（工程熱物理專業(yè)論文）連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)的研究.pdf

at h e s i si ne n g i n e e r i n gt h e r m o p h y s i c s r e s e a r c ho f c o o l i n gs y s t e mo f c o n t i n u o u s e l e c t r i cf u r n a c ef o rg r a p h i t i z a t i o n b yg a o t i a n t i a n s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rc h e nw e n z h o n g n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 9 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中 取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確 的說明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名：儂姒 日期： 7 z i 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué) 位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的 復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué) 位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流。 作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后： 半年口一年口一年半口 學(xué)位論文作者簽名： 簽字日期： 兩年酣 導(dǎo)師簽名勿0 衫 簽字日期： 峭，f 乙 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)的研究 摘要 高純石墨化焦，作為非常優(yōu)質(zhì)的增碳劑和高溫導(dǎo)電材料，廣泛應(yīng)用于冶金、 機(jī)械、化工等行業(yè)，還可作為高溫耐火材料及模具的主要原料。 本文所研究的連續(xù)式石墨化電爐是一種新爐型，它主要以石油焦、無煙煤為 原料，采用通電加熱的方式生產(chǎn)石墨化焦。新型連續(xù)式石墨化爐的中心工作溫度 約為2 5 0 0 。c ，經(jīng)石墨化后的石墨化焦經(jīng)出料口排出，由于其溫度很高，極易氧 化。因此需要一套冷卻裝置，將出爐的石墨化焦冷卻到一定溫度，使之排出爐膛 后不會(huì)在空氣中氧化燃燒。冷卻效果的好壞直接影響石墨化焦的質(zhì)量，冷卻裝置 若達(dá)不到工藝要求，則會(huì)發(fā)生氧化，從而影響石墨化焦的產(chǎn)量及質(zhì)量。冷卻石墨 化焦的目的不僅是防止其氧化，另一重要目的是嘗試?yán)贸鰻t焦的物理顯熱，以 實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用。 目前加熱爐及熱處理爐的冷卻方法大致分為水冷卻和汽化冷卻。本文對連續(xù) 式石墨化爐的冷卻裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，按照工藝要求及實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)出 合理的冷卻裝置，使高溫石墨化焦得到冷卻。此外，本文對汽化冷卻技術(shù)應(yīng)用于 新型石墨化電爐進(jìn)行初步探討和研究，并對連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)能源的綜 合利用提出合理方案。 關(guān)鍵詞：石油焦；石墨化；冷卻裝置；水冷：汽化冷卻 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文a b st r a c t r e s e a r c ho fc o o l i n gs y s t e mo fc o n t i n u o u se l e c t r i cf u r n a c ef o r g r a p h i t i z a t i o n a bs t r a c t a sav e r y h i g h - q u a l i t y c a r b o n a n d s t r o n gr e d u c i n ga g e n t s ，h i g h - p u r i t y g r a p h i t i z e dp e t r o l e u mc o k ei sw i d e l yu s e di nm e t a l l u r g ya n dm e t a la l l o yp r o d u c t i o n , b u ta l s oi st h em a i nr a wm a t e r i a lf o rh i g ht e m p e r a t u r er e f r a c t o r ym a t e r i a la n dm o l d i nt h i sp a p e r , t h es t u d yo fc o n t i n u o u sg r a p h i t ef u l m a c ei san e wf u t n a c c ，w h i c h m a i n l yr a wm a t e r i a li sp e t r o l e u mc o k ea n da n t h r a c i t e i tp r o d u c e sg r a p h i t ec o k e t h r o u g he l e c t r i cr e s i s t a n c eh e a t 噸t h ec e n t e ro p e r a t i n gt e m p e r a t u r eo ft h en e w c o n t i n u o u s g r a p h i t e f u r n a c ei sa b o u t 2 5 0 0 ，a f