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蓄热材料的性能要求

时间:2014-06-23 16:11 作者:管理员点击:


    蓄热式燃烧器是在极短时间内把常温空气加热,被加热的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料,燃料在贫氧(2%~20%)状态下实现燃烧。同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器排空,将高温烟气显热储存在另一个蓄热式燃烧器内。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,常用的切换周期为30~200秒。两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能目的。
 
    由于蓄热式热交换器的工作特点,对蓄热材料提出了以下要求:
 
    (1) 耐火度要高
 
    蓄热式热交换器的优点之一, 在于能够克服常规金属换热器不能高温下长期工作的弱点。作为蓄热介质的蓄热体材料的耐火度必须达到耐火材料的耐火度要求。
 
    (2) 良好的导热性
 
    要求作为蓄热载体的材料必须具有良好的导热性能。导热性能越好, 其体积利用率越高, 蓄热设备的体积及用材可以减少到少。越有利于设备的微型化, 对设备的布置安装越有利。
 
    (3) 高热震稳定性
 
    作为蓄热载体, 始终处于加热和冷却交替循环的工作状态。由于长期处于急冷急热的工作环境, 经常承受着因内外温差变化而引起的应力作用, 易引起材料破裂甚至粉碎, 造成热交换器气流通道阻塞, 因此对材料的抗热震稳定性提出了较高的要求。
 
    (4) 抗渣性要求
 
    在加热炉的炉气烟尘中, 含有大量的氧化铁。不管是氧化铁还是氧化亚铁, 一旦与蓄热材料接触, 在加热炉的温度条件下, 与蓄热材料反应形成低共熔物, 降低蓄热材料的软熔温度。因此, 在正常使用过程中, 并非因为蓄热材料的软熔温度低, 而造成材料的软化或熔化, 而是由于炉气氧化铁的存在, 降低了材料的软化或熔化温度。终软熔的材料堵死了材料的气流通道, 造成蓄热器内气流不畅, 严重时气流不通, 热交换器无法正常工作, 不得不停炉检修, 更换材料。
 
    (5) 密度和比热要求
 
    作为蓄热载体, 主要的是要求其具有尽可能高的贮热能力, 而衡量物体贮热能力大小的参数为(在无相变时) 物体的密度与比热的乘积,这个量越大, 表明单位物体的贮热能力越大。作为蓄热载体的蓄热材料为多种单一物质复合而成的耐火陶瓷材料, 根据耐火材料的有关性能, 其致密度越高, 材料的密度越大, 其组成物质中密度大的含量越高, 材料的密度越大。但是材料的致密度对材料的抗热震稳定性有很大影响, 致密度越高, 其热震稳定性越差。而且有些密度大的物质又会对组成材料的耐火性能有着直接的负面影响。因此在选择蓄热材料的配方时, 应在保证材料抗热震稳定性的前提下, 有尽可能高的致密度。

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