?

技術問答

粉體輸送耐磨管磨損淺析

時間:2015-06-27 21:51來源:未知 作者:admin 點擊:
  

摘要:高爐噴吹煤粉是降低成本的重要措施,煤粉輸送耐磨管的磨損,是制約噴煤的一個難題。本文結合實際,對耐磨管磨損的機理和降低磨損的有 效措'施作出了分析。
關鍵詞:高爐噴煤粉耐磨管磨損
1引言
某新建的高爐噴煤工程設計是向一座 400m3高爐輸送煤粉,采用較先進的中間罐、 噴吹罐串聯,連續噴吹新工藝,6t/h濃相輸 送,底出料單根總管送至爐前分配器,再分送 至各風口,總管徑為<560x5,支管徑為$22 x3.5,共14根。試生產期間,由于各種原 因,斷續試噴半月左右,支管陸續磨穿,先是 彎管后是直管段,均發現被磨損。試生產期 間,輸送粉量1.5 ~ 2t/h,壓縮空氣量700m3/h, 噴槍9 ~ 10支,彎管最小彎曲半徑在噴槍進 口處為500mm,其余均為1000mm。實際情況 最先磨穿的在噴槍進口處。
2耐磨管內流體的一般運動狀態
從磨損的概念得知,磨損問題包括兩個 相互關聯的現象,即粒子與被磨表面的相互 作用。因此磨損一定與氣固兩相流態及顆粒 的運動狀態有關。氣體輸送煤粉顆粒通過管 道時,運動方式大致可分為下面幾種:
2.1 旋轉運動
顆粒的旋轉運動是因為氣體的速度梯度 使作用在顆粒上的力不均勻;煤粉顆粒形狀 不對稱,各點所受阻力不同,產生旋轉力矩; 顆粒與管壁之間的摩擦、碰撞以及顆粒間的 相互碰擦等。煤粉顆粒的旋轉速度很大,據 有關資料,大約在103 ~ 104r/s這個量級,甚 至更高,其旋轉速度隨著顆粒直徑的減少而 增大,并與氣體輸送速度成正比。
2.2振動
具有較大脈沖速度的氣體,曳引煤粉顆
粒,引起顆粒的振動,大顆粒對脈沖氣體有惰性,直徑大于60 ~7μm的煤粉顆粒,基本上不隨氣流振蕩,小顆粒則隨氣流同頻振蕩,但 振幅一般小于氣流振幅。
2.3 跳動
跳動是由于煤粒與管壁碰撞或煤粉堆積時,受氣體吹動,而引起壁面反彈或煤粉的隨機聚散。
2.4平動
顆粒的平動是其主體運動,是由向前的氣流曳引的結果。
顆粒的不同運動狀態會同時出現幾種,形成更加復雜的運動,造成更加復雜的磨損,使研究磨損更困難。
3彎管處煤粉顆粒的運動狀態
煤粉顆粒在彎管處的運動狀態,比直管段要復雜。在直管段,顆粒所受外力是氣流的推動力和重力,以及顆粒與管壁間的撞擊 和顆粒間的碰撞。處在彎管處的顆粒,除受 前面的幾種力外,還受到離心力的作用,而離 心力隨顆粒的運動改變方向,使顆粒與管壁 間的接觸力產生變化;重力的方向雖然不變, 但它影響著顆粒的運動速度,當它的方向與 顆粒運動方向一致時,會使顆粒運動速度加 大。反之,會減小。顆粒的運動速度又影響 到離心力,離心力與耐磨管磨損又有一定的關 系,所以彎管的磨損比直管更加復雜,顆粒會 因離心力的作用,旋轉速度更加快,反彈力更 大,反彈頻率增加,能量消耗增加。
4耐磨管的磨損的原因分析
依據氣體和煤粉在耐磨管內流動特點,以及顆粒的運動方式,耐磨管磨損主要來自以下方面的原因:
4.1磨粒磨損