t e rc a l c i n e dp e t r o l e u mc o k e d i s c h a r g e df r o mt h ea b s t i c h l o c h b e c a u s eo fi t sh i 曲t e m p e r a t u r e ，i ti se a s yt ob e o x i d i z e d t h e r e f o r eac o o l i n gd e v i c ei sn e e d e dt om a k et h eg r a p h i t ec o k ec o o l i n gt oa c e r t a i nt e m p e r a t u r e ，s ot h a ti tw i l ln o tb eo x i d i z e di nt h ea i r c o o l i n ge f f e c ti sad i r e c t i m p a c to nt h eq u a l i t yo f c a l c i n e dc o k e ，i fn o tf i tt h er e q u e s ti tw o u l dr e s u l ti ns e r i o u s o x i d a t i o n ，w h a t sm o r er e d u c i n gt h eo u t p u ta n dq u a l i t yo fc a l c i n e dc o k e t h ea i mo f c o o l i n gg r a p h i t i z a f i o nc o k ei sn o to n l yt op r e v e n tt h eo x i d a t i o n ，a n o t h e ri m p o r t a n t g o a li st ou t i l i z et h eh e a t , i no r d e r t or e a l i z et h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fe n e r g y a tp r e s e n t , h e a t i n gf u r n a c ea n dh e a t - t r e a t m e n tf u r n a c e sc o o l i n gm e t h o dd i v i d e s i n t ot h ew a t e rc o o l i n ga n dt h ee v a p o r a t i v ec o o l i n ga p p r o x i m a t e l y i nt h i sa r t i c l e ，t h e c o n t i n u o u s - t y p eg r a p h i f i z a t i o ne l e c t r i cf u r n a c e sc o o l i n gs y s t e mw i l lb ed e s i g n e da n d t h er e s e a r c h e d a c c o r d i n gt ot h et e c h n o l o g i c a lr e q u i r e m e n ta n dt h ea c t u a lo p e r a t i o n a l a s p e c t ，t h er e a s o n a b l ec o o l i n gs y s t e mi s w o r k e do u le n a b l e st h eh i l g ht e m p e r a t u r e g r a p h i t i z a t i o nt ob ec o o l e d i na d d i t i o n ，t h i sp a p e rw i l la l s os t u d yo n t h ea p p l i c a t i o no f t h ee v a p o r a t i v ec o o l i n gt e c h n o l o g yi n t ot h en e wt y p eo fg r a p h i t ef m n a e ep r e l i m i n a r i l y , a n db r i n g i n gf o r w o r dar e a s o n a b l ee n e r g yc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o np r o g r a mo f c o n t i n u o u sg r a p h i t ef u r n a c ec o o l i n gs y s t e m k e yw o r d s ：p e t r o l e u mc o k e ；g r a p h i t i z a t i o n ；c o o l i n gd e v i c e ；w a t e r ；e v a p o r a t i v ec o o l i n g h i 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 目錄 聲明：i 中文摘要i i a b s t r a c t 1 1 1 目錄 第1 章緒論一l 1 1 石油焦簡介l 1 1 1 石油焦的性質(zhì)l 1 1 2 石油焦的主要用途1 1 1 3 石油焦的優(yōu)越性2 1 2 石墨化簡介“3 1 2 1 石墨化過程簡介3 1 2 2 石墨化爐簡介4 1 2 3 傳統(tǒng)連續(xù)式石墨化爐排料冷卻方式6 1 3 本課題研究的內(nèi)容“6 1 3 1 冷卻系統(tǒng)的重要性6 1 3 2 新型石墨化實(shí)驗(yàn)爐冷卻系統(tǒng)的研究7 1 4 效益分析8 第2 章石墨化爐特性分析9 2 1 傳統(tǒng)石墨化爐存在的問題9 2 1 1 艾奇遜爐特點(diǎn)9 2 1 2 內(nèi)串石墨化爐特點(diǎn)9 2 1 3 形石墨化爐特點(diǎn)一1 0 2 1 4 間接加熱的石墨化爐特點(diǎn)1 0 2 2 影響石墨化的因素1 0 2 2 1 石墨化過程的三個(gè)階段，1 0 2 2 2 石墨化廢品產(chǎn)生的原因一11 i v 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 