窑炉基本知识

窑炉有哪些按煅烧物料品种可分为陶瓷用窑炉、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑等。前者按操作方法可分为梭式窑炉半连续窑和间歇窑。按热原可分为火焰窑和电热窑。按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。其结构较为简单，操作方便。此外，还有多种气氛窑等。窑炉结构是否合理，选型是否正确，直接关系到产品的质量，产量和能量消耗的高低等，是陶瓷生产中的关键设备。窑炉结构●间歇式窑炉能耗大，产量较低，排烟温度在６００℃～８６０℃。影响梭式窑内温度场均匀性的关键因素：①采用新型烧嘴，如：等温烧嘴，脉冲烧嘴，高速烧嘴。②调整烧嘴的布设，③改善码坯的放置，④合理布设烟道，⑤对于梭式窑，余热利用，⑥选择适当的温度检测点和控制方法。●连续式窑炉①隧道窑温差大，特别是预热带；窑墙、窑车蓄热量大，能耗高２４００－１２０００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品；采用一些新技术能耗可降至１１００－５２００×４．１８ｋＪ／ｋｇ。采用新技术：无匣裸烧，轻质保温，轻质窑车。存在关键问题：还原烧成气氛的检测与控制②辊道窑●能耗较低：最低可达２００－３００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品；●产量大：窑长２２０ｍ以上，墙地砖产量１００００ｍ２／ｄ以上；●合理控制雾化风压和助燃风量●合理调节排烟风机，抽热风机的抽出量●合理设置挡火墙，挡火板●延长烧嘴或延长火焰的长度″引火归心●在结构上，将全窑平顶或全窑筑拱的结构改造为烧成带筑拱的结构，可有效的减少断面温差。窑炉的检修及保养窑炉整体的检修和保养不可忽略，这关系到窑炉生产能力的大小，能否使窑炉达到设计产量，以及生产出的产品是否符合要求等。一是窑内通道内是否畅通，有没有影响车底冷却系统的障碍，车底冷却风机运转是否良好；二是窑内轨道的运行实际情况，是否有变形的部位，会不会影响窑车运行；三是窑内的砂封槽，看其是否有变形的情况，会不会影响密封；四是窑车与窑车之间的密封情况；五是窑车底运行系统工作是否正常，能不能将车运送到所需位置；六是冷却风系统运行是否良好；七是通风管道是否有阻塞的地方，全窑通风是否通畅；八是抽余热及排烟系统是否正常工作，是否影响窑炉正常工作；九是窑体上是否有裂纹产生，会不会使窑炉产生漏气现象，能否修复，以及窑体所有的保温性能是否破坏，会不会经过使用后散热量加大。对于窑炉的保养，要注重处理窑炉周边的积水排水处理，地下水与表面积水过多，容易产生地基软化，地耐力减小，窑炉结构发生变化，影响窑体产生裂纹。保持窑内具有较好的通风条件，如在冬季或不生产的时候，应将窑内坏体全部烧完，并拖出窑外，将窑内腾空，有较好的通风条件，窑体就不会吸收过多的空气水分，再次点火时不会使窑炉产生伤害。窑上的金属管道，在高温和高湿生产情况下，很容易被氧化腐蚀，在平时保养时，应详细检查，对各部位要进行防腐处理，以免其损坏不能使用，影响窑炉正常生产。窑体内在生产过程时，全接触高温侵蚀，内墙面会产生剥落脱皮现象。应当给予涂抹一层防护层，由保护层直接与火焰接触。这样就使窑炉的使用寿命延长。窑炉高产措施之增加窑内通风量增加窑内通风量的方法有：充分发挥排风设备的抽力作用和减小系统阻力。首先，充分发挥排风设备的抽力作用，可以从两方面入手。一是防止冷风侵入窑内，窑的预热带和总烟道处于负压区，冷空气很容易从不严密的地方侵入窑内，与烟气混合后经排烟设备排出窑外。冷空气侵入窑内后，不但降低了烟气温度，而且使窑冷却带的进气量减少，这必然减少烧成带参与燃烧的空气供应量，减慢了燃料燃烧速度和坯体烧成速度。二是合理使用风闸，风闸适当的多提高用，闸口的通风面积就会加大，对气流的阻力就小，排烟设备的抽力作用就能充分地发挥出来。