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玻璃窑炉格子体的堵塞与疏通

更新时间:2016-07-05

0 引言

蓄热室是玻璃窑炉的余热回收装置,成对设置,做为排烟通道时,格子体吸收高温烟气的热量,换向后作为进气侧时,格子体放出蓄积的热量,用以加热助燃空气和燃气(使用发生炉煤气时),从而提高火焰温度。玻璃窑炉定期(一般为20 min)换向燃烧,格子体反复吸热、放热,从而达到节能目的,因此格子体的效能对熔窑热效率有着直接的影响。

配合料中的细粉、碱蒸汽和其它挥发物,随烟气进入蓄热室,自上而下流经格子体时,温度逐渐降低,部分物质会冷凝沉积在格子体表面,逐渐粘结成块堵塞在格子体孔洞之间;同时,蓄热室碹顶和格子体砖烧蚀和崩裂后形成的产物也会缓慢脱落,因此,在运行一段时间后,格子体就会逐渐堵塞,使得通路截面积变小。影响格子体堵塞状况的因素有:配合料中的细粉含量、配合料水分、易挥发组分比例,以及格子体砖材质、窑炉温度曲线和烧枪火焰高度。配合料中易挥发组分较高时,格子体易发生较严重的堵塞。当格子体堵塞严重时,对流经气体的流动影响较大,并由此带来一系列问题。

某公司浮法窑炉有6对小炉,燃料为天然气,各蓄热室为全分隔式,格子体堵塞后对窑炉各部分的影响比较直观,下面以此窑炉为例,对格子体堵塞后窑炉工艺的变化情况,以及格子体的疏通进行讨论。

1 格子体的堵塞及影响

为掌握格子体的堵塞情况,日常定期对其通透情况进行检查。由于格子体工作温度较高,上部温度超过1 300 ℃,其发出的红光通过格孔映射到沉渣室地面上,因此可通过观察沉渣室地面上的亮暗影像来判断格子体的通透状况。

窑炉烟气自上至少流经格子体过程中,温度逐渐降低,低至一定程度时,其中的碱蒸汽和易挥发物出现冷凝;靠近格子砖的烟气流速低,部分冷凝物附着到格子砖上,碱液与耐火砖发生共熔反应,其它固态物也会沉积在格子砖表面。温度越低越易发生冷凝沉积,故由此导致的格子体堵塞多位于格子体中下部0~5 m处,而如果格子体温度整体较高,该格子体就不易发生堵塞。

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沉积物成分与配合料中易挥发物组分相对应,如表1为某浮法玻璃窑炉格子体疏通下来的几种堵塞物组分,主要成分都是硫酸盐。该浮法玻璃窑炉玻璃料方中使用芒硝做澄清剂,芒硝熔点884 ℃、沸点1 404 ℃、分解温度1 350 ℃,可以看出芒硝是导致该窑炉格子体堵塞的主要原因之一。

表1 格子体堵塞物分析报告

组分含量/%样品编号P O Na O 2 A1 O 2 32 5 2 2 3 2 5 0. 03 4 5.84 2. 52 0. 02 0. 02 MgO 0.66 0.08 3. 60 9.49 1 0.86 0.01 0.04 0. 02 36. 32 36. 01 34.77 25. 24 SiO2 2. 10 0.06 0.41 0. 20 0. 16 0. 23 0. 13 0. 10 SO3 51. 18 54.46 57.04 59.92 K O 1.05 0.47 0.84 2.23 2 CaO 1.57 6. 11 2.77 2.76 Cr O 0. 27 V O MnO 0. 17 0.01 3 0.01

蓄热室耐火材料烧蚀崩裂,多发生于上部的高温部分,部分因重力会掉到中下部,格子砖部分坍塌也多发生于上部,因此这类堵塞多位于格子体中上部。

(1) 内外啮合单排行星机构的齿数组合要满足同心条件、装配条件、邻接条件和速比条件等4个配齿条件才能装配构成行星机构,对于不同类型的单排行星机构其配齿条件不尽相同.

