【摘 要】
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在电力、冶金、化工等能源集中型行业的生产工序中,存在着大量高温颗粒形式的产品或副产品,这些颗粒蕴含着数量可观的高品位余热,对这部分余热进行回收利用对我国节能减排工作的开展具有重要意义。对高温颗粒进行余热回收的过程中伴随着颗粒对换热管道的磨损,这直接关系到高炉渣余热回收技术工业化推广的可行性与经济性。本文针对高炉渣颗粒自流床余热锅炉中换热管的磨损问题,在深入分析其工作条件的基础上,自行设计搭建磨粒磨
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在电力、冶金、化工等能源集中型行业的生产工序中,存在着大量高温颗粒形式的产品或副产品,这些颗粒蕴含着数量可观的高品位余热,对这部分余热进行回收利用对我国节能减排工作的开展具有重要意义。对高温颗粒进行余热回收的过程中伴随着颗粒对换热管道的磨损,这直接关系到高炉渣余热回收技术工业化推广的可行性与经济性。本文针对高炉渣颗粒自流床余热锅炉中换热管的磨损问题,在深入分析其工作条件的基础上,自行设计搭建磨粒磨损实验台,选取颗粒粒径、温度、埋没深度和相对运动速度四个因素,分析各因素对换热管磨损影响的敏感性,研究换热管的磨损规律,以期对高炉渣自流床余热锅炉设计参数和运行参数的制定提供指导,根据实验数据进行回归得到经验公式,对换热管寿命进行预估。具体研究内容及结论如下。（1）通过正交实验分析了四种因素对磨损影响的敏感性,其敏感性从大到小依次为埋没深度、颗粒粒径、相对运动速度、温度。（2）颗粒粒径的增大使得与钢管接触的颗粒数目减少,增大了两者之间的摩擦力,磨损加剧,磨损率增大;温度的升高使磨损率先减小再增大,这是钢管塑性随温度升高而发生变化的结果;随着埋没深度的增大,高炉渣颗粒与换热管表面之间的作用力增大,磨损加剧,磨损率增大;速度的增加使高炉渣颗粒与管表面之间作用力增大,同时单位时间接触颗粒数目增多,增大了磨损行程,材料脱落的可能性增大,磨损率增加。（3）通过对磨损前后钢管表面形貌的对比,结果表明磨损只发生在钢管的前半周,表面形貌发生了很大的变化,磨损前砂纸打磨产生的切削磨痕完全消失,只有在速度为4.8mm/s时还保留初始切削磨痕。在磨损正面,颗粒迎角较大,磨损主要是颗粒对钢管的犁沟作用造成的,其表面呈现为随机分布的凹坑,也有少量的切削磨痕存在;在磨损侧面,颗粒迎角较小,磨损机理以显微切削为主,表面可观察到明显的切削磨痕。（4）由磨损实验得到实验数据,进行回归分析得到经验方程,回归方程的拟合优度R2达到86.8%,并且达到1%的显著水平。（5）高炉渣自流床余热锅炉中换热管的预估寿命为42027h（4.8年）,略低于经验值,符合工业化的基本要求。
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