2 3 石墨化爐冷卻方式分類“1 2 2 4 新型連續(xù)式石墨化爐單耗的計(jì)算1 2 2 5 新型連續(xù)式石墨化電爐的優(yōu)點(diǎn)1 4 第3 章連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)一】5 3 1 冷卻器的設(shè)計(jì)1 5 3 1 1 選型1 5 3 ，1 2 原始數(shù)據(jù)1 5 3 1 - 3 初值假設(shè)一1 5 3 2 傳熱量及水流量的計(jì)算1 6 3 2 1 第一區(qū)段：- 1 6 3 2 2 第二區(qū)段，：19 3 2 3 第三區(qū)段2 0 3 2 4 小結(jié)2 2 3 3 換熱系數(shù)的計(jì)算2 3 3 3 1 第一區(qū)段2 3 3 - 3 2 第二區(qū)段一2 6 3 3 3 第三區(qū)段31 3 3 4 小結(jié)”3 3 3 4 換熱功率的計(jì)算3 4 3 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與討論。一3 5 3 5 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 5 3 ，5 2 設(shè)計(jì)結(jié)果討論3 5 3 5 3 冷卻器結(jié)構(gòu)圖3 6 第4 章冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化一3 9 4 1 汽化冷卻裝置應(yīng)用于石墨化爐的探討3 9 4 2 汽化冷卻技術(shù)簡介3 9 4 2 1 汽化冷卻裝置原理4 0 4 ，2 2 汽化冷卻裝置的應(yīng)用4 】 4 3 汽化冷卻裝置的特點(diǎn)4 2 v 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 4 4 國外研究狀況4 3 4 5 汽化冷卻技術(shù)應(yīng)用與石墨化電爐的構(gòu)思4 4 4 5 1 連續(xù)式石墨化電爐進(jìn)行汽化冷卻的意義4 4 4 5 2 連續(xù)式石墨化電爐汽化冷卻結(jié)構(gòu)簡圖4 4 4 6 冷卻系統(tǒng)能量綜合利用分析4 5 第5 章結(jié)論4 9 參考文獻(xiàn)5 l 致謝5 3 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文5 5 v i 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 1 1 石油焦簡介 1 1 1 石油焦的性質(zhì) 第1 章緒論 石油焦是原油經(jīng)蒸餾將輕重質(zhì)油分離后，重質(zhì)油再經(jīng)熱裂的過程，轉(zhuǎn)化而成 的產(chǎn)品。從外觀上看，石油焦為形狀不規(guī)則、大小不一的黑色塊狀或顆粒，有金 屬光澤，呈多孔性。它是由微小石墨結(jié)晶形成粒狀、柱狀或針狀構(gòu)成的炭體物。 石油焦組分是碳?xì)浠衔锖凸潭ㄌ?，含? 0 9 7 ，含氫1 5 8 ，還含有氮、氯、 硫及重金屬化合物。 石油焦的產(chǎn)量約為原料油的2 5 , - , 3 0 。其低位發(fā)熱量約為3 0 0 0 0 3 5 0 0 0 k j k g ， 灰分含量不大于0 5 揮發(fā)分為1 1 1 5 左右，品質(zhì)優(yōu)于無煙煤。 1 1 2 石油焦的主要用途 石油焦可供生產(chǎn)石墨化焦。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展及技術(shù)的進(jìn)步，新型炭素材料 特別是高純石墨化焦的需求和使用日益增大，而高純石墨化焦的工業(yè)化生產(chǎn)國內(nèi) 目前尚屬空白，且國際市場的產(chǎn)能也非常有限，價(jià)格很高【。 石油焦作為非常優(yōu)質(zhì)的增碳劑和高溫導(dǎo)電材料，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化 工等行業(yè)，主要用于制取炭素制品，如石墨電極、陽極糊，提供煉鋼、有色金屬、 煉鋁之用【2 】。 根據(jù)石油焦結(jié)構(gòu)和外觀，石油焦產(chǎn)品可分為針狀焦、海綿焦、彈丸焦和粉焦 4 種： ( 1 ) 針狀焦，具有明顯的針狀結(jié)構(gòu)和纖維紋理，主要用作煉鋼中的高功率和超 高功率石墨電極。由于針狀焦在硫含量、灰分、揮發(fā)分和真密度等方面有嚴(yán)格質(zhì) 量指標(biāo)要求，所以對針狀焦的生產(chǎn)工藝和原料都有特殊的要求。 ( 2 ) 海綿焦，化學(xué)反應(yīng)性高，雜質(zhì)含量低，主要用于煉鋁工業(yè)及炭素行業(yè)。 ( 3 ) 彈丸焦或球狀焦：形狀呈圓球形，直徑0 6 3 0 r n m ，一般是由高硫、高瀝青 質(zhì)渣油生產(chǎn)，只能用作發(fā)電、水泥等工業(yè)燃料。 ( 4 ) 粉焦：經(jīng)流態(tài)化焦化工藝生產(chǎn)，其顆粒細(xì)( 直徑0 1 0 4 r a m ) ，揮發(fā)分高， 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 熱脹系數(shù)高，不能直接用于電極制備和炭素行業(yè)。 根據(jù)硫含量的不同，可分為高硫焦( 硫含量3 以上) 和低硫焦( 硫含量3 以下) 。低硫焦可作為供鋁廠使用的陽極糊和預(yù)焙陽極以及供鋼鐵廠使用的石墨 電極。其中高品質(zhì)的低硫焦( 硫含量小于0 5 ) 可用于生產(chǎn)石墨電極和增炭劑。 一般品質(zhì)的低硫焦( 硫含量小于1 5 ) 常用于生產(chǎn)預(yù)焙陽極。而低品質(zhì)石油焦主 要用于冶煉工業(yè)硅和生產(chǎn)陽極糊。高硫焦則一般用作水泥廠和發(fā)電廠的燃料。 1 1 3 石油焦的優(yōu)越性 石油焦是石化行業(yè)的副產(chǎn)品，成本低而且產(chǎn)量大，隨著石油行業(yè)的蓬勃發(fā)展， 受到深加工以提高石油加工效益思想的影響，國內(nèi)石油加工企業(yè)紛紛上馬延遲焦 化裝置。例如錦州石化年產(chǎn)量3 0 萬噸，鎮(zhèn)海石化年產(chǎn)2 6 萬噸，齊魯石化年產(chǎn)3 0 萬 噸，大慶石化公司年產(chǎn)量1 6 萬噸。