LPG氣化爐在梭式窯中的應(yīng)用

胡永剛

(銅川耀州窯文物復(fù)制工廠,銅川 727001)

LPG氣化爐在梭式窯中的應(yīng)用

胡永剛

(銅川耀州窯文物復(fù)制工廠,銅川 727001)

摘要:介紹了LPG氣化爐的結(jié)構(gòu)及工作原理，及在梭式窯中的應(yīng)用方法，并分析了常見(jiàn)故障及排除方法。

關(guān)鍵詞:氣化爐;梭式窯;應(yīng)用

液化石油氣，簡(jiǎn)稱LPG，是提煉石油時(shí)副產(chǎn)品之一，主要成份是丙烷和丁烷，其可以完全然燒，燃燒后無(wú)粉塵、無(wú)殘留，是所有氣體燃料中發(fā)熱量最大的，熱值相當(dāng)于煤的2倍，熱值高達(dá)45185～45980kJ/kg[1]，其應(yīng)用于耀州瓷的燒成已有近20年了，不但大大提高了產(chǎn)品的燒成質(zhì)量，而且減少了對(duì)空氣的污染。

液化石油氣用于耀州瓷的燒成中，氣化方法往往采用水浴加熱方法，即將經(jīng)窯爐余熱加熱的水直接噴淋于鋼瓶上，促使液化氣氣化。這樣做往往弊端較多：管道起霜結(jié)冰，壓力不穩(wěn)定；鋼瓶中殘余多，燒成質(zhì)量不穩(wěn)定，液化氣浪費(fèi)大。最主要的是水浴水溫不穩(wěn)定，前期溫度低，液化氣壓力上不去，后期水溫度太高，液化氣壓力太大，同時(shí)鋼瓶易銹濁，造成了嚴(yán)重的安全隱患。

近年來(lái)，我廠引進(jìn)了幾臺(tái)LPG氣化爐，應(yīng)用于本廠的梭式窯中，用于燒制耀州青瓷。經(jīng)一段時(shí)間試用，取得了較好的效果，現(xiàn)將其應(yīng)用原理，優(yōu)越性及操作方法等匯總一下，以期為我們窯爐燒成水平貢獻(xiàn)微薄之力。

1LPG氣化爐的結(jié)構(gòu)及工作原理

LPG氣化爐由帶保溫的外殼，蛇形管，電加熱器，氣液相連接管，安全閥及儀表控制件組成。蛇形管采用鉻鎳合金鋼材料，液態(tài)液化石油氣沿著液相加入口進(jìn)入氣化爐，從上而下沿著其內(nèi)部蛇形管流動(dòng)，吸收管外熱水傳遞的能量而氣化，氣態(tài)液化石油氣由中間的集氣管上升，經(jīng)氣相管調(diào)壓后供出。液化石油氣殘液通過(guò)集氣管底部的排污管排出，在爐體上裝有測(cè)溫元件和浮球控制器，以控制水溫和液位。當(dāng)水溫過(guò)低或水位超過(guò)低限時(shí)，液化氣入口控制閥、電源開(kāi)關(guān)將自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉，當(dāng)氣化爐超壓時(shí)安全閥將自動(dòng)泄壓。

2LPG氣化爐應(yīng)用于梭式窯中

2.1　梭式窯工作特點(diǎn)

梭式窯是陶瓷生產(chǎn)中的一種間歇性熱工設(shè)備，窯爐在使用過(guò)程中不斷經(jīng)歷低溫階段：氧化分解階段→強(qiáng)還原階段→弱還原成瓷階段→停火階段。其窯內(nèi)溫度隨時(shí)間而發(fā)生變化[2]，耗氣量隨時(shí)間而發(fā)生變化，故我們選擇氣化爐時(shí)，型號(hào)當(dāng)以最高溫時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的耗氣量上限放大30%為準(zhǔn)。

2.2　應(yīng)用LPG氣化爐的優(yōu)點(diǎn)

(1)供氣壓力穩(wěn)定。采用氣化爐，可以保證液態(tài)液化氣均勻氣化，從而壓力穩(wěn)定，均勻地向燒嘴供氣，保證了燒嘴燃燒充分，氣氛穩(wěn)定。窯內(nèi)壓力穩(wěn)定，大大提高了產(chǎn)品的燒成質(zhì)量。

(2)液化氣殘余少。在氣化爐中，液相液化氣通過(guò)蛇形管同熱水接觸，熱水溫度可調(diào)節(jié)，接觸面積大，氣化充分，氣化效果好。采用以前的水浴加熱時(shí)，鋼瓶?jī)?nèi)往往留有5~10kg殘液。而采用氣化爐后，僅殘留有0.5~3kg殘液，大大節(jié)省了能源，提高了效益。

(3)安全性能提高。采用LPG氣化爐后，鋼瓶不再被熱源加熱，避免了壓力忽高忽低，避免了鋼瓶長(zhǎng)期銹蝕，且加熱溫度穩(wěn)定，大大降低了安全隱患。

(4)工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。采用氣化爐后，可在燒成操作時(shí)一次連接一組鋼瓶，直至燒成結(jié)束，減少了操作人員來(lái)回挪鋼瓶，及給鋼瓶加熱的程序，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，設(shè)備占地面極少，省卻了水池，水泵，加熱水套等一大套設(shè)備。