格子体堵塞后,排烟时阻碍烟气的正常排出,进气时影响助燃空气正常进入,由此影响窑炉以下几个方面。

1.1 支烟道温度

窑炉格子体最上几层为锆镁砖,然后是高纯镁砖,中部为直接结合镁砖,下部和炉条碹为低气孔黏土砖,它们的荷重软化点(0.2 MPa)温度都在1 400 ℃以上,如表2。硫酸盐类堵塞物的熔化温度在800~900 ℃,如果将烧枪火焰温度控制在1 100~1 200 ℃,就能安全地将堵塞物熔化。

机械疏通时,作业人员分节将疏通杆逐步连接上顶,疏通完成后再逐步卸下。因作业现场温度较高,且劳动强度较大,人员需分组轮流作业,一般需要3个小组,每组3人,再加上辅助人员,作业人员超过10人。

采用SPSS 16.0软件进行统计学分析。计数资料分析采用χ2检验或Fisher 精确概率法检验;生存分析及生存曲线绘制采用Kaplan Meier法和Log-rank 检验;患者预后多因素相关分析采用COX比例风险回归模型。以P<0.05为差异有统计学意义。

为了监控格子体温度,在与蓄热室相连的支烟道上安装热电偶,该显示温度与格子体温度有对应关系。排烟时支烟道温度逐步升高,而进助燃空气时该温度逐步降低,在进气和排烟稳定的情况下,该温度在一定范围内往复变化。支烟道温度峰值,反映烟气对格子体的加热作用。当仅烟气量增加时,支烟道温度升高,烟气量减少时,支烟道温度降低。因此,通过对支烟道温度的记录和跟踪,可监控热气流变化情况和格子体堵塞状况。

1.2 燃烧状态

格子体堵塞的初、中级阶段,尽管格孔的堵塞影响气体的通过,但通过对应助燃风阀的调整,助燃风流量还可以基本满足需求,即火焰还能保持正常的燃烧状态。由于格子体温度的降低,助燃风温度有所降低,导致火焰温度降低。

正常情况下,沉渣室观察孔处的压力是负压。格子体堵塞严重时,尽管助燃风流量显示正常,但观察孔处的压力表现为正压,助燃空气外溢,已不能完全到达小炉口。火焰明显发飘、发浑、烟大,一方面导致火焰温度降低,另一方面因火焰气氛变化,可能影响到玻璃的熔制和澄清。

通过观察沉渣室格孔影像和跟踪支烟道温度,可以及时发现格子体出现的堵塞,早期可采取一些措施:吹扫炉条碹,可清理格子体平碹处的一些堵塞物;开大支烟道闸板,增加格子体的烟气通过量,以升高格子体温度;适当降低小炉空燃比,减少助燃风通过量,以升高格子体温度;适当放长对侧小炉火焰,使其进入蓄热室,以升高格子体温度。

1.3 窑压输出

格子体出现堵塞后,烟气排出时阻力增大,为了保持窑内压力,调压闸板开度增大,以用更大的负压将烟气抽出。随着格子体的逐渐堵塞,窑压输出逐步增大。如果两侧格子体堵塞总量大致对等,则两侧窑压输出增幅基本相同。而如果某一侧格子体堵塞偏严重,那么该侧排烟(即对侧燃烧时)时,窑压输出就偏高。尽管控制系统可以分别对两侧的窑压输出值进行记忆,但当两侧窑压输出相差较多时,换向过程中窑压输出与窑压不易匹配,会导致窑压波动变大,进而影响到玻璃液位的稳定性。

格子体温度降低后,对助燃风的加热作用减弱,助燃风温度降低,对应的小炉火焰温度降低;而炉内热气流的变化,还会导致炉内温度分布的变化,即池炉温度曲线发生变化。

2 格子体的疏通

3.2 环节质量评价 环节质量管理注重在护理工作的过程中实施控制,将偏差控制在萌芽状态,属前馈控制。目前国内医院进行护理环节质量评价最常用的指标主要包括以下两类:患者护理质量指标;护理环境和人员管理指标。部分医院还增加了一些反映护理观察和诊疗处置及时程度的指标,如护理处置及时率、巡视病房及时率、输液患者呼叫率等。

上述方法可在一定程度上减缓格子体的堵塞,但往往不能根治,而且一些措施对窑炉工艺有不利影响,因此,确认格子体堵塞严重后,要及时对其进行疏通。下面就两种常见疏通方法进行讨论。

2.1 机械疏通法

机械疏通法,一般在进风时由炉条碹下方,使用不锈钢疏通杆,逐步将格孔内的堵塞物冲击打碎捅开而落下。炉条碹下方高度约2 m,而格子体高度约9 m,因此需要制作可快速连接和拆卸的疏通杆,疏通杆每节长约1.7 m,其中最上节头部带尖、杆侧带翼(以扩大疏通的孔径)。每次作业后,疏通杆温度较高,必须进行冷却,故通常制作两套疏通杆,一套使用、一套冷却备用,还需配备冷水槽。

