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                玻璃熔窯用耐火材料維修

                發布時間:2021/03/17 行業新聞 標簽:耐火磚瀏覽次數:177

                  一、節能降耗措施

                  對于浮法玻璃熔窯自身結構來說,節約能耗的主要措施可歸納為:窯形尺寸、燃料與燃燒、火焰高度、全窯寬投料、窯體保溫、窯體密封、格子體配置、淺池、窄卡脖、作業制度等這樣一些措施。

                  1.窯形尺寸:窯形主要工藝尺寸要設計合理,與熔化能力相匹配的窯形主要工藝尺寸,特別是熔化部和熔化區的長、寬尺寸和長、寬比例是有合理的最佳值的。達到了這個最佳值時,不但熔窯的熔化能力和熔化質量都能得到保證,而且能耗最低。國內許多玻璃熔窯能耗高的主要原因是熔化區的長度尺寸偏大,窯內火焰分散,熱流密度低,達不到應有的熔化溫度。

                  玻璃熔窯用耐火材料窯體的冷修節能改造

                  2.燃料與燃燒:使用高熱值燃料并配備高效能噴槍,才能在熔化區內達到理想的高溫熔化效果。選擇合適的燃料、空氣比例,使火焰長度為窯寬的3/4;對噴槍進行精確調整,達到合適的燃料供給角度和流速;實現燃燒過程自動調節;將換火時間調到最小限度;連續控制煙氣成分,是玻璃熔窯節能的基本條件。

                  3.火焰高度:應盡量減少窯內火焰與玻璃液面之間的高度,從小爐噴火口噴入窯內的火焰,應當是既不能對玻璃液面產生擾動作用、又要盡量靠近玻璃液面。國外許多熔窯采用“頂插、側插、底插”式噴槍,噴火口掛鉤磚之上即為小爐炕面磚,小爐炕面頂比池壁頂高出大約500mm(470~580mm之間),助燃空氣在小爐內傾斜向下俯沖與燃料相遇后燃燒生成火焰噴入窯內,火焰緊貼玻璃液面又不擾動液面,熱效率比較高。

                  目前國內自行設計的玻璃熔窯基本都采用爐下式噴槍,要在噴火口掛鉤磚和小爐炕面舌頭磚之間設噴槍用的“噴嘴磚”,噴嘴磚高度一般為200mm,這樣小爐炕面比池壁頂就要高出大約700mm(670~780mm之間)。火焰與玻璃液面之間的高度也就增加了200mm,顯然這就使火焰遠離了玻璃液面,降低了火焰的熱效率,大約要降低3~5%,小爐炕面頂比池壁頂高出的越多火焰熱效率越低。

                  4.全窯寬投料技術:采用全窯寬投料技術產生的節能效果,可以從兩個方面來說:其一是在熔制工藝上,全窯寬投料池投入窯內的配合料帶更寬、更薄,加大了配合料的受熱表面積和透熱性,使熔化區內的熱量更多更快地被配合料吸收,從而減少了熱量向窯外的損失。其二在熔窯結構上,采用全窯寬投料池可以把熔化部的池寬和池長做得略小一些,這就減少了整個窯體的表面散熱損失,從而產生節能效果。

                  5.窯體保溫:窯體的保溫對熔窯的節能作用大家都很清楚,需要保溫的重點部位包括:熔化部的大碹、胸墻、池壁、池底,小爐的底板、側墻、頂碹,蓄熱室的上段墻、頂碹,煙道的墻和碹。

                  6.窯體密封:窯體的密封對熔窯的節能作用是一目了然的,需要做密封的熔窯重點部位包括:投料口L吊墻鼻區耐火磚下緣到池壁頂之間,熔化部池壁頂與掛鉤磚之間,各節大碹膨脹縫,小爐膨脹縫,蓄熱室墻與碹腳之間,蓄熱室各節碹的膨脹縫,以及各種操作門、孔、洞等都應隨時做好密封。

                  7.格子體配置:燃料在玻璃熔窯內的燃燒溫度與助燃空氣的予熱溫度成正比關系,助燃空氣的予熱溫度與格子體配置的合理性有很大關系,格子體配置是否合理主要體現在格子體蓄熱面積和格子體高度上。格子體配置合理了就能提高助燃空氣的予熱溫度,也就提高了燃料的燃燒溫度,就會產生節能效果。

                  降低排出的煙氣溫度對于玻璃熔窯的節能也會有比較明顯的作用,目前從玻璃熔窯蓄熱室排出的煙氣溫度一般在600℃左右,若能降低到200~300℃的話,將節能10%以上,要做到這一點是需要做開發和攻關性工作的。

                  有資料介紹:提高助燃空氣予熱溫度,能使燃料消耗大大降低,在助燃空氣予熱溫度到1000℃的熔窯內,若將這個溫度提高到1100℃時,可以節省燃料8%,若提高到1200℃時,可以節省燃料15%。根據這一資料可以大致地認為:助燃空氣予熱溫度每升高100℃,可以節省燃料7%~8%。

                  8.淺池結構:玻璃熔池是一個大的散熱體,對于某一特定平面尺寸的玻璃熔窯來說,池深不同就是玻璃液的總量不同,池深越大就總量越大,散熱量也就越大。以往的玻璃熔窖熔化部池深多為1400~1500mm的深池,現在多為1200mm左右的淺池,冷卻部池深可為900mm左右,淺池結構有一定的節能效果。

