ΠΩΣ ΝΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΕΤΕ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΑ ΠΥΡΙΜΑΧΑ ΥΛΙΚΑ ΜΕ ΧΑΜΗΛΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΓΙΑ ΝΑ ΜΕΙΩΣΕΤΕ ΤΗΝ ΑΠΩΛΕΙΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ;

Η επένδυση του θερμικού εξοπλισμού είναι κατασκευασμένη από πυρίμαχα υλικά, τα οποία παίζουν καθοριστικό ρόλο στην απώλεια θερμότητας και τα πυρίμαχα υλικά παίζουν βασικό ρόλο σε αυτήν. Σε υψηλές θερμοκρασίες, τα πυρίμαχα υλικά πρέπει όχι μόνο να διατηρούν τη σταθερότητα, αλλά και να διατηρούν τη θερμότητα όσο το δυνατόν λιγότερο. Επομένως, τα πυρίμαχα υλικά πρέπει να έχουν θερμομονωτικές ιδιότητες. Εντάξει, λιγότερη αποθήκευση θερμότητας.
1. Απώλεια θερμότητας θερμικού εξοπλισμού
Ο θερμικός εξοπλισμός είναι γενικά μεγάλος καταναλωτής ενέργειας. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερη κατανάλωση ενέργειας. Η θερμική απόδοση είναι πολύ χαμηλή στις περισσότερες περιπτώσεις και το ποσοστό χρήσης θερμικής ενέργειας είναι μικρότερο από 30 τοις εκατό. Η απώλεια θερμότητας του θερμικού εξοπλισμού έχει γενικά τα ακόλουθα στοιχεία:
(1) Η θερμότητα που διαχέεται από κάθε τμήμα της επιφάνειας του σώματος θερμικού εξοπλισμού μπορεί να φτάσει το 10 τοις εκατό έως το 40 τοις εκατό της μοναδιαίας κατανάλωσης ενέργειας του προϊόντος.
(2) Η απώλεια αποθήκευσης θερμότητας του σώματος θερμικού εξοπλισμού είναι λιγότερο σημαντική για τον θερμικό εξοπλισμό που λειτουργεί συνεχώς και η απώλεια αποθήκευσης θερμότητας του θερμικού εξοπλισμού που λειτουργεί κατά διαστήματα φτάνει το 5 τοις εκατό έως 25 τοις εκατό.
(3) Η απώλεια θερμότητας της ψύξης του νερού, όπως ο σωλήνας ψύξης νερού της ράγας swill του φούρνου θέρμανσης συνεχούς έλασης από χάλυβα, δεν είναι τυλιγμένη με πυρίμαχα υλικά και η απώλεια θερμότητας είναι μεγαλύτερη από 25 τοις εκατό.
(4) Η απώλεια θερμότητας λόγω κακής σφράγισης αρμών, οπών και θυρών κλιβάνου, για παράδειγμα, η απώλεια θερμότητας των θυρών κλιβάνων ηλεκτρικού τόξου είναι μεγαλύτερη από 35 τοις εκατό.
(5) Απώλεια θερμότητας από την εξάτμιση καπνού.
Οι παραπάνω απώλειες θερμότητας σχετίζονται όλες με πυρίμαχα υλικά, ειδικά το (1)~(4) έχουν μεγάλη σχέση με την απόδοση θερμομόνωσης των πυρίμαχων υλικών. Ο βασικός τρόπος μείωσης της απώλειας θερμότητας στην επιφάνεια του σώματος του κλιβάνου είναι η επιλογή των κατάλληλων θερμομονωτικών υλικών για τη μείωση της επιφανειακής θερμοκρασίας του σώματος του κλιβάνου. Όταν η θερμοκρασία του κλιβάνου είναι σταθερή, η θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας εξαρτάται κυρίως από το πάχος του τοιχώματος του κλιβάνου και τη θερμική αγωγιμότητα του υλικού του τοιχώματος του κλιβάνου. Η αύξηση του πάχους του τοιχώματος του κλιβάνου θα οδηγήσει σε αύξηση της αποθήκευσης θερμότητας του σώματος του κλιβάνου, η οποία μπορεί να αυξήσει την απώλεια αποθήκευσης θερμότητας. Ως εκ τούτου, η ορθολογική χρήση των θερμομονωτικών υλικών έχει γίνει η καλύτερη επιλογή.
