姚少忠

摘 要：文章通過分析燃天然氣馬蹄焰窯爐在日常運(yùn)行維護(hù)上的關(guān)鍵控制點(diǎn)控制要點(diǎn)及運(yùn)行維護(hù)操作要點(diǎn)，闡述燃天然氣馬蹄焰窯爐如何通過日常的正確運(yùn)行維護(hù)實(shí)現(xiàn)窯爐安全可持續(xù)運(yùn)行，為燃天然氣馬蹄焰窯爐的安全可持續(xù)運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：窯爐；安全；運(yùn)行維護(hù)

1 窯爐安全可持續(xù)運(yùn)行的概念

窯爐安全可持續(xù)運(yùn)行一般是指一個(gè)窯爐在它的設(shè)計(jì)周期內(nèi)，首先是能安全無事故運(yùn)行，其次無出現(xiàn)較嚴(yán)重的窯爐爐料故障，第三是它的單耗、出料量在一個(gè)窯爐周期內(nèi)能保持相對較穩(wěn)定。

窯爐安全運(yùn)行一般指在窯爐設(shè)計(jì)周期內(nèi)無出現(xiàn)與玻璃液接觸部位的較危險(xiǎn)的滲料、無出現(xiàn)較危險(xiǎn)的池壁貼磚操作、無出現(xiàn)碹頂大面積的燒穿需較大面積吊磚修補(bǔ)、無出現(xiàn)格子體的嚴(yán)重堵塞而影響運(yùn)行、無出現(xiàn)其他影響安全運(yùn)行的事故。

窯爐運(yùn)行爐料故障一般指在窯爐運(yùn)行上的操作異常而導(dǎo)致玻璃料液產(chǎn)生影響產(chǎn)品質(zhì)量的灰泡、氣泡、結(jié)石、條紋、料色異常等玻璃料液的缺陷。

單耗、出料量的相對穩(wěn)定是指在一個(gè)窯爐設(shè)計(jì)周期內(nèi)出料量能保持在設(shè)計(jì)出料量指標(biāo)基本不變不因窯爐的安全等因素而降低玻璃的熔化率，且在整個(gè)窯爐設(shè)計(jì)周期內(nèi)前50%以上的周期內(nèi)其單耗基本保持在設(shè)計(jì)指標(biāo)上穩(wěn)定不變，在后50%設(shè)計(jì)周期內(nèi)其每年單耗的衰減保持在1%之內(nèi)。

2 窯爐安全可持續(xù)運(yùn)行的影響因素概述

一個(gè)窯爐安全可持續(xù)運(yùn)行與窯爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、耐火材料質(zhì)量及選材、窯爐的砌筑水平、燃料質(zhì)量及選用、烤窯升溫過程結(jié)果、窯爐料色更替次數(shù)及過程、窯爐的日常運(yùn)行維護(hù)管理等因素都有較大的關(guān)系。

3 窯爐日常運(yùn)行維護(hù)管理的主要內(nèi)容

窯爐的日常運(yùn)行維護(hù)管理主要包括出料量的管理、玻璃料液質(zhì)量管理、玻璃液面管理、窯壓管理、溫度管理、料堆泡沫的管理、鼓泡的控制管理、窯爐的冷卻管理、窯爐的點(diǎn)檢與維修管理。

4 窯爐日常正確的運(yùn)行維護(hù)管理

4.1 出料量管理

根據(jù)窯爐的設(shè)計(jì)要求的熔化率，在窯爐運(yùn)行初期調(diào)試出即定的窯爐出料量，并制定相應(yīng)的出料量控制標(biāo)準(zhǔn)。在日常窯爐運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制好出料量，不超出窯爐設(shè)定出料量標(biāo)準(zhǔn)的上限。并盡可能保持穩(wěn)定的出料量可保持窯爐溫度控制的相對穩(wěn)定和窯爐內(nèi)玻璃液對流的相對穩(wěn)定，可減輕窯爐在運(yùn)行中的耐火材料蝕損。為此要對各機(jī)臺的排產(chǎn)進(jìn)行計(jì)劃性的控制提前做好出料量計(jì)劃。

