熱風(fēng)爐爐殼與內(nèi)襯的膨脹間隙是保障設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),需基于材料熱膨脹特性與溫度場分布動(dòng)態(tài)優(yōu)化。內(nèi)襯通常采用耐火材料,爐殼多為金屬材質(zhì),二者在高溫工況下的膨脹系數(shù)差異顯著,若間隙設(shè)計(jì)不當(dāng),易導(dǎo)致內(nèi)襯擠壓碎裂或爐殼過度拉伸變形。
間隙設(shè)計(jì)需考慮全工況溫度波動(dòng)范圍,包括冷態(tài)安裝間隙與熱態(tài)工作間隙的匹配。冷態(tài)時(shí)預(yù)留的初始間隙應(yīng)能容納內(nèi)襯在額定溫度下的膨脹量,同時(shí)避免間隙過大導(dǎo)致內(nèi)襯穩(wěn)定性下降。熱態(tài)下,間隙需通過彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)吸收動(dòng)態(tài)膨脹差異,常見方式包括在爐殼內(nèi)側(cè)設(shè)置柔性隔熱層,或在內(nèi)襯拼接處預(yù)留膨脹縫,通過耐火纖維填充實(shí)現(xiàn)緩沖。
溫度梯度對(duì)間隙的影響不可忽視。熱風(fēng)爐不同區(qū)域(燃燒室、蓄熱室、煙道)的溫度分布存在差異,內(nèi)襯膨脹量沿爐體高度呈現(xiàn)梯度變化,間隙設(shè)計(jì)需分區(qū)調(diào)整。例如,燃燒室高溫區(qū)內(nèi)襯膨脹量大,需增大徑向間隙;蓄熱室中低溫區(qū)則可適當(dāng)減小間隙,提升結(jié)構(gòu)整體性。此外,內(nèi)襯材料的蠕變特性需納入考量,長期高溫運(yùn)行可能導(dǎo)致內(nèi)襯緩慢變形,需預(yù)留冗余間隙防止后期擠壓失效。
間隙密封是設(shè)計(jì)的另一核心,需在允許膨脹的同時(shí)阻斷高溫氣體滲透。常用方案包括在間隙外側(cè)設(shè)置金屬波紋補(bǔ)償器,或采用耐火澆注料與可壓縮耐火纖維復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。實(shí)際運(yùn)行中,通過監(jiān)測爐殼表面溫度分布可間接判斷間隙狀態(tài),若局部溫度異常升高,可能提示間隙堵塞或密封失效,需及時(shí)檢修調(diào)整。合理的間隙設(shè)計(jì)可平衡結(jié)構(gòu)安全性與熱效率,避免因熱應(yīng)力集中引發(fā)的爐體損壞,延長熱風(fēng)爐使用壽命。