玻璃窑炉蓄热室碹脚烧损成因及热修
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玻璃熔窑煤气格子体的热修李登辉孟党军(河北迎新玻璃集团有限公司沙河市054100)摘要:煤气蓄热室发生堵塞造成火焰放不出来,严重影响熔窑温度制度,对熔窑造成一定危害,通过进行热修格子体,取得了很好的效果,带来了一定的经济效益。
关键词:窑炉蓄热室热修格子体0前言蓄热室通过自身对废气的蓄热能力能够对空、煤气起到很好地预热作用,不仅对提高火焰温度改善火焰的燃烧情况有很好的效果,而且也大大提高了熔窑的热效率,是普遍采用的余热利用设备。
但在生产过程中对空气蓄热室能够采用底部火焰烧蚀法、疏通法对其进行疏通改善其蓄热能力并延长其使用寿命,但是煤气格子体的疏通却由于危险系数大、难度高等原因,没有有效的疏通及保护手段,致使其造成堵塞使火焰放不出来,影响窑压及温度的控制,对生产造成恶劣影响,必要时要采取热修处理。
1、我厂蓄热室状况及堵塞原因分析本厂有一条500吨级燃煤气熔窑玻璃浮法生产线,2011年5月份投产,蓄热室是全分隔式,煤气格子体结构上为炉条碹找平后铺设一层卡砖,卡砖上部为37层低气孔粘土砖,采用西门子氏摆放结构,总高度4.2米,投产半年后1#、2#开始出现堵塞现象,在煤气观察口可以看出格子体上部已经开始发生堵塞。
一年后1#、2#煤气格子体堵塞加重,从观察口可以看出1#、2#煤气格子体盖帽现象明显,同时观察到空煤气隔墙有被刷薄迹象,煤气开度在不断增加,熔窑内前区火焰放不出来,温度上不去,窑压开始增大,给熔化化料带来一定困难,料堆、泡界线后移半个小炉位置等,给生产产质量带来一定影响。
发现问题严重性后我们及时采取措施,组织保窑人员对1#、2#煤气格子体进行疏通,由于堵塞位置在格子体上部,长钎子进不去,只能利用短钎子在格子体里面进行二次捆绑才能够的着,疏通后达不到预期效果,公司人员决定对煤气格子体进行全部更换热修处理。
在发现问题后我们及时组织人员对格子体堵塞原因进行分析,由于空气格子体在开始堵塞时间上和煤气格子体堵塞时间相符,我们取空气格子体疏通后掉落的疙瘩进行了成份化验,图1所示,图1 疙瘩成份%氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙氧化镁氧化钾氧化钠59.23 5.06 0.791 2.68 1.88 2.43 14.94根据成份分析得知堵塞的产物主要来自飞料,由于熔炉在结构上前脸墙吊墙与1#小炉中心线距离只有3.6米,各种原料细分指标又相对偏高,我们认为是造成飞料堵塞的主要原因。
玻璃池窑运行中常出现的四种异常问题玻璃熔化池炉是玻璃厂的心脏,又处在不间断的动态高温运行之中,每个从事窑炉热工管理的工程技术人员都希望窑炉在高温下不停产连续运行,直至耐火材料充分蚀损不能再继续保证正常生产为止,进入停产拆炉大修,完成窑炉的一个使用周期。
但在生产实践中,总是存在着诸多因素影响生产的连续运行,如机器设备的检修更换、燃料的不稳定性、班组操作水平的差异、窑炉的正常损坏、烟道系统的积水、积灰堵塞、甚至缺水停电等等因素都会造成停产。
窑炉运行中的异常情况多种多样,显而易见的比较容易分析判断,但往往很多时候是内部系统故障,整个系统环境处于高温状态,看不见摸不着,需要用丰富的实践经验加以分析判断,才能找出问题所在并正确处理。
如果分析判断和处理不当,不但不能消除故障,还会造成事故的扩大化,甚至带来严重的后果。
对实际工作中蓄热式马蹄焰玻璃池窑运行中的一些异常情况进行分析。
1 熔化池炉温疲软、提温困难排除窑炉设计缺陷和燃料的因素,在蓄熔比、换热传热面积足够的正常情况下,若窑炉运行一段时间后,炉温异常疲软,达不到正常生产所需温度,从窑炉方面应考虑内部结构是否发生了破坏。
1.1蓄热室十字墙出现缝隙穿火在蓄热室的修建中,普遍采用下部粘土砖、中部高铝砖、上部硅砖的耐材砌筑结构形式,以节省建造费用。
