книги из ГПНТБ / Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник

между второй и третьей. Взамен термопар в своде иногда устанавливают радиационные пирометры. В варочной части крупных ванных печей размещают до четырех — шести термопар или радиационных пирометров.

Вванных печах с подковообразным направлением пламени термопару или радиационный пирометр распо­ лагают в своде варочной части по оси вдали от участка, где факел поворачивает обратно и завихряется.

Автоматическое регулирование температуры в рабо­ чем пространстве печи позволяет поддерживать задан­ ный оптимальный температурный режим.

Вванных печах непрерывного действия с попереч­

ным направлением пламени автоматическое регулиро­ вание температурного режима в рабочей камере печи осуществляется зональным методом, по которому пла­ менное пространство делят на зоны. Каждая зона в ва­ рочной части должна иметь независимое отопление и самостоятельную систему регулирования температуры. Температурными датчиками являются термопары, уста­ навливаемые в своде соответствующей зоны варочной ча­ сти печи. Температуру в каждой зоне варочной части регулируют за счет изменения подачи горючего газа в соответствующую зону.

В случае отклонения температуры в соответствующей зоне от заданного значения регулятор температуры по­ сылает команду на изменение задания на регуляторе рас­ хода горючего газа, который передает необходимый импульс на перемещение регулирующего органа, уста­ новленного на газопроводе.

При мазутном отоплении печей расход топлива зави­ сит от состояния каждой форсунки и регулировочного вентиля перед ней. Количество мазута, проходящее че­ рез отдельные форсунки при одном и том же положении регулировочного вентиля и давлении в сети мазутопроводов, со временем изменяется, и его подача может пол­ ностью прекратиться из-за засорения щели в регулиро­ вочном вентиле. Поэтому о количестве поступающего к форсункам мазута нельзя судить по положению регули­ ровочного вентиля, так как при одном и том же его по­ ложении возможен различный расход мазута.

При установлении определенного расхода мазута в общем мазутопроводе также нельзя добиться правиль­ ного расхода мазута, поступающего к отдельным фор­ сункам, так как сопротивление проходу мазута в каждой

2 2 2

форсунке величина непостоянная, значительно завися­ щая от многих причин. Поэтому для стабилизации рас­ хода мазута в форсунках перед каждой из них необхо­ димо устанавливать регуляторы расхода. В качестве ре­ гулятора расхода может быть применен поршневой до­ затор или поршневой насос.

В выработочной части печи температуру часто регу­ лируют автоматически за счет изменения давления в га­ зовом пространстве печи. По схеме двухкаскадного ре­ гулирования при помощи микродифманометра и регуля­ тора давления, воздействующего на шибер, установ­ ленный в канале отходящих газов, поддерживают посто­ янное давление в газовом пространстве печи. При откло­ нении температуры в выработочной части от заданного значения регулятор температуры посылает команду на задатчик регулятора давления, который передает соот­ ветствующий импульс на перемещение шибера в канале отходящих газов. В выработочной части термопару рас­ полагают в торцовой стенке вблизи зеркала стекло­ массы.

Однако легче осуществить регулирование температу­ ры в выработочной части при самостоятельном ее обо­ греве.

В печах с подковообразным направлением пламени автоматически поддерживают заданные значения темпе­

Зональный метод регулирования температурной кри­ вой по длине печи может быть с успехом применен на печах прямого нагрева.

В машинных каналах для выработки листового стек­ ла непрерывно контролируют температуру в подмашин­ ных камерах радиационными пирометрами и периодиче­ ски— оптическими пирометрами с нитью накала. Пиро­ метры визируют на брус над стекломассой. Температу­ ру луковицы измеряют оптическим пирометром. В шах­ те машины ВВС температуру газовой среды контролиру­ ют термопарами, устанавливаемыми у первой пары ва­ ликов и в двух-трех точках по высоте.