4.2 玻璃料液質(zhì)量的管理

玻璃料液質(zhì)量的穩(wěn)定與窯爐各控制點(diǎn)控制的穩(wěn)定息息相關(guān)。因此每天要先觀測玻璃料液的質(zhì)量壯況。首先在后端目測各機(jī)臺瓶子灰泡、結(jié)石、條紋、氣泡、料色等外觀狀況，并初步判斷其質(zhì)量變化趨勢；再根據(jù)化驗(yàn)出的灰泡、結(jié)石等數(shù)據(jù)及時(shí)分析質(zhì)量變化趨勢，并及時(shí)對相應(yīng)的窯爐運(yùn)行控制點(diǎn)作出必要的調(diào)整；避免因質(zhì)量的大幅度波動而造成大幅度調(diào)整窯爐溫度、窯爐出料量等控制指標(biāo)；做到提前把握質(zhì)量變化趨勢，提前采取措施調(diào)整，盡可能減小窯爐運(yùn)行控制點(diǎn)的調(diào)整幅度，防止大幅度調(diào)整引超對流、窯壓、溫度、液面等的不穩(wěn)定而產(chǎn)生加劇耐火材料蝕損。

4.3 玻璃液面的管理

4.3.1 檢測設(shè)備的管理

玻璃液面的檢測一般有液面探針檢測和激光液面檢測。現(xiàn)在大多數(shù)都采用激光液面檢測。首先在激光液面儀安裝時(shí)要保證其沒有受的機(jī)械振動的干攏；其次要注意激光發(fā)射管及接收器的清潔，防止散光斷光造成檢測不準(zhǔn)。對于液面探針則要保障冷卻水，要有冷卻水溫報(bào)警和水壓水量管理；要防止探針粘絲造成檢測異常與誤導(dǎo)。

4.3.2 人工液面檢測口和檢測桿

必須有人工液面檢測口并制作規(guī)范的人工液面檢測桿。通過每班至少一次人工檢測來校準(zhǔn)和監(jiān)控液面儀的檢測的正確性。人工液面檢測口要每班清理保持不粘絲，人工檢測桿要保持平整不變形、刻度清晰可見。

4.3.3 加料機(jī)頻率的管理

根據(jù)出料量的大小設(shè)定好加料機(jī)加料頻率的上下限，雙邊加料的設(shè)定好兩側(cè)的加料速度均衡，及時(shí)清理料倉堵料、加料槽結(jié)塊，防止加料不均造成液面波動。

通過液面的穩(wěn)定控制防止液面波動造成液面線位置耐火材料與玻璃結(jié)合形成的保護(hù)膜脫落而加劇耐火材料的蝕損。防止液面波動造成液面線位置耐火材料與玻璃結(jié)合形成的保護(hù)膜脫落而產(chǎn)生玻璃料液產(chǎn)生結(jié)石條紋薄皮氣泡等缺陷。

4.4 窯壓的管理

4.4.1 窯壓的理論數(shù)據(jù)

P=H/250±3Pa

H：窯爐玻璃液面到窯壓取壓孔的距離（mm）。正常的窯壓是在燃燒對側(cè)的加料口檢測為微正壓。要防止運(yùn)行過程中的窯壓大幅波動，避免窯壓過大和窯壓過小負(fù)壓。

4.4.2 窯壓設(shè)備的管理

窯壓取壓管須定期清理積灰和積渣、排除冷凝水、定期校準(zhǔn)差壓變送器、定期對窯壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)檢和潤滑。對于大小閘板升降配合管理控制窯壓的設(shè)備系統(tǒng)要定期清理大小閘板的結(jié)渣確保其上下運(yùn)作流暢，在正常運(yùn)行時(shí)窯壓執(zhí)行器的氣缸與閥位要一致并保持在50%左右以保證其在換向時(shí)運(yùn)行順暢，防止卡死。對于轉(zhuǎn)動開合運(yùn)行的控制設(shè)備要正確控制大閘板的高度，根據(jù)出料量大小、二次風(fēng)流量的大小及時(shí)調(diào)整大閘板高度，使開合控制器的調(diào)整幅度相對較小以保證窯壓控制流暢波動較小。開合轉(zhuǎn)動板的結(jié)灰須根據(jù)其轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)的靈活性必要時(shí)要打開清灰門清灰以保證其開合正常。須配備穩(wěn)定可靠的助然風(fēng)機(jī)，助燃風(fēng)機(jī)的引風(fēng)管要有一定和長度，調(diào)整好助燃風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)PID值確保其流量波動能穩(wěn)定在300NM3/H之內(nèi)。

