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    蓄熱式馬蹄焰玻璃池窯運行中的一些異常情況分析
    2017-08-16

    玻璃熔化池爐是玻璃廠的心臟,又處在不間斷的動態高溫運行之中,每個從事窯爐熱工管理的工程技術人員都希望窯爐在高溫下不停產連續運行,直至耐火材料充分蝕損不能再繼續保證正常生產為止,進入停產拆爐大修,完成窯爐的一個使用周期。但在生產實踐中,總是存在著諸多因素影響生產的連續運行,如機器設備的檢修更換、燃料的不穩定性、班組操作水平的差異、窯爐的正常損壞、煙道系統的積水、積灰堵塞、甚至缺水停電等等因素都會造成停產。
    窯爐運行中的異常情況多種多樣,顯而易見的比較容易分析判斷,但往往很多時候是內部系統故障,整個系統環境處于高溫狀態,看不見摸不著,需要用豐富的實踐經驗加以分析判斷,才能找出問題所在并正確處理。如果分析判斷和處理不當,不但不能消除故障,還會造成事故的擴大化,甚至帶來嚴重的后果。本文就我們對實際工作中蓄熱式馬蹄焰玻璃池窯運行中的一些異常情況進行分析。
    1 熔化池爐溫疲軟、提溫困難
    排除窯爐設計缺陷和燃料的因素,在蓄熔比、換熱傳熱面積足夠的正常情況下,若窯爐運行一段時間后,爐溫異常疲軟,達不到正常生產所需溫度,從窯爐方面應考慮內部結構是否發生了破壞。
    1.1蓄熱室十字墻出現縫隙穿火
    在蓄熱室的修建中,普遍采用下部粘土磚、中部高鋁磚、上部硅磚的耐材砌筑結構形式,以節省建造費用。由于硅磚荷軟溫度遠高于粘土和高鋁耐材,窯爐運行一段時間后,往往發生中、下部耐材蠕變軟化下墜,從而造成十字墻出現縫隙穿火,尤其是蓄熱室運行溫度較高且粘土、高鋁耐材砌筑部位較高的窯爐更易發生此種情況。此外,窯爐砌筑時預留的膨脹縫未脹滿也會存在縫隙。
    若縫隙出現在兩個空氣格子體之間隔墻,情況還不算很嚴重。如果在空-煤格子體之間隔墻出現縫隙,由于壓力差將會發生部分煤氣和空氣提前在進氣側蓄熱室內混合燃燒,從而造成進氣側空氣或煤氣格子體溫度異常升高,進入爐內燃燒的有效成分減少,窯爐熔化部溫度就會疲軟。此種情況若發生在單側,則進氣側格子體溫度異常升高,爐溫疲軟,換火后又恢復到正常爐溫;若兩側空-煤格子體墻都有縫隙穿火,則兩側格子體溫度都異常升高,換火也不能消除熔化部爐溫疲軟現象。
    如果十字墻縫隙出現在兩個煤氣格子體之間,則會發生進氣側煤氣一部分從隔墻縫隙經另一側煤氣格子體跑掉,導致進入爐內燃燒的煤氣量減少,也使熔化部溫度疲軟,難以達到正常爐溫,且由于窯爐廢氣中的過??諝夂蛷目p隙短路跑掉的煤氣在另一側煤氣格子體內燃燒,造成排氣側煤氣格子體溫度異常升高現象,并且隨著穿火縫隙的不斷擴大,排氣側煤氣格子體溫度會越來越高,甚至達到接近熔化部的溫度,此種情況換火也不能排除爐溫疲軟問題。
    無論是空一煤或煤一煤格子體墻出現縫隙穿火,都將帶來爐溫疲軟、格子體溫度異常升高現象,而且是惡性循環,縫隙越來越大,格子體溫度越來越高,發展到最后只有停爐檢修,挖補堵漏,才能徹底根治。
    1.2舌頭拱垮塌
    由于小爐是整座窯爐熱負荷最高的部位,加上高溫氣流的沖刷、回頭飛揚粉料的侵蝕,往往造成噴火口結構的提前損壞。舌頭拱處于小爐熱負荷的中心,窯爐運行一段時間后往往出現舌頭拱部分垮塌的現象,從而加大了小爐預混室的距離???、煤氣提前混合更增大了小爐的熱負荷.進人熔化池內燃燒的火焰會變短,而且由于垮塌的舌頭拱耐火材料堆積在小爐底板上,改變了噴火口火焰的走向,往往造成火焰上飄不能直射玻璃液面。若在大碹頂拱用熱電偶測溫,則會在儀表上反映爐溫升高,但玻璃熔化質量卻反而有所下降的現象。此時可打開小爐側墻預留的事故處理孔,清除小爐底板上堆積的垮塌耐火材料,保持小爐通道的暢通,可緩解矛盾,待到窯爐停爐大修時恢復舌頭拱結構方可徹底解決問題。
    1.3交換器故障
