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干燥窑塌坯原因浅析
时间:2014年06月19日    点击:次    来源:隧道窑

隧道式干燥窑塌坯时间一般为冬季,越是北方地区持续时间越长,短则一个月,长则三个月,轻则部分砖坯坍塌,重则整车砖坯甚至整窑砖坯坍塌,个别砖厂甚至因此停产,损失惨重。

隧道式干燥窑塌坯的原因主要有两种:一、淋塌,二、潮塌

砖坯淋塌的原因比较简单,主要是因为窑内顶板上或排潮烟筒内壁由于水汽而凝成水珠,大量水珠滴落到砖坯上,致使砖坯软化、粉碎,轻者最上边的几层坍塌,重者整车变成泥巴。产生大量水珠的原因:预热段空气绝对湿度达到饱和和接近饱和,接触到温度较低的窑顶板或排潮烟筒内壁而产生冷凝水。

①排潮温度太低(一般低于30℃);

②干燥窑保温效果不好,或根本没做保温,使窑顶内壁温度太低;

③排潮烟筒和排潮风机保温措施不当或直接未作保温。

砖坯潮塌的原因比较复杂,其机理就是:由于预热段空气绝对湿度达到饱和,砖坯在该段不仅不能排出水分,反而吸收水分而使含水率升高,砖坯强度随着含水率的升高而逐渐降低,随后坍塌。

淋塌和潮塌最大的区别在于:淋塌一般是在砖坯自上往下损坏,而潮塌绝大多数则是砖坯自下往上损坏。

下面重点分析一下潮塌产生的原因。

潮塌都是发生在干燥窑的预热段,其根本原因是:预热带中段内的空气湿度达到了绝对饱和,这种绝对饱和的热空气已不能再带走水分,而且该部分空气在向排潮风机不断移动时,由于砖坯的吸热和窑体的散热而使温度逐渐降低,这时空气中的水蒸汽就要有部分析出,或者成为水珠挂在窑墙、窑顶板上,或被砖坯吸收而提高了其含水率,砖坯的强度随着含水率的提高而逐渐降低,下层的砖坯就会因承受不住上层的重量而坍塌,部分坍塌的砖坯堵塞了通风孔道,这就容易产生恶性循环,从一车的一小部分到一大部分,甚至整车坍塌,严重时整个预热段内的砖坯全部坍塌,如果检查或处理不及时,继续进车则会出现全窑坍塌的现象。

空气带走水蒸汽的能力是有限的,温度发生变化,其带走水蒸的能力也随着变化,同等体积的空气,温度越高,其带走水蒸汽的能力也越大,反之越小。1m标准状态下的空气在20℃时能带走水蒸汽18.56克,而在60℃是则能带走水蒸汽158.68克,其带走水蒸汽的能力是20℃时的8.5倍!即:如果在预热带中段有1m60℃的空气,假设其湿度已经达到绝对饱和,当排潮温度为20℃时,则这1m空气要析出水140.12克(标准状态),如果每小时排风量为6m,则每小时会析出水8407.2千克(按标准状态计算),这个数字是相当惊人的。

以上分析可以看出,之所以发生潮塌是因为空气湿度在预热段达到了绝对饱和,而空气湿度达到绝对饱和的原因是温度过低或风量过小。

空气温度过低的原因:

①预热段设计太长,或因操作原因认为地增加了预热段的长度。预热段长度的计算应该从排潮风机中心线算起,到第一个送风口为止,其总长度应不超过干燥窑总长度的30%,过长则使热空气流程太长,导致降温幅度过大,从而使湿度达到绝对饱和;

②窑体保温效果差,有的属设计问题,有的属施工问题。比较突出的表现在窑顶上,个别厂家窑顶直接用120mm厚空心楼板覆盖,上边没有采取任何保温措施,只要出现零度以下的天气,窑内就出现塌坯;

