转炉钢是指用转炉炼钢法所炼制出来的钢。除分为酸性和碱性转炉炼钢外,还可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢。它们常常混合使用,例如:贝氏炉钢为底吹酸性转炉钢,托马斯钢为底吹碱性转炉钢。我国现在大量生产的为侧吹酸性转炉钢和氧气顶吹转炉钢。氧气顶吹转炉钢具有生产速度快、质量高、成本低、投资少、基建快等一系列优点,是当代炼钢的主要方法。转炉钢的主要品种是普碳钢,氧气顶吹转炉亦生产优质碳素钢和合金钢。
有机热载体液相炉通过燃料在炉膛中燃烧放热或电加热使有机热载体从低温被加热到高温,依靠循环油泵将高温有机热载体输送到用热设备中释放热量,降温的有机热载体又流回锅炉再次被加热,循环往复,达到对外供热目的。
对于气相供热有机热载体炉,其工作原理是通过燃料在炉膛中燃烧放热,将有机热载体从低温加热到高温并气化,依靠气液二相比重差,在气体压力作用下,有机热载体蒸汽自动流向用热设备释放热量;放热后有机热载体因为降温冷凝又成液体状态,自动流回锅炉再次被加热,循环往复,达到对外供热目的。
几十年来,有机热载体炉由于具有低压高温、间接加热、安全可靠及节约能源等优势,得到迅速发展。随着有机热载体炉技术的不断发展成熟,目前已形成了较多的炉型及分类。
(一)按有机热载体工作状态分类:气相炉和液相炉;
(二)按供热源分类:燃煤炉、燃油炉、燃气炉、燃水煤浆炉、电加热炉及以生物质为燃料的有机热载体炉等;
(三)按燃烧方式分类:层燃(包括固定炉排、链条炉排、往复炉排)有机热载体炉和室燃炉等;
(四)按有机热载体循环方式分类:气液二相自然循环系统有机热载体炉、油泵注入式液相强制循环系统有机热载体炉、油泵抽吸式液相强制循环系统有机热载体炉;
(五)按有机热载体炉本体结构分类:盘管式、管架式、锅壳式、列管式、水管式有机热载体炉等;
(六)按有机热载体炉整体造型分类:立式和卧式有机热载体炉;
(七)对燃油燃气有机热载体炉可分成顶烧式有机热载体炉、底烧式有机热载体炉、前置燃烧器有机热载体炉;
(八)按照燃烧室与受热面本体分离与否可分成整体式有机热载体炉、分离式有机热载体炉;
(九)按照受热面本体工作压力可分成常压(静压)式有机热载体炉和承压式有机热载体炉;
(十)按照有机热载体炉出厂型式不同可分成整装式和组装式两大类。
由于有机热载体会因过热而产生碳化裂解,对有机热载体炉系统设备的安全经济运行影响很大。经验表明,当选用的有机热载体炉供热能力不能满足企业生产用热需要时,常常会导致有机热载体炉超负荷运行,特别是燃料燃烧加热的有机热载体炉设备,由于燃料投入炉膛过多,而有机热载体炉对能源加工转换的设计能力有限,不能通过现有设备及时把燃料燃烧产生的热量由热载体输送出去的话,多余的热量将造成有机热载体因为过热而裂解与聚合,产生低沸物与高沸物,使有机热载体劣化并产生锅炉受热面结焦,久而久之恶化了设备安全经济运行,导致严重的安全事故发生。因此,为了确保安全生产,一般应按企业单位实际用热负荷的1.2~1.5倍选用有机热载体炉的额定供热量。对于用热负荷比较稳定而且使用管理水平较高的单位,可以按1.2倍供热量来选用设备。对于用热负荷不稳定且使用管理水平较低的单位,应按1.5倍供热量来选用设备。有机热载体炉在任何情况下都不允许超负荷运行,以保证设备能长期安全经济地运行。
物体受热后,其体积就要膨胀,有机热载体炉也不例外。如1m长的管子从20℃被加热到200℃过程中,伸长约1.9mm;当被加热到500℃时,伸长约6.6mm,可见有机热载体炉受热元件的膨胀量之大。如果这些受热元件得不到膨胀补偿,则温度每升高1℃,就会产生2.46MPa的热应力,引起受热元件的损坏,甚至酿成锅炉事故。为了保证受热元件的自由膨胀,应从以下2个方面加以考虑:
1.从有机热载体炉部件本身的结构考虑由于管子上的弯头、管板上的呼吸距离、管板与简体连接的管板扳边、带有膨胀节或波纹管等结构易于自由膨胀,在部件结构设计时应予考虑。
2.从有机热载体炉整体结构上考虑
在结构设计中除考虑部件能自由膨胀外,还要考虑包括与外围管网、附属装置、地基连接上有机热载体炉整体的膨胀。
以导热油或联苯混合物等作为热载体的有机热载体炉,其热载体与水相比,其物理性质和化学性质上均有较大差别,如:有毒、易燃、渗透性强,同时有机热载体加热温度较高,出口温度一般都在260℃以上,具有低压高温的特性。因此,有机热载体炉在结构特性、制造工艺、安装、使用等方面与以水为介质的锅炉具有一些不同的要求。下面从安全的角度叙述有机热载体炉结构应做到的几点要求。
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