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内燃隧道窑在煤改气过程中应注意的问题
文献:《砖 家》 2018年6月 总第36期 返回索引
添加日期:2018/7/17 16:20:20   浏览次数:1312   文章来源:   作者:韩志国 洪礼良 梁嘉

摘要:重点叙述烧结砖瓦在煤改气需注意的问题,包括产品的升级需要、特别是生产安全的需要,重点说明了必须要的安全措施及原件组成。

由于环境保护的需要,有的地方提出了禁煤,有的地方在环境敏感期,只许可天然气的窑炉运行,这让许多烧结砖瓦厂产生了煤改气的想法,有一些装备企业,也在着手给烧结砖瓦企业进行煤改气。

事发突然,许多烧结砖瓦企业及装备企业都没有思想及技术准备。一些想法和处理上往往会带有盲目性。特根据我参与及负责新建、调试生产的国内外燃气窑炉的经验,做些建议。

当前烧结砖瓦,多是采用热质在砖瓦坯体内的内燃烧结法,相对于外燃烧砖的气烧砖瓦,是各有特点的,国情使然,不可偏废!内燃烧砖,可以提高焙烧速度,节约热耗,有利于利用煤矸石等含热质的固体废弃物,节能、利废、节省原生矿物、减少固体废弃物占地、减少对空气的污染、减少对地下水的污染,功在当代利在千秋!但是,做为内燃烧砖的成品,是有一定的局限性的,不能生产清水墙砖等高档产品!这就需要外燃(气烧)来弥补内燃烧砖在产品功能上的不足。

下面就我对外燃烧砖最适应的产品,特别是安全问题交流如下:

一 、煤改气伴随着产品也要转型升级

我们要了解燃气隧道窑适合生产的品种,不同的生产工艺对应着不同的产品,燃气隧道窑适合生产如下品种:烧结地砖、清水墙砖、装饰砖、保温烧结砌块等。

下面图片是100年以前的清水墙砖

1.优质清水墙砖建筑的优点:

1)外观漂亮

2)省去外装修(所以永不会有装饰层脱落)

3)没有光污染

4)对人、环境无污染

5)能做到与建筑物同寿命

所以这才是最适合人类居住的绿色百年建筑。

    2.收益分析:

1)每块地砖售价:  75元/M2,1.5元/块

   每块砖成本:气0.4元/块+其它0.4元/块 =计0.8元/块

   每块砖净收益:  1.5元/-0.8元/=0.7元

2)每块清水墙砖售价: 2.2元/块

   每块砖成本:气0.4元/块+其它0.4元/块 =计0.8元/块

   每块砖净收益:  2.2元/-0.8元/=1.4元

建议不能盲目的跟风上煤改气项目,必须了解随着生产工艺的提升,带来的是产品转型升级及技术、安全管理的难度都大幅度提高。

二、天然气在使用前应注意的安全措施问题

烧气比烧煤危险更大,设计不完善、维护管理不到位,更容易发生爆炸,所以我们必须了解和掌握天然气燃烧的特点及安全对策,下面将天然气在使用前应注意的安全措施跟大家交流。

