用于球墨鑄鐵管外部防腐涂敷的加熱爐節(jié)能改造

閆東然 王海玲

摘要:針對鑄管外觀軌道印嚴(yán)重,加熱爐煙氣量小,瀝青預(yù)熱爐溫度低、不均勻,瀝青漆噴涂后,鑄管外部滴流較多等缺陷,對加熱爐的管式預(yù)熱器進(jìn)行創(chuàng)新擴容、優(yōu)化送風(fēng)系統(tǒng),對烘干爐的進(jìn)風(fēng)口及保溫系統(tǒng)進(jìn)行改造,創(chuàng)新優(yōu)化后,管子外觀質(zhì)量有很大改善,設(shè)備壽命增加,改善了周圍環(huán)境,能耗降低,生產(chǎn)效率大幅度提高。

關(guān)鍵詞:鑄管加熱爐優(yōu)化設(shè)備降低能耗提高質(zhì)量

球墨鑄鐵管的內(nèi)外表面防腐蝕效果直接影響著鑄鐵管的使用范圍和壽命,永通公司瀝青噴涂系統(tǒng)近幾年不斷推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,采用瀝青烘干爐、加熱爐保溫,防止熱量散發(fā);增大助燃風(fēng)機風(fēng)量,使空、煤氣充分燃燒,提高風(fēng)溫等措施,使鑄管噴涂外觀質(zhì)量、產(chǎn)量指標(biāo)有明顯改善。隨著鑄管產(chǎn)量逐年增加,鑄管外噴軌道印缺陷增多,暴露出瀝青噴涂系統(tǒng)生產(chǎn)線存在許多工藝和設(shè)備上的不足,成為鑄管生產(chǎn)線卡脖子環(huán)節(jié),為了增強離心球墨鑄鐵管產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上的競爭能力,節(jié)約能源,提高產(chǎn)、質(zhì)量,減輕工人的勞動強度,降低生產(chǎn)成本,公司對鑄管外部噴涂質(zhì)量進(jìn)行攻關(guān),取得了良好效果。

1. 存在問題分析

1.1加熱爐存在問題

⑴瀝青加熱爐煙氣量3360mm3/h,燃燒能量不足,導(dǎo)致煙氣量不夠用;⑵加熱爐上部管式預(yù)熱器熱交換面積87m2,換熱面積小,2006年管式預(yù)熱器損壞后,熱交換面積更小;⑶復(fù)合式輻射預(yù)熱器出風(fēng)口熱風(fēng)溫度在250～300℃,但熱風(fēng)量少,熱風(fēng)和瀝青烘干爐進(jìn)風(fēng)口冷風(fēng)混合后,溫度不足35℃,烘干爐爐內(nèi)空氣溫度低;⑷筒狀換熱器與管式換熱器聯(lián)接處接頭經(jīng)常被燒紅,爐皮壽命縮短。

1.2加熱爐送熱風(fēng)、瀝青烘干爐引風(fēng)系統(tǒng)存在問題

⑴加熱爐送熱風(fēng)主管道直徑為300mm,送風(fēng)量小,且90度彎頭多,送風(fēng)助力大;⑵瀝青預(yù)熱爐引風(fēng)機接風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)位置不合理,造成引風(fēng)機起不到作用;⑶混風(fēng)調(diào)節(jié)閥設(shè)置在熱主管道上,冷風(fēng)管道上未置,導(dǎo)致只控制熱風(fēng)量的大小,瀝青預(yù)熱爐內(nèi)溫度變化較大,不能滿足生產(chǎn)工藝要求。

1.3瀝青烘干爐存在問題

⑴進(jìn)熱風(fēng)口從爐頂進(jìn)入爐內(nèi),進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)計不合理;⑵進(jìn)出口沒有門簾,熱量散發(fā)快;⑶爐內(nèi)下部隔墻高度低,不便與熱量的集聚,爐內(nèi)熱量集中在爐頂上部,爐內(nèi)上下溫差較大,實際測量爐膛出風(fēng)口溫度為70℃,爐膛上部溫度為60℃,爐膛下部溫度為30℃,不能滿足瀝青噴涂生產(chǎn)溫度均勻的要求,造成鑄管外噴瀝青后不能實干,鑄管在無驅(qū)動軌道上滾動,損壞瀝青噴涂表面,尤其是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂管,瀝青瀝青烘干爐爐膛內(nèi)溫度不均也影響環(huán)氧樹脂的固化時間,易造成滴流。