圖(1)是輸送管磨損后的內表面
煤粉可稱磨粒,這是由于顆粒在管壁上 滾動或滑動產生的,顆粒會在壁面上施加一個隨機的交變摩擦力,而使顆粒作用點的材料,前部受壓力,后部受拉力,雖然這種力很 小,但長期大量的顆粒作用,終會使材料發生 表面疲勞,而產生裂紋,直至剝落。
4.2切削磨損
顆粒的旋轉,加上煤粒的不規則形狀,當顆粒與管壁接觸時,顆粒尖角變像“車刀”一 樣,切削壁面,速度足夠快時,會在壁面上切削出一條溝痕,或直接切掉一部分金屬,也有一些速度不大的顆粒,可能會嵌人管壁,但緊跟其后的大量顆粒將會繼續作用,將嵌人的 顆粒沖刷走,暴露出創口,被繼續沖刷,從而引起嚴重磨損。磨損速度與煤粒的運動速度、旋轉速度,與管壁的接觸壓力、接觸頻率 有關,即:顆粒與管壁接觸點的相對速度越 大,接觸壓力越大,接觸頻率越高,磨損速度 越快。
4.3 顆粒的沖擊
壓縮空氣和煤粉混合物以高速沖刷管 壁,有些顆粒嵌人壁面材料,使材料發生塑性 變形,另一些顆粒則反彈出來,壁面承受連續 不斷的沖擊力,產生疲勞,長期下去,管壁材 料會因疲勞而剝落。研究證明,正沖擊下材 料表面所受應力不是最大,而離表面很淺一 層材料應力最大,此應力是材料剝落的主要 原因。斜沖擊下,包含正沖擊和切削作用的 合成,一些顆粒在材料表面沖出凹痕,局部拱 起,接著而來的顆粒又將拱起部分輾平,如此 反復作用致使材料疲勞,裂紋形成,產生破 壞。
5降低磨損的措施
據研究,對于塑性材料,沖擊角度與磨損 率有關,見圖1。從圖中看出,沖擊臨界角 20°,小于20°,磨損率隨角度增大而急劇加大;大于20°,隨角度的增大而逐漸減小,接近 90°時,磨損率最低。

圖(2)沖擊角度與磨損率關系
材料硬度對磨損率也有影響,材料硬度越高,磨損越慢;反之,材料硬度越低,磨損越快。加工硬化現象,提高了材料硬度,減緩了 材料的磨損速度,延長了材料壽命。
從上述分析得知,耐磨管磨損與材料硬度, 顆粒沖擊角度,顆粒與壁面接觸時的相對速 度,接觸壓力有關。沖擊角度,相對速度,接' 觸壓力都與輸送速度有關,接觸壓力與耐磨管 的曲率半徑成反比,磨損速度與顆粒輸送速 度的三次方成正比例,與彎管的曲率半徑成 反比例,與材料硬度成反比。因此降低速度是減少磨損的最有效的方法,再輔以其他的措施,可以達到有效減輕磨損的目的。
(1) 減少壓縮空氣用量,以濃相輸送代替 稀相輸送。
(2) 增大分配器后支管直徑,降低實際速度。
(3) 加大彎管的曲率半徑,減少接觸壓力;采用冷彎彎管,使耐磨管產生冷作硬化,提高彎管的初始硬度。
(4) 將有些彎管改成鋼板做的斜板過渡接頭,鋼板與氣流進人方向45。以上角度,以 避開20°的沖擊臨界角,同時,鋼板厚度可加大,以延長使用壽命。
(5) 如果可能,選用硬度高、耐磨的管材。 采用以上措施后,有效地降低了耐磨管磨損速度,延長了耐磨管的使用壽命。
(6) 輸送耐磨管磨損后可以采用耐磨管修補專用顆粒膠進行磨損修復。


?
# 關于廠家
我們的業務
我們的客戶
榮譽資質
加入我們
# 產品導航
陶瓷耐磨管
合金耐磨管
復合耐磨管
雙金屬耐磨管
# 服務與支持
提供定制化服務
提供代加工服務
售前技術服務
售后技術支持
# 選擇耐默
企業動態
新品發布
合作單位
科技前沿
# 更多
網站地圖
法律聲明
免責聲明
隱私政策
產品銷售
Product Sales

定制化產品服務
Customization Service

測試系統工程
Systems engineering

售后技術服務
Sale technical services

企業傳真
Fax

企業郵箱 E-mail
產品銷售

技術服務

國際貿易