При механизированной выработке штучных стеклоизделий с помощью термоэлектрических и радиацион­ ных пирометров строго контролируется температурный режим в питателях-фидерах. Число точек замера тем­

223

ператур две — четыре в зависимости от длины фидера. Температуру в зонах охлаждения и выравнивания изме­ ряют термопарами или радиационными пирометрами, устанавливаемыми или вертикально в своде, или сбоку — под углом. Температуру у плунжера измеряют термопа­ рой. Для дополнительного контроля температур служат оптические пирометры.

Во вращающихся чашах вакуумных машин темпера­ туру измеряют термоэлектрическими или радиационны­ ми пирометрами.

Для измерения температур в регенераторах термопа­ ры вводят на уровне нижних, средних или верхних рядов кирпича насадки, но обязательно на пути актив­ ного потока газов.

Для характеристики температуры отходящих газов устанавливают термопары в каналах перед регенерато­ рами или рекуператорами, а также за перекидными кла­ панами.

Температуру горючего газа в газопроводах и возду­ ха перед перекидным клапаном измеряют термометра­ ми сопротивления с регистрацией их показаний вторич­ ным прибором.

Для контроля температуры жидкого топлива, посту­ пающего в форсунки, устанавливают термометры. Тем­ пература жидкого топлива очень влияет на условия его распыления. Постоянство температуры жидкого топли­ ва, особенно мазута, влияет на режим горения и длину факела. При повышении температуры выше оптималь­ ной капли мазута становятся мельче, а факел пламени короче.

Температуру мазута можно регулировать различными способами, например изменением подачи пара в паро­ вой нагреватель расходного бачка. При незначительном потреблении мазута используют двухпозиционный регу­ лятор.

Температуру стекломассы в бассейне печи измеряют в горизонтальных плоскостях и по вертикали (глубине). Такие измерения очень важны, так как дают представ­ ление о движении потоков стекломассы и о причинах, их обусловливающих.

Для измерения температур стекломассы используют платинородий-платиновые термопары, устанавливаемые для стационарных и периодических измерений. Глубина погружения стационарных термопар для малопрозрач-

224

ной стекломассы не более 50, а для прозрачной до 100 мм. Их вводят через отверстия в брусьях бассейна. В литых брусьях отверстия оставляют при отливке, в других — просверливают. Термопары вводят через боко­ вые стены бассейна или через дно. Для измерения тем­

давления и объем протекающих газов.

Давление в рабочем пространстве печи зависит от ко­ личества дымовых газов, тяги регенераторов и дымовой трубы, давления, создаваемого вентиляторами и дымосо­ сами, сопротивления печной системы. В зависимости от давления в рабочей камере печи может наблюдаться присос холодного воздуха или выбивание горячих газов, а это в свою очередь изменяет теплопередачу, распреде­ ление температур и харктер газовой среды. При уве­ личении разрежения в печи вследствие присоса воздуха создается окислительная среда. При увеличении давле­ ния повышается температура в рабочей камере печи.

Давление газов в рабочей камере печи измеряют в конце варочной или студочной части, так как здесь оно колеблется значительно меньше и отсутствует воздейст­ вие пламени. Обычно газозаборные трубки для измере­ ния давления располагают в своде с обеих сторон печи и связывают их общим трубопроводом для получения среднего значения давления, которое измеряют микродифманометрами. Кроме этого, в нескольких точках по длине печи систематически контролируют давление у зер­ кала стекломассы микродифманометрами со шкалой

0—1,6 мм.

В ванных печах непрерывного действия давление в рабочей камере печи регулируют автоматически, что по­ зволяет устранить влияние изменений подачи топлива и воздуха, уменьшает потерю топлива с выбивающимися газами и присос холодного воздуха извне. При отклоне­ нии давления от заданного исполнительный механизм получает импульс для перестановки шибера у дымовой трубы.

