水冷式鼓泡器技術,在國內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。兩排鼓泡的低溫熔化技術,已經上升為國家層面的節(jié)能降耗技術,并全面推廣實施。
隨著光伏發(fā)電的硬需求擴大,大量光伏玻璃新生產線順利投產。如今光伏玻璃的生產技術非常成熟可靠,建設周期、達產越來越短。由多種因素影響,光伏玻璃行業(yè)使用水冷式鼓泡技術的廠家寥寥無幾。為此,根據(jù)多年使用水冷式鼓泡器的經驗,建議光伏玻璃公司打破思想禁錮,采用水冷式鼓泡器,實現(xiàn)低溫熔化的節(jié)能技術。
1水冷式鼓泡器的安全性
(1)絕對冷卻環(huán)
熱打孔安裝一排水冷式鼓泡器,一個窯期后,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,鼓泡磚孔周圍有一圈冷卻環(huán),環(huán)的寬度10 mm左右。這個環(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。這是一圈絕對冷卻環(huán),保護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,造成表面有點砂巖化,呈現(xiàn)輕微的鐵紅色。
(2)相對冷卻環(huán)
在正常情況下,在直徑200 mm冷卻孔內鼓泡磚呈本色,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。說明在鼓泡槍的徑向冷卻作用下,至少存在一個直徑200 mm以上的相對冷卻環(huán),如圖2所示。
絕對和相對冷卻環(huán),有效地保護鼓泡孔和鋪面磚免受高溫玻璃液的侵蝕。說明水冷式鼓泡器在使用過程中是安全的。
(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、搗打層、鋪面磚,會穿過2~4塊的磚層縫。由于絕對冷卻環(huán)的存在,對進入鼓泡孔熱玻璃液有封凍作用,熱玻璃液不會從孔縫滲漏下來,更不會在磚層縫橫向流動。而風冷式鼓泡(干式鼓泡)熱打孔,會引發(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窯期后,觀察鼓泡槍外觀完好無損。鼓泡槍外表的噴鋅涂層絲毫無損。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。由此認為鼓泡槍的材質,在耐高溫上是不重要的,無論碳鋼還是不銹鋼,只需有足夠耐壓強度,足夠的冷卻水流量以能長期抗冷卻水的腐蝕。在如此低的槍體溫度,完全不必擔心鼓泡槍材質被高溫玻璃液熔解,影響玻璃質量。有禁鎳令的光伏公司,可使用碳鋼材質的鼓泡槍,不必擔憂光伏玻璃的高溫造成鼓泡槍燒損。
(5)爆槍的處置
在運行中,鼓泡槍會有偶發(fā)爆槍事件。鼓泡中心出現(xiàn)尖峰現(xiàn)象,鼓泡圈呈無規(guī)則狀態(tài)。判斷確認鼓泡槍編號,關閉該鼓泡槍的冷卻水進水閥門,切斷鼓泡槍的進水。保持回水開啟,利用回水壓力,保持鼓泡槍下部有水。及時發(fā)現(xiàn),及時處置,鼓泡爆槍時并不影響正常生產。
(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爆槍,但不構成安全事故,也不構成安全隱患。燒損的鼓泡槍即使長期停留在高溫玻璃液中也是安全的。
鼓泡槍系統(tǒng)還有一個特殊的安全保護裝置,即保護氣管,在鼓泡槍斷水情況下,開啟保護氣,軸向冷卻鼓泡孔和鼓泡槍,可以防止鼓泡孔滲漏玻璃液。
(7)鼓泡槍的風險
水冷式鼓泡槍的風險就是換槍。在熱換槍時,如果操作人員技術不熟練,配合失誤,會造成換槍失敗,引起鼓泡孔泄漏玻璃液的災難性事故。熱換槍一定要請專業(yè)技術工人,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
在一座運行的窯爐上熱安裝、熱打孔、熱升槍一排鼓泡槍,窯爐的熱點Tmax會發(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Tmax溫度下降,這種現(xiàn)象稱為鼓泡溫降。由于輸入的能量沒有變,玻璃熔解所需的能耗沒有減少,故保持原出料量,產品質量也不會受影響。
(2)鼓泡溫升
當熱打孔熱安裝鼓泡槍后,池底玻璃溫度會逐漸上升,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氣壩,見圖3。氣壩高度5~50 mm,寬度400~600 mm。氣壩可以阻擋浮泡、未熔物、結石流入澄清區(qū)。氣壩能夠起到強力攪拌作用,從下向上攪拌均化玻璃液;同時還能夠固定泡界線,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)控數(shù)據(jù),鼓泡系統(tǒng)提供測壓、測溫檢測元件,信號輸入到中控室,借助窯爐DCS系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù),查詢、報警。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)是最新開發(fā)成功的一套完整獨立的鼓泡(+消泡)監(jiān)控顯示系統(tǒng),不僅提供各種先進的測溫、測壓、測量元件,還把分布在各個點位的數(shù)據(jù)采集匯總,通過高清晰通信電纜,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)支持遠程技術服務。
(3)經典光伏玻璃監(jiān)控顯示畫面
某公司最近投產的光伏玻璃,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+消泡動態(tài)數(shù)據(jù),監(jiān)控顯示見
4結語
總結鼓泡技術發(fā)展歷程,可以把水冷式鼓泡器歸納為以下幾個版本。0.0版作為原祖技術,一排鼓泡槍,熱點后,鼓泡位置在熱點后,有鼓泡溫降,但沒有鼓泡溫升,不能提高拉引量。1.0版普通版,一排鼓泡槍,熱點前,鼓泡位置在熱點前,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)已成為已成為國家層面推廣的節(jié)能降耗新技術,必將成為主流設備。
展望未來,隨著鼓泡技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展,未來的鼓泡槍不僅僅鼓泡,還可以監(jiān)測玻璃液溫度、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。新的鼓泡技術必將給浮法玻璃、光伏玻璃行業(yè)帶來革命性的進步。
原標題:水冷式鼓泡器在光伏玻璃生產中的應用