由于硅砖荷软温度远高于粘土和高铝耐材,窑炉运行一段时间后,往往发生中、下部耐材蠕变软化下坠,从而造成十字墙出现缝隙穿火,尤其是蓄热室运行温度较高且粘土、高铝耐材砌筑部位较高的窑炉更易发生此种情况。
此外,窑炉砌筑时预留的膨胀缝未胀满也会存在缝隙。
若缝隙出现在两个空气格子体之间隔墙,情况还不算很严重。
如果在空-煤格子体之间隔墙出现缝隙,由于压力差将会发生部分煤气和空气提前在进气侧蓄热室内混合燃烧,从而造成进气侧空气或煤气格子体温度异常升高,进入炉内燃烧的有效成分减少,窑炉熔化部温度就会疲软。
此种情况若发生在单侧,则进气侧格子体温度异常升高,炉温疲软,换火后又恢复到正常炉温;若两侧空-煤格子体墙都有缝隙穿火,则两侧格子体温度都异常升高,换火也不能消除熔化部炉温疲软现象。
玻璃池窑运行中常出现的四种异常问题玻璃熔化池炉是玻璃厂的心脏,又处在不间断的动态高温运行之中,每个从事窑炉热工管理的工程技术人员都希望窑炉在高温下不停产连续运行,直至耐火材料充分蚀损不能再继续保证正常生产为止,进入停产拆炉大修,完成窑炉的一个使用周期。
但在生产实践中,总是存在着诸多因素影响生产的连续运行,如机器设备的检修更换、燃料的不稳定性、班组操作水平的差异、窑炉的正常损坏、烟道系统的积水、积灰堵塞、甚至缺水停电等等因素都会造成停产。
窑炉运行中的异常情况多种多样,显而易见的比较容易分析判断,但往往很多时候是内部系统故障,整个系统环境处于高温状态,看不见摸不着,需要用丰富的实践经验加以分析判断,才能找出问题所在并正确处理。
如果分析判断和处理不当,不但不能消除故障,还会造成事故的扩大化,甚至带来严重的后果。
对实际工作中蓄热式马蹄焰玻璃池窑运行中的一些异常情况进行分析。
1 熔化池炉温疲软、提温困难排除窑炉设计缺陷和燃料的因素,在蓄熔比、换热传热面积足够的正常情况下,若窑炉运行一段时间后,炉温异常疲软,达不到正常生产所需温度,从窑炉方面应考虑内部结构是否发生了破坏。
1.1蓄热室十字墙出现缝隙穿火在蓄热室的修建中,普遍采用下部粘土砖、中部高铝砖、上部硅砖的耐材砌筑结构形式,以节省建造费用。
由于硅砖荷软温度远高于粘土和高铝耐材,窑炉运行一段时间后,往往发生中、下部耐材蠕变软化下坠,从而造成十字墙出现缝隙穿火,尤其是蓄热室运行温度较高且粘土、高铝耐材砌筑部位较高的窑炉更易发生此种情况。
此外,窑炉砌筑时预留的膨胀缝未胀满也会存在缝隙。
若缝隙出现在两个空气格子体之间隔墙,情况还不算很严重。
如果在空-煤格子体之间隔墙出现缝隙,由于压力差将会发生部分煤气和空气提前在进气侧蓄热室内混合燃烧,从而造成进气侧空气或煤气格子体温度异常升高,进入炉内燃烧的有效成分减少,窑炉熔化部温度就会疲软。
此种情况若发生在单侧,则进气侧格子体温度异常升高,炉温疲软,换火后又恢复到正常炉温;若两侧空-煤格子体墙都有缝隙穿火,则两侧格子体温度都异常升高,换火也不能消除熔化部炉温疲软现象。
表1硅砖的主要成分单位:%关于光伏窑炉大碹维修方式探讨和总结张勇(吴江南玻玻璃有限公司,江苏苏州215222)摘要:不同的窑炉维护保养方式会影响窑炉使用寿命,同时也会对生产产生不同的影响,文章重点对大碹的维修进行分类,围绕维修方式讨论普通热补、陶瓷内焊、陶瓷外焊各自优缺点,以及各自合理适用条件,同时对维修期间生产状况进行跟踪总结、提出优化措施,对窑炉大碹的维修保养起到一定的指导意义。
