Последние новости
   Главная arrow Статьи arrow I МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС Пече-трубостроение arrow Развитие и основные направления печестроения в России в XXI веке
Ознакомиться
 

Декабрь 2016:  Выполнены работы по замене футеровки нагревательной камеры печи и 2-х подов термических печей...

Замена футеровки нагревательной камеры печи

 

Ноябрь 2016:  Строительно-монтажный участок компании приступил к мобилизации Объекта и обустройству бытового городка на Объекте "Строительство испытательного стенда"...

Мобилизация Объекта "Строительство испытательного стенда"

 

Сентябрь 2016: Выполнены и сданы под сушку работы по футеровке реакторов и регенераторов установки производства изобутилена ...

Торкретирование промышленных аппаратов
 

Июль 2016:  Выполнены работы по усилению несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса на Объекте в МО... ...

Изготовление и монтаж несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса
 

Июнь 2016: Выполнены работы по ремонту футеровки КУ Г-420...

Ремонт футеровки КУ Г-420

 

Май 2016:  Специалисты нашего СМУ приступили к активной фазе работ по футеровке аппаратов новой установки дегидрирования изобутана (фотоотчет)...

Строительство новой установки дегидрирования изобутана

Подробнее...
 

Апрель 2016:  Выполнены работы по остановочным ремонтам футеровки тепловых агрегатов...

Остановочный ремонт футеровки печи плавки алюминия

 

Подробнее...
 

Март 2016:  Выполнен ремонт футеровки мусоросжигательного котла ...

Ремонт футеровки мусоросжигательного котла

 

Февраль 2016:  Капитальный ремонт (полная замена) футеровки двух 12-ти тонных миксеров выдержки алюминиевых сплавов...

Капитальный ремонт футеровки миксеров выдержки алюминиевых сплавов

 

Январь 2016:  Начаты работы по укрупнительной сборке и монтажу дымовой трубы Н=40м с внутренней термокислотоупорной футеровкой ...

Проектирование и строительство металлической дымовой трубы с внутренней футеровкой

 

Декабрь 2015:  Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола...

Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола

Подробнее...
 

Ноябрь 2015:  Ремонт сборной ж/б дымовой трубы Н=60м от стекловаренной печи с демонтажем/монтажом элементов...

Ремонт сборной железобетонной дымовой трубы Н=60м   

Подробнее...
 
Ознакомиться
Подробнее...
 
Развитие и основные направления печестроения в России в XXI веке

Мартыненко Г.М., технический директор

ЗАО "Союзтеплострой"

2004 год

   История развития печестроения в России как системы берет свое начало в 20-е годы про­шлого столетия и тесно связана с образованием треста «Союзтеплострой», который объеди­нил действующие в то время частные артели и небольшие предприятия в единую мощную печестроительную организацию, осуществлявшую полный комплект услуг в печестроении от проекта до пусконаладочных работ. Дальнейшее развитие промышленности потребовало и уве­личения объемов работ по строительству печей, а также специализации пече- и трубостроителей, что, в конце концов, привело к выделению из состава «Союзтеплостроя» самостоятельных предприятий: треста «Тепломонтаж», треста «Спецжелезобетонстрой», института ВНИПИ Теплопроект.

   В XXI столетие ведущие организации России, имеющие отношение к проектированию и сооружению печей, вошли, имея огромный опыт в области:

   -     проектирования и сооружения тепловых агрегатов любого типа и любой производитель­ности практически во всех отраслях промышленности и энергетики,

   -     совершенствования технологий монтажа агрегатов,

   -     поиска и внедрения новых огнеупорных и теплоизоляционных материалов,

   -     повышения уровня автоматизации технологических процессов с переходом на управление от микропроцессоров,

   -     эффективного использования тепла продуктов сгорания в рекуператорах (регенераторах)
для подогрева воздуха горения и в качестве вторичных энергоресурсов,

   -     качественного (эффективного) сжигания топлива в современных горелочных устройствах.

   В развитии печестроения всегда была актуальна проблема экономии энергоресурсов, по­скольку затраты на топливо существенно влияют на себестоимость продукции. Самые про­стейшие способы экономии энергоресурсов - это уменьшение теплопроводности огнеупор­ных материалов, снижение их тепловой инерции. В этом плане большую роль сыграло при­менение в теплоограждающих конструкциях волокнистых материалов и изделий на их основе. Наибольшее применение эти материалы (ШВП, МКРП, МКРВ и т.д.) получили в термичес­ких печах черной металлургии и в печах промышленности стройматериалов.