Контроль давлений газов в горелках, у основания ре­ генераторов и рекуператоров, в воздушных, газовых и

дымовых каналах дает представление о создаваемом давлении и сопротивлениях в этих участках и о возмож­

и рекуператоров измеряют периодически тягонапоромерами с наклонной трубкой.

Давление у основания дымовой трубы позволяет су­ дить о разрежении, создаваемом дымовой трубой, а в сочетании с давлением до шибера у трубы — о запасе давления, которое используется печью. Прикрыв на ко­ роткий промежуток времени шибер, можно определить полное разрежение, создаваемое дымовой трубой, а сле­ довательно, и ее собственное сопротивление.

Простейшими приборами для измерения давления являются U-образные манометры. Для периодических измерений и при малых перепадах давления применяют микроманометры-тягомеры с наклонными трубками.

При необходимости регистрации давления в качестве вторичных приборов используют мембранные, колоколь­ ные и поплавковые манометры (тягомеры), а также ко­ локольные весы.

Уровень стекломассы. Во избежание изменения ре­ жима питания стеклоформующих машин, усиления разъ­ едания огнеупорного материала бассейна и ухудшения качества стекломассы ее уровень в ванных печах непре­ рывного действия поддерживают постоянным. Колеба­ ния уровня стекломассы обусловлены несоответствием между количеством вырабатываемой стекломассы и ко­ личеством шихты и боя, загружаемых в печь.

Для грубого измерения уровня используют погружен­ ный в стекломассу стальной, загнутый в виде крючка стержень с делениями. Для более точных измерений уров­ ня стекломассы с регистрацией показаний применяют различные уровнемеры — поплавковые, электроконтактные, пневматические, оптические, а также уровнемеры, основанные на использовании радиоактивных веществ.

Уровнемеры с керамическими поплавками (рис. 77, а) применяют широко, но они подвержены быстрому изно­ су и недостаточно точны.

Основным элементом поплавкового уровнемера яв­ ляется шамотный поплавок, находящийся постоянно на поверхности стекломассы. Поплавок соединен с водо­ охлаждаемым рычагом, укрепленным на оси. При изме­ нении уровня стекломассы поплавок опускается или под-

226

нимается и поворачивает рычаг. Поворот рычага приво­ дит в действие электрическую регулирующую систему, и происходит включение или выключение загрузчиков шихты. Увеличивая или уменьшая количество шихты, за-

Рис. 77. Схемы уровнемеров

гружаемои в печь, поддерживают постоянным уровень стекломассы в бассейне.

Недостатки уровнемера — быстрый износ поплавка и невысокая степень регулирования уровня. Смена по­ плавка производится через 5—6 мес. работы уровнемера.

Действие электроконтактного уровнемера (рис. 77, б) основано на периодическом (через 20 с) соприкоснове­ нии поверхности стекломассы с платиновым электродом, перемещающимся вверх и вниз. Электрод приводится в движение от электромеханического привода. Регист­ рирующий прибор фиксирует положение электрода в мо­ мент касания стекломассы, затем электрод возвращает­ ся в исходное положение. В месте контакта электрода по­ верхность стекломассы должна быть чистой от пены. Поэтому обычно такие уровнемеры устанавливают в вы­ работанной части или в фидере. Степень точности заме­ ров +0,1 мм.

Большое распространение получили пьезометрические уровнемеры (рис. 77, в), состоящие из двух трубок, че­ рез которые выходит воздух. Одна из трубок расположе­

уровня стекломассы изменяется сопротивление на пути воздуха, а следовательно, и давление в трубке, которое измеряют дифманометры. Пневматический сигнал пре­

образуется в электрический импульс. В этих уровнеме­ рах отверстие рабочей трубки может закупориваться стекломассой.