关键词:光伏;窑炉;大碹;普通热补;陶瓷内焊;陶瓷外焊A bs t ract :D i f f er ent m ai nt enance m et hods f or ki l ns af f ect t he s er vi ce l i f e of ki l ns and have di f f er ent i m pact s on pr oduct i on.Thi s ar t i cl e m ai nl y cl as s i f i es t he m ai nt enance of ki l n br i cks and di s cus ses t he pr os and cons of or di nar y hot pat chi ng,i nner cer am i c wel di ng,and out er cer am i c wel di ng,as wel l as t hei r r es pect i ve s ui t abl e appl i cat i on condi t i ons .M eanwhi l e,i t sum m ar i z es and t r acks t he act ual pr oduct i on dur i ng t he m ai nt enance per i od and pr opos es opt i m i zat i on m easur es .Thi s pr ovi des cer t ai n gui dance on t he m ai nt enance ofki l n br i cks .K ey w ords :phot ovol t ai c;ki l n;l ar ge s upr em e;or di nar y heat s uppl em ent ;cer am i c i nt er nal wel di ng;cer am i c ext er nalwel di ng[中图分类号]TU 522.064[文献标识码]B [文章编号]1004-5538(2023)04-0001-03引言窑炉作为玻璃生产中的“心脏”,其对生产的重要性不言而喻,在实际生产中,窑炉砖材的烧损在所难免,如何对窑炉进行维护和保养,减少窑炉烧损从而提高窑炉使用寿命、降低维修成本是生产技术人员和公司管理层共同的目标,文章重点围绕光伏窑炉大碹不同维修方式的效果及影响进行对比分析。
马蹄焰玻璃窑炉在流液洞、池壁等与玻璃液接触部位安全稳定的前提下,蓄热室格子砖的状况不仅影响能源消耗和产品质量,而且也影响到环保设备的正常运行,从而在很大程度上影响窑炉寿命。
根据窑炉运行的实际情况,像浮法窑炉一样,实现马蹄焰窑炉蓄热室格子砖不停窑热换,则可以从根本上解决格子体的通透问题,为窑炉的安全、经济运行提供保障。
马蹄焰窑炉蓄热室格子砖过快损坏的原因很多,根据实际状况分析如下:1、燃料原因燃料中有害杂质过多。
如煤焦调和油中杂质多,会加速与耐火材料反应。
烟气中的悬浮物也会明显增多,在天气良好的条件下烟气非常醒目。
某窑炉使用较好燃料的一个窑期内,蓄热室整个碹没有明显透火现象,格子体也基本通透,换烧煤焦调和油后,一年后蓄热室硅砖碹顶膨胀缝处就发生透火现象,格子体在经常维护的情况下堵塞依然较重,窑炉后期达到70%以上。
几个窑炉都发生了此类现象。
2、设计原因蓄热室格子体设计过小。
某80平方米马蹄焰窑炉格子体体积设计为160立方米,不仅能耗高,而且堵塞快。
其中一座将蓄热室扩大240立方米后,堵塞现象大大减轻,日常维护工作量也小得多。
中间隔墙结构不合理。
在蓄热室基础下沉或窑炉运行一段时间后透火,上部砖材垮塌。
单侧加料口预熔池设计及加料机选型不合理,飞料进入对侧蓄热室较多,造成单侧蓄热室堵塞。
耐火材料匹配不合理。
例如上部格子砖抗渣性差,在使用劣质燃料时易烧损。
液面线设计过高。
在窑炉运行中,液面距火焰较近,火焰吹液面的力度较大,飞料进入蓄热室多。
格子体边距蓄热室墙体间隙过小。
烤窑后,格子体膨胀后紧顶墙体,发生变形与共熔,墙体易烧透,部分格孔对不正从而加剧格子体烧损。
炉条碹选用抗热震稳定性好的材料。
因日常维护要用捅烧法等手段清理格子体,炉条殖抗热震性差易损坏。
许多窑炉已选用硅线石等做炉条碹。
