4.1蓄熱室的改進(jìn)設(shè)想
熔塊窯爐內(nèi)燃燒后的煙氣離開窯爐內(nèi)部時的溫度很高,可達(dá)1400°C以上。煙氣在這樣高的溫度下離開窯爐,將帶走大量的熱量,一般約占窯爐供熱量的30%~40%。因此,為提高窯爐的熱效率,合理利用能源,在玻璃窯爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計中都附有蓄熱室等余熱利用設(shè)備。同時,為達(dá)到窯爐內(nèi)所要求的火焰溫度,除了燃料燃燒提供的熱能外,還需將助燃空氣預(yù)熱,這也是引入蓄熱室的重要目的之一。
蓄熱室是窯爐正常運行中助燃風(fēng)和廢氣的通道。在蓄熱室內(nèi)部,氣流通過八角磚時被分割成許多相互平行的小股氣流,由于熱氣流自上而下的流動,熱能逐漸被八角磚吸收,給蓄熱室加熱;冷空氣從下到上流動吸收八角磚內(nèi)部的熱能,逐漸被加熱。這些熱能的轉(zhuǎn)換符合分散垂直氣流法則,使得蓄熱室的八角磚能夠均勻的被加熱,然后再將熱能助燃空氣,使助燃空氣也能被均勻的加熱,不會存在熱量不均勻的情況。從這可以看出,增大八角磚與煙氣的接觸面積,提高其換熱面積,使八角磚吸收的熱量越多,進(jìn)而傳給助燃空氣的熱量也就越多,助燃空氣進(jìn)入窯爐內(nèi)的溫度也就越高。有助于提高燃料的燃燒效率,不僅提高了窯爐內(nèi)部的溫度,而且節(jié)約了能源的消耗。但是并不是越大的蓄熱室就越好,我們把蓄熱室的空氣與八角磚的接觸面積和熔池的面積比叫做熔蓄比,只有合理的熔蓄比才能使蓄熱室起到最好的效果,使助燃空氣達(dá)到理想的溫度,最終取得理想的效果。
在考慮增大蓄熱室面積時,我們也要考慮到八角磚所使用的耐火材料,蓄熱室中的八角磚由于被高溫?zé)煔饧訜?被加熱的同時還帶有固體粉塵和一些配合料的分解產(chǎn)物,在氣流流動時不僅有氣流對其沖刷,還會有固體粉塵的侵蝕,再加上氣流轉(zhuǎn)化使得高、低溫的巨變,導(dǎo)致八角磚嚴(yán)重?fù)p壞,造成蓄熱室堵塞、空氣不流通,使蓄熱室的使用壽命大大減少。因此,可以選擇一些耐侵蝕,吸放熱量速度快的材料。研究證明,窯爐蓄熱室八角磚使用的耐火材料是高鋁磚和粘土磚。因此,可以考慮上層采用鎂質(zhì)磚、燒結(jié)剛玉磚或低蠕高鋁磚等方面的耐火材料。
通過觀察發(fā)現(xiàn),蓄熱室內(nèi)部損壞的部位集中在離小爐最遠(yuǎn)的一側(cè)墻處。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn),可能是由于煙氣排出時速度較快,直接沖擊到那側(cè)墻,使煙氣中夾帶的固體粉塵和熔融的原料在此處落下,進(jìn)而使得此處的八角磚被侵蝕的很嚴(yán)重。因此,可以試著改變蓄熱室頂部的形狀,讓其改成階梯狀或者傾斜。讓煙氣排出時所夾帶的固體粉塵不會全部撞擊在一處,使整個蓄熱室的八角磚被侵蝕的程度達(dá)到一致,減少更換頻率。還可以增大蓄熱室的面積,使蓄熱室的進(jìn)出氣通道增大,這樣廢氣在排除時的速度便不會那么快,不僅降低了高速氣流流動速度所帶來的物理沖刷,還使得受到?jīng)_刷的面積增大,單位面積受力大大降低。
蓄熱室的保溫方面也是需要考慮的,在擴(kuò)大蓄熱室和更換耐火材料后,要對蓄熱室進(jìn)行保溫,防止透過墻體散發(fā)熱量,造成不必要損失。
?4.2爐體的改進(jìn)設(shè)想