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机械疏通法进度偏慢,每个周期(20 min)平均疏通3个格孔,每天作业8~10个周期(仅进风侧时)。如果格子体堵塞严重,疏通一个格子体就需作业数日。机械疏通时,沉渣室门必须为开放状态,以吹入空气为作业现场降温,而空气进入炉内又会造成窑炉温度降低、烟气量增大等问题,因多次打开沉渣室门,对窑炉工艺的稳定影响比较大。另外,边部格孔因靠近蓄热室墙,作业空间不足无法疏通,一般以疏通中间部位为主;当格孔堵塞物太多时,作业难度较大,有时无法疏通,故机械疏通时,通透率略偏低。

2.2 加热疏通法

加热疏通时,使用特制的烧枪由格子体下方向上加热格孔,让堵塞物熔化而流下。烧枪燃料通常采用柴油、天然气或石油液化气。使用柴油时,需要加压和雾化装置,柴油烧枪火焰刚性强,局部温度高,操作时必须控制好方向,以防烧坏格子砖。使用气体燃料时,要配套使用鼓风机鼓入空气进行助燃,并通过调整空燃比来调节火焰长度。

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当某个格子体出现堵塞后,排烟时阻力增大,一部分烟气就会从相邻的格子体排出,使得流经该格子体的烟气量减少。烟气减少会使得格子体温度降低,而其相邻的格子体因烟气量增加而温度升高。格子体温度的降低又会使得烟气中的挥发物更易凝结,堵塞进一步加重,这又会有更多的烟气从其它格子体通过。如此循环,格子体温度出现两极分化。温度较高的格子体,尽管不易出现堵塞,但是温度过高会导致其烧蚀加剧,危及安全。

表2 常用格子体砖的荷重软化点 /℃

镁锆砖≥1650高纯镁砖≥1680直接结合镁铬砖≥1580低气孔黏土砖≥1500

加热疏通时,燃料消耗较大,每小时消耗200~300 Nm3天然气。分析烧下的堵塞物成分,其中MgO含量略偏高,如表1中样品3、4数据,而机械疏通下堵塞物样品1、2中MgO含量很低。这是格子砖与堵塞物发生了部分共熔,即加热疏通对格子砖有一定程度的损伤,因此加热时要注意控制火焰温度和方向,疏通前后还要对格子砖状况进行评估。另外,如果堵塞物为崩裂或倾倒的格子砖,加热法基本不能使其落下;堵塞的硫酸盐受热还会分解释放出SO2,故作业前通知烟气脱硫工序进行跟踪和相应对策。

清渣和装卸烧枪时,需要打开沉渣室门,短时间内对窑炉温度影响较大。加热时会挡上专用门,以便于调整烧枪位置和观察作业情况。作业人员仅在清渣时劳动强度较大,而加热过程中,人员在蓄热室外,作业环境相对较好。但因加热为连续作业,需要安排人员轮流运转。使用该方法时,作业进度较快,而且通透效果较好,堵塞较严重的格子体一般加热24 h左右即可,通透率可达80%以上。

实验相关数据显示,CT增强扫描和十二指肠镜检查联合应用时,对壶腹周围癌病变特征的显示更准确和全面。且CT增强扫描或十二指肠镜检查单独应用于壶腹周围癌病变特征的显示与2种技术联合应用检查时对比,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

3 格子体疏通的相关变化及对策

格子体疏通后,窑炉的相关工艺得以恢复:小炉火焰发亮,恢复正常的刚性;因格子体堵塞导致的料山偏斜也恢复均匀,泡沫变薄、缩短,澄清部液面洁净;窑炉单位能耗降低,玻璃质量好转,良品率和一等品率升高,如表3为某次疏通前后的数据对比。

表3 格子体疏通前后的相关变化

-1疏通前疏通后单位能耗/kJ·kg 7825 7394良品率/%84.03 85.6一等品率/%67.61 72.7

格子体疏通作业过程会造成窑炉温度、压力等发生较大变化;格子体疏通前后的窑炉工艺相差较大,与格子体堵塞过程导致的“渐进式”变化不同,疏通后的变化是“突变式”的。这两方面的变化,必须通过相关调整以降低其幅度,否则有可能导致玻璃质量波动。