3、原料原因原料中超细粉过多、配合料水分温度不合理、碎玻璃脏、使用轻碱等。
4、窑炉维护格子体烧水。
蓄热室维护时,格子体不允许采用浇水降温的方式。
梯度增氧助燃玻璃窑炉就是通过区域可控的弥散燃烧方式和梯度控制氧气和燃料燃烧技术,调整氧气的纯度、温度、压力、流量以及氧气喷出口形状和角度,实现分阶段燃烧,控制玻璃窑炉横向火焰预混区O2、N2浓度分布,燃烧区温度分布和火焰末端的CO 浓度分布,建立玻璃窑炉纵向合理的烟气组分分布和温度分布曲线,以满足整条生产线生产工艺的要求,熔化出优质玻璃液。
玻璃窑炉实行梯度增氧助燃后,燃烧产物的温度、碱蒸气和水蒸气含量以及NO X浓度等均发生了变化,导致蓄热室各部位的作业环境和耐火材料使用过程中损毁的原因也发生了改变。
因此,在合理选取蓄热室各部位耐火材料材质的同时,还需要对蓄热室各部位的结构进行设计改进。
首先是蓄热室墙体,根据蓄热室各部位所处的作业环境(温度、废气的冲刷和侵蚀情况),窑炉技术指标、原燃料特性、助燃方式和生产工艺等条件,合理经济的选取耐火材料。
格子体顶面下1.5 m 以上的上部空间墙体,此段宜选用优质的MgO≥97%的电熔再结合镁砖或Cr2O3≥20%的电熔再结合镁铬砖;经济条件许可的话,目标墙选用33#氧化法普通浇铸锆刚玉砖;炉条碹以上至格子体顶面下1.5 m处高度范围的墙体宜选用MgO 97%的高纯镁砖或Cr2O3≥12%的直接结合镁铬砖;下段墙体选用低气孔黏土砖;炉条碹找平砖以下的蓄热室墙宜选用普通黏土砖。
其次在锚拉结构,在墙体的外端,设置锚拉结构,增加了墙体的稳定性。
锚拉结构由特殊形状的锚拉砖、锚拉杆和锚拉横梁构成,见图1。
图1 锚拉结构蓄热室碹脚结构方面,蓄热室碹脚砖直接砌筑在墙体顶部,减少了蓄热室碹脚砖与墙体的缝隙,避免了高温废气穿透造成的侵蚀和冷空气吸入造成的能耗升高,见图2。
图2 蓄热室碹脚结构图蓄热室碹脚砖处设有能滚动的碹脚梁结构,由蓄热室碹脚梁、顶板、圆钢滚轴、顶丝和垂直吊挂件组和构成,见图3。
图3 能滚动的碹脚梁结构图蓄热室小炉入口碹和跺墙改为整块砖,其长度根据蓄热室的墙体厚度和蓄热室立柱的断面尺寸来确定。
玻璃熔窑吹出口碹的热修方法张春福(沈阳星光浮法玻璃有限公司沈阳市 110122)横火焰玻璃窑炉大碹与吹出口连接处的结构形式有反碹和插入式碹两种。
插入式结构简单,砌筑方便,而且适合玻璃窑炉向大型化发展的需要。
目前国内数十条浮法窑该部位基本采用插入式结构。
图1、2是我公司吹出口碹、小炉斜碹结构图。
1 吹出口碹的运行记录我公司在上一窑期(1991年10月~1995年4月)吹出口碹、腿及大碹选用进口砖材,窑体其它部位以国产砖材予以配套。
吹出口碹砖为美国COHART34#电熔AZS砖。
1991年10月熔窑运行后,到1992年10月发现北2#吹出口碹砖开始横向炸裂;至1992年12月北2#吹出口碹有两块砖炸裂,碹砖下部掉入窑内。
北1#吹出口碹中间锁砖倾斜下沉约100mm以上。
北1#吹出口碹随时有倒塌的危险。
由于熔窑运行只一年余,为了保证窑炉继续运行,我们进行了反复研究,最后决定对北1#吹出口碹实施热修处理。
2 吹出口碹炸裂下沉原因分析吹出口碹所使用的进口砖材在冷修前经过预排演加工,而胸墙使用国产砖材未排演加工。
在砌筑过程中,胸墙与吹出口碹衔接不好,吹出口碹存在前后松紧不一的毛病,吹出口碹各点受力不均是造成该部位损坏的直接原因。
3 吹出口碹的热修步骤311 热修准备(1)用优质硅砖加工并排演一套北1#吹出口碹,小炉斜碹、墙及吹出口碹找平砖。
该部位排演如图4所示。
(2)将加工排演后的砖材编号进窑预热待用。
(3)在1#小炉斜碹两侧焊接临时操作平台三个。
两个高平台在两侧与小炉斜墙之半等高。
东侧小炉炕平与地面设斜平台。
(4)耐热混凝土闸板一块(如图3)。
在小炉斜碹后的膨胀缝上方117m高焊接吊装闸板架。
(5)准备风机三台(吹出口中间后上方、大碹钢碹碴处、吹出口碹碴两侧后上方),用来压火。