4.4.3 設(shè)定正確的窯壓

通過加料口檢測微正壓來判斷設(shè)定窯壓的設(shè)定值并參考窯壓的理論設(shè)定值。同時(shí)對窯壓控制系統(tǒng)的PID值進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)定保證窯壓穩(wěn)定及時(shí)能調(diào)節(jié)。

通過窯壓的穩(wěn)定控制防止窯壓過大造成悶燒，沖蝕耐火材料，并造成格子體堵塞；防止窯壓過小吸進(jìn)冷空氣造成耐火材料熱振過度炸裂并影響能耗上升。

4.5 溫度的穩(wěn)定管理

4.5.1 確定溫度控制的標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)根據(jù)窯爐各部位耐火材料的性能制定設(shè)定各關(guān)鍵部位的窯爐溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。如窯爐的碹頂溫度、池底溫度、蓄熱室碹頂溫度、爐體的表面溫度（如池壁保溫層外表溫度、池底鋼板表面溫度、池壁磚下部保溫磚溫度）、流液洞溫度等。從窯爐安全出發(fā)主要控制溫度的上限，保證不超標(biāo)準(zhǔn)以防止溫度過高加劇耐火材料蝕損。

4.5.2 窯爐操爐指示書的制定

窯爐操爐指示書是指根據(jù)窯爐的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過優(yōu)化分析得出的窯爐各關(guān)鍵點(diǎn)與出料量的對應(yīng)趨勢關(guān)系，作出窯爐各出料量與窯爐碹頂設(shè)定溫度、出料量與燃料用量、出料量與單耗、出料量與助然風(fēng)量、出料量與池底溫度等的關(guān)系，在日常運(yùn)行中用以指導(dǎo)出料量變化、池底溫度變化、單耗變化時(shí)能正確有預(yù)知前瞻性地設(shè)定碹頂溫度以保障窯爐各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定性，保證各項(xiàng)指標(biāo)不產(chǎn)生大起大落的波動，從而造成爐內(nèi)熱對流、玻璃液對流等大幅度變化而對耐火材料造成較大的蝕損。對于不同料色、不同出料量、不同玻璃比例的窯爐都可以作出操爐指示書以指導(dǎo)控制窯爐的日常溫度控制管理。

4.5.3 噴槍的管理（燃發(fā)生爐煤氣除外）

窯爐的噴槍對窯爐的燃燒控制影響很大必須對噴槍進(jìn)行有效的控制管。噴槍沒調(diào)整好沒有有效管理會使燃燒火焰發(fā)生變化影響燃料的充分燃燒、火焰的形狀、火焰的長度、火焰的氧化還原性、火焰的沖刷破壞性、火焰對料堆玻璃液流的推動。噴槍的管理包括槍角度的管理、槍的定期清潔清理、槍的冷卻、槍內(nèi)各結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整（如燃?xì)鈽寖?nèi)外噴嘴的調(diào)整、燃油槍內(nèi)霧化氣嘴的調(diào)整等）、槍嘴鐵與槍嘴磚的管理、槍冷卻保護(hù)氣的管理、槍吹掃氣的管理、槍的燃料介質(zhì)的管理（壓力、溫度、粘度、流量等）。噴槍的火焰必須是剛勁明亮、不發(fā)飄、長度合適、貼近料堆而不沖刷、不沖刷耐火材料、穩(wěn)定不伸縮。只有穩(wěn)定的噴槍火焰才能穩(wěn)定控制溫度。窯爐的爐內(nèi)溫度熱點(diǎn)位置才能穩(wěn)定。

通過溫度的有效穩(wěn)定管理，確保爐內(nèi)溫度穩(wěn)定熱點(diǎn)位置穩(wěn)定，從而穩(wěn)定玻璃液流減小因?qū)α髯兓斐赡突鸩牧系奈g損。通過表面溫度的檢測和管理，管控窯爐各點(diǎn)的安全溫度，在溫度達(dá)到控制上限或有惡化趨勢時(shí)及時(shí)采取有效的控制措施防止耐火材料的嚴(yán)重蝕損帶來窯爐的安全隱患，確保窯爐安全運(yùn)行。

