隧道窯爐作為一種有效連續(xù)的工業(yè)熱工設備,其內(nèi)部的氣流、壓力和溫度制度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的生命線。其中,煙氣的產(chǎn)生與排放是正?,F(xiàn)象,但煙氣量異常過大則是一個危險的信號,它不僅僅是能源浪費的問題,更是會直接導致產(chǎn)品出現(xiàn)一系列嚴重質(zhì)量缺陷的根源。
一、煙氣過大的本質(zhì)是什么?
在分析影響之前,首先要理解“煙氣過大”的本質(zhì)。它通常意味著:
燃燒不充分:燃料未能與足夠的空氣混合燃燒,導致大量未燃盡的碳粒、焦油以及一氧化碳等可燃成分隨煙氣排出。
過??諝庀禂?shù)過高:為了確保燃燒充分而盲目地引入過量的冷空氣,這些冷空氣被加熱后成為多余的煙氣。
窯內(nèi)負壓過大:排煙風機抽力過強,導致從窯爐的不嚴密處吸入大量冷風,這些冷風也變成了額外的煙氣。
坯體中有機物或水分含量過高:入窯生坯干燥或含過多有機物,在預熱帶會產(chǎn)生大量額外的水蒸氣和分解氣體。
無論是哪種情況,煙氣過大都直接破壞了隧道窯爐原有的、精心設計的熱工制度。
二、煙氣過大對產(chǎn)品的具體影響
煙氣過大會從物理和化學兩個層面,對產(chǎn)品造成貫穿整個燒成過程的毀滅性影響。
1.預熱帶:開裂、爆坯、污染
產(chǎn)品缺陷:開裂、剝釉、結(jié)構疏松。
機理分析:
高濕度與冷凝:過量的煙氣意味著隧道窯爐內(nèi)水蒸氣分壓較高。當濕熱煙氣與溫度較低的坯體接觸時,煙氣中的水分容易在坯體表面冷凝形成液態(tài)水。這會使坯體表面重新吸濕軟化,而內(nèi)部仍較干,在后續(xù)升溫中易導致表面鱗裂或整體爆坯。
升溫受阻:過大的煙氣流量會帶走大量本應用于加熱坯體的熱量,導致預熱帶升溫困難。為了達到設定溫度,操作人員可能被迫加大燃料投入,這不僅浪費能源,還可能使溫度控制失衡,進一步加劇坯體受熱不均的風險。
表面污染:如果煙氣是因燃燒不充分產(chǎn)生的,其中含有的碳粒會沉積在坯體表面。這些碳粒在后期若未能完全燃燒掉,就會形成黑斑、煙熏等缺陷,影響產(chǎn)品外觀和釉面質(zhì)量。
2.燒成帶:發(fā)色異常、針孔、釉面缺陷
產(chǎn)品缺陷:顏色灰暗、黃變、釉面出現(xiàn)針孔、氣泡、光澤度差。
機理分析:
氣氛變化:隧道窯爐通常要求穩(wěn)定的氧化氣氛。過量煙氣的涌入會急劇降低窯內(nèi)氧氣濃度,形成意外的還原氣氛。這對于對燒成氣氛敏感的產(chǎn)品是致命的。
陶瓷顏料:許多陶瓷色料的發(fā)色需要在特定氣氛下進行。意外的還原氣氛會導致產(chǎn)品顏色灰暗、不純正甚至完全變色。
鐵質(zhì)坯體:如紅磚,需要在氧化氣氛下使鐵元素生成紅色的三氧化二鐵。若處于還原氣氛,則會生成青灰色的氧化亞鐵,導致產(chǎn)品顏色發(fā)青、發(fā)黑,強度下降。
碳素沉積與二次氧化:燃燒不充分產(chǎn)生的碳粒被吸入坯體或釉面的微孔中。在燒成后期,如果氧氣突然變得充足,這些被包裹的碳粒會發(fā)生“二次氧化”反應,產(chǎn)生二氧化碳氣體。這些氣體在釉面已開始熔融時沖出,就會形成針孔和氣泡;在坯體內(nèi)部沖出,則會導致坯體鼓泡或形成黑心。
3.整體影響:溫度不均與能耗飆升
溫度不均勻:過大的煙氣會擾亂隧道窯爐內(nèi)既定的氣流場,導致隧道窯爐內(nèi)橫斷面上的溫度差較大??拷G車底部制品可能受煙氣影響更大,溫度偏低,而窯頂和兩側(cè)的產(chǎn)品則可能過燒。其結(jié)果是一窯產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,優(yōu)等品率急劇下降。
能耗急劇上升:加熱并排出這些本不必要的過量煙氣,需要消耗巨大的額外能量,直接導致生產(chǎn)成本飆升。
三、如何預防與解決煙氣過大的問題?
優(yōu)化燃燒系統(tǒng):定期檢查和維護燒嘴,確保燃料和助燃空氣的比例處于較佳狀態(tài),實現(xiàn)完全燃燒。
調(diào)整壓力制度:合理控制排煙風機的頻率,維持隧道窯爐預熱帶呈微負壓狀態(tài),避免吸入過多冷風。檢查并加強窯體的密封性,特別是砂封和窯門處。
嚴格控制入窯坯體質(zhì)量:確保生坯的干燥水分和有機物含量在工藝要求范圍內(nèi),從源頭上減少分解氣體的產(chǎn)生。
加強監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析:利用隧道窯爐控制系統(tǒng)實時監(jiān)測各點的溫度、壓力及煙氣成分,一旦發(fā)現(xiàn)異常及時調(diào)整,將問題扼殺在萌芽狀態(tài)。
隧道窯爐的煙氣過大絕非小事,它是窯爐系統(tǒng)失衡的集中體現(xiàn)。它會通過改變窯內(nèi)的溫度、濕度和氣氛環(huán)境,對產(chǎn)品從預熱到冷卻的全過程造成負面影響,導致產(chǎn)品出現(xiàn)開裂、變色、起泡等一系列難以挽回的缺陷。因此,維持穩(wěn)定、有效的燃燒和合理的煙氣量,是保障隧道窯爐有效生產(chǎn)的關鍵所在。操作者須將煙氣狀況視為窯爐運行的“晴雨表”,給予高度重視。