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1、循环冷却水的稳定控制对浮法玻璃生产的影响引言玻璃熔窑和锡槽是浮法生产的重要热工设备，为了满足生产和工艺需要配置诸多带有冷却水的装置和设备，如：前脸墙冷却水包、挡料器、卡脖深层水包、玻璃液搅拌器、水钩子、浮法成型用拉边机、锡槽冷却水包、直线电机等。这些设备在常温下可以可以正常使用，但要在高温条件下连续使用的话，必须有冷却设施存在，否则极易产生弯曲、变形和烧损，失去设备功效和作用。玻璃生产中冷却水循环利用既可以节约水资源保护环境，同时还可以节约生产成本。浮法工艺的特点决定了水冷设备必须长期安全稳定运行，否则将会严重影响工艺制度的稳定给生产带来极大损失。如何稳定控制循环水，来保证设备的换热效率和使用
2、时间，稳定生产作业，减少对工艺和生产的影响，在当前玻璃行业竞争加剧的形势下显得愈发重要。 循环水的指标和作用在生产实践中，控制循环冷却水的指标主要有：水质硬度、水温、水压、用水量等，这些指标的稳定控制都会对浮法玻璃生产造成巨大影响。一般将水中所含钙、镁离子的总量称为水的硬度，通常以和的含量来计算水的硬度，并作为水质的一个指标，天然水都含有一定的硬度，地下水、咸水和海水的硬度较大。按照阳离子组成，水的硬度可进一步区分为钙硬度和镁硬度；按照水中阴离子组成，又可把硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度就是钙和镁重碳酸盐和碳酸盐，这种水煮沸后很容易生成碳酸盐沉淀析出，所以又称这种硬度为暂时硬度，
3、而非碳酸盐硬度是钙和镁的硫酸盐以及氯化物，用水煮沸方法不能从水中析出沉淀，所以这种硬度又称为永久硬度。硬度单位为（以为基本单元）。由于硬度并非单一的离子或盐类，为使用方便，常将其换算为一种统一的盐类，这时可以按照当量换算的原则以或者的质量浓度表示，如的硬度等于的或者的我国饮用水水质标准规定，总硬度不能超过（以碳酸钙计），若换算成氧化钙则不能超。如果生产中水质硬度控制过高，会造成用水设备结垢加速，严重影响设备的冷却效果，不能满足工艺要求，同时使得用水设备使用寿命大为缩短。如某浮线曾经发生过因循环水硬度控制不稳定，硬度过高，导致熔窑卡脖水包和搅拌结垢急剧加速而烧毁，原本可以使用年的设备，短短几个月
4、就不能用了，酿变成大的生产事故，大量冷却水进入窑内，部分烧毁设备落入窑内，处理过程很是麻烦，影响生产时间达半年之久，损失惨重。即便是没有烧毁，组织对结垢的用水设备进行清洗或者频繁更换这些设备也会造成生产系统不能长期稳定运行劳神费力。一是会对生产造成不利影响，如造成熔窑温度制度的紊乱，影响产量质量，如更换卡脖深层水包；二是会大幅度增加企业的成本，这些设备大都价值不菲，少则几千元多则上万元；三是更换水冷却设备的劳动强度大，作业环境恶劣，以更换垂直搅拌为例，高温作业，程序多，时间长，还要动用瓦工、钳工、管工等多工种协同才能完成。而更换拉边机对成型作业的影响更大，破坏原有的成型工艺制度，增加无效作业时
5、间，直接影响产量和质量。如果生产中水质硬度要控制过低，将对设备的选型产生限制，会大幅提高设备的投资成本和运行成本，同时也为控制增加难度，不利于企业的生产成本控制和生产过程控制。水压是循环冷却水的关键指标之一。水压波动时，首先引起水的流速发生变化，造成设备的冷却水量发生变化，影响到用水设备的热交换效果和设备安全；也影响到用水设备的周边环境发生温度变化，造成不稳定。当水压向下波动时，会降低设备的冷却作用，使周边环境温度相对升高，降低对设备的冷却效果。冷却作用不能保证设备性能时，会使设备发生弯曲、变形、烧顶等，会严重影响到生产运行和生产安全；当水压向上波动时，会使设备的冷却作用加强，降低周边环境的温
