王海軍，沈培軍，王杰

（巨石集團(tuán)有限公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

0 引言

池壁作為玻璃纖維及玻璃行業(yè)窯爐的關(guān)鍵組成部分， 其狀態(tài)的良好與否直接決定著窯爐連續(xù)作業(yè)的穩(wěn)定性，并影響著窯齡的長短。 目前對于窯爐池壁的冷卻主要有風(fēng)冷、水冷、氣冷等多種冷卻形式[1]，因風(fēng)冷形式結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)控方便、易操作等優(yōu)點(diǎn)， 玻璃纖維窯爐和玻璃窯爐大多采用風(fēng)冷形式冷卻池壁， 以此保證窯爐運(yùn)行安全和延長窯爐壽命。 玻璃纖維窯爐與玻璃窯爐的結(jié)構(gòu)、原料性質(zhì)和工藝制度均有不同， 尤其是大流量的玻璃液熔化或大型玻璃纖維窯爐或進(jìn)行配合料高效強(qiáng)熔的玻璃纖維窯爐， 窯爐熔化率大幅度提高， 在玻璃液-池壁界面處的玻璃液流速、黏度、摩擦及溫度等的循環(huán)變化加快， 使得相應(yīng)的池壁侵蝕也隨之增加， 采用風(fēng)冷形式更有利于池壁上層界面處后期的熱態(tài)更換和綁磚處理。

1 池壁冷卻風(fēng)的作用

1.1 延長窯爐池壁壽命

因玻璃纖維窯爐嚴(yán)苛的耐侵蝕性和抗耐材污染能力，故玻璃纖維窯爐的池壁耐火材料選用抗侵蝕和熱震性能優(yōu)異的致密鉻磚或高致密鉻磚。但窯爐池壁的侵蝕是復(fù)雜物理-化學(xué)反應(yīng)的綜合過程，玻璃黏度、窯爐溫度、界面對流、爐內(nèi)氣氛等大量參數(shù)影響著玻璃熔體與耐火材料之間的相互作用。

在窯爐內(nèi)池壁的液面線處是固相-液相-氣相的三相界面， 一般地， 池壁界面處的侵蝕是最嚴(yán)重的，但從冷修停窯時(shí)的玻璃纖維窯爐池壁部位發(fā)現(xiàn)，池壁侵蝕最為嚴(yán)重的位置是池壁的上口部位， 這與池壁液面上方的液態(tài)玻璃滴與粉料沖涮及氣流的高溫沖擊有關(guān)。 為此，可適當(dāng)調(diào)整冷卻風(fēng)角度，使池壁冷卻風(fēng)傾斜向上，以降低池壁上口部位溫度，增加池壁的耐侵蝕能力，延長窯爐池壁整體壽命。

1.2 穩(wěn)定胸墻結(jié)構(gòu)

玻璃纖維窯爐的胸墻是由胸墻磚、 胸墻保溫層、掛鉤磚、支撐鑄鐵板和巴掌鐵等部分組成的整體，整個(gè)胸墻的重量全部由巴掌鐵承重。 為更好的提高池壁的抗侵蝕能力和實(shí)現(xiàn)池壁對玻璃液的良好蓄熱性能，玻璃纖維窯爐的池壁通常為分部階梯形布置、非通體式多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合類型、在胸墻與池壁過渡的空隙處還設(shè)置有間隙磚。

池壁冷卻風(fēng)在冷卻窯爐池壁的同時(shí)，冷卻了巴掌鐵。因此在生產(chǎn)過程中，池壁冷卻風(fēng)的調(diào)節(jié)，對防止窯爐胸墻內(nèi)傾有著重要作用，其風(fēng)量大小直接關(guān)系著胸墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和窯爐的整體安全。

1.3 減小局部燒損和漏料風(fēng)險(xiǎn)

目前玻璃纖維行業(yè)的窯爐生產(chǎn)已普遍采用全氧燃燒技術(shù)[2-4]，在全氧燃燒中，由于燃燒產(chǎn)生的火焰剛性較好且溫度較高，長時(shí)間的火焰舔舐，會使相應(yīng)位置的窯爐池壁產(chǎn)生燒損。

池壁冷卻風(fēng)的引入， 可降低窯爐池壁局部燒損部位的溫度，進(jìn)而起到減緩燒損的目的。 同時(shí)，當(dāng)發(fā)生池壁穿孔漏料或有玻璃液滲流發(fā)生時(shí)可及時(shí)冷卻和凍結(jié)相應(yīng)位置，有效防范池壁漏料的發(fā)生。

2 冷卻風(fēng)嘴位置及風(fēng)量

2.1 冷卻風(fēng)嘴位置

根據(jù)玻璃纖維行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，窯爐的液面一般距離池壁上沿50~100 mm， 因此池壁冷卻風(fēng)嘴在池壁高度方向?qū)?yīng)設(shè)置在這一區(qū)域。 在窯爐內(nèi)投料區(qū)、熔化區(qū)、鼓泡區(qū)、澄清區(qū)等不同區(qū)域，根據(jù)池壁燒損侵蝕情況不同，冷卻風(fēng)嘴安裝高度上下略有差異。