(6)通水托碹胎钢梁,通水吹出口碹胎及斜碹碹胎各一副。
(7)将1#斜碹碴外钢结构重新加固并准备斜碹碴外工字钢一根。
312 热修顺序(1)拆除①关闭1#分支烟道闸板;开动热修风机。
浮法玻璃熔窑的热修一、热修的相关知识:(一)、影响熔窑使用寿命的五大因素:1、熔窑的设计:熔窑的设计尺寸,熔化部与冷却部搭配是否合理,小炉对数和吹出口尺寸是否能满足设计能力等。
将给熔化和成型工艺造成影响。
也直接影响熔窑使用寿命。
23、4512、按气孔率分类①烧结材料②不烧结材料③热压制品,将耐火原料配合料加热到热塑状态压制而成,压制成型后再轻烧。
④熔融浇注材料4、按化学组成分类SiO2系统材料Al2O3-SiO2-ZrO2系统材料SiO2-Al2O3系统材料MgO系统材料不定型耐火材料:是由骨料和一种或多种结合剂组成的混合料,有的以交货状态直1体。
使用。
工。
23(三)12、荷重软化点:耐火材料在高温下的荷重变形温度。
3、高温蠕变性:耐火材料在高温和一定荷重下承受小于极限强度的某一恒定荷重时,产生塑性变形,变形量会随着时间增长逐渐增加,甚至造成材料的损坏。
4、热震稳定性:耐火材料抵抗温度骤变而不破坏。
即不生产裂纹,剥落裂缝、碎块的性能。
5、抗渣性:耐火材料除受到机械侵蚀外还可能受到化学侵蚀。
(四)耐火材料的属性:(1)硅砖:主要是砖体的高温侵蚀过程,在碱性成分作用下砖表面被熔融形成含富SiO2的新的玻璃相。
这种玻璃相粘度较高,它不仅堵塞了气孔,同时还使得碱金属离子向砖体内层的扩散迁移受到了阻挡,只有当表面的高粘度玻璃相逐步随玻璃液的流动或温度升高而被带走时,砖体才又进一步受到侵蚀。
侵蚀后硅砖的状况:表面为一层很薄的高粘度玻璃层,其后面是白色致密的方石英结晶层,此层中Fe2O34060%(22含量也比单独结晶的刚玉低,此外,玻璃液与砖体接触时,玻璃中碱性氧化物将同刚玉发生交代作用。
而斜锆石难以同玻璃液反应,而被富集在接触带中。
与玻璃液接触的砖体表面层,由于Al2O3(尤其是ZrO2)的熔入使附近的玻璃液粘度增加,因而在砖体表面形成一层高粘度的保护层,阻碍了玻璃液与砖体的进一步作用,只有在温度升高或玻璃液流动变得急剧时,使得保护层遭到流失,新的砖面又被暴露。
浮法玻璃熔窑蓄热室格子砖的损毁过程与选材
张战营;黄迪宇;高振昕
【期刊名称】《玻璃与搪瓷》
【年(卷),期】2002(030)003
【摘要】借助SEM分析了目前浮法玻璃熔窑蓄热室常用格子体在使用过程中的损毁机制,结果表明,铝硅系和AZS格子体的损毁主要是受气体侵蚀介质中的Na、SO2和Na2SO4蒸气等作用,产生霞石化或反霞石化的相变,伴随着的体积膨胀效应会使之产生裂纹、疏松和剥落;以方镁石为主晶相的格子体其损毁的原因应归因于高温环境中碱蒸气作用下方镁石的再结晶长大,以及中温条件下液态芒硝的侵蚀作用;同时,助燃空气换向产生的热震作用也可使格子体产生爆裂.文中还阐述了目前蓄热室格子体的选择方案.
【总页数】5页(P54-57,61)
【作者】张战营;黄迪宇;高振昕
【作者单位】洛阳工业高等专科学校,河南,洛阳,471003;洛阳浮法玻璃集团公司,河南,洛阳,471009;洛阳耐火材料研究院,河南,洛阳,471000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175.1
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3.蓄热室格子砖的损毁机理分析与对策 [J], 汤舟犬;陈学忠
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5.焦炉蓄热室格子砖损毁机理研究 [J], 李玉琴
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