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，1 9 9 9 年全國總的石油焦產(chǎn)量為4 1 5 萬噸，東北地區(qū)產(chǎn)量1 2 8 萬噸，華 北地區(qū)產(chǎn)量8 2 萬噸，國內(nèi)其他地區(qū)產(chǎn)量1 8 0 萬噸，大大地超過了需求量3 9 5 萬噸。 雖然我國石油焦相對于美國、東歐國家的石油焦含硫低，價(jià)格低廉，但供大于求 的態(tài)勢，造成價(jià)格迅速下滑，煅燒石油焦出口價(jià)由原來的8 5 美元噸的降至5 0 , - 6 0 美元，噸。雖然石油焦的整體品質(zhì)尤其在含硫量、灰份含量上不如瀝青焦，但在 金屬離子上石油焦則顯示出它的長處，見表1 1 。這也是石油焦能在煉鋁行業(yè)、 鑄造業(yè)中擔(dān)當(dāng)重任的原因。年全球鋁產(chǎn)量為1 7 0 0 萬噸，而石油焦的消耗量為1 0 0 0 萬噸。目前，各個(gè)煉鋁廠的陽極糊的生產(chǎn)已經(jīng)只用石油焦這一單一原料，而在臺(tái) 灣的大部分鋼廠用的增碳劑也被石油焦替代1 3 。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 表1 1 石油焦與瀝青焦品質(zhì)的對比 f i g 1 1q u a l i t yc o m p a r i s o n b e t w e e np e t r o l e u mc o k ea n dp i t c hc o k e l1 2 石墨化簡介 1 2 1 石墨化過程簡介 石墨化是指菲石墨質(zhì)炭經(jīng)2 0 0 0 c 以上的熱處理，主要因物理變化使六角碳 原子平面網(wǎng)狀層堆疊結(jié)構(gòu)完善發(fā)展，轉(zhuǎn)變成具有石墨三維規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì) 炭f 4 】。石墨化的目的是為了提高炭材料的熱、電傳導(dǎo)性；提高炭材料的抗熱震性 和化學(xué)穩(wěn)定性；使炭材料具有潤滑性和抗磨性；排除雜質(zhì)，提高炭材料純度。炭 材料的石墨化是在2 2 0 0 - 3 0 0 0 。c 高溫下進(jìn)行的，故工業(yè)上只能通過電加熱才青皂實(shí) 現(xiàn)，一般采用通電電阻加熱或感應(yīng)加熱。在電阻爐加熱爐中已實(shí)用化的有艾奇遜 ( a c h e s o n ) 石墨化爐、直接通電的內(nèi)熱串接( l w g ) 石墨化爐和管狀電阻爐等。 在感應(yīng)加熱爐中是通過高頻感應(yīng)電流由石墨加熱臺(tái)加熱或利用被加熱體直接發(fā) 熱。 焙燒毛坯石墨化是石墨電極生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，石墨電極的理化性能很 大程度上是由石墨化的溫度決定的，石墨化溫度應(yīng)在2 0 0 0 以上。目前石墨電 極生產(chǎn)使用的石墨化爐都是電熱爐，即用大量的電能將制品加熱到石墨化所需的 高溫，生產(chǎn)1 噸石墨電極約耗電4 0 0 0 - 4 5 0 0 0 k w h 。在石墨電極生產(chǎn)中，大約8 0 的電消耗在石墨化過程中。隨著電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，大型超高功率電爐逐 年增加，超高功率電極的需求量也與日俱增：生產(chǎn)高質(zhì)量超贏功率石墨電極的石 墨化溫度應(yīng)達(dá)到2 8 0 0 3 0 0 0 ( ? ，這樣耗電會(huì)更大。因此，石墨化生產(chǎn)工藝及石墨 化爐應(yīng)在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，最大限度地減少電能消耗。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文笫1 章緒論 石墨化的方法按加熱方式可分為直接法和間接法；按石墨化爐和供電裝置的 相對位置，可分為移動(dòng)式和固定式；按運(yùn)行方式可分為間歇式和連續(xù)式；按用電 性質(zhì)可分直流電石墨化和交流電石墨化。所謂直流法，就是指電流直接通過被石 墨化的焙燒品，制品本身就是導(dǎo)體通過電阻熱使制品達(dá)到石墨化溫度。生產(chǎn)石墨 電極所用的石墨化爐主要采用直接法。直接加熱式石墨化爐有兩種爐型，一種為 有電阻料的艾奇遜石墨化爐，另一種為內(nèi)熱串接石墨化爐。所謂闖接法是電源和 制品不直接接觸，熱能是通過感應(yīng)或輻射的途徑傳遞，制品可在爐子中自由移動(dòng)， 用這種方法的很少，它只能生產(chǎn)一些較小規(guī)格的電炭制品。 1 2 2 石墨化爐簡介 石墨化爐對于炭素制品生產(chǎn)企業(yè)來講，是能源消耗較大的設(shè)備之一，能夠有 效降低石墨化爐的電能消耗，是降低成本，提高效益的捷徑。與交流石墨化電爐 比較，直流石墨化電爐有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是節(jié)約電能1 5 j 。 1 艾奇遜石墨化爐 4 1 這種爐型( 見圖1 1 ) 是1 9 世紀(jì)末在生產(chǎn)碳化硅的電阻爐基礎(chǔ)上改造的。其主 要特點(diǎn)是裝入爐內(nèi)的焙燒制品與電阻料( 焦粒) 共同構(gòu)成爐阻，通電后產(chǎn)生 2 0 0 0 - 3 0 0 0 ( 2 的高溫使焙燒品石墨化。愛奇遜石墨化爐工業(yè)應(yīng)用已有百年歷史， 目前我國仍普遍應(yīng)用。這種爐的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，容易維修，直是 炭素工業(yè)中主要的石墨化設(shè)備。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 一 | 熙 f 庶辨 力 - 7 。 ：廠一 ( 燃艇慨 9，、取樂毋圓圓曬砭玎 圖1 1 艾奇遜石墨化爐示意圖 f i g 1 1t h es k e t c hm a po f a c h e s o ng r a p h i t i z a t i o nf l u t l i i c e 1 爐頭內(nèi)墻石墨塊砌體；2 導(dǎo)電電極：3 填充石墨粉的爐頭空間；4 一爐頭炭塊砌體： 5 一耐火磚砌體；6 一混凝上基礎(chǔ)；7 爐側(cè)槽鋼支柱；8 爐側(cè)活動(dòng)墻板；9 爐頭拉筋； 1 0 一吊掛移動(dòng)母線排的支撐架；l 卜一水槽 2 內(nèi)熱式串接石墨化爐f 4 】 這是一種不用電阻料、電流直接通過由數(shù)根焙燒品縱向串接的電極柱產(chǎn)生高 溫而使焙燒品石墨化的爐型。這種無電阻料的石墨化工藝，是由美國人卡斯特納 發(fā)明的：即將需要石墨化的炭棒夾在兩根電極之間直接通電達(dá)到高溫( 電阻發(fā)熱) 的石墨化方法。當(dāng)時(shí)用于小尺寸弧光炭棒的生產(chǎn)，由于所用工藝爐體結(jié)構(gòu)復(fù)雜以 及一系列的技術(shù)和設(shè)備問題沒有解決，所以，一直不能用于尺寸較大的石墨電極 生產(chǎn)。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 lf上 j 一7 _ 院擴(kuò) j 湯 0i l 、 彥廣弋3_ 皇 l o 物鄉(xiāng) 勿 。，z - j f，l |i l 弦死一 鏟 叫1 f 1 2 圖1 2 內(nèi)熱串接式石墨化爐示意圖 f i g 1 2t h es k e t c hm a po f l e n g t h w i s eg r a p h i t i z a t i o nf u r n a c e 1 爐頭；2 爐側(cè)磚：3 爐頭電極：4 磚砌體；5 串接柱；6 石墨塊：7 一爐尾； 扯液壓加壓裝置：9 頂推電極；1 0 一電極襯套：1 1 爐頭磚；1 2 金屬罩；1 3 密封； 1 4 中間墻；1 5 爐頭電極；1 6 石墨電極；1 7 冶金焦；l 卜水泥墻墩；1 9 石墨塊滑塊： 2 0 石墨塊；2 l 一爐尾磚；2 2 頂推電極；2 3 液壓加壓裝置：2 4 一電極襯套 3 連續(xù)式石墨化爐 本文所研究的連續(xù)式石墨化爐是以石油焦、無煙煤為原料，采用通電加熱的 方式連續(xù)生產(chǎn)石墨化焦。其特點(diǎn)是能夠連續(xù)進(jìn)出料，爐體無蓄熱，只有表面散熱。 這種石墨化爐出爐石墨化焦溫度很高，為避免出爐產(chǎn)品氧化燃燒，并對這部分能 量加以利用，須增設(shè)冷卻系統(tǒng)，已達(dá)到冷卻石墨化焦、綜合利用能源的目的。 1 2 3 傳統(tǒng)連續(xù)式石墨化爐排料冷卻方式 連續(xù)式石墨化爐利用原料自身通電發(fā)熱，在大電流及保護(hù)性氣氛和添加劑的 情況下產(chǎn)生高溫使原料石墨化。石墨化過程中必須保證石墨化爐冷卻水的正常供 應(yīng)，當(dāng)供水系統(tǒng)由于某些原因意外停水時(shí)，應(yīng)在2m i n l 為恢復(fù)供水；當(dāng)爐子任何 6 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 一個(gè)冷卻回路發(fā)生斷流時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉爐子電源，待冷卻系統(tǒng)正常后方可重新通 電。石墨化后的石墨化焦由石墨化爐排料機(jī)構(gòu)排至兩個(gè)冷卻料斗內(nèi)進(jìn)行冷卻，使 其溫度降到6 0 0 0 c 左右。冷卻料斗內(nèi)的料隔一段時(shí)間排一次，其中合格料利用排 料系統(tǒng)設(shè)備送到料倉，不合格料則經(jīng)過旁通排出系統(tǒng)，重新回爐。排料設(shè)備由埋 刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)組成1 6 】。 其冷卻系統(tǒng)的特點(diǎn)如下： ( 1 ) 采用循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻； ( 2 ) 采用全密封的排出料系統(tǒng)； ( 3 ) 排料及爐膛通高純氮?dú)庑纬蓺庀啾Ｗo(hù)。 1 3 本課題研究的內(nèi)容 1 3 1 冷卻系統(tǒng)的重要性 隨著工業(yè)水平的發(fā)展，電爐的使用越來越廣泛。通常在設(shè)計(jì)和使用時(shí)，研發(fā) 人員往往關(guān)注于爐子的生產(chǎn)能力和效率是否合適、爐料的成分和溫度控制是否可 靠、操作是否方便等與生產(chǎn)能力和質(zhì)量指標(biāo)關(guān)系密切的環(huán)節(jié)，而對冷卻水循環(huán)系 統(tǒng)由于認(rèn)識(shí)方面的不足和經(jīng)驗(yàn)方面的欠缺則重視不夠，這種做法的后果往往是遺 患無窮【5 1 。新型連續(xù)式石墨化電爐工作溫度較高，其產(chǎn)品石墨化焦出爐時(shí)仍具有 較高溫度，因此，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)對出爐石墨化焦進(jìn)行冷卻，成為連續(xù) 式石墨化電爐生產(chǎn)運(yùn)行的重要組成部分。同時(shí)，綜合利用石墨化焦所攜帶的大量 顯熱也成為本課題組研究的一個(gè)方向。冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠與否，將直接影響到電 爐的正常使用和生產(chǎn)的進(jìn)行【7 】，在連續(xù)式石墨化電爐的運(yùn)行中起到重要的作用。 1 3 2 新型石墨化電爐冷卻系統(tǒng)的研究 新型石墨化電爐爐溫很高，爐芯溫度可達(dá)2 5 0 0 ，排出的石墨化焦溫度在 1 8 0 0 c 左右。為了防止出爐的高溫石墨化焦在空氣中被氧化，爐料排出后，需要 進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻。 本文將通過大量計(jì)算，對連續(xù)式石墨化電爐的物料冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到 較為合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)，解決出爐高溫石墨化焦在空氣中易發(fā)生氧化的問題， 使石墨化焦溫度降低到合理值后再排出冷卻系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)可以在今 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1 章緒論 后的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中投入使用。 