【中玻網(wǎng)】0、前言

　　鼓泡技術(shù)廣泛應用于大型玻璃熔窯，其通過(guò)鼓泡器向熔窯的玻璃液底層鼓入一定壓力和流量的潔凈氣體，該氣體在高溫玻璃液內膨脹形成氣泡，并逐漸上升長(cháng)大，較終到達玻璃液面破裂逸出。

　　氣泡在上升和長(cháng)大過(guò)程中，帶動(dòng)和強化了其周?chē)牟Ａб毫?，同時(shí)還吸收其周?chē)囊徊糠中馀?，因此鼓泡過(guò)程可提高玻璃的熔化效率、加強玻璃液澄清和均化。

　　另外，鼓泡過(guò)程中，還可將熔窯底部的低溫玻璃液帶到液面，促進(jìn)其與火焰空間的熱交換，從而提高熱能利用率。

　　但是，鼓泡器工作環(huán)境溫度較高，尤其是與玻璃接觸部位，需要耐受1100℃以上高溫，因此鼓泡器或采用特殊的耐高溫材料，或采取專(zhuān)門(mén)的冷卻裝置。

　　下面以水冷式鼓泡器為例，通過(guò)其在某浮法池爐應用中的故障分析，為該類(lèi)鼓泡器的制造、冷卻水系統設計和日常使用維護提供借鑒。

　　1、鼓泡器在某浮法池爐的應用情況

　　某公司浮法玻璃熔窯，為橫火焰蓄熱式池爐，熔化部有6對小爐，熔化池全長(cháng)40.7 m、寬12.2 m、池深1.4 m，其中熔化帶面積為273.28平方，設計出料量為600 t/d，熔化率為2.2 t/（d·m2）。該池爐使用英國F.I.C公司鼓泡器。

　　2、鼓泡器結構

　　鼓泡器結構示意見(jiàn)圖1。設計思路是在鼓泡氣管外加裝了水冷套管，以保護鼓泡氣管。水冷套材料為碳鋼，工作端直徑為40 mm，管壁厚為4.25 mm。

　　水冷套外管直接由鉆頭通過(guò)水冷鉆孔而成，與玻璃液接觸部分的管壁四周無(wú)焊接，這樣可使得各處導熱性能良好，以保證水冷效果，還可避免從焊點(diǎn)處開(kāi)裂漏水。

　　正常情況下，鼓泡器使用的冷卻水是工業(yè)軟化水，采用的是水泵和保安水塔相結合的供水方式，以提高供水的安全性；供水主管路還通過(guò)橋閥與消防水管路相連，緊急情況下，可短時(shí)間使用消防水進(jìn)行冷卻，以非常大可能減少斷水情況的發(fā)生。

　　每根鼓泡器有相對單獨的冷卻水供排管道，在各自進(jìn)出水管路上還安裝有截止閥，以便于在鼓泡器更換時(shí)切斷水路，而且每根鼓泡器的回水管路上還安裝有熱電阻，以對回水溫度進(jìn)行測量，并遠傳至中控室進(jìn)行日常監控。

　　3、鼓泡器故障情況及對生產(chǎn)的影響

　　該窯爐鼓泡器于2011年9月25日投入使用，2012年5月21日初次出現故障。之后又有多根鼓泡器相繼發(fā)生故障，至2012年9月11日共有11根鼓泡器故障，使用壽命都不到1 a，距1個(gè)爐齡（約為8 a）的設計要求相差非常大。

　　3.1鼓泡器故障前后的現象

　　對比這11根鼓泡器故障前后的各種現象，有以下2個(gè)共同特征。

　?。?）回水溫度逐漸升高。

　　鼓泡器在使用一段時(shí)間后，各回水溫度均有所升高，但個(gè)別回水溫度升高幅度非常大，逐步偏離一般情況。

　　當鼓泡器回水溫度＞50℃時(shí)，其發(fā)生故障的幾率往往非常大，且回水溫度越高越易發(fā)行故障，故可據此進(jìn)行預警。

　?。?）泡徑突然變大。

　　在高回水溫度下運行的鼓泡器，一段時(shí)間后泡徑會(huì )突然變大，為正常泡徑的數倍，此時(shí)即可判斷鼓泡器發(fā)生了故障，圖2為工業(yè)電視中拍攝到鼓泡器故障時(shí)的畫(huà)面。

　　檢查卸下的鼓泡器，可發(fā)現其外壁上有被燒穿的孔洞，泡徑變大即是漏出的冷卻水被高溫玻璃液加熱汽化所致，這是鼓泡器燒穿的典型特征，且漏水越嚴重泡徑越大。

　　3.2鼓泡器故障對生產(chǎn)的影響

　　鼓泡器故障對生產(chǎn)的影響可分為2個(gè)方面，一方面是泡徑變大后對玻璃液的劇烈翻騰，有可能攪起窯爐底部的滯留層而導致析晶結石；另一方面是鼓泡器停用期間，原來(lái)其發(fā)揮的作用暫時(shí)中斷，影響玻璃液的澄清和均化。

　　該窯爐鼓泡器初次燒穿后，由于經(jīng)驗不足，對其發(fā)現不及時(shí)，判斷和處理不果斷，致使較長(cháng)時(shí)間（約1 h）鼓泡劇烈，將窯爐底部的大量滯留層翻騰起來(lái)，導致了長(cháng)時(shí)間的析晶結石高發(fā)，結石日數量由正常時(shí)的60枚左右激增至數千枚，圖3為結石統計曲線(xiàn)。