6、度；当水压过大时，会使用水设备的接口、薄弱点产生漏水，严重时会使设备的进出水接口发生脱落现象，将严重影响到设备的安全和生产的安全。因此，对循环冷却水的压力控制来说，不能太高，也不能太低，应在满足设备用水冷却的前提下，减少波动，保证压力的持续稳定。水温和水量控制不稳定会对熔化和浮法成形作业带来直接的危害。（）导致熔化作业不稳定我们知道，在玻璃熔窑中存在着非常复杂的玻璃液对流，既有横向对流，也有沿窑的长度方向上的对流回流。其中，纵向上以热点为分界线的两个回流对浮法生产影响最大，我们把热点以前的回流称为环流，把热点以后的回流称为环流。环流是熔化区域配合料层下的流动形态，其形成机理是由于热点与投料口两
7、处温度不同所引起的温差对流，它的纵向断面形状类似于三角形，深度从投料口向热点逐渐减小。环流上层液流的运动方向与配合料的运动方向是相反的。环流的大小和强度与熔窑产量密切相关，若产量增加则配合料层的大小及厚度增加，从而使配合料层的熔制负担加重。根据工艺需要，在环流中布置有前脸冷却水包（主要形式有贯通式和对开式），有的熔窑出于保护池壁的需要，从投料口两侧向窑内各插入一根挡料水包，长度，大致能到小炉的位置。这两种水包在使用过程中都必然要吸收大量的热量，当水温和水量发生较大变化，会导致前脸水包以及挡料水包吸热量的变化，使得配合料与水包之间的热量传递随之发生变化，则配合料的熔化速度发生变化，导致泡界线位置
8、发生前后移动，而使得玻璃液的对流发生变化，进而影响到玻璃的质量。泡界线的稳定是玻璃熔化四小稳之一，通常按照泡界线的位置、形状、清晰度来判断熔化作业的是否正常。熔窑中最主要的液流结构是环流，它的范围始于热点处终于熔窑出料口，其长度为整个熔窑长度的到。环流在熔制工艺上实现着最后的熔化澄清、搅拌均化、冷却调节等功能。强度最大的地方发生的环流中部附近，该处设有作为分隔结构的卡脖，它可以起到控制环流强度的作用。环流的回流为其主要部分，其次是从环流中分离出来的纯生产流，通道纯生产流的份额表示了环流的熔制能力，若份额较小，则其熔制负担较轻，热点至卡脖前的熔化澄清对于生产优质的浮法玻璃非常关键。卡脖深层水包在
9、浮法玻璃熔窑上被广泛使用，它是一种玻璃液分隔装置，可以控制玻璃的产量和质量。因深层水包内通有冷却水，使水包附近的的玻璃液受冷后形成黏度较大的不动层，构成一道围壁，既可以起到挡住浮渣的作用，还可以通过调节其沉入玻璃液的深度来控制玻璃液的流量，可以起到控制环流中的生产流作用，即阻挡生产流。同时还有明显的降低玻璃液温度的功能。当卡脖深层水包处的水温及水量发生较大变化时，势必会影响到环流中的生产流，造成液流紊乱，同时会打破该处玻璃液的温降梯度，破坏已经比较稳定的温度场，进一步会影响到玻璃液的质量，使玻璃板面出现夹杂物、气泡等缺陷。另外，在卡脖处设置有水平搅拌或垂直搅拌，其作用有降温、强制均化玻璃液等作