Τα τελευταία χρόνια τα θερμομονωτικά υλικά της χώρας μου έχουν αναπτυχθεί ραγδαία. Δεν υπάρχουν μόνο διαμορφωμένα προϊόντα από διάφορα υλικά, διαφορετικές πυκνότητες όγκου και διαφορετική θερμική αγωγιμότητα, αλλά και αντίστοιχα άμορφα πυρίμαχα υλικά, πυρίμαχες ίνες και προϊόντα από διάφορα υλικά, σανίδες ασβεστίου πυριτίου, νανομονωτικές πλάκες κ.λπ. Αυτά τα θερμομονωτικά προϊόντα έχουν διαφορετικές προδιαγραφές εμφάνισης, φυσικοί και χημικοί δείκτες, διαφορετικά αποτελέσματα θερμομόνωσης και διαφορετικές τιμές αγοράς. Επομένως, ο σχεδιασμός της επένδυσης θα πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με τις συνθήκες χρήσης του θερμικού εξοπλισμού. Συλλέξτε πρωτότυπα δεδομένα, συμπεριλαμβανομένων των παραμέτρων θερμοκρασίας (θερμοκρασία θερμής επιφάνειας θερμικού εξοπλισμού, θερμοκρασία ψυχρής επιφάνειας), φυσικές σταθερές (θερμική αγωγιμότητα θερμομονωτικών υλικών, πυκνότητα όγκου, μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας), οικονομικές παραμέτρους (τιμές πυρίμαχων υλικών, τιμές καυσίμων) , θερμιδική τιμή, συντελεστής χρήσης κ.λπ.), στη συνέχεια υπολογίστε το αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας, αναλύστε και συγκρίνετε, επιλέξτε κατάλληλα θερμομονωτικά υλικά και διαμορφώστε ένα λογικό σχέδιο.
2. Παραδείγματα μείωσης της απώλειας απαγωγής θερμότητας του θερμικού εξοπλισμού
(1) Θερμομόνωση κουτάλας
Επί του παρόντος, η μέση κατανάλωση ενέργειας της χαλυβουργίας της χώρας μου είναι 50 τοις εκατό υψηλότερη από εκείνη της Ιαπωνίας και 30 τοις εκατό υψηλότερη για τις μεγάλες επιχειρήσεις. Η κουτάλα είναι ένας σημαντικός θερμικός εξοπλισμός στη βιομηχανία χάλυβα. Για να διατηρείται ζεστή η κουτάλα, μέσω του υπολογισμού της απαγωγής θερμότητας της κουτάλας και της έρευνας στα θερμομονωτικά υλικά, διαπιστώνεται ότι η εσωτερική επένδυση της κουτάλας πρέπει να είναι κατασκευασμένη με υλικά τεσσάρων στρώσεων, δηλαδή Η εσωτερική επιφάνεια του χαλύβδινου κελύφους θα πρέπει να είναι επικαλυμμένη με βαφή εξοικονόμησης ενέργειας και η εσωτερική επιφάνεια πρέπει να είναι 10mm νανομονωτική σανίδα και, στη συνέχεια, η Inward είναι 75mm υψηλής αντοχής νανο-μικρομονωτική χυτεύσιμη και στη συνέχεια προς τα μέσα είναι το στρώμα εργασίας. Το στρώμα εργασίας της γραμμής σκωρίας υιοθετεί τούβλο μαγνησίας-άνθρακα με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και το στρώμα εργασίας της λιωμένης πισίνας υιοθετεί άκαυτο τούβλο ποιότητας κορούνδιου-σπινελίου. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται στην κουτάλα ραφιναρίσματος 120 τόνων, έτσι ώστε η θερμοκρασία του κελύφους της κουτάλας στη γραμμή σκωρίας να είναι περίπου 225 μοίρες, η θερμοκρασία του κελύφους της κουτάλας στη λιωμένη πισίνα είναι περίπου 200 μοίρες και το κέλυφος επένδυσης είναι περίπου 170 μοίρες . Αυτή η δομή εξοικονόμησης ενέργειας έχει επιτύχει καλά αποτελέσματα: ① Οι χυτές συσκευές νανομικρών υψηλής αντοχής και το στρώμα εργασίας χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας μπορούν να προστατεύσουν αποτελεσματικά τη νανοσανίδα, να τη διατηρήσουν σε ασφαλή θερμοκρασία εργασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα και να βελτιώσουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του το θερμομονωτικό στρώμα και το μόνιμο στρώμα. ②Μπορεί πλήρως να μειώσει τη θερμοκρασία της επένδυσης κατά περισσότερο από 100 μοίρες, να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής της επένδυσης, να μειώσει το αέριο που χρησιμοποιείται για το ψήσιμο του κουλούρι, να επιβραδύνει σημαντικά τη θερμοκρασία του τηγμένου χάλυβα, να μειώσει τη θερμοκρασία του κτυπήματος, να βελτιώσει το μέταλλο την απόδοση, τη βελτίωση της παραγωγικότητας της εργασίας και την επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας, την προστασία του περιβάλλοντος και τον σκοπό της μείωσης του κόστους.
