光伏窑炉大碹钻孔焊补维修方法应用

宋章和 李学成 张勇 辜孔良

（1.吴江南玻玻璃有限公司 苏州 215200；2.上海杰汇炉窑新技术有限公司 上海 201900）

0 引言

随着国家新能源政策的实施，太阳能光伏作为清洁能源最重要的组成部分［1］，装机容量成倍增长。太阳能光伏玻璃是太阳能产业链中的一个重要环节［2］，其需求与日俱增，光伏玻璃窑炉也越来越多，光伏玻璃厂之间竞争也愈加激烈，为了提高玻璃产品质量和减少损失，对窑炉破损及时进行维护和修补显得十分必要。

光伏玻璃窑炉一般采用天然气为燃料，运行前期在正常的工艺条件下，窑炉一般不会出现严重的烧损问题，但在中后期，熔窑大碹容易从砖缝处烧损形成喇叭口状小鼠洞并蹿火，采取普通热修补方式填热补料效果差且寿命短，热修补时热补料难免掉入窑内玻璃液里形成玻璃缺陷，频繁进行普通热修补不仅严重影响玻璃生产质量，还会造成成形区辊伤带来的换辊等经济损失。基于以上问题，吴江南玻公司听取上海杰汇炉窑新技术有限公司的建议，采取钻孔焊补的方式维修大碹喇叭口状小鼠洞，取得了良好的使用效果。本文主要介绍大碹钻孔焊补这样一种新的焊补施工方式和使用效果，确定其可行性。

1 窑炉大碹现状

吴江南玻650 t/d光伏窑炉运行8年多，熔窑大碹由于密封性差，碱蒸汽沉积造成熔损形成大量小鼠洞［3］，基本都是喇叭口状（上口小，下口大），外部照片和内部照片如图1所示。

图1 大碹破损喇叭口状孔洞内外照片

开始遇到这种情况时，技术人员认为让其蹿火，不进行热修补，等其烧损变大时，再进行修补效果更好一些。但实际上长时间砖缝蹿火任由其发展，不仅会有碹体表面的杂质熔损掉落窑内影响玻璃生产质量，还会形成连片的蹿火砖缝造成碹砖掉落形成大的孔洞，既不安全又浪费大量热量，所以该方法并不可取。

后续只要有蹿火砖缝，就会使用热补料进行及时修补，这样能避免碹砖过早的掉落。但由于破损为喇叭口状，热补料修补的深度有限，且热补料烧结效果差也容易掉落，使得维修后的寿命短，频繁维修不仅增加了工人的劳动强度，还影响了玻璃质量，造成辊伤等经济损失。

鉴于以上问题，通过与专家沟通交流后，决定采取大碹钻孔焊补的维修方式，对喇叭口状蹿火砖缝进行焊补维修。

2 钻孔焊补施工

2.1 施工前准备

光伏窑炉大碹外表面温度一般会比浮法窑炉高，施工环境比较恶劣，所以施工前，要充分做好防护措施，降低操作区域的环境温度，准备好钻孔设备和焊补设备。钻孔设备也需要做好防护和降温措施，避免失灵或损坏。

2.2 钻孔施工

（1）钻孔前，清理蹿火区域的保温材料及碹顶密封料，完全露出碹砖才能进行下一步施工操作。

（2）清理保温和密封料时应提前使用高硅布或高硅绳封堵穿火孔洞和砖缝，避免杂物掉入窑内对生产造成不良影响。

（3）清理穿火区域保温材料时，清理区域应在穿火孔洞周围扩大300～500 mm，便于下一步的钻孔施工操作。

（4）钻孔一般采用直径大于100 mm的金刚石钻头，钻孔的区域应大于蹿火砖缝区域。

（5）钻孔操作时，钻孔设备需要通水冷却金刚石钻头，但水量应严格控制，避免过量冷却水溢出导致大碹硅砖炸裂而造成大碹严重损伤。

（6）钻孔应该分次进行，并掌握好钻机钻孔力度，减少钻孔过程中杂物集中掉入窑内而影响玻璃质量。当钻孔深度达到要求的深度时，应立即停止钻孔操作，清理干净孔洞内部及孔洞周边的杂物后再进行焊补维修。

（7）焊补材料应采用硅质焊补料，SiO2含量应不小于99%。

（8）焊补时，当孔洞密封后钻孔区域外表面温度会明显降低，降至300～400 ℃，焊补材料应该进行合理配置才能满足该环境下的使用要求。钻孔焊补施工示意如图2所示，钻孔焊补过程照片见图3。

图2 钻孔施工过程示意

图3 钻孔焊补照片

3 应用效果

经过一年多时间观察，大碹钻孔焊补区域并没有再次穿火，窑炉生产比较稳定。一年多以来，大碹上部维修工作与焊补之前相比确实明显减少，完全超出了预期效果。图4为大碹钻孔焊补前及使用一年后的效果。

图4 应用效果

4 结语

对于处于窑龄中后期的光伏窑炉，由于长期高温导致熔窑大碹砖缝熔损形成大量喇叭口状鼠洞并蹿火，采取钻孔焊补维修的方式，可有效对蹿火区域进行焊补密封，并保持较长时间不再出现穿火现象，既降低了保窑工人的劳动强度，又避免了频繁维修过程中碹顶掉落物进入玻璃液而影响玻璃质量，在提高玻璃质量的同时也减少了掉落物与玻璃液形成结石引起辊伤带来的经济损失，该方法确实可行，值得推广。