שריפת לבני חרס בתנור מנהרה: תפעול ופתרון בעיות

העקרונות, המבנה והתפעול הבסיסי של כבשני מנהרה נלמדו במושב הקודם. מושב זה יתמקד בתפעול ובשיטות לפתרון בעיות בשימוש בכבשני מנהרה לשריפת לבני בניין מחימר. כבשן המופעל על פחם ישמש כדוגמה.

א. הבדלים

לבני חרס עשויות מאדמה בעלת תכולת מינרלים נמוכה, פלסטיות גבוהה ותכונות הדבקה. קשה להסיר מים מחומר זה, מה שמקשה על ייבוש גושים של הלבנים בהשוואה ללבני פצלים. יש להן גם חוזק נמוך יותר. לכן, כבשני המנהרה המשמשים לשריפת לבני חרס שונים במקצת. גובה הערימה נמוך במקצת, ואזור החימום המוקדם ארוך במקצת (כ-30-40% מהאורך הכולל). מכיוון שתכולת הלחות של גושים של הלבנים הרטובות היא כ-13-20%, עדיף להשתמש בכבשן מנהרה עם אזורי ייבוש וסינטור נפרדים.

II. הכנה לפעולות ירי:

לבני חרס יש חוזק נמוך יחסית ותכולת לחות מעט גבוהה יותר, מה שמקשה על ייבושן. לכן יש להקדיש תשומת לב מיוחדת במהלך הערימה. כפי שאומר הפתגם, "שלושה חלקים שריפה, שבעה חלקים הערימה". בעת הערימה, ראשית פתחו תוכנית הערימה וסדרו את הלבנים בצורה סבירה; הניחו אותן בתבנית רשת עם קצוות צפופים יותר ומרכזים דלילים יותר. אם הלבנים אינן נערמות כראוי, הדבר עלול להוביל לקריסת לחות, קריסת ערימות וזרימת אוויר לקויה, מה שמקשה על תהליך השריפה ולגרום לתנאים חריגים כגון אש קדמית שאינה מתפשטת, אש אחורית שאינה נשמרת, אש עליונה מהירה מדי, אש תחתונה איטית מדי (אש שאינה מגיעה לתחתית), ואש אמצעית מהירה מדי בעוד שהצדדים איטיים מדי (לא מסוגלים להתקדם באופן אחיד).

הגדרה מראש של עקומת טמפרטורת כבשן המנהרה: בהתבסס על הפונקציות של כל מקטע בכבשן, ראשית יש להגדיר מראש את נקודת הלחץ האפס. אזור החימום המוקדם נמצא תחת לחץ שלילי, בעוד שאזור השריפה נמצא תחת לחץ חיובי. ראשית, יש להגדיר את טמפרטורת נקודת הלחץ האפס, לאחר מכן יש להגדיר מראש את הטמפרטורות עבור כל מיקום בקרון, לשרטט את דיאגרמת עקומת הטמפרטורה ולהתקין חיישני טמפרטורה במיקומים קריטיים. אזור החימום המוקדם (בקירוב, מיקומים 0-12), אזור השריפה (מיקומים 12-22) ואזור הקירור הנותר יכולים לפעול בהתאם לטמפרטורות שנקבעו מראש במהלך התהליך.

ג. נקודות מפתח לפעולות ירי

רצף הצתה: ראשית, הפעילו את המפוח הראשי (כווננו את זרימת האוויר ל-30-50%). הדליקו את העץ והפחם בקרון הכבשן, תוך שליטה בקצב עליית הטמפרטורה לכ-1°C לדקה, והעלו את הטמפרטורה בהדרגה ל-200°C. לאחר שטמפרטורת הכבשן עולה על 200°C, הגדילו מעט את זרימת האוויר כדי להאיץ את קצב עליית הטמפרטורה ולהגיע לטמפרטורת השריפה הרגילה.

פעולות שריפה: יש לנטר בקפדנות את הטמפרטורות בכל המיקומים בהתאם לעקומת הטמפרטורה. מהירות השריפה ללבני חרס היא 3-5 מטרים לשעה, וללבני פצלים, 4-6 מטרים לשעה. חומרי גלם שונים, שיטות הערמה ויחסי תערובת דלק ישפיעו על מהירות השריפה. בהתאם למחזור השריפה שנקבע (למשל, 55 דקות לקרון), יש לקדם את קרון הכבשן באופן אחיד, ולפעול במהירות בעת טעינת הקרון כדי למזער את זמן פתיחת דלת הכבשן. יש לשמור על לחץ יציב בכבשן ככל האפשר. (אזור חימום מקדים: לחץ שלילי -10 עד -50 פאסל; אזור שריפה: לחץ חיובי קל 10-20 פאסל). לכוונון לחץ רגיל, כאשר מכסה האוויר מכוון כראוי, יש לכוונן את מהירות המאוורר רק כדי לשלוט בלחץ הכבשן.