Оптическое измерение уровня стекломассы основано на использовании оптического отражения с поверхности расплавленной стекломассы. Оптическое измерение уров­ ня стекломассы осуществляется с помощью непрерывно­ го пучка света и двух фотоэлементов в приемнике или с помощью модулированного луча света с одним фото­ элементом в приемнике. Источник света посылает на­ правленный луч под углом 12—15° в бассейн ванной пе­ чи. Отражаясь от поверхности зеркала стекломассы, он выходит наружу через отверстие в противоположной стороне печи, где улавливается приемником. В приемни­ ке фотопоток действует на входное устройство усилите­ ля, который с помощью двухфазного электродвигателя заставляет фотоэлемент следовать за отклоняющимся световым лучом. Положение элемента, следующего за световым лучом, и является мерой уровня стекло­ массы.

Чувствительность при оптическом методе измерения уровня стекломассы высокая и составляет +0,01 мм, но загрязнение поверхности стекломассы отражается на точности измерений.

Измерение уровня стекломассы с помощью радио­

изменений конструктивных элементов печи при его ус­

позволяет поддерживать в бассейне печи определенное количество стекломассы, что способствует стабилизации работы стеклоформующих машин.

Постоянство уровня стекломассы в бассейне ванной печи достигается автоматической связью уровнемера с загрузчиками шихты.

При изменении уровня стекломассы количество ших­ ты, загружаемой в печь, увеличивается или уменьшается в зависимости от импульса, поступающего от уровнеме­ ра на загрузчики шихты.

228

При загрузке шихты шнеками постоянство уровня стекломассы поддерживается изменением числа их обо­ ротов,

При загрузке шихты толкателями или сплошной пе­ леной обычно осуществляют двухпозиционное регулиро­ вание, при котором загрузчик включается, когда уро­ вень стекломассы становится ниже заданного значения, и отключается, когда уровень превышает это значение. Иногда при такой загрузке шихта в печь поступает не­ прерывно, но при этом изменяется число оборотов элек­ тродвигателя.

§ 49. Правила техники безопасности при обслуживании стекловаренных печей

Подача топлива (природного и генераторного газа или мазута) должна быть централизованна. Газопрово­ ды и мазутопроводы на вводе в цех должны иметь от­ ключающие устройства — задвижки, вентили, краны.

Во избежание ожогов пламенем вентили, регулирую­ щие подачу топлива и воздуха к форсункам и горелкам и приводы для управления ими, необходимо устанавли­ вать в стороне от форсуночных и горелочных отверстий (на расстоянии не менее 0,5 м).

Опорные конструкции стекловаренных печей должны обеспечивать возможность удобного осмотра нижних ча­ стей печи и ремонта механизмов, расположенных под пе­ чами. Для обслуживания свода и обвязки ванных печей необходимо установить металлические площадки с пе­ рилами.

Все элементы систем охлаждения печей и подвода воды, газа и воздуха, а также вентиляционные устрой­ ства должны быть герметичны и не мешать обслужива­ нию печей.

Воду для охлаждения необходимо подводить в самую нижнюю часть охлаждающих элементов, а отводить на­ гретую воду — от верхней части.

Конструкция холодильников должна соответствовать гидродинамическим и тепловым расчетам, обеспечива­ ющим безопасность в работе. Температура воды, выхо­ дящей из холодильника, не должна превышать 40° С. Установку холодильников следует механизировать.

Система водоохлаждения должна исключать возмож­ ность соприкосновения воды с расплавленным стеклом и огнеупорами.

229

В ванных печах, имеющих установки для бурления стекломассы или дополнительный электрообогрев (ввод электродов через дно), для удобства обслуживания сопл и электродов следует предусматривать решетчатые площадки с лестницами, расположенные под дном на расстоянии 1,9 м от донных балок печи. Для освещения используют лампы напряжением до 12 В.

§ 50. Ремонт стекловаренных печей

Стекловаренная печь — основной агрегат стекольно­ го завода, и от ее нормальной работы зависят работа всего предприятия, а также качество и количество выпу­ скаемой продукции. Тщательный уход за печью во время эксплуатации, заключающийся в первую очередь в со­ блюдении определенных технологических и тепловых ре­ жимов, значительно увеличивает срок ее службы.