3.1 助燃风量及相关变化

格子体疏通和清渣期间,需要打开蓄热室沉渣室门,这时大量空气由沉渣室门经蓄热室进入炉内,该空气量无法准确计量和控制,因格子体堵塞情况不同,空气量有较大差异,初步估算最大流量已超过10 000 Nm3/h,大于单个小炉正常所需助燃风量。

空气量大幅增多,会带来一系列问题。①造成对应小炉火焰气氛变化,火焰呈过氧化性,影响澄清剂芒硝的正常分解;②过多的空气进入炉内,在高温下其中的氧气和氮气反应生产氮氧化物,使得烟气排放中NOX浓度升高;③使得炉内烟气量大幅增多,相应地窑压输出升高,如果EP系统抽力不足,还会造成窑压升高,进而导致液位波动;④烟气量增多,还会带走更多炉内热量,导致窑炉温度降低。

鉴于空气增大造成的不良影响,首先作业前升高池炉燃料,以维持温度稳定;其次,提前将作业时间通知烟气处理工序,加强排放物浓度监控,及时采取对应措施防止超标排放;再次,作业过程中,关闭由助燃风机供应的对应小炉的助燃风量,同时根据窑压输出和火焰变化情况,适当减小该小炉两侧小炉的助燃风量,以尽量保持总助燃空气量的稳定;最后,根据窑压输出升高情况,及时升高EP风机频率,以保证窑压受控。

3.2 窑压输出

由上述堵塞造成的问题讨论可知,格子体疏通后,窑压输出会整体降低,同时两侧差值减小,如图1为某次疏通过程中两侧窑压输出变化情况。由于格子体堵塞过程中,为减小换向过程中窑压的波动,曾对一些参数进行调整,因此疏通过程中,要跟踪窑压输出变化以及换向过程中的窑压波动,及时恢复换向控制参数,保持窑压稳定。

图1 格子体疏通过程中窑压输出变化趋势

3.3 支烟道温度

同样,随着格子体的疏通,各支烟道温度也发生较大幅度的变化:疏通过格子体,其对应的支烟道温度升高,而相邻的支烟道温度降低,变化幅度与疏通效果相关,通透情况变化越大,支烟道温度就变化越大。图2为某次格子体疏通过程南侧的支烟道温度变化曲线。

在课堂上不仅仅需要传授基础的英语语言知识,为了使得我国的旅游事业能够和国际接轨,让我国的传统文化能够被弘扬到世界各地,就必须要重视对中英文化相关知识的传播,尤其是对英语文化背景知识的研究。注重对词汇的文化内容、句子的翻译策略训练,积极引导学生对源文相关背景的研读,将有助于学生能够在特定的语言环境中去针对性地了解彼此之间的文化,方便日后的国际交流。

图2 格子体疏通过程中支烟道温度变化趋势

疏通前南3#格子体堵塞特别严重,其支烟道温度最低,而其相邻的4#支烟道温度接近800℃,两者相差达450 ℃。而南4#蓄热室碹角砖发红,积渣中有崩裂的格子砖。随着疏通工作的逐步进行,炉内热气流重新分布,各支烟道温度差值趋于减小,南3#支烟道温度由344 ℃升高至515℃,而南4#支烟道温度由792 ℃降至613 ℃。

尽管疏通过程中支烟道温度的变化是有益的,但须控制其变化幅度,以免过于温度制度发生较大变化,而导致玻璃质量恶化。通常,某个格子体疏通过程中,同时适当降低其支烟道闸板,以减小其支烟道温度升高幅度,作业结束后再逐步升高闸板,让温度逐步升高到目标值。

4 结语

玻璃窑炉格子体堵塞后,影响助燃空气进入和烟气排出,由此导致火焰燃烧状态变差、窑炉单位能耗升高、窑压输出升高、炉内热气流分布变化等问题,最终使得玻璃质量降低。通过对格子体疏通,可以使窑炉恢复到格子体未堵塞之前的状态,但要控制各相关工艺参数的变化幅度,以免造成玻璃质量波动。

超导磁场储能技术型微网的运转需要保障重要负载和可移动负载的供电,并当电能不够的时候,限定并终止负荷供电。电能均衡[4]约束式如式(1)给出,式中的代表了发电装置功率,和代表超导磁场储能技术的充电功率与放电功率,WPV(t)为光伏型电源的出力,代表可中断负荷,代表可转移负荷,代表预测负荷,t为调度时段。

参考文献

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邵正勋,周红林,吴威
《玻璃》 2018年第4期
《玻璃》2018年第4期文献

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