熔池是熔塊窯爐的重要組成部位,熔塊窯爐的熔池與熔塊的產(chǎn)量和產(chǎn)品的品質(zhì)有著密切關(guān)系。同時,合理的熔池結(jié)構(gòu)對能源的消耗、窯爐的使用壽命也密切相關(guān)。原料由加料口加入,由于加入的是生料,是沒有經(jīng)過預(yù)熱的原料,再加入熔池后會吸收熔池內(nèi)的熱能,這樣就造成加料口附近的溫度降低。有時會導(dǎo)致原料在加入后不能及時的融化,堆積在一起造成堵塞。因此,我們可以適當(dāng)?shù)募由钊刍?提高熔化池內(nèi)玻璃膏的液面高度,這樣一方面降低了加料口與液面的高度,減少了原料下落時的揚塵,更能讓原料大面積的平鋪在玻璃液面上,利用玻璃膏中的熱量加速熔化;另一方面由于熔池的深度增加使它單位面積所含的能量增多,被生料所吸收的能量相對均勻穩(wěn)定,溫度波動不會太大,能夠及時地把生料熔化。采用較深的熔化池,可以提高熔化率。它主要是增大了熔融的空間,在相同的面積下加快了生料熔化的速度,相同的溫度下,使產(chǎn)量增大。
根據(jù)熔塊窯爐的侵蝕情況發(fā)現(xiàn),熔池的池壁在生產(chǎn)的過程中被侵蝕的很嚴(yán)重,但也不是整體的被侵蝕。由于窯爐生產(chǎn)的產(chǎn)品選取熔池內(nèi)玻璃膏中間部位,玻璃膏的粘度大,在流動過程中摩擦池壁的中部,熔池內(nèi)部的溫度又高,玻璃膏流動中不停地沖刷池壁。因此,池壁的中間部位被侵蝕的最嚴(yán)重,成凹狀。但由于池壁是由若干塊同等高度的電熔鋯剛玉磚排列組合而成,在修理窯爐時要整塊的更換,這樣不僅浪費還比較麻煩。因此,可以嘗試使用不同的耐火材料,按縱向分兩部分或者三部分來組合成池壁,中間使用抗侵蝕性較好的33#無縮孔澆鑄電熔鋯剛玉磚,其他部位使用質(zhì)地較差、成本較低的33#普通澆鑄電熔鋯剛玉磚,這樣可以使整個熔池池壁的耐火材料使用壽命達(dá)到一致。
整個窯爐燃燒空間被侵蝕最嚴(yán)重的是前墻處和爐頂前段,以及加料口周圍胸墻。造成這些部位被嚴(yán)重侵蝕的原因是由于生料的粉塵被霧化的重油和助燃的空氣氣流帶動,在窯爐內(nèi)部沿墻壁旋轉(zhuǎn)流動,對墻體產(chǎn)生化學(xué)侵蝕和物理沖刷。要想解決粉塵的問題必須從加料口開始。粉塵產(chǎn)生的原因有:一是由于原料在使用螺旋輸送機(jī)進(jìn)入爐內(nèi)時,由于落差導(dǎo)致?lián)P塵;二是料堆過大,表層的原料直接被火焰吹掃。若能降低落差,使原料一開始就能分散開,形成厚薄均勻的料層,這樣就能增大原料與高溫玻璃液的接觸面積,降低粉塵,更能增大原料的熔化速度。因此,可以嘗試將加料口高度(加料口中心線與池壁上沿的距離)盡可能降至最低,并把螺旋式料機(jī)改成扁平的推耙式加料機(jī)。
至于窯爐燃燒空間各部位侵蝕程度不均的問題,可以根據(jù)窯爐的實際侵蝕情況,在耐火材料方面進(jìn)行差異化的選擇。如:以燒結(jié)莫來石為主要材料的窯爐,其前墻、爐頂及加料口附近易嚴(yán)重侵蝕的部位采用性能更佳的33#普通澆鑄電熔鋯剛玉磚。
整個窯爐要想正常的運行生產(chǎn),所涉及的方面比較多。同時,窯爐被侵蝕的影響因素也很多,除了本文中所講述的因素外,富氧燃燒、全氧燃燒、保溫等方面對窯爐的影響都很大。實踐證明,制造一條窯爐,我們不僅得從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面去考慮,還需從耐火材料制造工藝、技術(shù)等方面去考慮,只有這樣才能獲得既節(jié)能,使用壽命又高的好窯爐。