Jak zaprojektować konstrukcje z wykładziną ceramiczną dla rurociągów wtrysku węgla PCI do wielkiego pieca?

Systemy wtrysku pyłu węglowego (PCI) do wielkiego pieca wymagają spójnego, bezproblemowego transportu materiału w normalnych procesach wytapiania. Wewnątrz rurociągu drobne cząstki węgla przemieszczają się z dużą prędkością i uderzają w wewnętrzną ścianę przez długie godziny pracy. Chociaż pył węglowy jest miękki w porównaniu z twardą rudą mineralną, przedłużony transport pneumatyczny będzie stopniowo zużywał elementy rur. Łuki rur, w których następuje zmiana kierunku przepływu, są najbardziej narażone na uszkodzenia.

Operatorzy instalacji często napotykają następujące praktyczne problemy:

· Poważna erozja materiału na odcinkach kolankowych

· Postępujące pocienianie ścian lokalnych odcinków rur

· Nieoczekiwany wyciek z rurociągu prowadzący do nieplanowanego przestoju

· Częsta wymiana części w przypadku mocno zużytych odcinków rur

Aby zaradzić tym problemom, odporną na zużycie wykładzinę ceramiczną stała się głównym rozwiązaniem ochronnym dla stref narażonych na duże zużycie w rurociągach PCI. Jednak samo zamontowanie płytek ceramicznych we wnętrzu rur nie zapewni oczekiwanej trwałości użytkowej. Inżynierowie muszą dostosować układ wykładzin w oparciu o rzeczywiste wzorce zużycia wzdłuż całego obwodu transportowego.

Jakie wyzwalacze zużywają się na rurociągach PCI wielkopiecowych?

Uszkodzenia rur rzadko wynikają z samego przepływu powietrza. Prawdziwą siłą napędową są stałe cząstki węgla przenoszone w strumieniu powietrza. Podczas pracy z dużą wydajnością transportu:

· Cząstki stałe wielokrotnie uderzają w wewnętrzne powierzchnie rur

· Drobne ziarna węgla powodują trwałe ścieranie ślizgowe.

· Przekierowanie przepływu tworzy skoncentrowane plamy erozji.

Stopień zużycia jest kontrolowany przez wiele zmiennych terenowych: wielkość cząstek węgla, rzeczywistą prędkość transportu, ciśnienie robocze systemu, stabilność przepływu i układ geometryczny rur. Ponieważ warunki pracy różnią się w zależności od segmentu rury, uniwersalne rozwiązanie wykładziny nie będzie dobrze działać w całej sieci PCI. 

Warto zwrócić uwagę na strefy wysokiego zużycia rurociągów zatłaczających węgiel

Uszkodzenia spowodowane zużyciem nie rozkładają się równomiernie na całej długości rury; koncentruje się na kilku typowych pozycjach.

1. Kolana i łuki rurowe

Zespoły kolankowe wyróżniają się jako najczęstsze miejsce awarii. Kiedy pył węglowy zmienia kierunek, cząstki poruszają się do przodu pod wpływem bezwładności i uderzają w zewnętrzny łuk zakrętów. To skoncentrowane uderzenie powoduje, że kolanka ulegają degradacji znacznie szybciej niż proste odcinki rur.

2. Redukcje i złącza przejściowe średnicy

Nagła zmiana rozmiaru rury zakłóca przepływ powietrza i zmienia rozkład cząstek. Tu kształtuje się przepływ turbulentny, który powoduje nierównomierne szorowanie materiału. Bez odpowiedniego zabezpieczenia przed zużyciem reduktory stają się słabymi ogniwami, które wymagają regularnej kontroli i konserwacji.

3. Wloty zasilania i segmenty rur charakteryzujące się dużą prędkością

W punktach i sekcjach zasilania o podwyższonej prędkości przepływu częstotliwość zderzeń cząstek gwałtownie wzrasta. Lokalizacjom tym należy poświęcić szczególną uwagę podczas planowania ochrony przed zużyciem.

Praktyczny projekt konstrukcji z wykładziną ceramiczną dla różnych odcinków rur

Nabywcy zakładów i inżynierowie projektu powinni dopasowywać formy okładzin do lokalnych warunków pracy, zamiast stosować wszędzie identyczne wykładziny.

Proste segmenty rur

Proste odcinki rurociągów charakteryzują się przeważnie równomiernym tarciem ślizgowym. W przypadku tych sekcji doskonale sprawdzają się zintegrowane tuleje ceramiczne z tlenku glinu lub prefabrykowane rury wykładane ceramiką. Taka konfiguracja zapewnia ciągłą, odporną na zużycie powierzchnię wewnętrzną, zapewnia płynny przepływ materiału i spowalnia ścieranie ścian w celu długotrwałego transportu proszku. Shandong Qishuai Wear Resistant Equipment Co., Ltd. dostarcza kompletne zestawy rur kompozytowych obejmujące proste odcinki, łuki i elementy przejściowe do modernizacji systemów PCI i nowych projektów.

Sekcje łokci i zgięć

Kolana wytrzymują łączne obciążenia udarowe i tarcia mocniej niż proste rury, dlatego niezbędne jest wzmocnienie. Sprawdzone w terenie opcje obejmują dzielone tuleje ceramiczne, prefabrykowane kolanka z wyściółką ceramiczną oraz lokalnie pogrubione ceramiczne strefy zużycia. W przypadku miejsc operacyjnych, w których występują bardzo duże uderzenia cząstek, można wybrać produkty z serii kompozytów gumowo-ceramicznych, które amortyzują wstrząsy i zmniejszają ryzyko odprysków ceramicznych. Nasze portfolio produktów obejmuje również serię napawania z węglika chromu, zapewniającą alternatywne rozwiązania w zakresie ochrony przed zużyciem w specjalnych scenariuszach pracy, natomiast serię ceramiki z węglika krzemu można rozważyć w przypadku łączonych usług ekstremalnej korozji i ścierania jako alternatywnego wyboru materiału.