同時(shí)，考慮到冷卻風(fēng)對池壁的射流沖擊、冷卻換熱后熱風(fēng)的擴(kuò)散等，池壁冷卻風(fēng)嘴至池壁前后位置的距離為100 mm 左右。

2.2 冷卻風(fēng)的風(fēng)量

在窯爐內(nèi)的不同區(qū)域需要的冷卻風(fēng)量是不同的，如投料區(qū)的配合料預(yù)熔時(shí)揮發(fā)物較多、鼓泡區(qū)玻璃液攪動(dòng)頻繁，這些易造成對池壁的沖刷，冷卻風(fēng)嘴的出風(fēng)量可適當(dāng)增加。 在一個(gè)窯齡期間，根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，各階段的風(fēng)量也稍有差別。 對10 y設(shè)計(jì)窯齡的玻璃纖維窯爐來說：

在窯爐運(yùn)行的第1~2 y，總風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量的50%~60%，可取值為55%；在窯爐運(yùn)行的第3~4 y，總風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量的60%~70%， 可取值為65%；在窯爐運(yùn)行的第5~6 y，總風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量的80%~90%，可取值為85%；在窯爐運(yùn)行的第7~8 y，總風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量的90%~100%， 可取值為95%；在窯爐運(yùn)行的第9~10 y，總風(fēng)量可回調(diào)至第5~6 y 的狀態(tài)，即80%~90%，可取值為85%。

3 池壁冷卻風(fēng)的工藝要點(diǎn)

3.1 池壁冷卻風(fēng)的開啟

池壁冷卻風(fēng)在開啟前需確保冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口無雜物，進(jìn)風(fēng)口附近無易飛揚(yáng)物及雜物堆放，并且檢查風(fēng)機(jī)潤滑油位正常；池壁冷卻風(fēng)開啟時(shí)應(yīng)逐步升高風(fēng)機(jī)開度至設(shè)定開度；池壁冷卻風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)做好冷卻風(fēng)的壓力或風(fēng)量監(jiān)測，同時(shí)注意觀察運(yùn)轉(zhuǎn)聲音有無異常、電機(jī)溫度是否正常。

3.2 備用池壁冷卻風(fēng)的切換

為更好的維護(hù)保養(yǎng)和保證冷卻風(fēng)機(jī)的性能，需定期進(jìn)行備用冷卻風(fēng)的切換。 在切換過程中，啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)緩慢增加開度，直到與原運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)開度相同，并觀察運(yùn)轉(zhuǎn)狀況， 確保已開啟的備用風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，慢慢打開備用風(fēng)機(jī)出口插板閥，同時(shí)關(guān)小原運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)出口插板閥，直到備用風(fēng)機(jī)出口插板閥全開、原運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)出口插板閥全部關(guān)閉，停止原運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)。

在風(fēng)機(jī)切換過程中，應(yīng)注意盡量保證主風(fēng)管壓力穩(wěn)定。 冷卻風(fēng)切換后，應(yīng)對比切換前后的風(fēng)壓是否相同或相近，如果差距較大，則重新調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)開度直到風(fēng)壓相同或接近為止。

3.3 池壁冷卻風(fēng)的清潔保養(yǎng)

玻璃纖維的廠房在設(shè)計(jì)時(shí)池壁冷卻風(fēng)機(jī)往往布置在窯爐底部周圍并避開通道。 由于通道的作用及受底樓廢絲區(qū)的影響， 池壁冷卻風(fēng)機(jī)正常鼓風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口、葉輪和機(jī)殼上極易結(jié)垢并形成沉積物。 為保證冷卻風(fēng)的清潔和風(fēng)機(jī)良好的運(yùn)行狀態(tài)，可利用壓縮空氣、 粗砂或砂石、 聲波等方法進(jìn)行清理。 也可在冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口安裝過濾網(wǎng)，或?qū)鋮s風(fēng)機(jī)進(jìn)行區(qū)間隔離，使冷卻風(fēng)機(jī)處于良好的供風(fēng)狀態(tài)。

還應(yīng)注意池壁冷卻風(fēng)機(jī)的日常檢查，包括潤滑油位是否到位、進(jìn)風(fēng)口有無雜物、風(fēng)機(jī)有無異響和震動(dòng)、電機(jī)是否過熱等。

4 結(jié)語

綜上可見， 池壁冷卻風(fēng)不僅能有效延緩池壁侵蝕， 還對穩(wěn)定胸墻結(jié)構(gòu)、 保證窯爐安全起著重要作用。 同時(shí)，因窯爐的持續(xù)高溫作業(yè)特性、侵蝕機(jī)理的復(fù)雜性、池壁狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測難度大等特點(diǎn)，其部分工藝控制具有明顯的經(jīng)驗(yàn)性， 這影響著窯爐運(yùn)行成本的精細(xì)化控制和企業(yè)“能耗雙控”目標(biāo)的精準(zhǔn)控制。