10、用，是提高玻璃质量的有效手段。如果搅拌处的水温或流量发生较大变化，会直接影响玻璃液的强制均化，使得玻璃液均化作用不统一，均化效果变差，而影响到玻璃质量，容易导致玻璃板面上形成条纹（俗称波筋）、光学变形等缺陷。图玻璃熔制过程及液流运动和反应区域（）熔化不稳而引起成形流量不稳，导致浮法成形难度增加某浮法线在生产时，遭遇厚度和厚薄差变化大的情况，通过调整浮法成形参数效果不明显，经过分析排查，最终发现是因为循环水的水温和流量变化大造成的。卡脖深层水包因水量、水温波动而造成冷却效果不均衡，引起玻璃液温度的波动和不均衡，使得玻璃液黏度发生波动，从而引起成形流量不稳和玻璃板宽及厚度的不稳定。另一方面，当采在
11、用拉边机法生产厚玻璃时，拉边机的机杆是用水冷却的，当水温和流量变化较大时，机杆与锡槽、玻璃带之间的热量传递发生较大变化，拉边机的机头温度、成形区玻璃带黏度、机头的锚固力发生变化，力的传递改变导致玻璃厚度变化，从而影响到玻璃液的堆积效果，引起成形困难和成形工艺制度波动。（）导致锡槽出口温度波动出口温度是浮法工艺重要的关键指标，它是指玻璃带离开锡槽时的温度，涉及安全生产、退火质量和成形质量。出口温度高或低，易造成玻璃的划伤、沾锡、翘曲、辊印、压裂，并使退火压力加大，引起切割问题。在生产优质的薄板玻璃时，出口温度的控制更为重要。出口温度的控制一般是用抽、穿锡槽尾端的水包来控制的，因此当循环水的水温或
12、水量发生较大变化时，就会影响到锡槽出口温度的变化。玻璃锡槽出口温度是比较敏感的，过高或过低都会对产品质量造成影响。（）影响锡槽直线电机的功能发挥，影响锡槽内锡液对流，在成形区内使玻璃带横向温差加大，在出口区使扒渣机不能起到正常的作用。由于循环冷却水的硬度、水压、水温、水量波动都会对玻璃生产的温度制度、设备使用产生重大影响和损失，因此对循环冷却水指标的稳定控制，是浮法生产辅助设备系统稳定作业的基础，是保证浮法玻璃生产并进行精细化控制的前提，探索如何稳定循环冷却水的指标控制，具有经济和技术上的双重意义。那么如何控制才能使之稳定，满足生产和工艺的需要呢？结合本公司生产实践，我公司重点做了以下几个方面
13、工作：（）严格控制水的硬度。细节决定成败，按照精细管理的要求，充分重视循环软化冷却水的重要性，加强管理，严格执行工艺制度，加强对水质硬度指标的控制力度和监测，重视软化水的制备环节，及时补充新鲜的软化水，确保水质硬度达标并持续稳定，使循环冷却水硬度始终稳定在之间。（）稳定控制水温、水压，加大技术改造力度，增设水温恒温控制设备和自动控制仪表（如冷却风机加装变频器，冷却水池加装蒸汽加热器，增设调节阀等），在夏季加大冷却风机的变频频率，冬季降低冷却风机的变频频率及开启水池加热器，使水温在冬夏两季能够控制在，从而使循环冷却水的温度相对稳定。（）稳定控制水的压力，在固定管径前提下，水压是调节水量的有效手段
14、，全年控制在之间，并保持持久的稳定。通过进行水泵变频控制改造，来稳定冷热水池的水量及供水压力。（）锡槽回水由不带压回水改为带压回水，增加了用水设备的安全性和稳定性。（）所有的用水设备在硬度、水温、水压稳定的基础上，合理调节用水量，使回水温度始终控制在以下。 我们通过一系列有针对性的措施，使循环冷却水的几个关键指标常年控制在极小的波动范围内，实现了循环冷却水的硬度、水温和水压、水流量关键指标的稳定控制，取得了十分显著的效果。联合车间熔窑及锡槽配备的工艺设备使用寿命大幅度延长，用水设备结垢情况大为减轻，生产线投产近年没有对任何用水设备进行酸洗、疏通，熔化和成形作业稳定，玻璃厚薄差控制良好。循环冷却水的稳定控制对浮法玻璃的生产至关重要，如果控制不稳定会带来极大危害，我们通过强化管理和加大技术改造实现了循环冷却水的硬度、水温和水压、水量的稳定控制，取得明显的成效。