    對于跳罩式交換器,其鋼結構浸泡在水中的部分使用一段時間以后就會被腐蝕變薄,尤其跳罩和通口水線部位極易蝕穿,造成漏氣漏水。通口蝕穿漏水容易被發現,注水不滿即是征兆;但如果跳罩蝕穿漏氣,由于處在交換器內部,所以很難被發現,這種情況會造成部分煤氣或空氣從跳罩蝕穿部位經總煙道抽走,致使進入爐內燃燒的煤氣、空氣總量減少,也會使爐溫疲軟,提溫困難。定期檢查更換跳罩和焊補通口即可消除此故障。
    2 窯壓異常升高
    玻璃窯爐的窯壓由煙道閘板進行調控,一般應處在微正壓狀態下運行。若窯壓升高,將會帶來窯爐耐火材料的加速損壞,從而大大縮短窯爐的使用壽命。在窯爐各項操作運行指標未改變的情況下,如果窯壓異常升高,則應考慮煙道積水、積灰堵塞、格子體堵塞等問題。對于燒發生爐煤氣的玻璃熔窯,煤氣中帶出物較多,加上回頭飛揚粉料在格子體材料上的粘附,往往造成窯爐運行一段時間后,煤氣格子體堵塞,從而造成排氣不暢、窯壓升高,而且是持續升高的現象。在地下水豐富的地區或突降暴雨的季節,往往發生地下煙道積水堵塞造成窯壓的突然升高現象,此時動用排水泵抽除積水即可解決。對于因格子體積灰堵塞造成窯壓升高的問題,則要用壓縮空氣或蒸汽吹掃,在回頭走廢氣側格子體墻上打開吹掃孔,用壓縮空氣或蒸汽逐層吹掃清通堵塞的格子體。對于因煙道積灰堵塞造成排氣不暢、窯壓升高問題,則要定期人工清理積灰消除堵塞,才能保證窯爐的正常運行。
    3 換火溫度差異
    對于蓄熱式馬蹄焰熔窯,正常運行時每隔半小時左右要進行一次換火操作,改變蓄熱室進氣和排氣的萬向。換火時窯爐熔化部和蓄熱室溫度會發生一定的波動,窯爐正常運行中蓄熱室上部的溫度變化近似正弦曲線和余弦曲線,熔化部溫度變化近似鋸齒狀的曲線。
    如果在一個換火周期和另一個換火周期中,窯爐熔化部和蓄熱室上部溫度變化與正常運行差異較大,除前述十字墻出現縫隙穿火、交換器蝕穿故障等情況外,還可能有交換器底座的故障問題此故障比較隱蔽,不易被發現,往往造成分析判斷錯誤。
    交換器底座與煙道耐火材料之間的接合面應保持氣密狀態,但由于材料膨脹的差異和高溫氣流的腐蝕沖刷等原因,往往造成交換器鋼結構底座與耐火材料接合面A點或B點產生間隙。若A點產生間隙,當跳罩置于左側,右邊支煙道進煤氣或空氣時,就有部份煤氣或空氣從A點間隙短路直接進入總煙道抽走,造成進入爐內的煤氣或空氣減少,從而在該側換火時爐溫降低,反之若在B點產生間隙,煤氣或空氣短路亦然,從而造成換火溫差。此種情況的換火溫差與蓄熱室十字墻出現縫隙穿火產生的溫差不同,十字墻縫隙穿火產生的溫差伴隨著蓄熱室格子體溫度的異常升高,而交換器底座縫隙短路造成的換火溫差,蓄熱室溫度變化不大,僅以總煙道溫度有所升高為明顯標志。以窯爐實際運行時蓄熱室和熔化部溫度變化曲線與正常運行的溫度變化趨勢對比即可判斷窯爐異常情況發生在何處。
    若交換器底座出現縫隙短路時,解決的辦法只有停止輸送煤氣或空氣,待煙道溫度降低后進入垣塞堵住A點或B點縫隙,才能消除換火溫差。
    4 玻璃液臟料
    近年來隨著原材料成本的攀升,各地廠家都在大量引入外購廢玻璃摻入到配合料中以降低生產成本。由于外購廢玻璃中瓶蓋、瓷片等各種雜質很多,也不能保證徹底清洗和檢選干凈,再加上窯爐耐火材料的剝落,久而久之,在熔化池內積累了相當數量的雜質,尤其含鐵雜質密度較大,沉淀于窯爐底部且又多含著色成份,從而形成窯爐底部的“臟料”層。正常情況下,該層爐底“臟料”附著在池底幾乎不流動,不會對產品帶來明顯的影響。但如果爐溫發生忽高忽低的大變動,就會造成爐內玻璃液的異常流動,池底“臟料”會隨玻璃液的異常流動而一股一股隨玻璃液流帶出進入料道,從而使玻璃制品產生明顯的“臟料”缺陷。要消除產品“臟料”缺陷,外購廢玻璃檢選清洗干凈是前提,窯爐溫度穩定是保證。
    玻璃窯爐一旦因異常情況停產,爐溫的急劇升降將會造成窯爐耐火材料加速損壞和縮短窯爐的正常使用周期。因此,如果生產出現異常,工程技術人員應迅速判明原因,找出問題所在并盡快處理,將窯爐的損傷降到最低限度,才能保證連續生產并充分延長窯爐的使用壽命。

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