③预热段窑体漏风。负压排潮的干燥窑中,预热段全部为负压,如果窑体出现裂纹,窑外的冷空气就会侵入窑内,尤其北方寒冷地区,当气温低于零下6℃时,只要有少量冷空气侵入窑内,就会造成大幅度降温;

④送风温度低。抽风点风温低或由于其他原因造成焙烧窑整个冷却带(或预热带)温度偏低。

风量过小的原因:

①送热风机或排潮风机设计风量太小;

②操作原因造成的风量小。

A、送热风机运行频率太低;

B、送热风机前导器没有全部打开,提高运行频率风量也上不去;

C、抽热或送热支管的闸阀开启量小;

③抽热支管、送热支管或分散排潮的排潮支管过细过少,即便全部打开也满足不了正常的生产要求。设计时一般要求抽热支管总截面>送热支管 >排潮风机(或分散排潮支管)总截面,但实际上很多单位忽视了这一点。近年来新投产的隧道窑中出问题的可以说基本上都是违反了这个设计原则。河南有一家新投产的砖厂,干燥窑使用送热风机为16D,总风量为107560m/h,而送风支管的总截面仅为0.69m,即使所有送风支管的闸阀全部打开,只有风速达到43.3m/s才能满足风机的最大风量,这显然是不可能的,所以冬季经常出现塌坯。

④风流断路

A、由于窑内顶间隙过大(大于90mm),大量热风从窑顶间隙被排潮风机抽走,这部分热风基本没“做功”就被抽走,流经砖坯的有效风量太小。山东临沂有一条干燥窑,其窑内顶间隙竟达到0.5m,从头年的10月份到次年的4月份,没有一天不塌坯的,冬季只好停产。

B、一次码烧工艺中焙烧窑为拱顶,但在设计或施工时图省劲,将干燥窑建成与焙烧窑同高度的平顶窑,为适应焙烧要求,只能按照焙烧窑的尺寸码坯,结果坯车进入干燥窑后两侧出现较大断面的间隙,大量热风从两侧间隙被排除窑外,这种情况也极易造成塌坯。全国各地这种情况还不少见。

C、干燥窑单窑门造成进车时风流短路。很多小断面干燥窑都设计单窑门,这实际上是不合理的,进车月频繁、顶车时间越长,风流短路月严重,也就越容易发生塌坯事故。

D、窑底风窜入窑内而造成风流短路。排潮风机距离窑头太远(有的达10m多),而窑车和窑车之间、窑车和窑门之间又密封不严,很容易造成车底的冷风通过车与车、车与门之间的间隙窜入窑内(因为这一段窑内靠近排潮风机而形成很大负压),这种情况也很容易造成塌坯。河南至少有十几家这样的隧道窑,每到冬天都会出现塌坯。

还有一种情况:严重违反干燥窑进出车制度而造成塌坯。因成型或其他原因导致砖坯短缺,为了减少产量损失,只好从干燥窑出车端把未干燥好的坯车掏出来顶进焙烧窑,等砖坯供应正常后连续向干燥窑顶车,致使窑内风温急剧下降而造成塌坯。这种情况就好比人吃饭一样,一个人一顿吃三个馒头,但前两顿饭因故未吃,第三顿饭一次吃下九个馒头,虽然一天的饭量没变,但因没有消化时间而把胃撑坏。用数据简单说明一下:一条6.9m的干燥窑日产9012万块,每车码坯6000块,砖坯单重4.2kg,砖坯入窑含水率11%,则每小时进入窑内的水分重2310kg,假设因干燥窑缺车而在4个小时之内顶进了6车,则每小时进入窑内的水分为4158kg,是正常进车时水量的1.8倍!原先本来是正常的风量现在变得严重不足,结果窑内砖坯塌得一塌糊涂。

综上所述,干燥窑的潮塌都发生在预热段,原因就是该段空气温度太低或风量太小,要解决这个问题必须综合分析,对症下药,只有真正掌握了塌坯的机理,才能有针对性地提出解决的方案。

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