水冷式鼓泡器技術(shù),在國(guó)內(nèi)有近五十年的使用歷史,浮法玻璃普遍采用水冷式鼓泡器,并且多數(shù)采用兩排鼓泡技術(shù)。兩排鼓泡的低溫熔化技術(shù),已經(jīng)上升為國(guó)家層面的節(jié)能降耗技術(shù),并全面推廣實(shí)施。
隨著光伏發(fā)電的硬需求擴(kuò)大,大量光伏玻璃新生產(chǎn)線順利投產(chǎn)。如今光伏玻璃的生產(chǎn)技術(shù)非常成熟可靠,建設(shè)周期、達(dá)產(chǎn)越來(lái)越短。由多種因素影響,光伏玻璃行業(yè)使用水冷式鼓泡技術(shù)的廠家寥寥無(wú)幾。為此,根據(jù)多年使用水冷式鼓泡器的經(jīng)驗(yàn),建議光伏玻璃公司打破思想禁錮,采用水冷式鼓泡器,實(shí)現(xiàn)低溫熔化的節(jié)能技術(shù)。
1水冷式鼓泡器的安全性
(1)絕對(duì)冷卻環(huán)
熱打孔安裝一排水冷式鼓泡器,一個(gè)窯期后,清理池底和鼓泡孔,鼓泡孔使用狀況如圖1所示。由圖1可以看出,鼓泡磚孔周?chē)幸蝗鋮s環(huán),環(huán)的寬度10 mm左右。這個(gè)環(huán)與AZS鋪面磚為一體,在鼓泡槍的徑向冷卻下,保持了AZS出廠原色。這是一圈絕對(duì)冷卻環(huán),保護(hù)鼓泡孔不受高溫影響。而其他部位的AZS鋪面磚顏色有些變化。受高溫玻璃液侵蝕,玻璃中的鐵與AZS反應(yīng),造成表面有點(diǎn)砂巖化,呈現(xiàn)輕微的鐵紅色。
(2)相對(duì)冷卻環(huán)
在正常情況下,在直徑200 mm冷卻孔內(nèi)鼓泡磚呈本色,鼓泡磚底的溫度300 ℃左右,如果鼓泡槍斷水,鼓泡磚呈暗紅色,鼓泡磚底溫度800 ℃左右。說(shuō)明在鼓泡槍的徑向冷卻作用下,至少存在一個(gè)直徑200 mm以上的相對(duì)冷卻環(huán),如圖2所示。
絕對(duì)和相對(duì)冷卻環(huán),有效地保護(hù)鼓泡孔和鋪面磚免受高溫玻璃液的侵蝕。說(shuō)明水冷式鼓泡器在使用過(guò)程中是安全的。
(3)鼓泡孔的封凍
熱打孔熱安裝鼓泡槍,需要打穿保溫磚、黏土大磚、搗打?qū)印伱娲u,會(huì)穿過(guò)2~4塊的磚層縫。由于絕對(duì)冷卻環(huán)的存在,對(duì)進(jìn)入鼓泡孔熱玻璃液有封凍作用,熱玻璃液不會(huì)從孔縫滲漏下來(lái),更不會(huì)在磚層縫橫向流動(dòng)。而風(fēng)冷式鼓泡(干式鼓泡)熱打孔,會(huì)引發(fā)磚層縫的滲漏事故。
(4)窯期后鼓泡槍狀況
水冷式鼓泡槍在使用一個(gè)窯期后,觀察鼓泡槍外觀完好無(wú)損。鼓泡槍外表的噴鋅涂層絲毫無(wú)損。噴鋅涂層的最高耐高溫為225 ℃。鼓泡槍的回水溫度通常為40~50 ℃,依此推定槍體壁外溫度可能在100 ℃以下。由此認(rèn)為鼓泡槍的材質(zhì),在耐高溫上是不重要的,無(wú)論碳鋼還是不銹鋼,只需有足夠耐壓強(qiáng)度,足夠的冷卻水流量以能長(zhǎng)期抗冷卻水的腐蝕。在如此低的槍體溫度,完全不必?fù)?dān)心鼓泡槍材質(zhì)被高溫玻璃液熔解,影響玻璃質(zhì)量。有禁鎳令的光伏公司,可使用碳鋼材質(zhì)的鼓泡槍,不必?fù)?dān)憂光伏玻璃的高溫造成鼓泡槍燒損。
(5)爆槍的處置
在運(yùn)行中,鼓泡槍會(huì)有偶發(fā)爆槍事件。鼓泡中心出現(xiàn)尖峰現(xiàn)象,鼓泡圈呈無(wú)規(guī)則狀態(tài)。判斷確認(rèn)鼓泡槍編號(hào),關(guān)閉該鼓泡槍的冷卻水進(jìn)水閥門(mén),切斷鼓泡槍的進(jìn)水。保持回水開(kāi)啟,利用回水壓力,保持鼓泡槍下部有水。及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)處置,鼓泡爆槍時(shí)并不影響正常生產(chǎn)。
(6)水冷式鼓泡槍的軟肋
水冷式鼓泡槍最大軟肋是停水,如果遇停水鼓泡槍一定會(huì)爆槍,但不構(gòu)成安全事故,也不構(gòu)成安全隱患。燒損的鼓泡槍即使長(zhǎng)期停留在高溫玻璃液中也是安全的。
鼓泡槍系統(tǒng)還有一個(gè)特殊的安全保護(hù)裝置,即保護(hù)氣管,在鼓泡槍斷水情況下,開(kāi)啟保護(hù)氣,軸向冷卻鼓泡孔和鼓泡槍,可以防止鼓泡孔滲漏玻璃液。
(7)鼓泡槍的風(fēng)險(xiǎn)
水冷式鼓泡槍的風(fēng)險(xiǎn)就是換槍。在熱換槍時(shí),如果操作人員技術(shù)不熟練,配合失誤,會(huì)造成換槍失敗,引起鼓泡孔泄漏玻璃液的災(zāi)難性事故。熱換槍一定要請(qǐng)專業(yè)技術(shù)工人,避免操作失誤引起事故。