　　有了此次教訓，之后的鼓泡器故障發(fā)現都比較及時(shí)，并立即關(guān)閉其冷卻水，然后將其抽出至安全位，在鼓泡器停用期間，升高池爐后部溫度，以加強玻璃液澄清，沒(méi)再出現結石高發(fā)，但對應于故障時(shí)段，內氣泡有所增多。

　　4、鼓泡器故障原因分析

　　鼓泡器所處的玻璃液溫度為1100～1350℃，與玻璃液直接接觸的鼓泡器外管材料為碳鋼。

　　碳鋼在高溫下氧化比較快，在高溫玻璃液中會(huì )很快被侵蝕，而且溫度越高侵蝕速度越快。

　　采用冷卻水的目的也就是通過(guò)水的流動(dòng)來(lái)對鼓泡器進(jìn)行降溫。

　　鼓泡器冷卻用水為工業(yè)軟化水，日常監測其硬度為0.4～0.6 mg·N/L，因此可初步排除結垢的可能。

　　在檢查鼓泡器回水時(shí)曾發(fā)現冷卻水中的懸浮物較多，沉淀后主要為泥沙等雜物。

　　鼓泡器的供水系統為半封閉式循環(huán)供水，工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4。

　　盡管鼓泡器的回水為封閉式，但是熔窯和錫槽的其他用水設備的回水槽多為公開(kāi)式集水槽，受周?chē)h(huán)境影響，容易落入灰塵。

　　對冷卻水供水系統進(jìn)一步檢查又發(fā)現，供水系統的冷卻塔為開(kāi)式冷卻塔，而它們又緊臨廠(chǎng)內道路和碎玻璃堆場(chǎng)，其操作平臺上可見(jiàn)大量粉塵，因此冷卻塔周?chē)諝庵械幕覊m和飛揚的雜物會(huì )隨著(zhù)冷卻氣流進(jìn)入塔內，然后隨下降水流進(jìn)入冷水池。

　　盡管在水池內一部分泥沙會(huì )沉淀，但仍會(huì )有大量懸浮泥沙進(jìn)入抽水泵。

　　再有，冷卻水的原來(lái)過(guò)濾方式為“旁濾式”，過(guò)濾器安裝在與供水管道并聯(lián)的管路上，將水過(guò)濾后再送入冷水池，因此它只能起到逐步凈化池內水質(zhì)的作用。

　　而一旦冷水池內的水被污染，水質(zhì)較差的冷卻水就會(huì )直接進(jìn)入供水管道，而過(guò)濾器對該部分水中的污染物起不到阻擋作用。

　　含有大量懸浮物的冷卻水進(jìn)入鼓泡器后，一部分會(huì )逐漸在管道內沉積吸附，隨著(zhù)沉積物的增多，管內水的流速會(huì )降低，這樣使得雜物更易沉積，形成惡性循環(huán)，較終導致管路的嚴重堵塞。

　　而由于熔窯和錫槽其他水冷卻設備內腔非常大，水中懸浮物對它們的影響非常小。

　　5、對策措施及效果

　　5.1對策措施

　　經(jīng)過(guò)上述討論，已經(jīng)明確了導致鼓泡器燒穿的根本原因，由于冷卻水中懸浮物，造成冷卻水管路的堵塞，因此對策的要點(diǎn)就是提高冷卻水的潔凈度，具體措施有4項。

　?。?）現場(chǎng)各回水集水槽加裝槽蓋，以避免灰塵的落入。

　?。?）冷卻塔吸風(fēng)口處加裝兩層過(guò)濾網(wǎng)，外層過(guò)濾精度為10目，內層為40目，并定期進(jìn)行沖洗，以阻擋外界灰塵和雜物通過(guò)冷卻塔進(jìn)入集水池。

　?。?）冷卻塔旁邊的碎玻璃堆場(chǎng)加裝噴淋水管，定期對碎玻璃濕潤，以減少玻璃粉塵的飛揚，從源頭上減少粉塵進(jìn)入冷卻塔。

　?。?）改進(jìn)冷卻水的凈化措施，由原來(lái)的循環(huán)水旁濾，改造為全濾，即在各抽水泵出口加裝高壓反沖洗式過(guò)濾器，過(guò)濾精度為50μm，從根本上保證冷卻水的潔凈度。

　　5.2對策效果跟進(jìn)

　　5.2.1水質(zhì)改善情況

　　針對于冷卻水中懸浮物的情況，增加了水的“濁度”指標測量。

　　濁度是指水中懸浮物對光線(xiàn)透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。水中的懸浮物一般是泥土、

　　砂粒、微細的農業(yè)生產(chǎn)體系物和無(wú)機物、浮游生物、微生物和膠體物質(zhì)等。

　　水的濁度不僅與水中懸浮物質(zhì)的含量有關(guān)，而且與它們的大小、形狀及折射系數等有關(guān)。

　　對策措施在實(shí)施時(shí)按難易程度分步進(jìn)行，至2013年2月各項措施全部完成，水的濁度也相應地逐步下降。

　　嚴重時(shí)濁度14.2 NTU，靠前二項措施實(shí)施后，濁度10.1 NTU，第三項措施實(shí)施后濁度7.5 NTU，第四項措施實(shí)施后3.6 NTU，穩定情況后濁度3.3 NTU。2013年3

　　月初，現場(chǎng)檢查各鼓泡器回水，發(fā)現水質(zhì)清澈，肉眼已基本看不到懸浮物。

　　5.2.2鼓泡器的使用情況

　　隨著(zhù)供水系統改善措施的逐步實(shí)施，水質(zhì)在逐步好轉，同時(shí)回水流量一直保持在55～65 L/min，各鼓泡器的回水溫度沒(méi)有出現明顯的偏離性升高。