu, série pryžových keramických kompozitů a série kompozitních trubek podle parametrů místa. Spárování správného hardwaru vyzdívky s optimalizovaným uspořádáním potrubí umožňuje zařízením PCI dosáhnout delší životnosti komponent, méně zastavení výroby a stabilnější provoz vysoké pece.

Namísto prostého specifikování silnějších keramických dlaždic je smysluplnější přizpůsobit schémata obložení na základě skutečných pracovních podmínek přepravy uhlí. Pokud získáváte potrubní komponenty odolné proti opotřebení pro modernizaci PCI vysokých pecí nebo nové stavební projekty, neváhejte poslat e-mail našemu týmu ve společnosti Shandong Qishuai Wear-Resistant Equipment Co., Ltd. Podělte se o své rozměry potrubí, parametry kvality uhlí a provozní podmínky a my vypracujeme cílené návrhy produktů pro váš projekt.

E-mail: qishuai@zbqishuai.cn