1、隧道窑操作系统概述
本文主要针对麟工牌BHY4.6m×124.5m/124.5m新型并列式节能环保隧道窑进行操作原理和使用方法解读,并以第十代节六产品技术为主讲,尽量做到有理有据的分析。本着传承隧道窑的操作原理,简述常见的一些使用方法,希望能够促进砖瓦窑炉行业的公开透明度,并有助于提高行业同仁对隧道窑的操作使用和技术研究。
三年前,麟工窑炉也是怕"泄露技术",在技术交流上持保守态度。当参透管理哲学教诲后,才敢大胆公开一些常规的技术资料,事实证明如此更加促进公司技术的发展。
2、隧道窑的结构特点
图1为该窑炉的布置工艺,由破碎系统、陈化系统、成型系统、静车周转系统、干燥窑、焙烧窑、回车线卸车系统等部分组成。本篇着重讲述其干燥窑和焙烧窑的操作原理,其它辅助系统仍然是隧道窑操作的重要环节,但是不作为本篇的重点讲述。
图1 BHY系列新型并列式节能环保隧道窑平面布局图
BHY新型并列式节能环保隧道窑是由干燥窑和焙烧窑并列布局结构组成,常规一侧设置原材料预处理系统、成型编组系统、静车周转系统,另一侧设置回车线卸车系统。干燥窑主要采用ZL201721336352X专利技术,顶置加侧置交错送风,集中顶排潮和梯度干燥工艺设计;焙烧窑主要采用ZL201620593816.4专利技术,单壁复合墙和陶瓷纤维模块吊平顶结构,整体以砖混砌筑材料建造,风道以内置砌筑为主。
3、隧道窑的基本功能
BHY新型并列式节能环保隧道窑采用第十代节六技术,与BHY并列式节能环保隧道窑第六代节五技术相比,具有明显的高产效果,整体产量方面提高了35-40%。如附图一BHY4.6m×124.5m/124.5m新型并列式节能环保隧道窑,内燃热值配到300kCal,在外界气温15℃以上时,生产KP1砖型可以达到平均30min/车,生产实心砖可以达到平均42min/车。目前,麟工已经通过该窑炉技术实现了热平衡和工质的有效利用,达到极高的产量和节能效果,满足当下市场需求。
图2 隧道窑操作示意图
从干燥窑进口端门至第1#配风口为低温干燥带,一般干燥温度为75-90℃。从1#配风口到2#配风口为配风稀释区,根据低温干燥带砖坯的敏感系数需求,由此进行控制低温干燥段的干燥温度。从2#配风口到干燥窑出口端为高温干燥带,一般干燥温度为160-280℃。由此,根据砖坯的敏感系数的不同而形成梯度干燥工艺。低温干燥带的目标脱水到11%,在此阶段的前半部分砖坯的敏感系数较高,砖坯容易风裂;在此阶段的后半部分砖坯的敏感系数有所降低,砖坯脱水过快而容易倒垛。高温干燥带的目标脱水到≤4%,此阶段砖坯的敏感系数较低,干燥温度与风量一般不会造成裂坯和倒垛现象,干燥温度与风量的大小决定砖坯的干燥效果。砖坯干燥程度是决定焙烧走火速度的前提条件,即利用干柴烈火原理达到快速升温走火。对于隧道窑中控操作人员来说,技术好坏就是准确掌握砖坯的敏感系数,并且根据敏感系数变化而灵活运用干燥温度与风量。
节能设计原理是通过窑体的提高蓄热率和降低吸热值,有效利用热源效率和工质平衡传导,并根据相关焙烧制度、干燥制度和热工设备应用原则,实现热值消耗<300kCal的超低效果。其内燃砖坯是热源的携带者,码坯增高或者断面增宽即是利用“众柴火焰高”的焙烧原理。通过窑炉结构实现理想的热力平衡状态,促进窑室等温面系统压力和温度均匀,有效提高窑炉烧结质量,达到烧制品色泽一致。采用梯度干燥工艺,满足砖坯不同干燥周期的敏感系数,实现了把砖坯干燥透彻,来促使“干柴烈火”,加快高码层内燃隧道窑的走火速度。由“急火急温”转变为“低温长烧”,把砖烧透也是降耗。
隧道窑烟气排放达标的关键是含氧基准值,即掌握“空气过剩系数”,麟工主要采取所谓“三掐氧源”的措施来控制。干燥热源来自于焙烧窑的单质气体烟热,其单质气体烟热传导给湿坯,单质气体烟热与坯体水蒸气产生化学反应,促使工质的各种热力参数值和热力微分关系式变化,气体的内能、焓、熵进行转变,形成所谓的黑烟、蓝烟、白烟和无色烟。在干燥窑的上端设置了庞大的烟气反应室,通过不同温度的单质排潮气体混合冷却7-12s,使混合气体的成分二次发生物理反应,由此改变烟气中的二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳、氧气等气体特征,运用基本状态参数来改变排出烟气物理化学成分,从理论上和试验中均达到理想的烟气颗粒物排放标准。
4、隧道窑的操作原理和使用
BHY新型并列式节能环保隧道窑的初次点火烘窑步骤:
①冬季初次点窑,准备5车550-600kCal的高热值接火砖坯,其余按照350kCal热值配比;非冬季初次点窑,一般5车500-550kCal的高热值接火砖坯,其余按照300-320kCal热值配比;根据窑炉磨合期、操作熟练度和外界气温升高,可以逐渐降至220-300kCal。
②在最后一排投煤孔处支灶台,注意控制灶台前一车空间温度在400℃左右。