2鼓泡引起工況變化及作用
(1)鼓泡溫降
在一座運(yùn)行的窯爐上熱安裝、熱打孔、熱升槍一排鼓泡槍,窯爐的熱點(diǎn)Tmax會(huì)發(fā)生降溫現(xiàn)象,降溫幅度10~30 ℃。引起降溫原因是鼓泡噴出的冷空氣在窯爐橫向上形成一道冷氣幕,使熱點(diǎn)Tmax溫度下降,這種現(xiàn)象稱為鼓泡溫降。由于輸入的能量沒(méi)有變,玻璃熔解所需的能耗沒(méi)有減少,故保持原出料量,產(chǎn)品質(zhì)量也不會(huì)受影響。
(2)鼓泡溫升
當(dāng)熱打孔熱安裝鼓泡槍后,池底玻璃溫度會(huì)逐漸上升,投料口的底部溫度上升10~20 ℃,料山明顯減薄縮短,浮法玻璃可以提高拉引量5%~10%。
(3)鼓泡氣壩
連續(xù)鼓泡,可以在窯爐橫向形成一個(gè)氣壩,見(jiàn)圖3。氣壩高度5~50 mm,寬度400~600 mm。氣壩可以阻擋浮泡、未熔物、結(jié)石流入澄清區(qū)。氣壩能夠起到強(qiáng)力攪拌作用,從下向上攪拌均化玻璃液;同時(shí)還能夠固定泡界線,將沫子分隔在上游區(qū),下游為鏡面區(qū),提升玻璃熔化、澄清質(zhì)量。
3鼓泡監(jiān)控系統(tǒng)
(1)鼓泡監(jiān)控的DCS顯示系統(tǒng)
早期的水冷式鼓泡器只有少量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),鼓泡系統(tǒng)提供測(cè)壓、測(cè)溫檢測(cè)元件,信號(hào)輸入到中控室,借助窯爐DCS系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù),查詢、報(bào)警。需用戶自行編排顯示表格。
(2)最新的鼓泡監(jiān)控顯示3DS系統(tǒng)
3DS監(jiān)控顯示系統(tǒng)是最新開(kāi)發(fā)成功的一套完整獨(dú)立的鼓泡(+消泡)監(jiān)控顯示系統(tǒng),不僅提供各種先進(jìn)的測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)量元件,還把分布在各個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)采集匯總,通過(guò)高清晰通信電纜,輸入到專用電腦。為用戶提供數(shù)字化、可查詢、可報(bào)警的智能化監(jiān)控系統(tǒng)。電腦置于中控室,圖像、數(shù)據(jù)可輸出。該系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。
(3)經(jīng)典光伏玻璃監(jiān)控顯示畫(huà)面
某公司最近投產(chǎn)的光伏玻璃,全氧窯,一窯五線,該窯配備12支水冷式鼓泡槍,一對(duì)消泡槍。采用了最新3DS鼓泡監(jiān)控顯示系統(tǒng),可以顯示鼓泡+消泡動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),監(jiān)控顯示見(jiàn)
4結(jié)語(yǔ)
總結(jié)鼓泡技術(shù)發(fā)展歷程,可以把水冷式鼓泡器歸納為以下幾個(gè)版本。0.0版作為原祖技術(shù),一排鼓泡槍,熱點(diǎn)后,鼓泡位置在熱點(diǎn)后,有鼓泡溫降,但沒(méi)有鼓泡溫升,不能提高拉引量。1.0版普通版,一排鼓泡槍,熱點(diǎn)前,鼓泡位置在熱點(diǎn)前,不僅有鼓泡溫降,還有明顯鼓泡溫升,可提升拉引量5%~10%,單耗下降明顯。2.0版創(chuàng)新版,兩排鼓泡槍,熱點(diǎn)前,第一排鼓泡優(yōu)先在G位插入(Gold位),第二排插入B區(qū)。可提高拉引量10%~30%。兩排鼓泡槍現(xiàn)已成為已成為國(guó)家層面推廣的節(jié)能降耗新技術(shù),必將成為主流設(shè)備。
展望未來(lái),隨著鼓泡技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展,未來(lái)的鼓泡槍不僅僅鼓泡,還可以監(jiān)測(cè)玻璃液溫度、流速,繪制出縱向、橫向、深度的溫度梯度和玻璃液層流曲線,采取措施提高熱效能。新的鼓泡技術(shù)必將給浮法玻璃、光伏玻璃行業(yè)帶來(lái)革命性的進(jìn)步。
原標(biāo)題:水冷式鼓泡器在光伏玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用