4.6 料堆泡沫的管理

4.6.1 配合料水份的管理

配合料水份控制是配料正確性的關(guān)鍵指標(biāo)，一般控制在3%-6%。配合料水份過高影響熔化效率，使得料堆難熔且水份過多產(chǎn)生過多的水蒸汽增加了泡沫的產(chǎn)生。水份過小，易產(chǎn)生飛料及堿塵飛揚(yáng)損失，飛料堵塞格子體，堿塵損失影響熔化和成份穩(wěn)定。配合料水份控制包括混料機(jī)加水控制及各種濕原料及玻璃水份的檢測與控制。

4.6.2 加料機(jī)的管理

加料機(jī)目前用得較多的有斜毯式加料機(jī)及旋轉(zhuǎn)密封擺動式加料機(jī)。對于斜毯式加料機(jī)要調(diào)整好加料中心線；調(diào)整好加料斗與玻璃液面的高度不粘料即可，如加料推斗太高則下料后料層厚料堆大不利料堆控制；要調(diào)整好推斗的壓板在滿足加料量的情況下盡可能壓低推斗的壓板實(shí)現(xiàn)薄層加料以提高熔化效率，可以在壓板邊上加做刻度進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理；如果是雙加料口的要調(diào)整好加料機(jī)的頻率盡量使兩側(cè)加料量平衡；定期清理加料推斗里的結(jié)塊料保持加料順暢；要制作推把及時(shí)推斷加料產(chǎn)生的料壟，使加料后的料堆分布均勻穩(wěn)定不跑料壟料山到鼓泡或熱點(diǎn)之后影響澄清和升溫，要推斷料壟防止或減輕料壟沖刷小爐下的池壁磚；要調(diào)整好推斗伸進(jìn)加料口的距離，防止推斗倒鉤出料來。對于旋轉(zhuǎn)密封擺動式加料機(jī)首先要確保冷卻水的正常安全供給，保證水壓水量足夠，水質(zhì)按軟水要求，保證轉(zhuǎn)盤推斗不漏水；調(diào)整好振動加料機(jī)頻率與推頭的頻率，不因加料過快推料過慢而使小料斗滿出；根據(jù)料堆的分布情況、料堆的大小調(diào)整好轉(zhuǎn)盤在三個(gè)方向停留的時(shí)間、推料與加料的頻率比例；對于旋轉(zhuǎn)密封擺動式加料機(jī)要做好加料機(jī)的密封防塵；要調(diào)整好控制好振動加料機(jī)，及進(jìn)時(shí)清理振動加料機(jī)振動斗內(nèi)的結(jié)塊料；如果是雙加料口的要調(diào)整好加料機(jī)的頻率盡量使兩側(cè)加料量平衡。加料機(jī)的正確管理是料堆控制的關(guān)鍵，只在控制管理好加料機(jī)才能實(shí)現(xiàn)加料的均衡，才能實(shí)現(xiàn)料堆泡沫層的穩(wěn)定控制。

4.6.3 料堆泡沫層的控制穩(wěn)定

料堆泡沫層的控制穩(wěn)定也與熔爐內(nèi)熱點(diǎn)位置的穩(wěn)定相關(guān)，只有熱點(diǎn)穩(wěn)定才有可能使料堆泡沫層的位置穩(wěn)定。泡沫層厚薄控制還與助燃風(fēng)及玻璃料的氧化還原性有關(guān)，助然風(fēng)大火焰稍短并偏氧化性，助然風(fēng)小火焰稍長并偏還原性，不同料色的玻璃助然風(fēng)大小引起的火焰氧化還原性對泡沫層的影響不同。

4.6.4 小爐側(cè)外表池壁

小爐側(cè)外表池壁加裝風(fēng)機(jī)及風(fēng)管加大冷卻有利于料堆在小爐側(cè)的下沉，從而促使料堆回縮并下沉熔，有利于減小泡沫層的厚度。

通過對配料水份管理、加料機(jī)管理、爐內(nèi)熱點(diǎn)及助然風(fēng)的管理，控制料堆不過大、不產(chǎn)生料壟、不沖刷小爐下池壁、不越過熱點(diǎn)位置，從而可以穩(wěn)定地控制玻璃液的質(zhì)量，提高熔化效率降低所需熔化溫度，減輕窯爐的蝕損。