(2) Σύνθετο τούβλο χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας για ζώνη διέλευσης κυμάτων περιστροφικού κλιβάνου τσιμέντου
Ο περιστροφικός κλίβανος τσιμέντου είναι ένας θερμικός εξοπλισμός υψηλής κατανάλωσης ενέργειας, ειδικά στις εμπρός και πίσω ζώνες μετάβασης. Η πυρίμαχη επένδυση δεν προστατεύεται από το δέρμα του κλιβάνου και έρχεται σε άμεση επαφή με το τσιμεντένιο υλικό. Η θερμοκρασία του σώματος του κλιβάνου είναι υψηλή, γεγονός που αυξάνει την απώλεια θερμότητας και την κατανάλωση καυσίμου και μειώνει το σώμα του κλιβάνου. και τη διάρκεια ζωής του κυλίνδρου στήριξης, ενώ καθιστά το πυρίμαχο υλικό εύκολο να καταστραφεί. Προκειμένου να μειωθούν οι κίνδυνοι απαγωγής θερμότητας και ασφάλειας, υιοθετείται μια δομή τριών στρωμάτων του στρώματος εργασίας, του στρώματος θερμομόνωσης και του στρώματος θερμομόνωσης. Εάν χρησιμοποιούνται τρία είδη πυρίμαχων τούβλων με διαφορετική θερμική αγωγιμότητα για την τοιχοποιία, το ατύχημα πτώσης τούβλων από την εσωτερική επένδυση είναι συχνά επιρρεπές να συμβεί όταν ο περιστροφικός κλίβανος λειτουργεί. Επομένως, μελετάται το πολυστρωματικό σύνθετο τούβλο χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, δηλαδή το τούβλο υιοθετεί μια δομή τριών στρωμάτων: στρώμα εργασίας (πάχος τούβλου πυριτίου mullite 0.140m), θερμομόνωση στρώμα (ελαφρύ πάχος τούβλου mullite 0.035m), η διεπαφή συγκόλλησης αυτών των δύο στρωμάτων υιοθετεί τη μέθοδο συνδυασμού ημιτονοειδούς επιφάνειας και το τρίτο στρώμα είναι το θερμομονωτικό στρώμα (κεραμική ινοσανίδα που περιέχει ZrO2, πάχος 0,025m) . Η συγκέντρωση τάσεων του σύνθετου τούβλου πολλαπλών στρώσεων είναι μικρότερη και η συνολική θερμική αγωγιμότητα του σύνθετου τούβλου πολλαπλών στρώσεων μειώνεται από 2,74 σε 1,50 W/(m·K) του αρχικού τούβλου πυριτίου μολυβδαινίου, γεγονός που μειώνει τη θερμοκρασία του το κέλυφος του κλιβάνου κατά 50~70 βαθμούς.
(3) Ο μετατροπέας κατασκευής χάλυβα 260 τόνων της Anshan Iron and Steel υιοθετεί νανομονωτική πλακέτα πάχους 20 mm αντί για μονωτική πλακέτα πολυκρυσταλλικών ινών πάχους 40 mm για βελτιστοποίηση της δομής επένδυσης του κλιβάνου,
Ο λόγος χωρητικότητας του κλιβάνου αυξάνεται και η παραγωγή χάλυβα αυξάνεται για να μειωθεί η θερμοκρασία του κελύφους του κλιβάνου κατά περισσότερο από 11 βαθμούς. Δεν υπάρχει φαινόμενο κονιοποίησης κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας λειτουργίας του μετατροπέα και δεν υπάρχει πτώση των τούβλων επένδυσης. Ταυτόχρονα, μειώνει επίσης τον χρόνο τήξης και μειώνει την κατανάλωση λιωμένου σιδήρου. .
