浮法玻璃煤气窑
 
关键词:窑压,窑龄,拉引量,玻璃质量,脱硫脱硝,余热发电,系统解决方案

窑压
 
玻璃熔窑内的压力分布是一条有多个转折点的曲线,通常有两种:一种是从进气到排烟的压力分布,一种是沿玻璃液流程的空间压力分布。
 
在玻璃熔化过程中,需要燃烧发生炉煤气进行加热,燃烧需要空气(氧气)助燃,空气用助燃风机鼓入窑内,发生炉煤气在煤气炉鼓风机的压力下送入窑内,各种气体在一侧小炉喷出形成一个综合性正压。
 
在窑炉空间燃烧燃料放出热量时,会不断产生大量的高温燃烧产物,配合料熔化过程中有15%~20%的挥发分进入熔窑空间,用烟囱或余热锅炉引风机抽走。在另一侧小炉口开始形成负压。零压点一般约在火梢小炉口前附近。
 
通常利用助燃鼓风机将室温下的空气通过风管鼓进烟道,在调节闸板以及烟道壁摩擦阻力的作用下气体压力逐渐减小,当到达蓄热室格子体底层处时压力接近零压,当上升到蓄热室受到高温格子体的预热后,密度逐渐变小,(在800℃时约为0.33kg/m3,在格子体顶部时约变为0.2),净压头逐渐增加,从而可以抵消气体经过格子体的摩擦阻力和拐弯阻力。蓄热室中产生的静压头是由蓄热室内外温差和小炉口与气体进入口的高度差所决定的。
 
窑炉空间的气体参加燃烧过程,气体体积进一步迅速膨胀,配合料熔化过程中又放入大量的气体,这就要求从另一侧有一个相应的废气排除系统,在火梢这一侧蓄热室中,格子体受到高温废气的加热,气体的浮力很大,形成废气向蓄热室下运动的阻力,这种蓄热室中的阻力(废气,浮力,格子体阻力)必须有一个抽离系统来实现,在工厂生产中常采用余热锅炉引风机和烟囱。从鼓风机到引风机或者烟囱要求建立一个基本平衡的压力分布。各处也要求有一个相对稳定的压力参数。要求整个系统密闭,保温,不得漏风。
 
蓄热室,烟道墙体密闭保温的目的是减少热散失,提高格子体蓄热能力,提高空气(煤气)预热温度。另一个目的是不漏风,漏风会减小烟囱抽力,使窑压升高。此外,空气蓄热室漏风会降低空气预热温度,煤气蓄热室漏风会使煤气在蓄热室中燃烧,在温度较低的地方或在换火排出时有爆鸣的危险。

窑压指标的确定
 
窑内的压力,在熔化部接近玻璃液面的地方,正常情况下应维持零压或者微正压,(小于5PA)
 
在液面上出现负压,虽然有利于玻璃液内排除气泡,但是吸入的冷空气会降低窑温,增加能耗,会打乱窑内的温度分布和气氛分布,但过大的正压也会带来不利,它将使熔窑烧损加剧,向外冒火严重,燃耗增大,并不利于澄清和拉引作业的稳定,所以要求液面上保持零压和微正压,既利于澄清,也容易维持正常的温度制度。
 
通常在熔化部末端的大碹顶上或在澄清部胸墙处安装取压管,以这里的压力作为窑压的控制指标。
 
液面处的静压强根据不同玻璃成分配合料的挥发分的不同而定,一般取5-15帕。
 
窑压确定后就应保持稳定,熔化四小稳之一就是要求窑压稳。窑压波动立即影响成型部,使成形温度不稳。熔化部窑压增大,冷却部温度会上升。

窑压过大的原因及处理方法
 
造成窑压过大的原因一是抽力不够,二是阻力过大,抽力是由烟囱或余热锅炉引风机提供的,通过调节烟道大闸板的开度可以调节抽力。窑内风火量过多或风火配比不适当,造成废气量过多,窑内压力过大,应根据窑内具体情况,适当调节风火量,加大大闸板开度,如果助燃风过大,应关小助燃风量。
 
阻力过大的原因很多,常发生在窑使用的后期,如蓄热室格子砖倒塌严重,格子体堵塞使废气排不出去,这时应立即热修格子体,如蓄热室炉条下熔渣等物堆积,堵塞了废气通道时,应及时掏净,使气流通畅。
 