另外，通过风闸调整，能控制窑内气体的流向，调节各部位的流速，充分利用废热预热坯体，可以大大地缩短预热过程，加快烧成进度。最后，减少系统阻力对增加窑内通风量也是非常重要的。在窑内气体运动的各种阻力中，起决定作用的是码坯时的坯垛阻力。坯垛阻力的大小，主要取决于码坯的稀密程度和气体通过坯垛通路的远近。坯垛越稀，通路越短，则阻力就越小；坯垛越密或通路越长，则阻力就越大。其次，码坯的操作质量，对坯垛阻力也有一定的影响。码坯时要求头对头、缝对缝、火道对直、火路畅通。这样，就能减小阻力，反之，阻力就要加大。锅炉受热面磨损机理及保护措施锅炉受热面的磨损自锅炉投入运行后就发生着，其具体形式就直接反映在其使用周期上，周期越长则反映出来的磨损量越小，反之就越大。相关的资料表明，受热面的磨损量与烟速的三次方成正比，由此可得出设备的磨损量与速间的关系，和非正常磨损所带来的后果。造成磨损的形式多种多样，不一而定。在我们运行过程中经常碰到是冲刷、偏流、烟气走廊等，就磨损的性质而言可分为显性磨损和隐性磨损。显性磨损就是指由冲刷、偏流等原因直接造成的磨损；隐性磨损就是指由设备的结构设计、安装和运行调整的影响所造成的间接磨损。磨损带来的经济损失是巨大的。但磨损不可避免，设备本身也随使用时间和延长而逐渐老化乃至报废，所以我们所做的只能是使设备磨损的周期延长，使磨带来的运行影响降到最小。从某种意义上说，设备的防磨损其实就是延缓设备的磨损。不同的炉型、不同的烟气流速设计和不同的含尘浓度对锅炉受热面的磨损程度是不一样的。循环流化床炉是目前主要的经济炉型，有其突出的优点，但其最根本的缺点就在于设备的磨损问题未能得到较好的解决，而垃圾焚烧炉又是循环流化床的一个支派，设备的磨损问题同样在垃圾焚烧炉上得以顺延。因此，从目前各厂所反映的故障来看，磨损是制约各个电厂经济运行的关键因素之一。我们综合各电厂的磨损现象，对其磨损机理进行一定的分析，并从运行调整、控制和维护上作一讨论以供参考。一、由流化风速引起的磨损由流化风速引起的磨损主要是指对有浸埋受热面锅炉的埋管磨损及风帽的磨损，这在一般的常规流化床炉和垃圾焚烧炉上均有明显的反映。从埋管磨损的机理分析：对于埋管来说，由于埋管浸埋于密相区中，离布风板的距离不高，颗粒床料初始流化速度较高，床料流化时对埋管下部及竖直壁面的冲刷、撞击形成其磨损，其原理与喷砂抛光的原理一样，使埋管表面的金相组织被逐渐磨损并最终导致爆管。对于风帽的磨损，其磨损机理如下：１、床料在流化时所形成的气泡、及床料的涌动致使床料在风帽间的摩擦造成风帽的磨损；２、由于返料或是床料偏析造成部分布风板区域流化剧烈，则该区域的风帽磨损程度增加；３、风帽小孔对邻近风帽的冲刷磨损，局部有结焦或死区时，会使结焦区或是堆积区边缘成为富氧区，如该区域含炭量高的话，则会使风帽烧蚀。对于这一点，风帽的的节距对风帽有一定的影响，节距大有利于降低风帽磨损的倾向，但对整体流化不利，反之则有加剧磨损的趋势，但对流化的均匀性有利。流化风速对浸埋受热面的磨损在锅炉有浸埋受热面的电厂均有明显的反映，对风帽的磨损也具有普遍性。对于有浸埋受热面的电厂，目前所采取的防磨损措施：一是加厚埋管的壁厚，二是加焊防磨环来延长其使用周期，并对在每次停炉时进行必要的检查维护进行防磨加焊。这些措施均是各电厂根据现场实际总结出的，是切实可行的。对于风帽的磨损，在日常的维护中只能加以检查，局部破损加以堆焊处理以延长磨损周期，在适当的时候给予风帽更换。其次是考虑更耐温耐磨的材质。再一个就是从运行调整方面来减弱磨损。众所周知，磨损与风速的三次方成正比，因此我们也可从控制流化风速来减弱床料对埋管的及风帽的冲刷磨损，据资料热态的流化风量为冷态的45%左右。冷态时床层能流化的风量热态肯定是流化的，但我们为确保流化的均匀性及床料粒度的影响，运行得的风量大大超出临界流化风量。这势必会加剧磨损，因此对常规流化床来说，只要我们能控制其燃料粒度不偏离设计范围，我们就能从控制流化风速上来减弱磨损，但对垃圾焚烧炉来说，由于不是单一燃料，如能控制物料粒度的合理比率，也能进行一定的控制。