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怎樣才能正確控制隧道窯焙燒過程中的零壓位?
  中國磚瓦網  [2016/8/11]  
摘要:

    眾所周知,隧道窯焙燒中的壓力制度是否合理對焙燒的效果會有非常大的影響。有不少文獻中談到零壓位的問題,有的建議將其維持在燒成帶與保溫帶之間;有的建議將其維持在燒成帶之間;有的講零壓位應處于燒成帶與預熱帶的過渡處等。但是這些不同的講法都忽視了具體隧道窯焙燒的具體產品和所用燃料及坯體內燃料發熱量高低的因素。

    燒結磚瓦隧道窯焙燒通道內各點上的壓力是連續變化的。窯內的壓力制度是指沿窯長度方向上靜壓力分布的規律。將內各車位上的壓力數據繪制成曲線,稱為壓力曲線。窯內壓力制度決定窯內氣體流動的狀態,它影響著窯內的熱交換、燃燒所需空氣量及排放煙氣量、壓力和溫度的分布均勻程度等。

    壓力制度的形成是由各種氣體綜合作用的結果。有大量的冷空氣在冷卻帶進入窯內,同時又有經換熱后的熱空氣被抽出;在燒成帶有燃料燃燒生成氣體、一次空氣及霧化型燃料等的進入,在這些氣流的作用下,使這一段窯內的壓力大于外界大氣壓而形成正壓。在預熱帶大量煙氣和水蒸汽經排煙風機(煙囪)排出,使窯內壓力低于外界大氣壓而形成負壓。因為氣流運動中必然會有能量的損失,由正壓向負壓過渡時,必然有一個分界面,此處窯內外壓力相等,這個面稱為零壓面(或零壓點,零壓位)。或簡單解釋為隧道窯中負壓區域及正壓區域的分界處稱為零壓位。在預熱帶——負壓區,窯內廢氣及蒸發的坯體中殘留水分被排出,但當窯體、窯車之間、砂封、窯門等處不嚴密或有損壞時,極易吸入冷空氣,造成冷熱氣體分層而加大了預熱帶的溫差。在窯內的正壓區,冷空氣不可能進入窯內,因此溫度比較均勻穩定。所以大部分隧道要操作中都將燒成帶控制在“微正壓”區域,零壓位控制在燒成帶中部或靠近保溫帶的加煤孔排數的1/3位置處或者再靠后一些,這樣做的目的使高溫氣體可以充滿整個車面上坯垛,并能均勻加熱,有利于高溫下的保溫。但是,如果正壓過大,大量熱氣體會散失到周圍環境中,增大了熱損失。同時,當窯內下部兩側的砂封不嚴密,或有損壞時,或在窯車接頭處密封不嚴時,有極易使高溫氣體向下竄入窯車下,會使窯車密封裙板變形損壞,變形大時會刮壞砂封槽;也會使窯車軸承中的潤滑油流淌干凈而損壞了軸承等;同時也會使操作環境惡化。因此隧道窯操作中不宜采用過大的正壓。

    燒結磚瓦產品的隧道窯,一般多采用正負壓操作制度,但也有的廠家采用全負壓的操作方式。全負壓操作方式從熱工原理上講是不宜提倡的一種操作方法。實踐證明,燒結磚瓦產品隧道窯在制定其壓力制度時,必須根據以下幾個方面的情況綜合考慮:

    (1)根據所用燃料發熱量的高低制定壓力制度

    高發熱量的燃料(如天然氣、重油、輕柴油、焦爐煤氣等),應采用小壓差分散燒成的壓力制度。所謂之小壓差分散燒成是指窯內正負壓絕對值的差數小,窯內加煤面積大或是燒嘴布置范圍大而分散。這種作法可使窯內溫度均勻,熱耗降低。此種情況下的零壓位應在燒成帶的前部。用高發熱量的燃料不應在單位時間內集中在很小范圍內大量燃燒,否則會導致局部的過燒。高發熱量的燃料如采用較大的壓差焙燒,窯內氣流速度很快,燃料一些可燃成分得不到充分燃燒,就被排出窯外,將會改變窯內的氣氛,浪費燃料。同時由于壓差大,窯車結構及窯墻、窯頂易被破壞,預熱帶氣體分層嚴重,溫差大,產品質量不均勻,成品率低。

    低發熱量燃料應采用大壓差集中燒成的壓力制度。當燃料的發熱量低時,要保持窯內應有的溫度,就必須加大燃料用量。因為小壓差氣流在窯內流動速度低,無法保證窯內要求達到的溫度。只有加快氣體流速,采用大壓差的壓力制度,才能保證最高燒成溫度及坯體的預熱效果。此時,零壓位應處于燒成帶的后部。

    (2)根據內燃料發熱量的高低制定壓力制度

    含內燃料較低的坯體,一般采用正負壓操作,而且壓差要小。此種情況下的零壓位應在燒成帶的前部。但對內燃料很高,特別是對煤矸石等高熱量或超熱量坯體的焙燒,需要有較大的壓差。內燃料很高或是超內燃的坯體,除了坯體正常燒成所需熱量外,還有多余的熱量需將其快速排出,所以必須使用較的壓力。此時,零壓位應處于燒成帶的后部。

    在壓力制度中,預熱帶最大負壓位置、最大負壓值及零壓位對燒成過程影響很大。當坯垛形式確定之后,預熱帶的最大負壓值就成為整個隧道窯內通風量大小的標志。當負壓小,抽力不夠時,往往出現上火快,底火慢,后火降溫慢等,嚴重影響著產量;當負壓過大時,則會增大在燒成帶的空氣過剩系數,從而引發上火弱,頂部坯體欠燒,煤耗增多等缺陷。因此操作中必須重視壓力的控制。

    有些簡易的隧道窯為了降低電耗或是出于其他目的,取消了車底平衡風機,這是非常不合理的作法。凡是沒有車下平衡風機的隧道窯,其窯車、砂封多易出問題。車下坑道內的平衡風機的作用是從隧道窯出車端向進車端鼓入冷風,在窯車下形成一定壓力的正壓狀態。鼓入的風從預熱帶坑下抽出。其主要作用就是在車下坑道內形成的壓力曲線與車上窯道內的壓力曲線一致或接近一致,目的是將窯車上下氣體的交換量減小到最少。車下平衡風機窯道內負壓區的上下溫差,也能防止窯內正壓區高溫氣體竄入車下燒壞窯車。

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