熱風爐管系結(jié)構(gòu)及內(nèi)襯結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、熱風爐是高爐煉鐵所需的重要設(shè)備,它是提供高溫高壓的空氣流經(jīng)管道供高爐使用。然而高溫高壓的空氣在通過管道時,熱風管道多處內(nèi)襯大量脫落,并相繼出現(xiàn)燒紅和漏風現(xiàn)象,嚴重影響了送風溫度的提高,降低了高爐的生產(chǎn)效率。經(jīng)研究表明,出現(xiàn)管道燒紅和漏風的原因有兩點:首先是管道內(nèi)高壓氣流對管道壁薄弱部位沖刷,使得管道壁內(nèi)襯脫落;其次就是管道受力不合理,導致管道薄弱部位受力偏大?？偠灾?熱風管道損壞的關(guān)鍵是其橫向變形過大和管道的結(jié)構(gòu)不合理所導致。

2、　　 針對管道出現(xiàn)的一系列問題,本文首先利用FLUENT軟件對管道以及氣體進行流場分析,找出高溫高壓的空氣對管道的影響,尤其是應(yīng)力的影響,從而確定管道薄弱部位,為以后的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和內(nèi)襯改進提供依據(jù);其次進行管道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,主要是根據(jù)管道支座和波紋管的設(shè)計要求來對管道的整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,包括管道支座的布置,波紋管的選擇以及內(nèi)襯的改造;最后利用ANSYS軟件對管道進行熱應(yīng)力分析,驗證研究的可行性并確定技術(shù)改造方案。改進方案如下:
　　

3、 首先是管道支座的改進,將原來支管處的拉桿去掉,改為三角架,在熱風爐倒流休風管下游和斜管段下游靠轉(zhuǎn)彎處分別增設(shè)2個固定支座。其實是管道補償設(shè)計,通過不同管段選擇不同補償方式的波紋管來限制管道的走向。然后是管道拉桿的改進,將原來管道的分段拉桿改為整體拉桿,消除補償死區(qū),解決拉桿伸長的補償問題。最后是管道內(nèi)襯更新改造,通過熱風爐管系的FLUENT仿真,結(jié)合管道內(nèi)部情況,在熱風主管與支管三岔口組合磚處,提出將工作層加厚、減薄非工作層、整體的