③用40-60℃热风对干燥窑烘窑不起任何效果,只能干燥砖坯,建议干燥窑一次性装满,慢慢送风干燥,直至达到残余水分≤9%。灶台上生起的那四五十度干燥温度,不会把砖坯烘裂或者烘倒。送热离心风机变频开启26-28HZ,排潮轴流风机变频开启42-46HZ,干燥窑出车端门关闭,另一端进车端门全开。冬季点窑,送风离心风机变频开启26-28HZ,排潮轴流风机变频开启30-34HZ,干燥窑端门关闭。
④湿坯(残余水分≤9%)一次性直到窑车推到焙烧窑哈风道末端处(10车左右),当达到结晶水分≤6%时,每2-3h一车。当前5车达到700℃燃烧,可以撤掉灶台,逐步加快进车速度。在此提醒冬季砌筑的窑炉绝对裂窑,与烘窑没有任何关系。
⑤接火后,干燥温度快速升高,及时调整干燥控温闸。焙烧窑哈风闸由近闸随着火行速度逐渐退为远闸。根据火区延长而逐渐增加风机变频,常规送热离心风机变频40-46HZ,排潮轴流风机变频42-48HZ,并根据风量、风压需求,调整配风口。
⑥干坯点窑用煤不得超过6t,湿坯点窑用煤不得超过25t。否则,视为浪费。
BHY新型并列式节能环保隧道窑中控操作人员注意事项:
①、该窑炉使用前,务必认真阅读《隧道窑操作工艺图》和《BHY新型并列式节能环保隧道窑使用说明书》。
②从传统隧道窑的角度看待环保隧道窑的变化,它就是所谓的“三掐”,即掐掉“氧源”。一般空气中的含氧量是21%,称它为原装氧源,氧气可以助燃,本身不能燃烧。一是掐掉“余热干燥”的氧源,此阶段的空气未经燃烧,余热干燥热风属于原装氧源。二是在焙烧窑进车端设置截止门,防止进车时无组织地大量灌入自然空气,随着烟热系统从邻近的哈风口输送到干燥窑,这些空气也几乎是未经燃烧的原装氧源。三是由负压干燥变为微负压干燥或者微正压干燥(接近0压点),即掐掉干燥室漏风、配风所形成的原装氧源。本干燥窑既可以正压干燥,又可以负压干燥,关掉送热离心风机或者排潮轴流风机仍然可以运转。
掌握"空气过剩系数"形成的原因,从原理着手攻关,克服野蛮操作和改变操作劣习,控制含氧量不是什么大学问。控制住含氧量,或多或少影响窑炉的产量,那也是正常的。从干燥送热温度平均165℃以上,降到排烟温度45℃以下,利用湿式静电除尘和管束除尘的除尘原理,结合烟气成份的化学转变理论,砖坯和码垛方式就是一个"大滤网",水蒸汽就是一个"喷雾降温器",反应室就是一个"管束装置",含氧量控制在18%时,从降温幅度上,烟气成分转变即颗粒物相对产生反应变化,颗粒物自然会有所降低。合理、巧妙结合使用,这就是创新技术。湿气回送焙烧窑降低含氧量的理论和举措,这只能是"亡羊补牢"的被动措施,不符合科学设计的逻辑。
③内燃型隧道窑烧结是以前火走火速度为准,即前火到达,高温区温度未达到设定温度时仍然进车。否则,内燃就油枯灯熄,说明当下高温区内燃热值小了。前火未到达,高温区温度达到设定温度时仍然不进车。否则,破坏了焙烧制度,说明当下高温区内燃热值大了。
④日常操作维护步骤:一、操作工以调节配风口为主,保持窑炉的热平衡和压力平衡;二、热值呈现20-30Kcal变化时,调节风机变频;三、热值呈现30-50Kcal或者外界气候变化时,调节哈风闸和控温闸。
⑤理论和数据不能灵活应变,还需要依据烧火工的经验给予必要的校正和把握,在预定进车10分钟前,中控操作人员进行巡视,检查高温区和高位排潮区是否偏移。
⑥根据图上所示位置安装热电偶,准确掌握控温点。
⑦所示温度指热电偶测量的热风温度,用红外线测温仪测量的温度为烧制品坯体温度,两个温度不可混淆。
技术跟踪和售后服务事项:
①对所承揽的项目实施终身技术跟踪服务,全员进行技术培训和指导。为期12天的点火调试、技术培训;有偿提供陪烧人员,手把手传授中控操作技术;在磨合期后的3-5天进行项目验收,以窑炉性能和质量承诺为准。提供隧道窑使用说明书和岗位操作规程,彻底解决投资人的一切后顾之忧。
②调窑师不但要把窑调好,还要用文字记录调试的过程和采取的措施,杜绝妄加评论和个人臆断,就如医生写的病历,这是一种职业责任。
③不但传授隧道窑的操作方法,还把隧道窑操作原理讲透,正确认识其操作原理才能真正避免一切盲目使用。
④如果短期仍然未能熟练掌握操作技巧,可以派人有偿陪烧,即每月10000-15000元,手把手教上1-3个月。
中控操作人员必须掌握隧道窑的操作原理,并且主动搜集一手相关信息,抓住隧道窑的本质和烧结制度,善于总结经验,自然可以熟中生巧。
5、隧道窑的应用状况和误区
目前,砖瓦窑炉行业存在野蛮操作的普遍现象,匹配超高热值和大量用风,砖只烧了个半熟,片面追求产量。当务之急需要提高中控操作人员的技能水平和窑炉常识,推动精准化操作已经成为了隧道窑发展的一个瓶颈。
达到极致水平,是烧窑师个人造化,不是老师教的好不好。悟透隧道窑的操作原理,熟练掌握只是时间的问题。中国的隧道窑结构五花八门,一家窑一个样,必须了解当下的隧道窑操作原理,不能死搬硬套。作者:张海恩、宁知勇
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