本文對汽化冷卻技術(shù)應(yīng)用于連續(xù)式石墨化爐做簡單分析。將汽化冷卻技術(shù)應(yīng) 用于連續(xù)式石墨化電爐，不但節(jié)約工業(yè)用水，而且會(huì)提高冷卻效率，從而提高石 墨化焦的連續(xù)生產(chǎn)效率。 此外，本文還將對冷卻系統(tǒng)能源的綜合利用進(jìn)行分析，提出能源利用的合理 方案，為今后的深入研究提供依據(jù)。 1 4 效益分析 高純石墨化焦，作為非常優(yōu)質(zhì)的增碳劑和高溫導(dǎo)電材料，廣泛應(yīng)用于冶金、 機(jī)械、化工等行業(yè)，還可作為高溫耐火材料及模具的主要原料。高純石墨化焦的 加工成本不高，而在國際市場的價(jià)格是其原料煅后石油焦的兩倍還多，故其經(jīng)濟(jì) 效益明顯，具有很好的投資收益回報(bào)率 9 1 。 2 0 0 6 年中國鋁產(chǎn)量達(dá)9 3 5 萬噸，在連續(xù)3 年、年增加產(chǎn)量達(dá)1 0 0 萬噸以上 的基礎(chǔ)上又比前一年增長1 5 7 萬噸，占世界鋁產(chǎn)量3 3 9 7 萬噸的2 8 。2 0 0 7 年鋁 產(chǎn)量增長速度又創(chuàng)新記錄，全年鋁產(chǎn)量近1 2 7 0 萬噸，創(chuàng)年增加產(chǎn)量超過3 2 0 萬 噸的新記錄。鋁產(chǎn)量連續(xù)5 年快速增長( 年增加產(chǎn)量在1 0 0 萬噸以上) ，帶動(dòng)了 石墨化產(chǎn)品需求的增長。未來幾年，中國鋁產(chǎn)量向1 5 0 0 1 6 0 0 萬噸發(fā)展，鋁用炭 制品有很大的發(fā)展空問。 近年來，隨著對輕質(zhì)燃料油的需求不斷增加，世界各國都開始重視原油加工 過程中的重質(zhì)餾分及殘?jiān)鹊纳疃燃庸ひ垣@取更高的輕油收率和加工效益。隨著 延遲焦化工藝的不斷成熟與改進(jìn)，在輕油收率提高的同時(shí)，石油焦的品質(zhì)也被提 升。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，特別是煉鋁和煉鋼工業(yè)對優(yōu)質(zhì)石油焦的需求日益增長， 以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展對熱能燃料的需求，燃料級石油焦也由于具有較高的熱值而被市場 青睞。石油焦這一煉油副產(chǎn)品已成為焦化過程的重要產(chǎn)物。石油焦產(chǎn)量不斷提高， 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，效益也更加明顯【3 j 。 本課題組開發(fā)出的新型連續(xù)式石墨化電爐，極大的提高了石墨化焦的產(chǎn)品質(zhì) 量和生產(chǎn)率，縮短了石墨制品的生產(chǎn)時(shí)間，適合大規(guī)模生產(chǎn)，一經(jīng)投產(chǎn)將顯著提 高經(jīng)濟(jì)效益。此種新型石墨化爐投資少、見效快、安全生產(chǎn)，預(yù)計(jì)產(chǎn)品的市場占 有率將明顯提高。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章石墨化爐特性分析 第2 章石墨化爐特性分析 2 1 傳統(tǒng)石墨化爐存在的問題 2 1 1 艾奇遜爐特點(diǎn) 艾奇遜石墨化爐是世界上應(yīng)用得到最廣泛的石墨化爐，自1 8 9 5 年發(fā)明后，在 世界各國得到迅速推廣，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，一直占據(jù)著石墨化爐的主導(dǎo)地 位。艾奇遜石墨化爐問世百年來也在不斷地改進(jìn)和完善，從交流爐發(fā)展到直流爐 是其重大的技術(shù)突破。一些主要技術(shù)指標(biāo)( 如送電時(shí)間、單位電耗) 及產(chǎn)品質(zhì)量 都得到大幅度改善，但艾奇遜石墨化爐固有缺點(diǎn)，如熱效率低，單產(chǎn)能力小、溫 度不均勻等缺點(diǎn)依然存在8 1 。 艾奇遜石墨化爐雖然結(jié)構(gòu)簡單容易維修，操作比較方便，但存在著以下固有 的缺點(diǎn)： ( 1 ) 通電時(shí)間長，熱損失大，能量利用率低。大量電能用于加熱電阻料、保溫料 和端墻砌體，并且爐面散熱很大，僅有2 0 , - - 2 5 左右的電能用于炭素材料的石 墨化； ( 2 ) 爐芯各處溫度差較大( 高達(dá)數(shù)百度) ，容易導(dǎo)致產(chǎn)品出裂紋和質(zhì)量不均； ( 3 ) 裝卸爐時(shí)粉塵大，石墨化期間還會(huì)產(chǎn)生空氣污染； ( 4 ) 生產(chǎn)周期長。一臺(tái)石墨化爐從清爐開始到裝入制品、通電加熱、冷卻、卸出 產(chǎn)品，生產(chǎn)周期長達(dá)1 2 - 1 4 天，而其中通電加熱只需2 3 天。雖然每臺(tái)爐組有 6 镅臺(tái)石墨化爐，但每臺(tái)石墨化爐在一個(gè)月內(nèi)只周轉(zhuǎn)2 之5 次； ( 5 ) 生產(chǎn)過程中必須使用大量冶金焦作電阻料，每噸焙燒品的石墨化要消耗冶金 焦3 0 0 k g 左右【9 】。 2 1 2 內(nèi)串石墨化爐特點(diǎn) 內(nèi)串石墨化爐是一種不用電阻料的內(nèi)熱式加熱爐。電流通過產(chǎn)品產(chǎn)生的焦耳 熱，幾乎大部分加熱了產(chǎn)品，所以產(chǎn)品溫度比較均勻。這種爐子的工藝特點(diǎn)要求 電流密度高，比艾奇遜爐高1 0 倍左右。由于產(chǎn)品自身加熱快，高溫時(shí)間短，所以 電損小且熱損少，工藝本身不用電阻料，簡化了工藝操作。爐芯溫度可達(dá)2 7 0 0 c 9 - 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章石墨化爐特性分析 以上，石墨化程度高，能量利用率達(dá)到4 9 。這種爐子只能石墨化大規(guī)模產(chǎn)品，7 一 并且要用針狀焦生產(chǎn)超高功率石墨電極 1 0 o 。徨是由手其運(yùn)行特點(diǎn)，此爐型蓄熱 損失嚴(yán)重。 