用于球墨铸铁管外部防腐涂敷的加热炉节能改造

闫东然 王海玲

摘要:针对铸管外观轨道印严重,加热炉烟气量小,沥青预热炉温度低、不均匀,沥青漆喷涂后,铸管外部滴流较多等缺陷,对加热炉的管式预热器进行创新扩容、优化送风系统,对烘干炉的进风口及保温系统进行改造,创新优化后,管子外观质量有很大改善,设备寿命增加,改善了周围环境,能耗降低,生产效率大幅度提高。

关键词:铸管加热炉优化设备降低能耗提高质量

球墨铸铁管的内外表面防腐蚀效果直接影响着铸铁管的使用范围和寿命,永通公司沥青喷涂系统近几年不断推进技术进步,采用沥青烘干炉、加热炉保温,防止热量散发;增大助燃风机风量,使空、煤气充分燃烧,提高风温等措施,使铸管喷涂外观质量、产量指标有明显改善。随着铸管产量逐年增加,铸管外喷轨道印缺陷增多,暴露出沥青喷涂系统生产线存在许多工艺和设备上的不足,成为铸管生产线卡脖子环节,为了增强离心球墨铸铁管产品在国内外市场上的竞争能力,节约能源,提高产、质量,减轻工人的劳动强度,降低生产成本,公司对铸管外部喷涂质量进行攻关,取得了良好效果。

1. 存在问题分析

1.1加热炉存在问题

⑴沥青加热炉烟气量3360mm3/h,燃烧能量不足,导致烟气量不够用;⑵加热炉上部管式预热器热交换面积87m2,换热面积小,2006年管式预热器损坏后,热交换面积更小;⑶复合式辐射预热器出风口热风温度在250～300℃,但热风量少,热风和沥青烘干炉进风口冷风混合后,温度不足35℃,烘干炉炉内空气温度低;⑷筒状换热器与管式换热器联接处接头经常被烧红,炉皮寿命缩短。

1.2加热炉送热风、沥青烘干炉引风系统存在问题

⑴加热炉送热风主管道直径为300mm,送风量小,且90度弯头多,送风助力大;⑵沥青预热炉引风机接风口、进风位置不合理,造成引风机起不到作用;⑶混风调节阀设置在热主管道上,冷风管道上未置,导致只控制热风量的大小,沥青预热炉内温度变化较大,不能满足生产工艺要求。

1.3沥青烘干炉存在问题

⑴进热风口从炉顶进入炉内,进风口位置设计不合理;⑵进出口没有门帘,热量散发快;⑶炉内下部隔墙高度低,不便与热量的集聚,炉内热量集中在炉顶上部,炉内上下温差较大,实际测量炉膛出风口温度为70℃,炉膛上部温度为60℃,炉膛下部温度为30℃,不能满足沥青喷涂生产温度均匀的要求,造成铸管外喷沥青后不能实干,铸管在无驱动轨道上滚动,损坏沥青喷涂表面,尤其是生产环氧树脂管,沥青沥青烘干炉炉膛内温度不均也影响环氧树脂的固化时间,易造成滴流。

2. 设备工艺创新

2.1加热炉扩容

根据管式预热器S形结构,钢管中装入插入件加强热量传递原理,通过计算,将管式交换器的面积由87m2增大到120m2,采用φ57×3渗铝钢管和耐热钢管(Cr25Ni20)两种材质,空气流速为10Nm/s,钢管纵向、横向间距为90mm,达到了空气预热300℃的目的。在筒状换热器与管式换热器联接大小头处焊Y形锚固勾,用高铝耐火料涂在大小头处,耐火料厚70mm,消除了炉皮烧红现象。

2.2优化送风系统

⑴、从引风机进口处进风,在沥青烘干炉末端炉顶开孔,让进热风口与炉膛相通,使炉膛内形成热风循环,改造炉内温度达到100℃左右;⑵、混风调节阀分别设置在热风管和冷风管道上,方便了控制热风量的大小。

2.3沥青烘干炉热风合理利用

(1)在铸管沥青预热炉进、出口各增加一套材质为石棉纤维布的布帘,以防止热散发,将炉内下部隔墙加高、便于热量的集聚。(2)将进热风口改为从炉子下部两侧进风,共设10个进风口,进风口直径为300mm,利用热风对流原理对炉膛进行加热,提高炉温均匀性。

3. 效果及效益

优化创新后,设备寿命较长,易维护,易检修,干净的空气实现零污染,改善了周围环境,创造出了良好的劳动条件。

3.1设备指标达到预期效果

温度实现自动化控制,均匀恒定,分别对煤气炉膛内、加热炉炉内、风口、管身等四部分16个测温点随机进行测温,测量数据如表1。

从测温数据表1可以表明,加热系统改造完全满足工艺要求。

3.2铸管外观质量明显提高

解决了铸管外喷沥青后不能实干,铸管在无驱动轨道上滚动损坏沥青喷涂表面,形成轨道印缺陷;及沥青烘干炉炉膛内温度不均,影响环氧树脂的固化时间,易形成内喷环氧树脂管的内流等问题。由于外观质量改善,年降低二次修补管人工费、倒运铸管费共计20.22万元。

3.3降低能耗,提高生产效率

优化前铸管加热时间为15分钟,优化后加热时间只需7~8 分钟,缩短了工艺加热时间,提高了生产效率,沥青加热炉系统创新优化后,取消了18.5KW功率的加热炉助燃风机电机、45KW功率的鼓风电机、11KW功率的预热炉循环引风机电机,年共可节约电耗费用 45.95万元,更便于科学管理。

参考文献:

[1] GB/T 17459-1998 球墨铸铁管沥青涂层,1999.

[2] 成大先等.机械设计手册. 化学工业出版社, 2008.