   Уменьшить расход топлива позволяет также применение современных горелочных уст­ройств, оснащенных автоматикой, с возможностью активной рециркуляции продуктов сгорания и выравниванием температурного поля пространства печи до минимальных перепадов (3-5°С). Особенно эффективно комплексное решение вопроса - это замена традиционного ша­мотного кирпича на изделия на основе волокна с применением современных горелок и с ус­тановкой радиационно-конвективных рекуператоров. Комплекс этих решений позволил не только уменьшить расход топлива на 20-25%, но и увеличить производительность теплового агрегата до 15-20%.

   Рассматривая эти мероприятия, которые дали сегодня такие результаты, разработчики проектов опирались на теорию печей, созданную в свое время М.А. Глинковым. В основе этой теории лежат процессы тепломассопереноса в рабочем пространстве, от которых за­висят расходы энергоресурсов и производительность. Поэтому, стремясь обеспечить про­гресс в области экономии энергоресурсов и увеличение производительности, следует не­прерывно оптимизировать процесс теплопередачи к нагреваемому материалу, постоянно со­вершенствовать конструкции печей.

   Но сегодня общей теории печей для достижения этих целей недостаточно. Процесс совершенствования конструкции печей и процессов, в них проходящих, сегодня проис­ходит с применением методов математического моделирования процесса, например - про­цесса окислительного обжига окатышей на конвейерной машине. В модели учитываются процессы теплообмена между слоем и газом, плавление окатышей, процессы испарения и конденсации влаги, разложения известняка иди других карбонатов и прочее. В резуль­тате работы модели получается полное распределение по высоте слоя и длине машины всех характеристик материала окатышей и газового потока, а именно: температуры, плотности сухой части шихты, влажности, степени разложения известняка, содержания в окатышах магнетита и гематита, состава газовой фазы на входе и выходе и других параметров. Мо­дель позволяет анализировать все параметры в комплексе и принимать оптимальную кон­струкцию машины, корректировать технологический процесс.

   Аналогичные задачи могут быть решены при выплавке чугуна, в печах термической обра­ботки и других. Существуют сегодня и компьютерные программы состояния футеровки ра­ботающей печи, очень наглядно показывающие распределение температурных полей по сло­ям футеровки и позволяющие принять оптимальное решение о применении соответствующего материала для кладки футеровки.

   В перспективе при реконструкции, модернизации или проектировании новых печей исполь­зование компьютерных математических моделей позволит принять наиболее оптимальное ре­шение.

   В промышленности стройматериалов за последние 20 лет в области печестроения наблю­дается значительный прогресс. Современные печи для обжига кирпича и керамики характе­ризуются высокой эффективностью работы всего комплекса печного оборудования, что по­зволяет достичь высокого качества продукции с минимально возможными затратами. При новом строительстве печей, а также при реконструкции действующих тепловых агрегатов при­меняются панели теплоограждений, обладающие такими преимуществами (по сравнению с кладкой из штучного огнеупора), как легкость и быстрота монтажа, малая тепловая инерция, а также высокая степень теплозащиты.

   Применение современных высокоэффективных систем сжигания топлива дает несомнен­ный выигрыш в качестве готовой продукции, а также в снижении удельных затрат топлива. Также на повышение качества кирпича нацелены меры по организации эффективного дви­жения потока дымовых газов в рабочем пространстве, конечной целью которых является рав­номерное распределение температур по сечению рабочего канала.

   Еще в 1990-х годах была разработана серия проектов печей производительностью от 2 до 75 млн. штук кирпича в год, что обеспечивает для заказчика выбор наиболее оптимального варианта с учетом местных особенностей - типа глинистого сырья, вида топлива, размеров промплощадки и т.п. Имеются проекты печей различной конструкции:

   - туннельные,

   - напольные кольцевые,

   - челночные,

   - колпаковые.