                  9.窄卡脖:從熔窯內玻璃液流縱向斷面圖中可以看到:在卡脖處不同深度處的玻璃液流方向是不同的,靠近玻璃液面的上層向冷卻部流動,靠近池底的下層反向流回熔化部。流到冷卻部的玻璃液溫度下降了,再流回熔化部后又要再受到二次加熱,就要消耗熱量,卡脖縮窄就可以減少這種二次加熱消耗的燃料。

                  10.溫度制度:玻璃配合料的熔化速度與窯內溫度制度密切相關,高溫作業制度能加快玻璃配合料的熔化和生成玻璃液,有明顯的節能效果。

                  二、延長窯齡措施

                  從浮法玻璃熔窯自身結構來說,延長窯齡的主要措施可歸納為:耐火材料、熔窯鋼結構、膨脹縫、L形吊墻、窯內壓力、風冷、水冷、熔窯砌筑、烤窯、維護保養等這樣一些措施。

                  1.耐火材料:熔窯各部位耐火材料質量必須保證,不同部位耐火材料匹配要得當,需要做酸堿分隔的部位必須有可靠材料分隔開,與玻璃液接觸部位的耐火材料必須能抗玻璃液侵蝕耐沖刷,蓄熱室中、上段格子體材料要耐高溫、耐堿性粉塵侵蝕。

                  2.熔窯鋼結構:比如一座500t/d級的浮法玻璃熔窯是由近二十種不同品種的耐火材料、三百多個尺寸規格、幾十萬塊(50~70萬塊)、總重量幾千噸(5000~8000噸)耐火材料砌筑而成的。熔窯鋼結構就是用來支撐和約束這個砌筑而成的窯體磚結構的,熔窯鋼結構必須保證窯體各部位的耐火磚結構從開始砌筑、到高溫運行產生膨脹后,都能保持不產生超過允許的變形或使磚塊壓碎。所以熔窯各部位的鋼結構件即不能弱也不能太強壯。

                  3.膨脹縫:玻璃熔窯的窯體結構要長期處于高溫下運行,窯體各部位的膨脹縫留設對窯齡的影響很大。耐火材料具有熱脹性,要保證窯體結構的安全,對一些受到膨脹限制部位的窯體結構必須留有合適的膨脹縫,保證耐火磚塊在高溫下不被擠碎,窯墻不變形。

                  4.L形吊墻:以往的玻璃熔窯前臉墻一般采用硅磚做的“魚肚碹”結構。魚肚碹的股跨比一般都比較小,計算下來魚肚碹的碹磚壓應力都比較大;魚肚碹的硅磚屬于酸性材料,要承受配合料內的堿蒸汽的化學侵蝕;魚肚碹磚還要承受高溫作用的熱沖刷和侵蝕。魚肚碹處于這樣惡劣的工況條件中,安全可靠性很差,曾經是影響玻璃熔窯壽命的最薄弱環節之一。針對魚肚碹使用壽命短的情況,L型吊墻結構被開發了出來。隨著玻璃熔窯前臉L型吊墻結構的應用,熔窯前臉墻結構的安全可靠性問題便得到了很好的解決。

                  5.窯壓:通常所說的熔化部內的窯壓為5~7Pa,是指窯內壓力比窯外壓力高出5~7Pa。這種窯內的微正壓是為了既保證窯外冷空氣少進入窯內,又保證窯內少往窯外穿火。窯壓越大,越容易出現向窯外穿火,使得一些小的縫隙不該穿火的地方,由于穿火后而成了大縫,也就是平常所說的“燒穿”了,燒穿對窯體結構壽命就要產生影響。

                  6.風冷、水冷:玻璃熔窯上需要進行吹風冷卻的地方主要包括:熔化部兩側池壁、卡脖兩側池壁、熔化區的碹腳梁、投料口攔鐵、L型吊墻等。需要進行通水冷卻的地方主要包括:卡脖入口處池壁外側拐角、液位池與熔化部相交處池壁外側拐角等部位。

                  7.熔窯砌筑:玻璃熔窯的砌筑質量對熔窯壽命起很大作用,必須選擇有資質的專業施工單位,施工設備要齊全,工種要配套,質量監督不可少,玻璃熔窯各部位都有詳細的砌筑要求,必須保證。

                  8.烤窯升溫:烤窯升溫對玻璃熔窯運行壽命至關重要,它將不可逆轉地影響以后的熔窯性能和壽命。比如由于烤窯不當造成了窯體變形,開裂、下沉、擠碎等等,都要影響窯齡。烤窯升溫曲線必須合理,在升溫中需要控制膨脹的部位必須及時準確地進行操作,嚴格控制。

                  9.合理運行:玻璃熔窯的溫度制度要合理,各部位窯壓要合理、穩定,液面波動要小,各種設施狀態良好、操作準確,不產生運行中對窯體的破壞。

                  10.維護保養:要按玻璃熔窯運行操作規程每日做好對窯體的巡檢工作,出現問題及時進行保養。在熔窯運行的中后期要加強維護保養工作。

                  三、結束語

                  以上是浮法玻璃熔窯冷修改造時,為了增加熔化能力、提高熔化質量、節能降耗、延長窯齡而采取的一些常規措施。隨著熱工技術的進步、熔窯設計經驗的豐富、新型耐火材料的開發,會有更多更好的玻璃熔窯新技術將被開發出來,將使玻璃熔窯的熔化能力、熔化質量、節能降耗、長窯齡方面取得新的應用成果。

                 

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