3LPG氣化爐用于梭式窯的操作要點(diǎn)

(1)安裝。安裝時(shí)要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙安裝，氣化爐應(yīng)同鋼瓶分室安裝、且通風(fēng)良好，并加裝通風(fēng)設(shè)備。氣相出口1m內(nèi)需安裝減壓閥，且壓力調(diào)整至0.1~0.6MPa,電源開(kāi)關(guān)和控制箱不能裝于鋼瓶氣房。

(2)準(zhǔn)備工作。使用前加滿水，加到水從溢出管流出即可，確定水已加滿，冬天時(shí)，工作地氣溫低于0℃時(shí)，可將防凍劑加到水中，防凍劑、水比例為1∶3。

(3)使用。氣化爐在使用時(shí)，首先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，等待約15min后，水溫升到45℃時(shí)方可打開(kāi)液相加入口開(kāi)關(guān)，以防止液相流出。關(guān)閉時(shí)先關(guān)閉鋼瓶閥門，讓殘余氣體繼續(xù)燃燒，直到耗盡氣化器中的全部氣體，次關(guān)閉液體管道上的主控閥，然后關(guān)閉主控電路上的電源及其他閥門，及梭式窯上的閥門。

4常見(jiàn)故障分析

(1)氣化爐氣相出口管結(jié)霜，氣相管外附有水珠或結(jié)霜，而氣化爐水溫顯示正常。原因分析：當(dāng)氣相管外有水珠或霜時(shí)，說(shuō)明液化氣在氣化爐內(nèi)沒(méi)有完全氣化，氣相中夾雜液相，致使液態(tài)液化石油氣在氣相管中氣化吸收環(huán)境熱量導(dǎo)致氣相管外結(jié)霜，此現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是供氣量超過(guò)了設(shè)備的氣化能力、工藝參數(shù)設(shè)定不合理及操作不當(dāng)?shù)?。解決辦法：①減少氣化爐進(jìn)液相量。②提高氣化爐水溫，在夏季，水溫控制約75℃，冬季控制約85℃。

(2)送電后電加熱不工作，將浮子開(kāi)關(guān)提起時(shí)電加熱器工作。原因分析：氣化爐控制系統(tǒng)采用安全連鎖，當(dāng)氣化爐水位超過(guò)低限時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切斷電源，防止液化氣氣化不完全使液相進(jìn)入氣相中。解決方法：給氣化爐加水，使液位達(dá)到規(guī)定高度。

(3)氣化爐氣相供出量小，生產(chǎn)能力明顯降低，檢查水溫符合工藝要求，氣化爐出口控制閥也全部打開(kāi)，排污時(shí)排污量小或阻塞。分析原因：氣化爐生產(chǎn)能力降低，檢查水溫、入口閥、入口過(guò)濾器均正常、液相入口壓力正常，說(shuō)明氣化爐內(nèi)部有堵塞使流量減小，生產(chǎn)量降低，因液化石油氣中含有大量的烯烴，烯烴的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在40℃以上時(shí)容易發(fā)生聚合反應(yīng)形成棕黑色稠狀的聚合物附在蛇形管內(nèi)壁，排污管和集氣管底部，當(dāng)長(zhǎng)期不清洗蛇形管、排污不及時(shí)或不暢時(shí)，聚合物將附著在蛇形管內(nèi)壁，堵塞集氣管的入口，造成通徑減小，導(dǎo)致生產(chǎn)能力降低。解決方法：①斷開(kāi)氣化爐液相入口，從入口處注入CCL4等有機(jī)溶劑，在加熱狀態(tài)下浸泡24~50h，用壓縮機(jī)將有機(jī)溶劑及雜物從排污管中排出。 ②氣化爐經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，氣化爐排污管入口堵塞，用有機(jī)溶劑浸洗多日也無(wú)法疏通，將集氣管頂部及排污管斷開(kāi)，用機(jī)械方式將蛇形管內(nèi)、集氣管底部和排污管內(nèi)的污物清出。③定時(shí)進(jìn)行排污，氣化爐運(yùn)行前，打開(kāi)排污管進(jìn)行足量排污，將集氣管底部的殘余物排凈。

5結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的梭式窯大多以液化石油氣為燃料，其中大部分窯爐仍采用水浴加熱，燒成質(zhì)量不穩(wěn)定，液化氣浪費(fèi)大，安全事故頻發(fā)。隨著能源價(jià)格的上漲，降低燃料成本，提高燒成質(zhì)量，安全生產(chǎn)已成為關(guān)系企業(yè)生存、發(fā)展的至關(guān)重要的問(wèn)題之一。采用LPG氣化爐，不僅能最大程度地利用液化氣，節(jié)約能源費(fèi)用支出，大幅度提高產(chǎn)品的燒成質(zhì)量，降低產(chǎn)品缺陷率，而且能夠提高熱工設(shè)備的安全性，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，利國(guó)利民。

參考文獻(xiàn)

[1]西北輕工業(yè)學(xué)院.陶瓷工藝學(xué)[M].北京:輕工業(yè)出版社，1988:292-320.

[2]華南工學(xué)院.陶瓷工業(yè)熱工設(shè)備[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981：45-75.

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.05.009

作者簡(jiǎn)介：胡永剛(1975~)，男，工程師.主要從事古陶瓷的復(fù)制及研究.