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玻璃熔窯的保溫

 前面河南耐火材料廠介紹了玻璃窯用耐火材料標準玻璃熔窯的砌筑,今天為大家說下玻璃窯爐的保溫。

熔窯散熱面積大,外表層溫度高,散熱量大。外表面散熱損失占熔窯總熱耗的20%~30%,個別小窯達50%,尤其采用導熱系數較大的電熔耐火磚之后,熱損失更大。因此,窯體保溫很有必要。窯體保溫后,可以減少散熱損失,節約燃料,改善操作環境,提高熔窯的熔化能力,恰當的保溫還有利于提高玻璃液質量。

玻璃熔窯的保溫工作,目前國內外完善的程度不一樣。我國生產規模較小的熔窯,較多采用全保溫的方法,而一般大、中型熔窯僅做到了局部保溫。究其原因,主要是有人認為熔窯保溫后,耐火磚工作溫度升高,加之國產耐火磚質量較差,會使窯爐壽命縮短。但是,從一些廠家成功保溫的實例看來,這種擔心是不必要的,采用國產耐火磚不但可以局部保溫,也可以全保溫,關鍵是保溫方法要恰當。

玻璃熔窯的保溫,應本著合理保溫的原則,能保則保。如果因保溫而導致窯體壽命縮短,或不利于提高玻璃液質量,或需要太多的資金投入,則對保溫應持審慎態度。一般說來,從投料口到通路,從窯頂到煙道全部高溫下的窯體均可以進行保溫,只是保溫方法和保溫程度各部位略有不同而已。但為了使冷卻部能均勻散熱從而使玻璃液能按規定速率均勻冷卻,不宜保溫。若冷卻部面積過大,可適當保溫,以減小降溫速率。

保溫時所選用的保溫材料,應滿足各項技術要求,如導熱系數、允許使用溫度、機械強度、化學性質、施工量等方面的要求。目前多采用輕質耐火磚,但它隔熱性差,施工量大、不定形保溫材料有較好的使用效果。另外,保溫材料的選用還應注意經濟合理性。保溫層的結構,目前趨向于搞復合保溫層,其內層用隔熱性差、耐火度高、抗侵蝕性好的材料;中層用隔熱性較好、耐火度較低的材料;外層則用強度較大的材料。

1.熔窯大璇的保溫大璇表面散熱量占窯體總散熱量的25%~30%,因此,搞好大璇的保溫是節能的關鍵。由于大璇受到堿蒸氣的侵蝕、高溫熔融以及火焰沖刷等作用,因此這部分的保溫應注意以下幾個問題:

(1)大璇應有較高的砌筑質量。

(2)不同部位的大璇應有不同的保溫程度,新砌大磕和舊璇保溫時應區別對待。

(3)所用的璇頂耐火磚和保溫材料應能適應保溫后的新的工作條件。

一般大璇保溫后,璇頂內表面溫度會提高8%~15%,外表面溫度也會有很大程度的提高,這會加快耐火磚的損壞。

(4)為適應保溫的要求,可以適當改變窯體結構,例如將反璇結構改為“插入式”對保溫后窯體質量的提高十分有利。

保溫層的結構合理與否,對大璇的保溫效果有重要影響,一般大璇保溫層設計應遵循下列原則:

(1)能夠實現持久的“絕對密封”;

(2)有良好的保溫性能;

(3)材質輕;

(4)材料能承受多層保溫后的溫度且相互間無反應;

(5)材料價廉;

(6)便于粉塵的清掃。

下圖所示為大璇的四種保溫方案(圖中A、B,…,H后數據為材料厚度數據,單位;mm,后同)。

玻璃熔窯的保溫

大璇保溫有兩種方法:“熱!焙汀袄浔!。冷保是在大璇溫度在700℃以后開始砌筑保溫層,而熱保是烤窯升至正常作業溫度后開始砌筑保溫層。大璇的保溫是一個綜合的系統工程,以大璇的砌筑、材料的選用、保溫部位及保溫程度到密封層施工方法、熔窯作業制度等各方面都要配合好,方能達到預期的保溫效果。