2. 設(shè)備工藝創(chuàng)新

2.1加熱爐擴容

根據(jù)管式預(yù)熱器S形結(jié)構(gòu),鋼管中裝入插入件加強熱量傳遞原理,通過計算,將管式交換器的面積由87m2增大到120m2,采用φ57×3滲鋁鋼管和耐熱鋼管(Cr25Ni20)兩種材質(zhì),空氣流速為10Nm/s,鋼管縱向、橫向間距為90mm,達(dá)到了空氣預(yù)熱300℃的目的。在筒狀換熱器與管式換熱器聯(lián)接大小頭處焊Y形錨固勾,用高鋁耐火料涂在大小頭處,耐火料厚70mm,消除了爐皮燒紅現(xiàn)象。

2.2優(yōu)化送風(fēng)系統(tǒng)

⑴、從引風(fēng)機進(jìn)口處進(jìn)風(fēng),在瀝青烘干爐末端爐頂開孔,讓進(jìn)熱風(fēng)口與爐膛相通,使?fàn)t膛內(nèi)形成熱風(fēng)循環(huán),改造爐內(nèi)溫度達(dá)到100℃左右;⑵、混風(fēng)調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在熱風(fēng)管和冷風(fēng)管道上,方便了控制熱風(fēng)量的大小。

2.3瀝青烘干爐熱風(fēng)合理利用

(1)在鑄管瀝青預(yù)熱爐進(jìn)、出口各增加一套材質(zhì)為石棉纖維布的布簾,以防止熱散發(fā),將爐內(nèi)下部隔墻加高、便于熱量的集聚。(2)將進(jìn)熱風(fēng)口改為從爐子下部兩側(cè)進(jìn)風(fēng),共設(shè)10個進(jìn)風(fēng)口,進(jìn)風(fēng)口直徑為300mm,利用熱風(fēng)對流原理對爐膛進(jìn)行加熱,提高爐溫均勻性。

3. 效果及效益

優(yōu)化創(chuàng)新后,設(shè)備壽命較長,易維護(hù),易檢修,干凈的空氣實現(xiàn)零污染,改善了周圍環(huán)境,創(chuàng)造出了良好的勞動條件。

3.1設(shè)備指標(biāo)達(dá)到預(yù)期效果

溫度實現(xiàn)自動化控制,均勻恒定,分別對煤氣爐膛內(nèi)、加熱爐爐內(nèi)、風(fēng)口、管身等四部分16個測溫點隨機進(jìn)行測溫,測量數(shù)據(jù)如表1。

從測溫數(shù)據(jù)表1可以表明,加熱系統(tǒng)改造完全滿足工藝要求。

3.2鑄管外觀質(zhì)量明顯提高

解決了鑄管外噴瀝青后不能實干,鑄管在無驅(qū)動軌道上滾動損壞瀝青噴涂表面,形成軌道印缺陷;及瀝青烘干爐爐膛內(nèi)溫度不均,影響環(huán)氧樹脂的固化時間,易形成內(nèi)噴環(huán)氧樹脂管的內(nèi)流等問題。由于外觀質(zhì)量改善,年降低二次修補管人工費、倒運鑄管費共計20.22萬元。

3.3降低能耗,提高生產(chǎn)效率

優(yōu)化前鑄管加熱時間為15分鐘,優(yōu)化后加熱時間只需7~8 分鐘,縮短了工藝加熱時間,提高了生產(chǎn)效率,瀝青加熱爐系統(tǒng)創(chuàng)新優(yōu)化后,取消了18.5KW功率的加熱爐助燃風(fēng)機電機、45KW功率的鼓風(fēng)電機、11KW功率的預(yù)熱爐循環(huán)引風(fēng)機電機,年共可節(jié)約電耗費用 45.95萬元,更便于科學(xué)管理。

參考文獻(xiàn):

[1] GB/T 17459-1998 球墨鑄鐵管瀝青涂層,1999.

[2] 成大先等.機械設(shè)計手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.