在考慮工業(yè)窯爐和熱力工程設(shè)備壁襯材質(zhì)時,選用的材料除滿足最重要的溫度條件,還必須考慮陶瓷纖維壁襯的使用條件、爐氣條件及經(jīng)濟效益等方面的要求,以獲得最佳的應(yīng)用和節(jié)能效果。
1、陶瓷纖維制品使用條件的影響
根據(jù)工業(yè)窯爐和加熱設(shè)備的加熱熱源方式(電熱、燃油、燃氣、燃煤)、爐內(nèi)氣體成分、爐內(nèi)氣體流速、工業(yè)窯爐運行制度等條件,正確選用陶瓷纖維材質(zhì)、品種及其長期使用溫度。
關(guān)于陶瓷纖維制品的最高使用溫度、長期(持續(xù))使用溫度等概念在前面已有比較詳細的敘述。其中陶瓷纖維制品長期使用溫度,是指陶瓷纖維制品在電熱工業(yè)窯爐、爐內(nèi)呈氧化性氣氛條件下的工作溫度。當窯爐加熱熱源方式及爐內(nèi)氣氛改變后,相同材質(zhì)的使用溫度均會低于前者。其次,工業(yè)窯爐的運行制度,間隙操作爐與連續(xù)爐,相同材質(zhì)的使用溫度亦是不相同的?,F(xiàn)將不同使用條件對陶瓷纖維制品使用溫度的影響分述于下。
(1)工業(yè)窯爐加熱熱源方式和運行制度
(2)工業(yè)窯爐爐內(nèi)氣流速度
(3)工業(yè)窯爐爐內(nèi)氣氛
2、陶瓷纖維制品體積密度的選擇及搭配
陶瓷纖維制品的體積密度與其導熱系數(shù)密切關(guān)聯(lián),也是選材時易產(chǎn)生爭議的問題。這是因為它既關(guān)系到應(yīng)用效果,又涉及筑爐造價的經(jīng)濟問題。陶瓷纖維制品的導熱系數(shù)隨體積密度增加而降低和窯爐爐壁絕熱性能的提高,并改善爐壁抗風蝕能力。在陶瓷纖維制品體積密度增加到一定范圍(>200kg/m3)時,纖維彼此之間接觸點增加,其導熱系數(shù)隨制品體積密度增加而降低的幅度逐漸減小,以致當制品體積密度增加到一定范圍(240~320kg/m3)后,其導熱系數(shù)不再降低,并有增大的趨勢。因此,應(yīng)結(jié)合工業(yè)窯爐結(jié)構(gòu)和工作條件,從技術(shù)和經(jīng)濟統(tǒng)一的觀點出發(fā),選擇合適體積密度的陶瓷纖維制品。一般用作工業(yè)窯爐爐壁熱面的陶瓷纖維材料的體積密度波去邊于128~160kg/m3.保持一定壓縮比的陶瓷纖維模塊的體積密度為200kg/m3左右。
除此之外,在陶瓷纖維爐壁厚度方向,除熱面采用體積密度大的陶瓷纖維材料外,熱面以后各層次纖維材料的體積密度應(yīng)逐次減小。這種爐壁熱面后各層次纖維材料體積密度逐次減小搭配的纖維爐襯結(jié)構(gòu),不僅可獲得爐壁厚度方向具有相近的熱阻,還可減小纖維材料用量,降低筑爐費用。
陶瓷纖維材料一般僅適用于無物態(tài)變化的工業(yè)窯爐。陶瓷纖維壁襯應(yīng)避免金屬熔融液、灰渣及腐蝕物質(zhì)浸蝕、機械碰撞等工作條件。陶瓷纖維在一定的條件下允許使用溫度,如何正確標定陶瓷纖維的使用溫度,也是窯爐爐壁選材中應(yīng)掌握的重點。
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