(4) Υλικό εμβολισμού καρβιδίου του πυριτίου υψηλής θερμικής αγωγιμότητας για υδρόψυκτο αεριοποιητή κονιοποιημένου άνθρακα
Το τοίχωμα νερού του αεριοποιητή κονιοποιημένου άνθρακα είναι επενδεδυμένο με υλικό εμβολισμού καρβιδίου του πυριτίου με υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Σε υψηλή θερμοκρασία, η σκωρία κρέμεται στην επένδυση του υλικού εμβολισμού καρβιδίου του πυριτίου. Λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας του καρβιδίου του πυριτίου, η σκωρία αγγίζει την εσωτερική επένδυση Η επένδυση συμπυκνώνεται γρήγορα και καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται (βλ. Πίνακα 1). Μέσα και έξω από τον φούρνο υπάρχουν θερμή σκωρία, συμπαγής σκωρία, πυρίμαχο καρβίδιο του πυριτίου, τοίχωμα νερού, προστατευτικό στρώμα αδρανούς αερίου, άμορφο πυρίμαχο υλικό υψηλής αλουμίνας και εξωτερικό προστατευτικό στρώμα. Αυτό μειώνει την απώλεια θερμότητας στον κλίβανο.
3. Θέματα που χρήζουν προσοχής κατά την επιλογή θερμομονωτικών υλικών
Στη βιομηχανία υψηλών θερμοκρασιών, υπάρχουν πολλά παραδείγματα χρήσης θερμομονωτικών υλικών για εξοικονόμηση ενέργειας και προστασία του περιβάλλοντος. Το θερμομονωτικό υλικό έχει υψηλό πορώδες (πάνω από 40 τοις εκατό ~85 τοις εκατό), χαμηλή πυκνότητα όγκου (λιγότερο από 1,5 g/cm3) και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα (λιγότερο από 1,0 W/(m·K)). Ωστόσο, όταν επιλέγετε αυτά τα θερμομονωτικά υλικά, δώστε προσοχή στα ακόλουθα ζητήματα:
(1) Θερμική αγωγιμότητα θερμομονωτικού υλικού (λ)
Η θερμική αγωγιμότητα ονομάζεται επίσης θερμική αγωγιμότητα και το αντίστροφο 1/λ της είναι η θερμική αντίσταση. Όσο μικρότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα θερμομόνωσης. Είναι γνωστό ότι ο αέρας έχει τη χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα.
Η θερμική αγωγιμότητα των στερεών υλικών είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των αερίων, επομένως οι πόροι των στερεών υλικών μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη θερμική αγωγιμότητα των υλικών, επομένως το μονωτικό υλικό πρέπει να έχει υψηλό πορώδες. Όσο μεγαλύτερο είναι το πορώδες, τόσο μικρότερη είναι η τιμή λ.
Επιπλέον, το μέγεθος των πόρων έχει επίσης κάποια επίδραση στην τιμή λ. Σε χαμηλή θερμοκρασία, η θερμική αγωγιμότητα του θερμομονωτικού υλικού μειώνεται με την αύξηση του μεγέθους των πόρων και η θερμική αγωγιμότητα πάνω από 800 βαθμούς, ιδιαίτερα πάνω από 1000 μοίρες, αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση του μεγέθους των πόρων. Επομένως, η υψηλή θερμοκρασία παίρνει το θερμομονωτικό υλικό με μικρό μέγεθος πόρων και η χαμηλή θερμοκρασία παίρνει το θερμομονωτικό υλικό με μεγάλο μέγεθος πόρων. Όταν το πορώδες είναι το ίδιο, η θερμική αγωγιμότητα της μικροδομής στη συνεχή φάση αέριας φάσης είναι μικρότερη από εκείνη της συνεχούς φάσης στερεάς φάσης και οι πόροι στο υλικό ινών είναι συνεχείς όπως η στερεά φάση, επομένως η θερμική αγωγιμότητα των πυρίμαχων ινών και προϊόντων είναι μικρό. Στη στερεά φάση των θερμομονωτικών υλικών, η θερμική ειδική αντίσταση του υλικού ποικίλλει πολύ λόγω της διαφοράς στη χημική σύνθεση των ορυκτών. Γενικά, όσο πιο πολύπλοκη είναι η κρυσταλλική δομή, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα και η θερμική αγωγιμότητα του γυαλιού στη στερεά φάση είναι χαμηλότερη από αυτή της κρυσταλλικής φάσης. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η θερμική αγωγιμότητα της γυάλινης φάσης αυξάνεται. η θερμοκρασία της κρυσταλλικής φάσης αυξάνεται, ενώ η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται. Το Ηνωμένο Βασίλειο έχει αναπτύξει ένα εξαιρετικά λεπτό σύνθετο θερμομονωτικό υλικό SiO2 με χύδην πυκνότητα περίπου 0,24 g/cm3 και η θερμική του αγωγιμότητα είναι χαμηλότερη από αυτή όλων των θερμομονωτικών υλικών, ακόμη χαμηλότερη από αυτή του ακίνητου αέρα.