   Все эти проекты отличаются, во-первых, эффективной конструкцией теплоограждения, которая сегодня благодаря применению волокнистых материалов сведена по толщине стен и свода до 300-350 мм вместо 1,0-1,5 м при использовании тяжелых огнеупоров. В насто­ящее время все более возрастает потребность в печах, полностью автоматизированных по загрузке, выгрузке и пакетированию, а также поддержанию заданного температурного ре­жима обжига и движению газов в рабочем пространстве, уменьшению перепадов темпера­туры по сечению рабочего пространства, что позволяет гарантированно получать продукцию высокого качества. Эта серия проектов продолжает постоянно совершенствоваться. Доста­точно сказать, что в «Союзтеплострое» сегодня разработан проект печи принципиально новой технологии обжига, отличающийся в первую очередь тем, что в зоне обжига имеется возможность создать безокислительную среду, позволяющую изменить цвет лицевой поверх­ности кирпича от красного до черного. Отличительные особенности указанной печи :

   -  локальная система охлаждения ходовой части вагонеток (экономия на электроэнергии ду­тьевых машин для охлаждения подвагонеточного пространства),

   -   замена одной из систем рециркуляции системой струйного барботажа горячим теплоно­сителем из зоны охлаждения (повышение экономичности печи и надежности работы сис­темы перемешивания),

   -   обеспечение надежности работы футеровки в сернистых газовых средах,

   -   повышение экономичности обжига за счет организации импульсного теплообмена в зоне обжига (шагающий через пакет нагрев),

   -   обеспечение управления температурным режимом в зоне подогрева за счет установки до­полнительной группы горелок,

   -   применение панельной конструкции теплового ограждения печи для повышения ремон­топригодности и сокращения сроков монтажа печи.

   В нефтехимической отрасли предприятия, строящие печи, в прошлом столетии практи­чески повсеместно перешли на комплексное строительство с применением изделий на ос­нове волокнистых материалов и огнеупорных бетонов. Широко используется домонтажная футеровка панелей печей, конвективных камер и газоходов. По сравнению с применением традиционных штучных материалов эти прогрессивные технологии монтажа значительно сократили сроки выполнения работ и улучшили теплотехнические свойства теплоогражде­ния, сократили расход топлива. В дальнейшем в этом направлении есть еще немало дей­ствий, которые бы более тесно увязали тепловые процессы в рабочем пространстве с тех­нологическим процессом нефтепереработки на основе того же математического моделиро­вания, что позволило бы максимально оптимизировать технологический процесс и конструкцию теплоограждения.

   В химической промышленности еще больше нерешенных задач. Так на печах первичного реформинга производства аммиака до сих пор применяются импортные огнеупоры, заложен­ные в проекты 20-30 лет назад. Многие печи выполнены массивными из шамотного кирпи­ча и требуют ежегодного ремонта вследствие его разрушения. В этом направлении некото­рые шаги сделаны «Союзтеплостроем» в содружестве со специалистами ВНИПИНефть. В част­ности, разработан проект полностью автоматизированной установки производства бутиловых спиртов для АНХК.

   Требуют к себе внимания и такие тепловые агрегаты, как отопительные и энергетические котлы, вернее - их обмуровки. Не один десяток лет обмуровка на большинстве котлов не менялась по своей конструкции, несмотря на появление на рынке огромного количества но­вых эффективных материалов. В 80-е годы «Союзтеплостроем» совместно с институтом «Теплопроект» внедрена обмуровка котлов полной заводской готовности на котлах типа ДЕ из волокнистых материалов, но и это решение сегодня требует усовершенствования. Основ­ная задача, которая ставится при проектировании обмуровок - это сохранение тепла в рабо­чем пространстве, т.е. уменьшение теплопередачи через теплоограждения и увеличение меж­ремонтного срока. Особенного внимания требуют котлы типа ДКВР, обмуровка которых до сих пор выполняется толстостенной из керамического и шамотного кирпича. А котлов этого типа предприятие «Бийскэнергомаш» выпускает достаточно много, не говоря уже о тех, ко­торые находятся в эксплуатации и требуют практически ежегодного ремонта.

   И последнее направление - разработка и производство новых огнеупорных и теплоизоляционных материалов, роль которых в деле экономии энергоресурсов, совершенствовании тех­нологического процесса, технологии монтажа футеровок - огромна. За последние примерно 30 лет в этом направлении сделано очень много, но процесс разработки и внедрения новых материалов будет идти постоянно.

   Разработка технологии производства высокотемпературных волокон и изделий на их ос­нове, совмещающих достаточно высокую температуру применения (1200 °С) и низкую тепло­проводность, позволила создать принципиально новые конструкции теплоограждений печей. Совершенствование конструкций на основе этого материала продолжается.