二、烟气偏流所造成的磨损我们公司下属电厂的锅炉设备磨损，突出的反映还是在尾部受热面上，如高低温过热器省煤器等，尤其反映在垃圾焚烧炉高低温过热器上面。从其表现形式上来看，均是由局部严重磨损而导致爆管停炉。由于检修工艺的难度大大高于埋管，所以高低温过热器的磨损爆管的检修一直是困扰各厂一个课题。考虑到生产考核及运行周期，一般的处理方式均是以封堵为主。在有较长停炉周期时，也有对受热面进行局部更换维护的。从各厂所反映的磨损情况来看，原因不外乎以下几种：１、由受热面积灰、挂焦而导致的磨损由受热面积灰挂焦导致受热面磨损爆管在中温分离形式的垃圾焚烧炉上有具体的体现，在我们浙江片的中温垃圾焚烧炉上的反映更为突出。由于过热器表面挂焦积灰，造成烟气的流通截面减小，烟气流速增加而导致磨损，而且由于挂焦受振动，温差影响局部跌落，致使局部烟气流向改变形成偏流，导致受热面局部被冲刷磨损而爆管。所以针对该类炉型的停炉维护至关重要，每次停炉均应对高低温过热器的挂焦、积灰予以彻底的清理，保持其有效的烟气流通截面以控制烟气流速。尽可能做到垃圾给料的均匀，并根据季节的变化适当控制，使锅炉运行时的烟气量控制在一稳定的范围。从芜湖电厂、荥阳电厂的情况来看，荥阳电厂垃圾焚烧炉上面几乎没有挂焦，芜湖电厂相应的也较少，对烟气流通截的面影响很小，所以该两厂锅炉高低温过热器的使用寿命相对是较长的，究其原因有三：一是垃圾量焚烧不足；二是垃圾万分中的化纤、尼龙，乃至氯化物的含量低于浙江片电厂，而垃圾中的灰土等不可燃物料的含量高于浙江片电厂，也即是浙江片电厂的垃圾热值要高于上述电厂，三是燃煤中的灰分含量高，这一点针对荥阳电厂，其灰份一般都在35%以上的含量。正是由于上述三项原因造成其不易挂焦，并决定了其烟气的量和烟气通道的畅通，使烟气流速相应的能控制在合理的范围，从而延长了高低温过热器的使用周期。这一点对浙江片中温分离型的锅炉有值的借鉴的地方。2、烟气偏流造成的磨损烟气偏流的原因不一而定，有设计方面的原因，有安装方面的影响，也有运行中不可控的因素造成。芜湖电厂、荥阳电厂虽然过热器的使用寿命同比公司其它同类型的电厂来说相对较长，但也发生了爆管现象，芜湖电厂已对1#、2#炉的高低温过热器进行了更换。它们爆管的表现形式均是由局部磨损而引起爆管，其原因有如前所述由挂焦跌落引起局部烟气偏流或集中冲刷外（不可控因素），过热器管排由于制作和安装原因引起的局部变形或是突出部位将首先受到烟气的冲刷磨损。再者，中温分离器炉型的高温过热器爆管大部分集中在左右两侧分离器入口的中性线区域。从此处分离器的结构形状对烟气的导流分析，左右两侧分离器入口的中心区域是烟气流速较高的区域，如再加上挂焦对烟气流通截面的影响，所以浙江片中温分离炉型的过热器的使用寿命短就可想而知了。对于高温分离的一般循环流化床和垃圾焚烧炉来说，受热面的磨损相对较好，这取决于高温分离器的分离效率。分离器的分离效率越高，则烟气中所含的粉尘浓度和粒度越小，对其后的受热面磨损量也就越小，受热面的使用寿命就相对延长。如乔司的3#炉。高温分离炉型的磨损主要发生在转向室两侧膜式侧包墙水冷壁上，解决该处的磨损有两种方式：一是破坏分离器出口的旋流，使其变成紊流，减少其对壁面的冲刷；另一种对受烟气流冲刷的受热壁面敷以导热系数较好的高铝浇注料，通过表面敷设浇注料来起到防磨作用。中温分离式的垃圾焚烧炉的凝渣管上部磨损，也是偏流磨损的一种具体表现。所发生的磨损爆管大多在凝渣管上部弯头段，它是由于炉膛中含尘浓度高的烟气流上升的惯性和炉顶转折，使上部烟气流的速度、粉尘浓度均大于中下部，使其在上部对受热面冲刷磨损导致爆管。同时这是高低温过热器挂焦堵塞为什么总是从上部开始的主要原因，也是06年3月初荥阳电厂1#炉高温过热器顶棚处磨损爆管的主要原因。目前我们所采取的措施是结合槽形分离器将该处浇注防磨。步云电厂采取了对凝渣管槽形分离器内整体浇注的措施来进行防磨处理，这在一定程度上将降低槽形分