2 1 3 n 形石墨化爐特點(diǎn) ， 形石墨化爐實(shí)際上是將兩臺(tái)艾奇遜爐合并后串聯(lián)的一種新爐型，這種爐子 由于導(dǎo)電電極都在爐子的一側(cè)，所以省去了一般石墨化爐兩側(cè)必須的移動(dòng)母線 排，因此節(jié)約電能。它的缺點(diǎn)是中間爐墻容易損壞，且全爐產(chǎn)品不均勻等【1 0 1 。 2 1 4 間接加熱的石墨化爐特點(diǎn) 間接加熱的石墨化爐中，待石墨化的炭素制品不與電源直接接觸，達(dá)到石墨 化溫度所需的熱量是通過感應(yīng)途徑從另一個(gè)發(fā)熱體傳遞過來的。 最簡單的間接加熱石墨化爐是種用焦粒作電阻的發(fā)熱體的管式爐。待石墨 化產(chǎn)品可連續(xù)地通過一根埋在焦粒中的石墨管而實(shí)現(xiàn)石墨化。爐體尺寸為l m 見 方，石墨管的內(nèi)徑為5 0 m m ，長為2 m 。通電后，石墨管的中心部位溫度可達(dá)到 2 5 0 0 。這種爐子只能生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品，待石墨化產(chǎn)品要借助外力推動(dòng)并以一定 速度連續(xù)通過石墨管1 8 】口 2 2 影晌石墨化的因素 2 2 1 石墨化過程的三個(gè)階段 炭素產(chǎn)品在石墨化過程中，按溫度特性大致可分為三個(gè)階段。 ( 1 ) 重復(fù)焙燒階段 。 室溫至1 3 0 0 為重復(fù)焙燒階段。經(jīng)1 3 0 0 焙燒的產(chǎn)品具有一定的熱電性能 和耐熱沖擊性能。此階段產(chǎn)品僅是余熱，產(chǎn)品內(nèi)沒有多大變化。一般認(rèn)為，在這 階段采用較快的溫升速度，產(chǎn)品也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。 ( 2 ) 嚴(yán)控溫升階段 此階段的溫度范圍為1 3 0 0 1 8 0 0 ( 2 。該溫度區(qū)間內(nèi)，產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué) 結(jié)構(gòu)組成發(fā)生了很大的變化，碳平面網(wǎng)格逐漸轉(zhuǎn)化為石墨晶格結(jié)構(gòu)，同時(shí)低烴類 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章石墨化爐特性分析 及雜質(zhì)不斷向外散逸。這些變化可引起結(jié)構(gòu)上的缺陷，促使熱應(yīng)力過分集中，極 易產(chǎn)生裂紋廢品。為減緩熱應(yīng)力的作用，應(yīng)嚴(yán)格控制此階段的溫升速度，防止產(chǎn) 品產(chǎn)生裂紋。 ( 3 ) 自由溫升階段 1 8 0 0 c 至石墨化最高溫度，為自由溫升階段。此時(shí)產(chǎn)品的石墨晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng) 基本形成，溫升速度已影響不大。但石墨化的完善程度，主要取決于最高溫度， 所以溫度越高越好。 為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，往往要將實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的功率曲線的第二嚴(yán)控溫升階 段區(qū)域擴(kuò)大。 由于送電開始爐阻較大，以及保溫料和爐芯內(nèi)含有一定的水分等原因，第一 階段的實(shí)際溫升并不太快。開始時(shí)溫升速度只能達(dá)3 0 4 0 l l ，如果控制不好， 將造成大量的裂紋廢品。但實(shí)際上第二階段的溫升最不容易控制，這是目前實(shí)際 采用的曲線比計(jì)算曲線保守得多的主要原因。爐芯溫度超過1 8 0 0 ，產(chǎn)品進(jìn)入 石墨化階段溫升可以加快，然而由于高溫?zé)釗p失增大，實(shí)際溫升速度也很難提高。 2 2 2 石墨化廢品產(chǎn)生的原因 廢品分為人為廢品和工藝廢品兩大類。產(chǎn)生廢品的主要原因有： ( 1 ) 氧化 1 ) 出爐產(chǎn)品溫度過高，被空氣氧化而成為廢品。 2 ) 冷卻水滲漏爐內(nèi)造成水氧化。 ( 2 ) 電阻率不合格 1 ) 裝爐爐芯過大，電流密度低，爐芯達(dá)不到規(guī)定的溫度。 2 ) 接點(diǎn)、爐頭、母線等部位壓降過大，電損失增加，致使?fàn)t溫偏低。 3 ) 兩側(cè)保溫材料有漏電之處，槽鋼或母線有接地處，使供給的電能部分浪費(fèi)， 造成爐溫偏低。 4 ) 原料不易石墨化。如用含硫較高的原料，送入同樣的電量，石墨化后的產(chǎn) 品電阻率較大。 5 ) 爐體保溫材料或上蓋料太薄，散熱損失增大。 6 ) 裝爐不合理，或裝爐質(zhì)量不好?？稍斐蔂t芯電流偏低，并且電流密度較小 1 1 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章石墨化爐特性分析 的地方易出電阻率廢品。 7 ) 送電制度不合理。開始功率和上升功率太小，送電時(shí)間過長，大量電能消 耗在熟平衡上，致使?fàn)t溫偏低。 8 ) 爐阻太大，功率送不上去或爐阻過小，造成“死爐”，產(chǎn)生大量電阻率廢 品。 9 ) 保溫料水分過大，造成不必要的電能消耗等。 ( 3 ) 機(jī)械強(qiáng)度不合格 1 ) 原料質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)，本身強(qiáng)度低。 2 ) 前幾道工序發(fā)生質(zhì)量波動(dòng)，例如粘結(jié)劑含量大、原料配比或顆粒組成發(fā)生 變化等。 3 ) 石墨化程度過高也會(huì)降低產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。 ( 4 ) 金剛砂廢品 1 ) 裝爐不符合規(guī)程，產(chǎn)品與保溫料接觸嚴(yán)重。 2 ) 大量保溫材料混入爐芯。 2 3 石墨化爐冷卻方式 傳統(tǒng)石墨化爐停電后，石墨化爐處于降溫階段，冷卻時(shí)間的長短根據(jù)石墨化 爐運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)及工藝要求來決定，一般冷卻時(shí)間不少于9 6 h 。