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小型“一次码烧”隧道窑工艺技术改造决策的分析【麟工窑炉】
时间:2021年03月10日    点击:次    来源:隧道窑

3、被忽视的重要环节

烧结砖“一次码烧”工艺生产线的建设,比 起“二次码烧”工艺,涉及的限制条件更多,干 燥焙烧窑炉性能要求更全面,才能实现预期的生 产规模目标。当采用1条干燥隧道窑2条焙烧隧 道窑的“不平衡干燥焙烧”方式时,则要求混合 料具备快速干燥性能、要求湿坯静停预干燥, 否则,很难达到不开裂、不变形、均匀干燥的目标。

A干燥窑结构改造是重点

该企业原正压分散排潮干燥窑,采用2台离心 风机并联同时由两侧支烟道送入热风,送入干燥 窑内的热风总量高于1台离心风机的额定流量、低 2台离心风机额定流量之和。进入支烟道后, 热风经21对哈风闸的控制,通过干燥窑道内直墙 21对散热孔,散热孔规格为500×100mm,对湿砖 坯垛进行干燥。图1截面显示,闸阀和弯道对热 烟气的流动具有一定的阻力,随着支烟道砖壁、 阀体、直角弯道的阻力的增加,热风介质流速降 低,流量减少。

增加脱硫塔系统后,干燥窑内潮气的排出, 通过原有7个烟囱底部排潮孔,经总烟道,进入离 心风机,离心风机因安装方式失误,出口烟道经2 次弯道进入脱硫塔,处理后排放。    

运行实践中,干燥质量及产量,均没有明显 提高,却出现垮坯、中下部裂纹、断坯等现象 究其原因,除干燥窑平顶结构与坯垛弧形结构产 生的间隙偏大、形成气流分层,影响了截面温度的均匀性外,干燥窑送热风系统本身的结构缺陷,也是干燥质量不能提高的原因。

a支烟道哈风闸

1截面图显示,干燥窑内置热风支烟道上 21对热风哈风闸,当开启一半时,哈风闸曲面对 热风存在阻碍作用,热风与哈风闸体之间出现紊 流,降低了热风流速,使得窑直墙散热孔出口处 热风不能达到砖坯中部,湿坯温度升高缓慢,坯 垛截面温度产生不均匀状况。此外,内置下支烟 21对哈风闸,其调节难度较高,很难总结出闸 阀与干燥窑内截面温度变化的对应关系,很难获 得实用的和可操作的闸阀调节控制措施,其中 对闸或相邻的几对闸如何调节,对干燥效果的影 响,很难把握。目前,为应对湿坯垮塌、裂纹等 现象,岗位工只能将21对哈风闸全部开启,仍然 不能避免产生垮坯和裂纹等缺陷。

b散热孔

内置下支烟道设置21对哈风闸,对应21 散热孔,散热孔规格为高500mm、宽100mm,间距 2500mm,散热孔分布和数量在干燥窑内不同部 位,规格完全相同,如此设置,对窑内热烟气的 合理分布并不十分有利,根据在干燥窑内的出风 量检查,靠近进车端送热风段,约有7个车位的6 对散热孔,热烟气量较多的进入窑内,而靠近出 车端(送热风风机位置),约4对散热孔,则热风 量较少甚至无风。在干燥窑中部散热孔出口,检 查热风偏弱、流量较低,需要增加散热孔数量, 才能符合窑内干燥制度的需求。经检查,干燥窑内进车端第4到第10车位,干燥介质中水蒸气含量 较高,认为缺乏热风的正压驱动和排潮风机的负 压排出,容易出现冷凝后产生垮坯,此类缺陷 并且长时间保持在这个区段中。总体上评估,21 对散热孔的规格、分布位置和设置数量,需要根 据干燥窑长度、窑车规格等条件,重新进行技术 调整。

c排潮孔布置

干燥窑原采用分散正压排潮烟囱,第2次技改 后,采用新建总烟道和18号离心风机集中排潮 总烟道与原7个烟囱侧墙贯通,排潮孔为7个烟囱 底孔,按照烟囱结构,底孔宽约1.1米、长约2.8 米,同时,根据烟囱间距不同,以及进车端无烟 囱部位,在干燥窑顶、总烟道内新增加排潮孔若 干,与风机一起形成顶排潮。18号离心风机进风 口距干燥窑进车端为4米,由于湿坯垛型原因 加上热烟气上浮和顶排潮负压作用,干燥窑内各 段排潮不能按照预定要求进行,水蒸气含量较高 的区段,排潮能力不足,而进车端窑门漏风处及 窑车车底,漏风量却较高。虽然采用不同截面总 烟道来控制排潮区段流量,但在运行中,作用不 大。需要重新设置排潮孔面积和位置,实现窑内 合理排潮,避免垮坯。

d砂封槽

建设初期,干燥窑没有设置窑车与窑直墙的砂封槽,在送热风正压较高、正压分散烟囱排潮 的情况下,仅仅出现干燥介质热损耗偏高的现象,无砂封对干燥质量的影响较小。改为风机集 中排潮后,窑内负压增加,窑内无砂封的情况由于漏风,对窑内潮气的及时排出,影响较大 由于无砂封,窑内排潮位置不确定,而处于靠近 风机进风口位置的区段,负压较强,漏风量较 大,降低了窑内排潮能力。