如因暴雨等原因,地下水上升或烟道内流进地表水,使截面积减小,应排除烟道内积水。
 
空气,煤气烟道或总烟道,空气蓄热室门闸板和空气交换器等密封不严,有漏风之处,也会造成窑压增大或两侧压力不等,应立即将漏风之处封严。从全窑整个系统来说,都希望能密闭不漏风,因为漏风不仅使窑压增大,还带来其他弊病。在鼓风机到喷火口一段漏风,会影响煤气质量,降低空气,煤气预热温度,降低窑温,熔窑部分密封不严,或开口过大,会逸出大量气体,带走热量,增加能耗,排烟系统密封不严,造成抽力减小,烟气温度下降,余热利用效果不好。

窑压对熔化温度和成形的影响
 
因阻力过大而窑压过大时,窑内火焰浑浊无力,大量废气来不及排除,相对来说氧气缺少,减慢煤气的燃烧过程,严重时熔窑所有的缝隙孔洞甚至小眼处的测温孔皆喷出浓烟,在燃煤气窑上,使煤气炉内压力增加,煤气炉作业困难,煤气质量下降,因为熔化部温度降低,熔化速度减慢,料堆泡界限模糊,对流轨迹变化,造成成形玻璃液流的质量变坏。
 
窑压过大时,含有未完全燃烧的煤气的高温气体经过卡脖吊墙下方压入工作部,使工作部空间温度陡然升高,对成形玻璃液流的上层进行不合理的加热,致使成形流中流速较快的最高温度玻璃液流位置上升,与空间的温度差减小,这时成形工常以为熔化工误将温度提高,实际上是窑压变大的作用。
 
窑压过大还会加剧对窑体的烧损,特别是在胀缝,测温孔,看火孔,间隙砖附近。

窑压的自动控制
 
目前主要使用气动压力调节器来对旋转闸板实行自动调节,以达到控制窑压的目的。但本条生产线旋转闸板坏了,所以只能通过余热发电引风机和烟囱根部大闸板来调整。
 
把助燃风机的进风口接到大窑的暄顶,可以减少助燃风用量,提高助燃风温度,降低能耗和窑压。

窑龄
 
同样的煤气窑,目前国内有出现安全运行使用10年的企业,所以我们的目标是向这样的企业看齐。目前我们已经安全运行7年,但是我们已经进行了一次绑池壁砖,大窑碹顶的1~3#电偶烧坏,处于盲操状态,喷火口和蓄热室热修好几次,煤气上升通道也热修了两次。所以压力还是蛮大的。

拉引量
 
设计拉引量为500吨,但是我们目前拉引530吨,在窑龄后期可以以每半年降5吨的方法来调整。

玻璃质量
 
玻璃质量经常处于波动状态,主要是由于池底温度波动引起的,还有就是改不同厚度的玻璃导致的拉引量波动也会导致玻璃液流的改变,特别要注意环境温度的急剧变化导致澄清部液流进去工作部会出现时宽时窄,在窄变宽的过程中会有部分在窑内停留时间长了的析晶玻璃液进去成型流导致结石增多。

脱硫脱硝
 
窑压大,刚进入窑内的配合料还来不及熔化,就有小部分被吹到对面的小炉带进蓄热室内造成蓄热室堵塞,在大窑内看到的可能会出现火梢卷暄,中间烟道温度下降,煤气赫兹数需要调大来维持正常温度,脱硫脱硝进口温度下降,喷氨量增大后成本上升,设备腐蚀加剧,窑压大,窑炉串火严重,砖材烧损严重,影响窑炉使用寿命,有些地方,像间隙砖如果不及时处理,还有可能掉入窑内,特别是后面的砖掉入窑内,可能会对玻璃质量不好,飞料严重,工作环境恶劣,损害员工身体健康,电子元器件灰尘大,散热不良,导致控制器件堵塞,失灵现象頻发。
 
为了不致出现恶性事件,需要采取正确可靠的处理方法来系统的解决这些问题,如果采取不恰当的处理措施,会产生严重的后果。

煤耗
 
窑内气氛还原性增强,玻璃颜色变深,透光度下降等。
 
余热发电的温度下降,导致发电量下降,蒸汽产量也减少。
 
助燃风量或者煤气车间的工艺风机的送风量增加,温度要烧起来,要消耗部分煤,如果减少送风量,就减少了把这部分多余的风加热的煤耗,煤耗下降才有可能。
 
煤气出口温度由原来的490~510下降到470~480之间,饱和温度由原来的49~50下降到46~47之间,煤气车间的工况明显好转。
 
由于以上问题是系统性的,为了解决这样的问题,如果光靠头痛医头,脚痛医脚,不能全面系统的根治。所以我们应该开创性的从窑炉结构及基本特性,工艺结构上下游环节的内在逻辑关系这些基础性的工艺参数入手才能更好的从根本上系统的解决问题。
 
来源:浮法玻璃生产与控制;作者:宏视野