(2) Αντοχή στη θερμότητα του θερμομονωτικού υλικού
Ορισμένα θερμομονωτικά υλικά χρησιμοποιούνται σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, οι νανομονωτικές σανίδες χρησιμοποιούνται σε χαλύβδινη κουτάλα 100 τόνων της Angang Steel. Η υπέρβαση της θερμοκρασίας χρήσης θα παραμορφωθεί υπό πίεση, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση της επένδυσης, η οποία όχι μόνο επιδεινώνει την απόδοση της θερμομόνωσης, αλλά επιφέρει και κινδύνους για την ασφάλεια. Ως εκ τούτου, έχει προταθεί ότι το θερμομονωτικό υλικό εξαρτάται κυρίως από την παραμόρφωση συρρίκνωσης σε μια ορισμένη θερμοκρασία και όχι από τον πυρίμαχο βαθμό. Διεθνώς, η θερμοκρασία στην οποία η συρρίκνωση επανακαύσης δεν είναι μεγαλύτερη από 2 τοις εκατό χρησιμοποιείται γενικά ως εύρος θερμοκρασίας για τη χρήση θερμομονωτικών υλικών και είναι επίσης μία από τις διαφορές μεταξύ θερμομονωτικών υλικών και καθαρών πυρίμαχων υλικών.
(3) Αντοχή θερμομονωτικού υλικού
Λόγω του υψηλού πορώδους και της χαμηλής σχετικής αντοχής, όπως η προαναφερθείσα νανομονωτική σανίδα, το αποτέλεσμα θερμομόνωσης είναι καλό, το πορώδες είναι υψηλό και η αντοχή είναι χαμηλή. Για να εξασφαλιστούν οι ανάγκες μεταφοράς και κατασκευής, το μονωτικό υλικό πρέπει να έχει μια ορισμένη αντοχή. Ειδικά για ορισμένα θερμομονωτικά προϊόντα που βρίσκονται σε άμεση επαφή με τη φλόγα, είναι πολύ σημαντικό να βελτιωθεί η αντοχή. Καθώς η χύδην πυκνότητα αυξάνεται, η αντοχή αυξάνεται. Όταν η χύδην πυκνότητα είναι η ίδια, η σύνδεση στερεάς φάσης είναι ισχυρότερη από τη σύνδεση αέριας φάσης, η οποία σχετίζεται με το μέγεθος των πόρων. Η μείωση του μεγέθους των πόρων είναι ένα αποτελεσματικό τεχνικό μέτρο για τη βελτίωση της αντοχής των θερμομονωτικών υλικών.
(4) Ατμόσφαιρα και θερμομονωτικό υλικό
Πολλοί θερμικός εξοπλισμός είναι επενδεδυμένοι με θερμομονωτικά υλικά, ενώ χρησιμοποιούνται επίσης συχνά διάφορες προστατευτικές ατμόσφαιρες, όπως CO, CO2, H2, N2, κ.λπ. υδρατμοί, το Al2O3 είναι πολύ σταθερό, επομένως στο υδρογόνο, πρέπει να επιλέγονται μονωτικά υλικά αλουμίνας. Οι ίνες πυριτικού αλουμινίου περιέχουν 3 τοις εκατό έως 4 τοις εκατό Cr2O3, το οποίο ανάγεται εύκολα σε μια υδρογόνο αναγωγική ατμόσφαιρα, επομένως οι ίνες πυριτικού αλουμινίου που περιέχουν οξείδιο του χρωμίου δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε αναγωγική ατμόσφαιρα.
(5) Μέθοδος μόνωσης
Στον θερμικό εξοπλισμό σε διαλείπουσα λειτουργία, το στρώμα θερμομόνωσης (καπλαμάς από πυρίμαχες ίνες) μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στην καυτή επιφάνεια της επένδυσης του κλιβάνου, γεγονός που μπορεί να επιτύχει το καλύτερο αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας. Καλύτερο από το θερμομονωτικό αποτέλεσμα του εσωτερικού τοίχου (θερμή επιφάνεια).