В период эксплуатации кладка стекловаренных печей изнашивается и разрушается неравномерно. Кладка пла­ менного пространства (передняя стена, влеты, простен­ ки, горелки и своды) находится под воздействием высо­ ких температур и улетучивающейся шихты и поэтому сильно оплавляется и разрушается. Особенно быстро изнашиваются влеты горелок, расположенные вблизи за­ грузочного кармана.

Верхние ряды брусьев бассейна и кладка протоков интенсивно разъедаются шихтой, щелоками и стекло­ массой.

Различают ремонты стекловаренных печей: текущий, профилактический, горячий и холодный (капитальный).

Текущий ремонт заключается в проведении мелких ремонтных работ (замена заклинков, заделка неболь­ ших отверстий в динасовой кладке, замена прогоревше­ го перекрытия температурных швов свода, установка устройств для охлаждения бассейна печи, ремонт пере­ водных клапанов и др.) для поддержания печи в рабо­ чем состоянии. Текущий ремонт выполняют на ходу пе­ чи, не нарушая существенно нормальный режим работы.

Профилактический ремонт проводят для наиболее от­ ветственных и уязвимых участков кладки печи. Такие участки систематически осматривают и регулярно (еже­ месячно) очищают (обметают и обдувают) поверхность кладки печи от шихтной пыли. Отверстия, образовавшие­ ся от прогаров динасовой кладки, закрывают горячим

230

огнеупорным клином и уплотняют раствором. При значи­ тельных прогарах после их заделки эти места искусст­ венно охлаждают. Совершенно недопустимо замазывать глиной или закладывать сверху огнеупором прогары ди­ насовой кладки.

Горячий ремонт печи производят при преждевремен­ ном износе отдельных частей печи без отключения, при кратковременном или продолжительном отключении отопления. При горячем ремонте ванных печей возмож­ на замена (частичная) влетов горелок или простенков между ними, насадок регенераторов, стеновых брусьев первого и второго ряда бассейна, зубьев, лодок. Горячий ремонт горшковых печей заключается в смене брусьев, ограничивающих горелки, горшков, частично насадок ре­ генераторов и заделке изъеденных участков пода.

Горячие ремонты производят через несколько меся­ цев эксплуатации печи. Для проведения горячего ре­ монта тщательно подготавливают материалы, инстру­ мент, рабочую силу и транспортные средства.

Для смены стеновых брусьев бассейна ванную печь выключают на продолжительное время и спускают стек­ ломассу до уровня, который на 5—8 см ниже постели сменяемого бруса. После этого отламывают и сбрасыва­ ют брусья, которые подлежат замене. Новые брусья об­ рубают, подтесывают их поверхности и загружают в печь для разогрева до 1200—1250° С. К месту укладки брусья подают на тележках, обитых железом.

В крупных печах с поперечным направлением пламе­ ни при ремонте только влетов горелок работа печи не прекращается. При смене насадок в печах без секцион­ ных регенераторов отключают попарно газовую насадку с одной и воздушную с другой стороны печи. Воздух за­ сасывается в печь извне, а продукты горения направля­ ются в воздушную насадку. После смены насадок вклю­ чают отремонтированные газовую и воздушную насадки, разогревают их в течение 6—8 ч, затем отключают вто­ рую пару насадок и ремонтируют их. В печах с секцион­ ными регенераторами при смене насадок и влетов горе­ лок выработка стекломассы продолжается.

Горячий ремонт кадей горшковых печей проводят че­ рез 5—8 мес., совмещая его со сменой горшков. В раз­ рушенную кадь вставляют деревянную или металличе­ скую колодку, вокруг которой утрамбовывают сырую огнеупорную глину. Новые горшки предварительно по­

231