在正压分散排潮的干燥窑,采用无砂封槽的 形式相当普遍,对干燥质量影响较小。当此类干 燥窑增加脱硫系统,形成集中排潮后,无砂封槽 对干燥制度的影响巨大,因此,设置砂封槽是必要的,能够加强干燥窑的气密性,是建立合理干 燥制度的基础条件之一。

e顶送热风

干燥窑采用216号离心风机送热风,热风 进入干燥窑两侧支烟道,没有设置顶送热风的支 烟道。当焙烧隧道窑改为平顶、机械码湿砖坯垛 改为平顶后,以及调整码坯垛型,随着砖坯垛与 窑顶间隙的减小、窑直墙与砖坯垛之间间隙的减 小,设置顶送热风则是必要的,有利于砖坯垛截 面的平衡升温,改善干燥介质分层,提高干燥质量。

B焙烧窑微弧拱改造

该企业在建设中,使用了平顶干燥窑与拱形 焙烧窑,为满足焙烧要求,迫使湿砖坯垛轮廓只 能是弧形,湿坯上部轮廓与焙烧窑微弧拱拱形尽 量拟合。技术改造后,干燥窑形成集中排潮,干 燥运行中暴露出平顶与拱顶结构不一,产生干燥 窑内存在顶部间隙较大的缺陷,加剧了干燥介质 分层,使得湿坯裂纹、垮坯干燥缺陷增加。

该企业技术改造中,忽略了窑炉结构差异存 带来的问题,特别是干燥窑烟气要求进行脱硫处理后,干燥系统中增加了脱硫塔,系统阻力升高,使得干燥窑内热工控制难度增加,极易出现干燥制品缺陷。为了减少干燥制品缺陷,必须减少干燥窑内顶部弧形砖坯垛与平顶之间的间隙 即采用平顶湿砖坯垛。因此,将焙烧隧道窑拱形 结构与干燥窑的平顶结构作为技术改造的重点统一为平顶窑,焙烧隧道窑只能进行平顶结构的改造,可利用纤维模块进行吊平顶,从而与干燥窑平顶结构一致,加上机械码坯的应用,湿砖坯平顶垛更容易实现,干燥焙烧窑统一为平顶结构,才是提高产量、提高制品质量的关键技术措。

C静停线

目前,生产线设置有2条停车线,按照 烘两烧”的生产平衡需要,能够存放的码湿坯窑 车数量有限,停车时间较短,对在静停过程中湿坯整体脱水和湿坯内水分均匀性,作用小。因 此,在条件允许情况下,有必要增加停车线, 增加静停湿坯窑车数量。同时,在靠近干燥窑进 车端,利用焙烧隧道窑冷却带制品余热或车底热 风,在静停线设置预干燥段,除降低部分湿坯含水率外,还能提高湿坯坯体温度,有助于一条干 燥窑的快速干燥。

D调整机械码坯的垛型

目前生产中,普通砖垛型为二压7,共16垛, 两侧边垛码高13层,中间两垛码高14层。测量出 干燥窑砖坯垛与窑直墙间隙,两边间隙宽度达到 240m,边隙较大,热烟气上浮,也是热烟气不能 进入砖垛中下部的原因。因此,需要调整机械码 坯机,改为平顶垛型,将垛型改为三压9,中间 三压7,形成9垛,全部码高均为14~15层时,能 够有效地减小砖垛与窑直墙的间隙降低到60m 码高14层时,码坯容量为2982块;码高为15 时,码坯容量增加为3195块。当全部砖坯垛均 采用三压9、码高15层,此时码坯容量达到3645 块。调整湿坯垛型后,码窑密度增加,有利于提 高日产量。

E排潮离心风机位置

采用集中排潮后,18号离心风机进风口正对 干燥窑总烟道,而风机出风口为右0度,出风管道 连续转两个90度弯,干燥废气才能进入脱硫塔, 18号风机出风管道阻力增加,影响了风机的排潮 效率。对长期运行不利,因此风机安装位置应进 行调整,不仅能够加强排潮、有利干燥、防止垮坯,同时,能够降低风机运行电耗。

4、结束语

小型“一次码烧”隧道窑工艺生产线的建设和技术改造,业主受资金条件限制,常常采用分步进行的方式。生产线建成投产后,暴露出较多的不足,此时,提出技术改造是必要的。然而, 技术改造内容和目标的确定决策,除根据轻重缓急外,应以提高产品质量、增加产量、降低运行成本为根本目标。该企业的基础条件采用了人工码窑车,干燥窑采用分散正压排潮烟囱,1条干燥隧道窑为预制板平顶结构,2条焙烧隧道窑为拱顶结构,随着情况发生变化,窑炉顶结构不一致成为制品出现质量问题的根本原因,技改方案本应围绕此原因提出解决措施,在此基础上,随后配套进行双级真空挤砖机、机械码坯机的改造,才能对提高产量和质量,发挥较大作用,技改的整体目标才能较快地实现,企业效益才能提高。由于该企业忽视了窑炉结构中存在的主要矛盾,技改重心放在了半成品价值较低的环节,而半成品形成较高价值环节的制约因素没有得到彻底解决,因此,即便通过两次技术改造,干燥质量缺陷不能彻底解决,生产成本较高,企业效益低下,无法达到江西省新型墙体材料目录中县()行政区域范围内“鼓励发展类”的层次规定要求。

目前,该企业因技术改造决策不当,处于暂时停产状态,形成如此被动局面,值得同类企业引以为戒。摘至《砖家》作者:陈荣生 刘宗云


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