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1、预热器内筒“软联”技术在1000t/d生产线上的应用2007-7-9 作者: 作者：王立平 哈尔滨水泥厂新线分厂 王英杰 哈尔滨水泥厂 0 引言 哈尔滨水泥厂新建5号窑1000t/d水泥熟料生产线,在设计上采用了RSP型分解炉和五级悬浮预热器的窑外分解技术。该生产线于1992年10月点火,进入带料试生产阶段,到1994年下半年发现预热器四、五级筒的内筒有变形和烧掉现象。经1995年年初检查,五级筒内筒下部已被烧掉约1/3左右,剩余部分参差不齐。形状为极不规则的椭圆形,四级筒内筒在程度上有所减轻,但也很严重,不能继续使用。 内筒是预热器的关键部件。在设计中
2、需要单独进行结构尺寸的确定。内筒的结构尺寸对旋风筒的流体阻力和分离效率都有很大影响,它的烧损变形会使带料气流在内筒下端面产生紊乱气流,容易引起粉尘的二次飞扬或者发生入口的气流短路,使物料的分离效率降低,热耗增高,甚至造成预热器旋风筒堵塞,导致停产。 前一个时期,这个关键性问题没有更好的解决方法。国内一些水泥企业不得不采取取消末级筒内筒的办法,以维持生产。国外也有类似方案。如丹麦FLS公司在LP(低压损)旋风筒上就采用了这种设计。但是与有内筒的旋风筒相比其压损增高,分离效率降低,比较的差值均在7%左右。1 原内筒的结构及失效分析 五级旋风筒排列方式2-1-1-1-1,各级筒工
3、作温度如表1。表1 各级旋风筒工作温度旋风筒级数一级筒二级筒三级筒四级筒五级筒工作温度/℃360460630780870 根据各级筒工作温度的不同,内筒在设计上也不尽相同。一至三级筒的内筒选用材质为1Cr18Ni9Ti耐热钢板整体制造安装。钢板厚度δ=12～16mm,四、五级筒内筒的外形形状及材质与一至三级筒大致相同，考虑高温的影响，在内筒的外壁上焊上有扒钉并护上钢纤维耐火混凝土，内筒均为预先整体制造，整体安装就位（如图1）。图1 四、五级筒原内筒结构及安装示意1.原内筒;2.旋风筒顶盖及衬料;3.出口管道及衬料 从内筒的使用情况看,一至三级筒的内筒自1992年10月
4、使用至今无较大的变形和缺损,可继续使用1～2年以上。这样看来其使用寿命应在8年左右,说明该内筒在设计上是可以满足使用要求的。然而四、五级筒内筒的使用寿命仅为1年半。使用寿命短不仅造成预热器的频繁大修消耗费用提高,而且修理更换内筒工期长,施工困难等。 内筒失效的主要原因是旋风筒工作时的高温造成。而高温条件下的抗蠕变和抗氧化性是衡量内筒质量的标准,原内筒的设计选材为1Cr18Ni9Ti耐热钢。该金属的高温机械性能试验如表2。表2 1Cr18Ni9Ti金属高温机械性能试验试验温度/℃抗拉强度/MPa屈服点/MPa伸长率/％断面收缩率％6004001802561700280160265
5、98001801003559 由表2的试验数据可看到,此种牌号的耐热钢在温度达到700℃以上时机械性能参数明显降低。实际使用中,一至三级筒温度低于这个范围。因此内筒能够满足使用要求,而四、五级筒温度高于这个范围,造成内筒烧坏,尽管在设计上采用了钢纤维混凝土作防护,但是在旋风筒内高温高速(12～18m/s)气(料)流的冲刷下,以及在试生产的初期设备运转不稳定,停窑后旋风筒内温度升降频繁,使钢纤维混凝土剥落。有时在分解炉内出现煤粉不完全燃烧的情况,部分残炭被带入旋风筒内燃烧,短时间温度有可能达到1100℃甚至更高。使内筒高温蠕变加快,氧化剥落,导致失效。2 “软联”内筒的应用
6、 哈尔滨水泥厂与中国人民解放军9002工厂进行技术合作,在吸收借鉴国内先进厂技术的基础上,结合本厂的具体情况设计制造了“软联”式内筒,并于1995年4月对四、五级筒内筒进行了改造。2.1 “软联”内筒的结构 “软联”内筒在结构上将原来的整体结构改成由若干块短圆弧形的挂板排列安装围成圆形的“软联”式内筒。挂板座、挂板和防振销均采用V法铸造(真空密封造型)工艺,一次成型,每块挂板的上部铸成挂钩,下部铸成沟槽,这样上下两排挂板可实现首尾相连,形成悬挂式的“软联”内筒。内筒的整体稳定性是靠两方面来保证的。一是安装时上下两排挂板交错压缝排列安装;二是在最下排挂板的底部安装有防振销。使
7、内筒工作时更加稳固。最上一排挂板由挂板座与旋风筒顶盖联接。使“软联”内筒与旋风筒形成一个稳固的整体。“软联”内筒的结构如图2所示。图2 “软联”式内筒结构及安装示意1.挂板座;2.压板;3.挂板;4.防振销;5.出口管道及衬料;6.高强耐火混凝土;7.旋风筒顶盖及衬料;8.硅酸铝纤维毡 “软联”内筒在设计确定挂板数量和重量时需要考虑以下两点:第一是每排挂板的块数确定,每块形状不能太大,以能进入旋风筒人孔门为宜。第二是每块挂板的重量确定,以搬运和安装方便为宜。内筒设