当天然气通过总管(压力一般为0.1MPa)进到用气设备附近,在使用前须有如下报警保护功能。

进气总阀管段图

1、须有总阀泄漏停炉报警保护功能。

2、须有燃气压低停炉报警保护功能。

3、须有气压高停炉报警保护功能。

4、须有助燃风压力低停炉报警保护功能。

5、应有天然气外泄停炉报警保护功能。

6、应有4.5级以上地震监测并停炉报警保护功能。

以上保护功能齐全,才可以安全地使用天然气。不管你的窑炉温度是自动控制还是手动控制,这部分设备的投资是不能少的。 

三、 燃气支路在改造中应注意的问题

燃气支路图

1、燃气支路须配的设备

燃气支路实际就是控制一组烧嘴的设备。上面的每个设备都有特殊的用途。

1)须有一个手动快关阀—故障时关断一组烧嘴。

2)须有一个二级过滤器—用于保护后面的电磁阀。

3)须有一个二级减压阀—保证烧嘴的用气压力。

4)须有一个快速关断阀—用于故障时关断燃气支路,防止发生重大事故。

5)须有一个温度调节阀—用于调节该段的温度。

6)须有一个助燃风调节阀—用于空燃比的调节,空气与天然气必须按10:1的比例配送。

7)须有一个压力表和排空阀—排空阀的作用是停炉时用于将管道内的天然气排空,目的是释放压力。

8)每个烧嘴须配一个燃气平衡阀—用于调整每个烧嘴的燃气压力和在烧嘴故障时关断该烧嘴。

9)每个烧嘴须配一个火焰探测器—用于自动点火时的熄火保护。

10)每个烧嘴须配一个点火变压器。

2、燃烧控制工艺

1) 连续调节:包括人工连续调节和仪表/PLC连续调节。

2)脉冲式调节:包括仪表调节和PLC调节。

脉冲式调节就是时间比例调节,该方式只有两种火焰状态,小火和大火,我们控制的是小火和大火的时间分配。

3、人工调节及仪表调节的优缺点:

人工调节的优点是投资较少 ,缺点是人为误差大。

仪表或PLC调节的优点是控制精度高,缺点是投资比较大。

无论连续调节还是脉冲式调节都能满足产品质量的要求;无论用人工调节还是用仪表调节,良好正确地调节都同样能保证产品的质量。

四、烧嘴安装的位置

有些习惯用内燃隧道窑烧砖及外投煤烧砖的企业,在煤改气过程中片面地认为以前是往窑内投煤,而现在是往窑内投天然气,没有太大的区别,误认为在原来的投煤孔装上烧嘴就可以了,这是不对的。没有考虑气烧工艺特点对装备的相应要求。

烧嘴的布置,必须按照烧成工艺要求布置。

烧嘴的安装位置决定烧出砖的质量,如:

1、声音(烧结质量)。           4、抗压强度是否达标。

2、颜色一致性。                 5、产量是否达标。

3、是否有裂纹。                 6、产品合格率是否达标。

这些指标是否达标与烧嘴安装位置有关,也与砖厂的生存息息相关。

五、天然气燃烧对窑体、窑车和助燃风压的要求:

首先我们必须了解天然气燃烧的特点:

1、天然气(甲烷)完全燃烧化学反应方程式:

           CH4 + 2O2=CO2+2H2O

甲烷完全燃烧,需要相应的空气量,这就是天然气燃烧的空燃比。

空燃比=空气 :燃气=10:1,燃烧是在很短的时间内化学反应完毕,并且天然气和空气的温度瞬间从室温越升到1200度以上,烟气的体积快速膨胀,造成窑内焙烧段压力增高5-10 H2Omm。

2、要求窑炉的密封、保温性能要好。

3、天然气燃烧需要稳定的空燃比,这要求我们对助燃风压力做到可调节。

4、天然气燃烧需要燃烧空间:

烧嘴不能对着砖垛烧,如果对着砖垛烧那就成了“气割”。因此我们必须在砖坯码垛时留出火道(400-500mm),也就是常说的炉膛。所以燃气隧道窑的码垛形式相对于内燃烧砖或外投煤烧砖要有相应的变化。

5、窑车面的保温

为了打破层流烟气带来的温度差,烧嘴采用顶部安装,使得高温烟气的流动方向是从上向下流动,这样对窑车面的保温也是个挑战,同样需要认真考虑。

六、干燥窑问题

对于烧结窑来说有了合格的干坯,才有可能烧出合格的砖,所以砖坯的干燥也是极其重要一环。

1、干燥窑热风流程

2、干燥窑的分段:

湿坯从进干燥窑到出干燥窑,可分为3段,缓慢干燥段、快速干燥段、强力干燥段。 我们要能控制热风相对湿度、热风温度、热风流速(流量)。

3、干燥窑温度控制曲线

1)在上面的干燥曲线图中双线为热风相对湿度。

2)单线为窑内热风温度。

七、关于制品的合格率问题

制品的合格率问题是个大问题。

1、首先原料的配置要合格(化学成分、矿物组成、颗粒级配、塑性、配色料等),要做好砖、做高档装饰砖,原料制备是第一位的,因为不仅仅是颜色问题,它确保提升制品整体品质。

2、挤出机造成的问题,如螺旋纹等问题。

3、干燥过程的问题,如表面干燥过快问题。

4、烧结过程的问题,特定区域的控制超限问题。

以上这些问题在工艺设计初期应统一考虑,所以煤改气要慎重,并不是说改就能改的。

烧结地砖、清水墙砖、高档装饰砖、高档保温砌块,随着建筑的发展需要,将会迎来大的发展,我们砖瓦人需要拿出勇气,科学地应对挑战,争取在这次环保风暴中顺利地完成产品转型升级。