【中玻網(wǎng)】0、前言

　　鼓泡技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型玻璃熔窯，其通過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(nèi)膨脹形成氣泡，并逐漸上升長大，較終到達(dá)玻璃液面破裂逸出。

　　氣泡在上升和長大過程中，帶動(dòng)和強(qiáng)化了其周圍的玻璃液流，同時(shí)還吸收其周圍的一部分小氣泡，因此鼓泡過程可提高玻璃的熔化效率、加強(qiáng)玻璃液澄清和均化。

　　另外，鼓泡過程中，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，或采取專門的冷卻裝置。

　　下面以水冷式鼓泡器為例，通過其在某浮法池爐應(yīng)用中的故障分析，為該類鼓泡器的制造、冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和日常使用維護(hù)提供借鑒。

　　1、鼓泡器在某浮法池爐的應(yīng)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(duì)小爐，熔化池全長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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)

　　鼓泡器結(jié)構(gòu)示意見圖1。設(shè)計(jì)思路是在鼓泡氣管外加裝了水冷套管，以保護(hù)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水冷鉆孔而成，與玻璃液接觸部分的管壁四周無焊接，這樣可使得各處導(dǎo)熱性能良好，以保證水冷效果，還可避免從焊點(diǎn)處開裂漏水。

　　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(jié)合的供水方式，以提高供水的安全性；供水主管路還通過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(duì)單獨(dú)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(duì)回水溫度進(jìn)行測(cè)量，并遠(yuǎn)傳至中控室進(jìn)行日常監(jiān)控。

　　3、鼓泡器故障情況及對(duì)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(xiàn)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(shè)計(jì)要求相差非常大。

　　3.1鼓泡器故障前后的現(xiàn)象

　　對(duì)比這11根鼓泡器故障前后的各種現(xiàn)象，有以下2個(gè)共同特征。

　�。�1）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(dāng)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(jù)此進(jìn)行預(yù)警。

　�。�2）泡徑突然變大。

　　在高回水溫度下運(yùn)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(shù)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)的畫面。

　　檢查卸下的鼓泡器，可發(fā)現(xiàn)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(yán)重泡徑越大。

　　3.2鼓泡器故障對(duì)生產(chǎn)的影響

　　鼓泡器故障對(duì)生產(chǎn)的影響可分為2個(gè)方面，一方面是泡徑變大后對(duì)玻璃液的劇烈翻騰，有可能攪起窯爐底部的滯留層而導(dǎo)致析晶結(jié)石；另一方面是鼓泡器停用期間，原來其發(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(yàn)不足，對(duì)其發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，判斷和處理不果斷，致使較長時(shí)間（約1 h）鼓泡劇烈，將窯爐底部的大量滯留層翻騰起來，導(dǎo)致了長時(shí)間的析晶結(jié)石高發(fā)，結(jié)石日數(shù)量由正常時(shí)的60枚左右激增至數(shù)千枚，圖3為結(jié)石統(tǒng)計(jì)曲線。

　　有了此次教訓(xùn)，之后的鼓泡器故障發(fā)現(xiàn)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(qiáng)玻璃液澄清，沒再出現(xiàn)結(jié)石高發(fā)，但對(duì)應(yīng)于故障時(shí)段，內(nèi)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水的流動(dòng)來對(duì)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(jiān)測(cè)其硬度為0.4～0.6 mg·N/L，因此可初步排除結(jié)垢的可能。

　　在檢查鼓泡器回水時(shí)曾發(fā)現(xiàn)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(tǒng)為半封閉式循環(huán)供水，工藝流程簡圖見圖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(shè)備的回水槽多為公開式集水槽，受周圍環(huán)境影響，容易落入灰塵。

　　對(duì)冷卻水供水系統(tǒng)進(jìn)一步檢查又發(fā)現(xiàn)，供水系統(tǒng)的冷卻塔為開式冷卻塔，而它們又緊臨廠內(nèi)道路和碎玻璃堆場，其操作平臺(tái)上可見大量粉塵，因此冷卻塔周圍空氣中的灰塵和飛揚(yáng)的雜物會(huì)隨著冷卻氣流進(jìn)入塔內(nèi)，然后隨下降水流進(jìn)入冷水池。

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

　　而一旦冷水池內(nèi)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，而過濾器對(duì)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(nèi)沉積吸附，隨著沉積物的增多，管內(nèi)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(dǎo)致管路的嚴(yán)重堵塞。

　　而由于熔窯和錫槽其他水冷卻設(shè)備內(nèi)腔非常大，水中懸浮物對(duì)它們的影響非常小。

　　5、對(duì)策措施及效果

　　5.1對(duì)策措施

　　經(jīng)過上述討論，已經(jīng)明確了導(dǎo)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(duì)策的要點(diǎn)就是提高冷卻水的潔凈度，具體措施有4項(xiàng)。

　�。�1）現(xiàn)場各回水集水槽加裝槽蓋，以避免灰塵的落入。

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

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

　　（4）改進(jìn)冷卻水的凈化措施，由原來的循環(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濾器，過濾精度為50μm，從根本上保證冷卻水的潔凈度。

　　5.2對(duì)策效果跟進(jìn)

　　5.2.1水質(zhì)改善情況

　　針對(duì)于冷卻水中懸浮物的情況，增加了水的“濁度”指標(biāo)測(cè)量。

　　濁度是指水中懸浮物對(duì)光線透過時(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(xì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物和無機(jī)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(shù)等有關(guān)。

　　對(duì)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(xiàng)措施全部完成，水的濁度也相應(yīng)地逐步下降。

　　嚴(yán)重時(shí)濁度14.2 NTU，靠前二項(xiàng)措施實(shí)施后，濁度10.1 NTU，第三項(xiàng)措施實(shí)施后濁度7.5 NTU，第四項(xiàng)措施實(shí)施后3.6 NTU，穩(wěn)定情況后濁度3.3 NTU。2013年3

　　月初，現(xiàn)場檢查各鼓泡器回水，發(fā)現(xiàn)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

　　隨著供水系統(tǒng)改善措施的逐步實(shí)施，水質(zhì)在逐步好轉(zhuǎn)，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有出現(xiàn)明顯的偏離性升高。