排烟方式分为自然排烟和强制排烟两种。当烟道阻力<500600Pa时,推荐自然排烟方式,该方式无动力消耗,运行成本低,但随烟囱高度的增加,建筑费用将激增。烟道阻力较大时,应采用强制排烟方式。又分为引风机排烟和引射风机排烟。前者采用的是高温风机,开炉时因烟气温度低风机负荷较大,炉子正常工作时又因为高温烟气的自身抽力使风机负荷下降,因此引风机应变频控制,此方案虽然有烟囱高度小的优点,但因排烟温度高,风机易损坏而会造成停炉事故;后者为普通风机,但排烟效率低,功率应相对较大,有能量转换损失也可用变频控制。
1.2.3 炉子基础与钢结构
(1) 炉子基础
修建炉子时必须打好炉子基础。炉子基础一方面要承受整个炉子的质量不致下沉或倒塌;另一方面还要防止炉底受潮或遭受地下水的侵袭,保证炉子正常工作。
根据炉子的大小和土质的好坏,炉子基础可采用不同材料和结构来砌筑。小炉子可用红砖或石块来砌筑;绝大多数大中型炉子都采用混凝土或钢筋混凝土修建,因为它既结实又抗压。
在设计和修筑炉子基础时应注意以下几点:
⒈混凝土任何部分的温度都不允许超过300ºC,否则混凝土就会变质而压坏。因此,当炉底直接建筑在混凝土上时,要在炉底与混凝土之间用绝热材料隔开;对于温度较高的炉子,要把炉底架空起来,靠空气冷却基础。
⒉炉子基础必须是整块的,不允许有断裂现象。炉子基础要与其他基础(如附助设备、厂房、烟囱等基础)分开,以避免由于基础受力不同而引起不均匀下沉,使基础开裂或设备倾斜。
⒊基础的底部应在地基的冻土线以下,以免因天气寒冷使基础遭到破坏。
⒋炉子基础应尽可能地建于地下水平面以上,以免由于地下水的侵入而损坏基础的强度。炉子个别部分(如烟道、换热器等)必须建在地下水平面以下时,一定要有防水沟或防水层等严密的防水措施。
(2) 炉子的钢结构
为使整个炉子成为一个牢固的整体,在长期高温的工作条件下不致严重变形,炉子必须设置由钢柱、横梁、拉杆、拱角梁等组成的钢架。
其作用是:
⒈加固炉子砌体,承受炉子拱顶的水平分力或者炉子吊顶的全部重量,并把它们的作用力传到炉子基础上。
⒉钢结构也是炉子的骨架,在其上可以安置炉门框、炉门、烧嘴和冷却水管等各种炉子部件,并承受这些部件的重量。
⒊可抵抗砌体的高温膨胀,使炉子受热后不发生变形。
钢结构的型式与炉型和砌砖结构有关,为使钢架形成整体,一般都采用焊接结构,但各部分砌体均需留有膨胀缝,以免受热后钢架变形。
钢结构的计算很复杂,而且在冷态下算出的结果也不准确,因为由于温度的升高砌砖的膨胀应力很难计算得出。所以钢结构的尺寸和规格常常是参照实际使用资料来确定。
1.2.4 换热器及其保护
目前常用的换热器有热管式、带翅片管式、麻花管式和喷流幅射式等类型。其中热管式换热器的换热效率较贵;喷流幅射式换热器烟气人口温度要求》800℃;其他两种价格适中,但体积相对较大。换热器除了具有良好的换热性能外,使用寿命也是其重要的质量指标。换热器长期在高温状态下工作,其焊缝会产生热脆性而烧裂,在烟气人口处的材质可选1Crl8Ni9Ti, 1Crl8Ni9和1Crl3等,应装设膨胀节,防止因热胀冷缩而使换热器体开裂。换热器的工作环境也是换热器寿命的重要保证。若使用不当,再好的换热器短时期内就可能损坏,因此在系统中必须有保护措施:一是换热器烟气人口温度控制,即烟气稀释法,在换热器人口前烟道上增加一个冷却用空气阀门(冷空气可来自引风机);二是空气预热温度控制,即热风放散法,当助燃空气温度过高时,增大空气流量以降低空气温度,且打开热风管道的放散阀,将多余的热空气排人大气[3]。
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