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                首頁 » 耐材資訊 » 耐材說

                如何采用熱導率低的隔熱保溫耐火彩神8官网,降低熱工設備的熱損失?

                發布日期: 2019-12-02 09:40:21    閱讀量(110)    作者:劉梓明

                熱工設備的內襯是由耐火彩神8官网構築,對熱損失,耐火彩神8官网在其中起關鍵作用,在高溫下,耐火彩神8官网既要保持穩定,又要保住熱量盡量不損失,因此,耐火彩神8官网要保溫性能好,蓄熱少。

                1、熱工設備熱損失

                熱工設備一般都是耗能大戶,溫度越高,耗能越多。大多數情況下熱效率都很低,熱能利用率不到30%。熱工設備的熱損失一般有以下幾項:

                (1)熱工設備體表面各部位散失的熱量,可達產品單位能▃耗的10%?40%;

                (2)熱工設︾備體的蓄熱損失,對連續操作的熱工設備不太重要,對問歇式作業的熱工設備蓄熱損失達5%?25%;

                (3)水冷損失的熱蒱,如連續式軋鋼加熱爐的泔軌水冷管,不做耐火彩神8官网包紮,熱量損失達25%以上;

                (4)接縫、孔眼和爐門等部位密封不嚴泄漏損失的熱量,如電弧爐門熱量損失達35%以上;

                (5)排煙帶走◥的熱損失。

                以上熱損失都與耐火彩神8官网有關,特別是(1)~(4)項與耐火彩神8官网的隔熱保溫性能〓有很大關系。減少爐體表面熱損失的基木途徑就是選用Ψ 合適的隔熱保溫彩神8官网,降低爐體外表面→溫度。在爐膛溫度一①定的情況下,外表面溫度主要取決於爐墻厚度和爐墻彩神8官网↙的熱導率。加大爐墻厚度將導致爐體的蓄熱增加,可使蓄熱損失增大。因此,合理利用隔熱保溫彩神8官网成為最佳選擇。

                近年來,我國隔熱保溫彩神8官网發展很快,不但有各種材質,不同體積密度,不同熱導率的定型產品,還有相應的不定形耐火彩神8官网,各種材質的耐↙火纖維及制品,矽鈣板,納↓米絕熱板等。這些保溫隔熱產品的外形規格,理化指標,隔熱保溫效果不同,市售價格也不同。因此,應該根據熱工設備的使用條件進行內襯設計。收集原始資料,其中包括溫度參數(熱工設備的熱面溫度,冷面溫度),物理常數(隔熱彩神8官网的熱導率,體積密度,最高→使用溫度),經濟參數(耐火彩神8官网價ζ 格,燃料價格,發熱量,利用系數等),然後進行計算節能效果,並分析對比,選擇合適的隔熱保溫彩神8官网並制定合理的方案。

                2、降低熱工設備散熱損失的實例

                (1)鋼@ 包的隔熱保溫

                目前,我國鋼鐵行業平均能耗比日本高50%,大型企業高30%。鋼包是鋼鐵行業的重要熱工設備。為了鋼卐包保溫,經過對鋼包散熱計算及對隔熱保溫彩神8官网的研究發現,鋼包內襯應該采用四層彩神8官网砌築,即在鋼殼內表面塗層節能塗料,向內是10mm納米ζ絕熱板,再向內是75mm的高強納微米隔熱澆註料,再向內是工作層。渣線工作層采用低熱導率的鎂碳磚,熔池工作層采用剛玉一尖晶石質不燒磚。這種方◥法應用在120t精煉鋼包上,使渣線處鋼包殼溫度約225℃,熔池處鋼包殼約200℃,包朧殼約170℃。這種節能結構取得了良好的使用效果:①高強納微米澆註料和低導熱工作層能有效保護納米板,使之長期處於安全工作溫度內,顯著提高保溫層和永久層的使用壽命;②完全可以使包殼溫度降低100℃以上,提高包殼使用壽命,減少烤包用燃氣,鋼液溫度降低速度顯著減慢,降低出鋼溫度,提高金屬收得率,提高勞動生產率,達到節能環保和降低成本的目的。

                (2) 水泥回轉窯過波帶用低導熱復合磚

                水泥回轉窯是高耗能的熱工設備,特別是前後過渡帶,耐火彩神8官网內襯沒有窯皮保護,直接與水泥物料接觸,窯體溫度偏高,增◣加了熱損失及燃料消耗,降低窯體和托輪的使用壽命,同時使耐火彩神8官网也容易損壞。為了減少散熱和安全隱①患,采用工作層、保溫層、隔熱層三層◥結構。如果采用三種不同熱導率的耐火磚砌築,在回轉窯運轉時,往往容易發生內襯掉磚事故。因此,研究了低→導熱多層復合磚,即磚采用三層結構:工作層(矽莫磚厚0.140m),保溫層(輕質莫來石磚厚0.035m),這兩層的結合界面采用正弦曲面結合方式,而第三層為隔熱層(含ZrO2的陶瓷纖維板,厚0.025m),保溫層與隔熱層的結合面采用135°坡形結合方式,可使復合磚中間層(保溫層)的應力集中較少,多層復合磚綜合熱導率〇由原來矽莫磚的2.74降低到1.50W/(m·K),使窯外『殼溫度降低50?70℃。

