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玻璃窯格子體堵塞對窯爐有哪些影響?

來源:玻璃窯爐 2019/10/30 18:27:38

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中玻網】蓄熱室耐火材料燒蝕崩裂,多發生于上部的高溫部分,部分因重力會掉到中下部,格子磚部分坍塌也多發生于上部,因此這類堵塞多位于格子體中上部。

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  格子體堵塞后,排煙時阻礙煙氣的正常排出,進氣時影響助燃空氣正常進入,由此影響窯爐以下幾個方面。

  1支煙道溫度

  當某個格子體出現堵塞后,排煙時阻力加大,一部分煙氣就會從相鄰的格子體排出,使得流經該格子體的煙氣量減少。煙氣減少會使得格子體溫度降低,而其相鄰的格子體因煙氣量增加而溫度升高。格子體溫度的降低又會使得煙氣中的揮發物更易凝結,堵塞進一步加重,這又會有更多的煙氣從其它格子體通過。如此循環,格子體溫度出現兩較分化。溫度較高的格子體,盡管不易出現堵塞,但是溫度過高會導致其燒蝕加劇,危及安全。

  格子體溫度降低后,對助燃風的加熱作用減弱,助燃風溫度降低,對應的小爐火焰溫度降低;而爐內熱氣流的變化,還會導致爐內溫度分布的變化,即池爐溫度曲線發生變化。

  為了監控格子體溫度,在與蓄熱室相連的支煙道上安裝熱電偶,該顯示溫度與格子體溫度有對應關系。排煙時支煙道溫度逐步升高,而進助燃空氣時該溫度逐步降低,在進氣和排煙穩定的。

  情況下,該溫度在一定范圍內往復變化。支煙道溫度峰值,反映煙氣對格子體的加熱作用。當僅煙氣量增加時,支煙道溫度升高,煙氣量減少時,支煙道溫度降低。因此,通過對支煙道溫度的記錄和跟進,可監控熱氣流變化情況和格子體堵塞狀況。

  2.燃燒狀態

  格子體堵塞的初、中級階段,盡管格孔的堵塞影響氣體的通過,但通過對應助燃風閥的調整,助燃風度量還可以基本滿足需求,即火焰還能保持正常的燃燒狀態。由于格子體溫度的降低,助燃風溫度有所降低,導致火焰溫度降低。

  正常情況下,沉渣室觀察孔處的壓力是負壓。格子體堵塞嚴重時,盡管助燃風度量顯示正常,但觀察孔處的壓力表現為正壓,助燃空氣外溢,已不能完全到達小爐口。火焰明顯發飄、發渾、煙大,一方面導致火焰溫度降低,另一方面因火焰氣氛變化,可能影響到玻璃的熔制和澄清。

  3.窯壓輸出

  格子體出現堵塞后,煙氣排出時阻力加大,為了保持窯內壓力,調壓閘板開度加大,以用更大的負壓將煙氣抽出。隨著格子體的逐漸堵塞,窯壓輸出逐步加大。如果兩側格子體堵塞總量大致對等,則兩側窯壓輸出增幅基本相同。而如果某一側格子體堵塞偏嚴重,那么該側排煙(即對側燃燒時)時,窯壓輸出就偏高。盡管控制系統可以分別對兩側的窯壓輸出值進行記憶,但當兩側窯壓輸出相差較多時,換向過程中窯壓輸出與窯壓不易匹配,會導致窯壓波動變大,進而影響到玻璃液位的穩定性。

  格子體疏通后,窯爐的相關工藝得以恢復:小爐火焰發亮,恢復正常的剛性;因格子體堵塞導致的料山偏斜也恢復均勻,泡沫變薄、縮短,澄清部液面潔凈;窯爐單位能耗降低,玻璃質量好轉,良品率和一等品率升高,如表3為某次疏通前后的數據對比。

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  表1格子體疏通前后的相關變化

  格子體疏通作業過程會造成窯爐溫度、壓力等發生非常大變化;格子體疏通前后的窯爐工藝相差非常大,與格子體堵塞過程導致的“漸進式”變化不同,疏通后的變化是“突變式”的。這兩方面的變化,必須通過相關調整以降低其幅度,否則有可能導致玻璃質量波動。

  1.助燃風量及相關變化

  格子體疏通和清渣期間,需要打開蓄熱室沉渣室門,這時大量空氣由沉渣室門經蓄熱室進入爐內,該空氣量無法準確計量和控制,因格子體堵塞情況不同,空氣量有非常大差異,初步估算流量已超過10000Nm3/h,大于單個小爐正常所需助燃風量。

  空氣量大幅增多,會帶來一系列問題。①造成對應小爐火焰氣氛變化,火焰呈過氧化性,影響澄清劑芒硝的正常分解;②過多的空氣進入爐內,在高溫下其中的氧氣和氮氣反應生產氮氧化物,使得煙氣排放中NOX濃度升高;③使得爐內煙氣量大幅增多,相應地窯壓輸出升高,如果EP系統抽力不足,還會造成窯壓升高,進而導致液位波動;④煙氣量增多,還會帶走更多爐內熱量,導致窯爐溫度降低。

  鑒于空氣加大造成的不良影響,首先作業前升高池爐燃料,以維持溫度穩定;其次,提前將作業時間通知煙氣處理工序,加強排放物濃度監控,及時采取對應措施防止超標排放;再次,作業過程中,關閉由助燃風機供應的對應小爐的助燃風量,同時根據窯壓輸出和火焰變化情況,適當減小該小爐兩側小爐的助燃風量,以盡量保持總助燃空氣量的穩定;根據窯壓輸出升高情況,及時升高EP風機頻率,以保證窯壓受控。

  2.窯壓輸出

  由上述堵塞造成的問題討論可知,格子體疏通后,窯壓輸出會整體降低,同時兩側差值減小,如圖1為某次疏通過程中兩側窯壓輸出變化情況。由于格子體堵塞過程中,為減小換向過程中窯壓的波動,曾對一些參數進行調整,因此疏通過程中,要跟進窯壓輸出變化以及換向過程中的窯壓波動,及時恢復換向控制參數,保持窯壓穩定。

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  圖1格子體疏通過程中窯壓輸出變化趨勢

  3.支煙道溫度

  同樣,隨著格子體的疏通,各支煙道溫度也發生非常大幅度的變化:疏通過格子體,其對應的支煙道溫度升高,而相鄰的支煙道溫度降低,變化幅度與疏通效果相關,通透情況變化越大,支煙道溫度就變化越大。圖2為某次格子體疏通過程南側的支煙道溫度變化曲線。

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  圖2格子體疏通過程中支煙道溫度變化趨勢

  疏通前南3#格子體堵塞特別嚴重,其支煙道溫度低,而其相鄰的4#支煙道溫度接近800℃,兩者相差達450℃。而南4#蓄熱室碹角磚發紅,積渣中有崩裂的格子磚。隨著疏通工作的逐步進行,爐內熱氣流重新分布,各支煙道溫度差值趨于減小,南3#支煙道溫度由344℃升高至515℃,而南4#支煙道溫度由792℃降至613℃。

  盡疏通過程中支煙道溫度的變化是有益的,但須控制其變化幅度,以免過于溫度制度發生非常大變化,而導致玻璃質量惡化。通常,某個格子體疏通過程中,同時適當降低其支煙道閘板,以減小其支煙道溫度升高幅度,作業結束后再逐步升高閘板,讓溫度逐步升高到目標值。

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