   Большое распространение в футеровках тепловых агрегатов получило применение раз­личных огнеупорных бетонов, которые также теснят применение штучных огнеупоров по своим техническим параметрам. В пользу целесообразности увеличения производства не­формованных огнеупоров говорят такие факторы, как возможность полной механизации производства и укладки огнеупорных бетонов, бесшовность футеровки, высокая произво­дительность труда (в 5-10 раз выше по сравнению с аналогичными показателями для мел­коштучных изделий), экономия топлива благодаря отсутствию затрат на обжиг изделий, вы­сокая термостойкость. Температура применения огнеупорных бетонов до 1700°С при проч­ности до 160 Н/мм2 позволяет успешно применить их и заменить традиционные огнеупоры во многих тепловых агрегатах. К сожалению, качественные огнеупорные бетоны можно получить только на импортном цементе, что значительно повышает стоимость, но тем не менее, поле деятельности здесь велико. Внедрение огнеупорных бетонов сдерживают и та­кие причины, как трудность и длительность сушки бетонной футеровки, проблемы с по­вторным использованием бетонов, необходимость применения специальных машин для выполнения футеровки (например - торкрет-установок и др.). Но несмотря на трудности, по прогнозам специалистов неформованные огнеупоры в ближайшее время составят около 50% в общем производстве огнеупоров.

   Большое распространение получают такие виды безобжиговых огнеупоров, как набивные пластические массы, а также изделия специального назначения. В частности, в «Союзтеплострое» производятся безобжиговые огнеупоры для фурм при продувке стали (г. Липецк) и безоб­жиговые огнеупорные блоки для футеровки печных вагонеток, которые превосходят по сроку службы традиционные огнеупоры в 3-5 раз при незначительном увеличении стоимости.

   Прошедший в этом году международный семинар по огнеупорам в алюминиевой промыш­ленности выявил много нерешенных вопросов по огнеупорным материалам для электролизе­ров и других тепловых агрегатов алюминиевой промышленности. Частично эти проблемы можно решить внедрением материала, уникального по своим свойствам — фторфлогопита - при температуре применения до 1200 °С изделия из этого материала, имея пористость до 0,6%, не смачиваются алюминием, термостойкость — до 150 циклов. Кроме алюминиевой промыш­ленности этот материал можно с успехом использовать в тепловых агрегатах титано-магние­вой промышленности и других отраслей цветной металлургии. В «Союзтеплострое» сегодня имеется вся информация о технологии производства этого материала и в будущем году есть возможность начать выпуск этих изделий.

   В черной металлургии все большее распространение получает замена кладки шахт домен­ных печей из огнеупорного кирпича на огнеупорный бетон, что позволяет значительно умень­шить объем футеровки и, соответственно, увеличить рабочий объем печи и межремонтный ресурс. Кроме того, имея бетонную футеровку шахты печи, можно выполнить «горячий ре­монт» с применением специальной техники, разработки которой за рубежом уже есть. Нефор­мованные огнеупоры с успехом применяются при футеровке желобов, которые ранее также выполнялись из кирпича. Сталеразливочные ковши значительно увеличили межремонтный срок службы футеровки за счет применения наливной футеровки.

   Из изоляционных материалов в печестроении наибольший интерес представляет базальто­вое волокно — экологически чистый материал с температурой применения до 700 °С. Произ­водят его сегодня многие предприятия в России, но нет изделий на его основе, использовать которые можно более широко, т.к. здесь появляется возможность поднять температуру при­менения до 900 °С, и изделия в виде плит более практичны в применении.

   Рассматривая новые разработки по огнеупорам, нельзя забывать и о штучных огнеупорах, которые широко распространены и будут использоваться впредь. Здесь у потребителей часто возникают претензии к заводам, производящим огнеупоры. В основном это геометрия изде­лий, которая часто не соответствует стандартам. Это можно сказать и про углеродистые бло­ки для доменных печей, различные огнеупоры для стекловаренных печей, да и просто ша­мотный рядовой кирпич. Несоответствие огнеупоров стандартам не позволяет выполнить ка­чественную футеровку и приходится для решения проблемы обращаться к зарубежным поставщикам.

   Таким образом, прогнозируя развитие эффективности тепломонтажных работ по всем ви­дам печей, можно отметить положительную тенденцию сокращения применения штучных огнеупоров за счет увеличения применения огнеупорных бетонов, многослойной футеровки с использованием новых современных огнеупорных и теплоизоляционных материалов.

   Для повышения эффективности работы печей с применением горелочных устройств полу­чит дальнейшее развитие использование нового поколения горелок с наращиванием объема компьютерного управления процессом горения и регулирования температуры рабочего про­странства печей.

 

 
 
 

ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг» © 2006 - 2014  
тел. +7 (495) 465-18-81  
e-mail: marketing@zaosts.ru