4.7 鼓泡的控制管理

現(xiàn)代窯爐的設(shè)計(jì)常引入鼓泡來提高熔爐內(nèi)玻璃液對流的強(qiáng)度，提高熔化部及澄清區(qū)玻璃液的溫度，提高玻璃液均化的效率，從而提高玻璃液的質(zhì)量降低能耗。鼓泡運(yùn)用在有色料上更為廣泛。鼓泡可分為連續(xù)鼓泡和脈沖式鼓泡?，F(xiàn)在更多采用的是脈沖式的鼓泡，其效果更加明顯。鼓泡管理包括保護(hù)氣壓和脈沖氣壓的管理、鼓泡泡徑與泡頻的管理、鼓泡磚冷卻管理。鼓泡保護(hù)氣泡徑一般控制較小只要可見不滅即可，脈沖氣泡徑一般相臨兩泡徑相切即可。兩側(cè)兩個(gè)鼓泡的泡徑與泡頻要控制相對較小。鼓泡泡頻泡徑管理不良不穩(wěn)定忽大忽小會破壞玻璃液對流的穩(wěn)定加劇玻璃液流對池壁面耐火材料的蝕損。

4.8 窯爐的冷卻管理

窯爐的冷卻管理對窯爐壽命至關(guān)重要。冷卻合理得當(dāng)可大大延長窯爐的壽命，管理不當(dāng)或冷卻不當(dāng)則會加劇窯爐耐火材料的侵蝕。新窯爐投料后，就要開始對窯爐池壁、鼓泡磚等部位實(shí)施風(fēng)冷。新窯爐初期冷卻因池壁較厚冷卻風(fēng)對池壁內(nèi)部玻璃液侵蝕的減輕效果有限不宜開太大，以防止池壁內(nèi)外溫差太大而炸裂。對于對流沖刷較大的部位如加料口拐角、流液洞、流液洞拐角、小爐底下等部位須著重加裝冷卻風(fēng)管加大冷卻量。在窯爐運(yùn)行的中后期逐步加大冷卻風(fēng)量。冷卻風(fēng)機(jī)要使用變頻控制，冬天與夏天的冷卻頻率做適當(dāng)調(diào)整，夏天大些冬天小些。在主風(fēng)管安裝風(fēng)壓檢測計(jì)檢測風(fēng)壓，對風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)壓記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理。池壁風(fēng)管的擺布要正確規(guī)范，風(fēng)嘴在一直線均勻分布并在液面線下3-4厘米向上斜吹，與池壁間距為3-4厘米。對于窯爐中后期，碹腳、碹頂有發(fā)紅的部位要及時(shí)加風(fēng)管冷卻。

4.9 窯爐的點(diǎn)檢與維修管理

4.9.1 建立窯爐點(diǎn)檢制度和標(biāo)準(zhǔn)

每天由窯爐保全工、司爐工、當(dāng)班班長對窯爐關(guān)鍵部位進(jìn)行認(rèn)真的點(diǎn)檢。點(diǎn)檢的內(nèi)容包括窯爐池壁、加料口拐角、流液洞拐角、流液洞、池底、池底鼓泡磚、胸墻、蓄熱室及熔化部碹頂、各冷卻系統(tǒng)、噴槍及火焰、窯爐內(nèi)部料堆分布及鼓泡狀況、泡沫層狀況以及窯爐附屬設(shè)備（加料機(jī)、液面儀、窯壓機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、冷卻設(shè)備、助然風(fēng)設(shè)備等等）、窯爐應(yīng)急與維護(hù)設(shè)備。

4.9.2 建立完善的記錄數(shù)據(jù)表格對窯爐運(yùn)行的各關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行記錄

一般每小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)主要包括窯爐各測溫點(diǎn)的溫度、窯壓、抽力、燃?xì)鈮毫?、助然風(fēng)流量及開度、用氣量等數(shù)據(jù)，并每月對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析制定下月更切實(shí)可行的操爐指示書。

4.9.3 配備

配備窯爐應(yīng)急與維修工具及常備維修耐火材料，在日常維修維護(hù)中做到及時(shí)正確。

總之，通過窯爐的正確的日常維護(hù)和管理可以實(shí)現(xiàn)窯爐的安全可持續(xù)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙彥釗，殷海榮.玻璃工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.