2.池壁的保溫池壁散熱量占窯體總散熱損失的6%~8%。池壁散熱量雖然不大,但池壁保溫有利于減少玻璃液的散熱損失,減小玻璃液的橫向流動速度和范圍,有助于減弱玻璃液對池壁的沖刷作用和提高玻璃液質量。

池壁保溫須注意下列問題:

(1)由于池壁上部受玻璃液沖刷侵蝕嚴重,一般液面以下200400mm內的池壁不保溫,且應加強冷卻。在其以下的部位,可以將磚縫空出不保溫,也可以整體保溫,但池壁磚縫應盡量小,且在烤窯前用鋯質耐火泥和鋯質搗打料對磚縫進行處理。

(2)池壁保溫后,玻璃液的溫度將會提高,須注意池底、池壁材料的選擇和保護;

(3)保溫層施工可以在烤窯結束前進行,也可以在烤窯結束溫度穩定以后進行。

池壁保溫可采用下圖所示幾種保溫層結構。

玻璃熔窯的保溫

3.胸墻保溫胸墻的散熱損失占窯體總散熱量的2%~3%。通過保溫不但可以減少這部分散熱損失,而且對延長耐火磚的使用壽命也有良好的效果,尤其對電熔鋯剛玉磚或熱穩定性較差的剛玉磚作胸墻時效果明顯。但胸墻外形比較復雜,保溫不容易進行,簡單的辦法是用粘結劑將硅酸鋁耐火纖維氈粘貼于胸墻外表面,也可采用如圖所示方案。

玻璃熔窯的保溫

4.小爐的保溫小爐表面散熱量占窯體總散熱量的35%~10%,結構較復雜,且保溫受小爐之間空間的限制,保溫措施不易實現,特別是小爐側墻和斜璇等部位,溫度較高,保溫時的選材、保溫層構造等磺體部分可采用大璇保溫方案,側墻部位的保溫則應注意使保溫層結構不能太厚,且易施工和合適的保溫性能。

5.池底的保溫池底表面散熱占窯體總散熱量的8%~10%,池底保溫不僅可以節能,還有利于提高熔化率和玻璃質量。但池底保溫后會使底層溫度升高(可升高200300),這會加劇池底的侵蝕,而且可能使池底粘土磚漂浮。池底的保溫可采用如下圖所示的幾種方案。

玻璃熔窯的保溫

池底保溫時還應注意:如果池底上采用了鋯質搗打料,應在保溫池底端部預留幾個排氣孔,以排出水蒸氣;烤窯溫度達1500℃后應繼續保溫一段時間直至鋯質搗打料燒結達一定強度方可向窯內加料,否則會破壞窯底復合結構。

6.蓄熱室的保溫蓄熱室表面散熱占窯體總散熱損失的8%~14%。該處保溫,不僅可以減少蓄熱室的散熱量,而且能使窯體得到可靠的密封。生產實踐表明,玻璃熔窯蓄熱室的漏風非常嚴重,蓄熱室吸入冷空氣后,會使助燃空氣和廢氣的溫度降低,從而降低了蓄熱效率及余熱的利用效果,還會增大煙囪的排煙阻力和增大排煙動力消耗。國外的蓄熱室一般比國內的高大,但蓄熱室底部煙氣溫度卻差不多,這也說明國內蓄熱室密封不好,吸入了較多的冷空氣,因此,蓄熱室的保溫是很有必要的。目前,國內外蓄熱室的保溫已有成熟的方法和經驗,總的看來,都必須做到“密封”和“隔熱”、注意材料的化學穩定性、熱穩定性等性能與所用部位的工作條件相適應。玻璃熔窯的保溫,是一項技術要求較高的綜合性工作,以耐火磚的選擇與砌筑到保溫層的設計與施工均應考慮到保溫的要求,保溫后要仔細觀察窯爐的工作狀況并解決出現的問題,只有這樣才有可能達到預期的效果。

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