Segmenty redukcyjne i przejściowe

Oprócz odporności na zużycie, reduktory muszą utrzymywać stałe przejście materiału. Projektując okładzinę ceramiczną dla tych części, należy zachować delikatne przejścia konturów wewnętrznych, unikać nagłych zmian ścieżki przepływu i ograniczać turbulentne wiry. W większości przypadków zmontowane, segmentowe elementy ceramiczne lepiej dopasowują się do złożonej geometrii reduktora niż monolityczne tuleje.

Jak wybrać odpowiedni gatunek ceramiki do serwisu rurociągów PCI

Wybór materiału zależy od intensywności zużycia na miejscu i oczekiwanych cykli pracy.

Wyściółka ceramiczna z 92% tlenku glinunadaje się do transportu pyłu węglowego na poziomie ogólnym przy umiarkowanym ścieraniu. Równoważy przyzwoitą odporność na zużycie i budżet projektu dla typowych warunków pracy PCI.

Wyściółka ceramiczna z 95% tlenku glinunadaje się do ciągłej, długoterminowej produkcji przy wyższych wymaganiach dotyczących zużycia. Charakteryzuje się wyższą gęstością materiału, lepszą odpornością na ścieranie i wydłużonymi cyklami serwisowymi, powszechnie stosowanymi w wielu projektach wtrysku węgla wielkopiecowego o dużej wydajności.

Struktura kompozytu gumowo-ceramicznego Zalecane w warunkach, w których występują duże uderzenia cząstek, duża prędkość przepływu i mechaniczne obciążenia udarowe. Warstwa gumy podkładowej rozprasza siłę uderzenia i zmniejsza ryzyko odłamków ceramicznych.

Optymalizacje rurociągów pomocniczych w celu spowolnienia degradacji komponentów

Wykładzina ceramiczna służy raczej jako jeden z kluczowych środków niż całe rozwiązanie. Ogólny układ rur wpływa również na rzeczywistą żywotność.

Rozsądnie zarządzaj prędkością transportu. Wyższa prędkość przepływu zwiększa energię uderzenia cząstek. Strojenie systemu powinno gwarantować stabilne dostawy węgla bez konieczności osiągania niepotrzebnie dużej prędkości.

Zastosuj układ kolanek o dużym promieniu. Duży promień zgięcia ułatwia uderzenia ostrych cząstek, tłumi turbulencje i łagodzi skoncentrowane lokalne szorowanie.

Minimalizuj niepotrzebne zakłócenia przepływu. Staraj się unikać nagłych zmian średnicy, ostrych zagięć o krótkim promieniu i źle ustawionych połączeń rur, aby obciążenie zużyciem rozkładało się bardziej równomiernie.

Standaryzuj procedury instalacji na miejscu. Nawet najwyższej jakości komponenty ceramiczne ulegną przedwczesnej awarii w przypadku złej jakości montażu. Obróbka powierzchni podłoża stalowego, nałożenie kleju, wyrównanie płytek ceramicznych i kontrola szczelin między złączami mają ogromne znaczenie. Gładka powierzchnia wewnętrzna pomaga zapobiegać wtórnemu ścieraniu wywołanemu dodatkowymi turbulencjami.

Czy wykładzina ceramiczna całkowicie zatrzyma zużycie rurociągu PCI?

Wykładzina ceramiczna znacznie spowalnia degradację rur, jednak nie może całkowicie wyeliminować zużycia. Rzeczywista wydajność usług zależy od cech materiału węglowego, rzeczywistych parametrów transportu, układu rurociągów i jakości wykonania instalacji polowej. Podstawowa wartość okładzin ceramicznych polega na wydłużeniu okresów międzyobsługowych i obniżeniu częstotliwości wymiany podzespołów w obwodach PCI wielkopiecowych.

Ostatnie przemyślenia

Racjonalne projektowanie konstrukcji wyłożonych ceramiką rurociągów wtrysku węgla wielkopiecowego rozpoczyna się od określenia, gdzie i jak zachodzi zużycie. Proste odcinki rur opierają się na ciągłych tulejach ceramicznych z tlenku glinu; łokcie wymagają wzmocnionej ochrony przed uderzeniami; reduktory przejścia wymagają struktur okładzinowych utrzymujących stabilne przejście materiału.

Inżynierowie ds. zakupów mogą ocenić rozwiązania ceramiczne na bazie tlenku glinu wraz z alternatywnymi opcjami, w tym serią napawania z węglika chromu, serią kompozytów gumowo-ceramicznych i serią rur kompozytowych, zgodnie z parametrami miejsca. Połączenie odpowiedniego sprzętu wykładzinowego ze zoptymalizowanym układem rurociągów umożliwia zakładom PCI osiągnięcie dłuższej żywotności komponentów, mniejszej liczby przestojów w produkcji i stabilniejszej pracy wielkiego pieca.

Zamiast po prostu określać grubsze płytki ceramiczne, rozsądniej jest dostosować schematy okładzin w oparciu o rzeczywiste warunki pracy podczas transportu węgla. Jeśli pozyskujesz odporne na zużycie elementy rurowe do modernizacji PCI wielkiego pieca lub nowych projektów budowlanych, nie wahaj się wysłać e-maila do naszego zespołu w Shandong Qishuai Wear-Resistant Equipment Co., Ltd. Podaj wymiary rurociągu, parametry jakości węgla i warunki pracy, a my opracujemy ukierunkowane sugestie produktów dla Twojego projektu.

E-mail: qishuai@zbqishuai.cn