冷卻方式包括自然冷 卻和強(qiáng)制水冷卻。對于大型石墨化爐，由于運(yùn)轉(zhuǎn)周期短，產(chǎn)量大，一般都采用強(qiáng) 制水冷卻。利用水強(qiáng)制冷卻時(shí)，要做到少澆、勤澆，不宜一次澆水量過大，嚴(yán)禁 向爐內(nèi)局部灌水，以防止產(chǎn)品氧化。 立裝爐的產(chǎn)品冷卻過程為：抓上蓋料，抓爐頂焦，水冷卻等。 臥裝爐的產(chǎn)品冷卻過程為：拔掉側(cè)墻，并用耐火泥將爐殼裂縫堵好，防止空 氣和水進(jìn)入而氧化產(chǎn)品，到規(guī)定時(shí)問后，打開外殼，即可卸爐。 2 4 新型連續(xù)式石墨化爐單耗計(jì)算 在實(shí)驗(yàn)爐電極、內(nèi)壁、中心物料外層、爐表面等處布置熱電偶，進(jìn)行溫度測 量。由于石墨化爐穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電極附近溫度較高，熱電偶難以測得，因此電極 附近溫度為估測值，利用石墨化電阻率隨溫度的增大而減小并成線性關(guān)系，估算 1 2 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2 章石墨化爐特性分析 出電極附近溫度。石墨化爐溫度情況見表2 1 。 表2 1 連續(xù)式石墨化電爐溫度值 f i g 2 1t e m p e r a t u r e so f c o n t i n u o u se l e c t r i cf u r n a c ef o rg r a p h i t i z a t i o n 單位理論熱耗暇的計(jì)算： 根據(jù)石墨材料生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，生產(chǎn)石墨化焦的理論熱耗可以由以下公式進(jìn) 行計(jì)算【1 6 】： = 1 0 0 0 ( 1 2 5 0 一t ) c 石戥+ ( 1 8 0 0 1 2 5 0 ) c 石墨a + ( 2 3 0 0 1 8 0 0 ) c 石勤弘6 0 0 ( 2 1 ) 其中 c 石墨一石墨材料的比熱形堙k ； 石墨的比熱隨溫度的升高而增大，兩者的關(guān)系如下： c 石墨= 1 8 5 8 6 + 1 2 8 9 3 x 1 0 - 4 t + 2 5 6 4 t x l 0 5 t - 2 + 4 5 1 9 7 x 1 0 7x t 6 ( 2 2 ) 式中，丁一絕對溫度，k 。 第二段加熱過程中石墨材料的比熱采用上式進(jìn)行計(jì)算，式中溫度取該段的平 均溫度，即 r = ( 1 8 0 0 + 1 2 5 0 ) 2 + 2 7 3 = 1 7 9 8 k 帶入公式( 2 2 ) 進(jìn)行計(jì)算，得 g 默- - 1 8 5 8 6 + 1 2 8 9 3 x 1 0 4x 1 7 9 8 + 2 5 6 4 x 1 7 9 8 x 1 0 5x 1 7 9 釅+ 4 5 1 9 7 x 1 0 7x 1 7 9 釅 = 2 1 8 j k g k 查資料，得c r 石墨= o 9 j k g k ，c 墨3 = 6 5 2 j k g k 帶入( 2 1 ) 式中，得 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章石墨化爐特性分析 = 1 0 0 0 0 2 5 0 f ) 島墨l + ( 1 8 0 0 - 1 2 5 0 ) c 年i 墨2 + ( 2 3 0 0 - 1 8 0 0 ) c 石墨3 3 6 0 0 = 1 0 0 0 0 2 5 0 2 0 ) 0 9 + ( 1 8 0 0 - 1 2 5 0 ) 2 1 8 + ( 2 3 0 0 1 8 0 0 ) 6 5 2 3 6 0 0 = 1 5 4 6 k l y h t 通過計(jì)算求得連續(xù)式石墨化電爐的理論單耗為1 5 4 6 k w h t 。與傳統(tǒng)石墨化爐 相比較，很大程度上節(jié)約了電能。 2 5 新型連續(xù)式石墨化電爐的優(yōu)點(diǎn) 新型石墨化電爐有如下優(yōu)點(diǎn)： ( 1 ) 實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn) 具有功率大、電密高、曲線好的性能和優(yōu)越性，表現(xiàn)在爐溫高、產(chǎn)量高等特 征上。 ( 2 ) 產(chǎn)品電耗低 電耗是石墨化工序的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。新型連續(xù)式石墨化電爐與艾奇遜爐 相比電耗較低，沒有蓄熱損失。目前國內(nèi)炭素制品生產(chǎn)石墨化電耗通常是4 0 0 0 - - 5 5 0 0 k w m ，而新型連續(xù)式石墨化爐電耗在1 8 0 0k w 眥左右。 ( 3 ) 產(chǎn)量大 新型石墨化電爐可以根據(jù)不同產(chǎn)量需要進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。預(yù)計(jì)最高產(chǎn)量可達(dá) 日產(chǎn)8 0 噸。 ( 4 ) 功率因數(shù)高 傳統(tǒng)爐平均功率因數(shù)只有0 7 ，新型石墨化電爐功率因數(shù)可達(dá)到o 9 1 以上， 功率因數(shù)顯著提高。 ( 5 ) 產(chǎn)品電阻率低 由于新型石墨化爐爐溫高，所以石墨化程度更好，其電阻率降低1 7 左右。 電阻率低，煉鋼單耗下降。 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第3 章連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第3 章連續(xù)式石墨化電爐冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 1 冷卻器的設(shè)計(jì) 3 1 1 選型 根據(jù)爐膛尺寸及現(xiàn)場布置，初定物料冷卻裝置為筒狀分層叉排結(jié)構(gòu)，水管貫 穿于簡體結(jié)構(gòu)之中，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)將此結(jié)構(gòu)按照溫降特點(diǎn)在垂直方向平均分為三 段。初始計(jì)算時(shí)，每段水管分別按照1 9 、2