                (3)鞍鋼260t煉鋼轉爐采用20mm厚的納米絕熱板代替40mm厚的多晶纖維隔熱板優化了爐襯結構,增大了爐◆容比,增加產鋼量使爐殼溫度下降11℃以上,在整個轉爐爐役過程中沒有出現粉化現象,沒有爐襯磚的掉落,同時還減少了Ψ冶煉時間,減少鐵水消耗。

                (4)水冷式粉煤氣化爐用高熱導率碳化矽質搗打料

                粉煤氣化爐水冷壁采用高熱導率碳化矽質搗打料內襯,高溫時靠熔渣掛在碳化矽搗打料的內襯上,由於碳化矽的熱導率高,熔渣碰ξ 到內襯迅速冷凝,隨溫度降低,熱導率減小(見表1)。爐內向外依次是熱渣、固渣、碳化矽耐火彩神8官网、水冷壁、惰性氣體保護層、高鋁不定形耐火彩神8官网、外保護層。這樣使爐膛的熱損失減小。

                3、選擇隔熱保溫彩神8官网註意的問□ 題

                在高溫工業,利用保溫隔熱彩神8官网節能環保的例子還有很多。隔熱保溫彩神8官网氣孔率高(40%?85%以上),體積密度低(低於1.5g/cm3),熱導率低(低於1.0W/(m·K))。不過在選擇這些隔熱保溫彩神8官网≡時要註意以下問題:

                (1)隔熱保溫彩神8官网的熱導率(λ)

                熱導率也稱導熱系數,而它的倒數1/λ為熱阻。熱導率越小,隔熱效果◤越好。眾所周知,空氣的熱╳導率最低,見表2。

                固體彩神8官网的熱導率要比氣體大得多,所以固體彩神8官网的氣孔能顯著降低彩神8官网的熱導率,因此要求隔熱彩神8官网必須是高氣孔率。氣孔率越高,λ值越小,近似的定量關系為:

                另外氣孔大小對λ值也有一定影響。低溫時,隔熱材Ψ料的熱導率隨氣孔徑增大而降低,800℃以上特別是1000℃以上熱導率隨氣孔徑增大而迅速提高。因此高溫取氣孔徑小的隔熱彩神8官网,而低溫取氣孔徑大的隔熱彩神8官网。在氣孔率相同時,碰微結構以氣相連續相比固相連續相的√熱導率小,纖維彩神8官网中氣孔像固相一樣連續,所以耐火纖維及制品的熱導率小。隔熱▓彩神8官网的固相,由於ㄨ化學礦物成分的差異,其彩神8官网的熱阻率差別很大。一般是啊 晶體結構越復雜熱導率越小,固相中的玻璃相比晶相的熱導率低。隨溫度∑升高,玻璃相熱導率升高;結晶相溫度升高,而熱導率下降。英國開發一種超細SiO2復合隔熱彩神8官网,體積密度0.24g/cm3左右,其熱導率比所有隔熱彩神8官网都低,甚至小於靜止◇空氣。

                (2)隔熱彩神8官网的耐熱性

                一些隔熱彩神8官网的使用溫度較低,如納米絕熱板在安鋼100t鋼包使用,鋼包殼溫度250℃以下,保溫效果很好,但使用溫度較低,在1000℃以下。超過使用溫度會受壓變形,導致內襯跟著變形,不但保溫性能〒變差,且帶來安全隱患。因此,有人提出隔熱材︻料主要取決一定溫度下收縮變形大小,不提耐火度。國際上一般都以重燒收縮量不大於2%的溫度作為隔熱彩神8官网使用溫度範圍,也作為隔熱彩神8官网與純耐火彩神8官网的區別之一。

                (3)隔□ 熱彩神8官网的強度

                由於氣孔率較高,相對強度較低,如上述的納米絕熱板,保●溫效果好,氣孔率高,而強度低。為了保證運輸和施工需要,隔熱彩神8官网必須應有一定強度。特別是有些與火焰直接接觸的隔熱制品,提高強度非常重要。隨著體積密度增大而強度提高,在體積密度相同時,固相連接比氣相連接強度高,這與孔徑大小有關系,降低氣孔徑是提高隔熱彩神8官网強度的有效技術措◥施。

                (4)氣氛與隔熱彩神8官网

                許多熱工設備々工作襯用隔熱彩神8官网,也常用各種保護氣氛,如CO、CO2、H2、N2等。Al2O3-SiO2系耐火彩神8官网在氫氣中,SiO2被還職為金屬娃和水蒸氣,Al2O3很穩定,因此在氫氣中要選用氧化鋁質隔熱彩神8官网。在矽酸鋁纖維╱中含有3%?4%的Cr2O3,在氫氣還原氣氛中易被還原,因此含有氧化鉻的矽酸鋁纖維不宜在還原氣氛中使用。

                (5)隔熱方式

                在間歇作業的熱工設備上,爐襯熱面直接砌¤隔熱層(耐火纖維貼面),可以取得最佳的節能效果,而▓對連續作業的熱工設備,在外壁(冷面)加強隔熱優於內壁(熱面)隔熱的效果。

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