בקרת טמפרטורה: יש להגביר בהדרגה את הטמפרטורה באזור החימום המוקדם בכ-50-80 מעלות צלזיוס למטר כדי למנוע חימום מהיר וסדיקה של הלבנים. באזור השריפה, יש לשים לב למשך השריפה לאחר הגעה לטמפרטורת היעד כדי למנוע שריפה לא שלמה בתוך הלבנים. אם מתרחשים שינויי טמפרטורה ומשך הטמפרטורה הקבועה בטמפרטורה גבוהה אינו מספיק, ניתן להוסיף פחם דרך מכסה הכבשן. יש לשלוט בהפרש הטמפרטורות בטווח של 10 מעלות צלזיוס. באזור הקירור, יש להתאים את מהירות המאוורר של מאוורר הקירור כדי לשלוט בלחץ האוויר ובזרימת האוויר בהתבסס על טמפרטורת הלבנים המוגמרות היוצאות מהכבשן, כדי למנוע קירור מהיר שיגרום לסדיקה של הלבנים המוגמרות שנשרפו בטמפרטורה גבוהה.

בדיקת יציאה מהכבשן: יש לבדוק את מראה הלבנים המוגמרות היוצאות מהכבשן. עליהן להיות בצבע אחיד. ניתן להחזיר לבנים שלא שרפו מספיק (טמפרטורה נמוכה או זמן שריפה לא מספיק בטמפרטורה גבוהה, מה שגורם לצבע בהיר) לשריפה חוזרת. יש להסיר ולזרוק לבנים שלא שרפו יתר על המידה (טמפרטורה גבוהה גורמת להמסה ועיוות). ללבנים מוגמרות מתאימות יש צבע אחיד והן מפיקות צליל חד בעת נקישה, וניתן לשלוח אותן לאזור הפריקה לאריזה והובלה.

IV. תקלות אופייניות ושיטות לפתרון בעיות בהפעלת כבשן מנהרה

טמפרטורת אזור האש אינה עולה: לבני הבעירה הפנימית לא עורבבו בהתאם לתפוקת החום שלהן, והדלק בעל ערך קלורי נמוך. פתרון לערבוב לא מספק: התאימו את יחס הערבוב כך שיעלה מעט על הכמות הנדרשת. חסימה בתיבת האש (הצטברות אפר, גופי לבנים שקרסו) גורמת למחסור בחמצן, וכתוצאה מכך לעלייה לא מספקת בטמפרטורה. שיטת פתרון בעיות: נקו את תעלת האש, נקו את הארובה והסירו את הלבנים הירוקות שקרסו.

עצירת קרון כבשן במהלך הפעולה: עיוות מסילה (הנגרמת כתוצאה מהתפשטות והתכווצות תרמית). שיטת פתרון בעיות: מדוד את משטח המסילה והמרווח ביניהם (סבולת ≤ 2 מ"מ), ותקן או החלף את המסילה. נעילת גלגלי קרון כבשן: שיטת פתרון בעיות: לאחר פריקת הלבנים המוגמרות בכל פעם, בדוק את הגלגלים ומרחה שמן סיכה עמיד בטמפרטורה גבוהה. פריחה על פני השטח על הלבנים המוגמרות (כפור לבן): "תכולת גופרית גבוהה מדי בגוף הלבנה מובילה להיווצרות גבישי סולפט. שיטת פתרון בעיות: התאמת יחס חומרי הגלם ושילוב חומרי גלם דלי גופרית. תכולת גופרית גבוהה מדי בפחם. שיטת פתרון בעיות: הגדלת נפח גזי הפליטה באזור החימום המוקדם כאשר הטמפרטורה מגיעה לכ-600 מעלות צלזיוס כדי לפרוק את אדי הגופרית המשתחררים."

ה. תחזוקה ובדיקה

בדיקה יומית: בדקו האם דלת הכבשן נפתחת ונסגרת כרגיל, האם האטימה עומדת בדרישות, והאם קרון הכבשן פגום לאחר פריקת הלבנים. בדקו את גלגלי קרון הכבשן כדי לוודא שהם פועלים כרגיל, מרחו שמן סיכה בטמפרטורה גבוהה על כל גלגל, ובדקו האם קווי ניטור הטמפרטורה פגומים, האם החיבורים מאובטחים והאם הפונקציות תקינות.

תחזוקה שבועית: הוסיפו שמן סיכה למאוורר, בדקו אם מתח הרצועה מתאים, וודאו שכל הברגים מהודקים היטב. הוסיפו שמן סיכה לקרון ההעברה ולמכונת הקרון העליון. בדקו את כל הרכיבים לפעולה תקינה. בדיקת מסילה: עקב הפרשי טמפרטורה משמעותיים בכבשן, התפשטות והתכווצות תרמית עלולות לגרום להתרופפות המסילה. בדקו אם ראשי המסילה והרווחים בין קרונות ההעברה תקינים.

בדיקה חודשית: יש לבדוק את גוף הכבשן לאיתור סדקים, לבדוק את מצב הלבנים החסינות ודפנות הכבשן, ולכייל את ציוד גילוי הטמפרטורה (שגיאה <5°C).

תחזוקה רבעונית: הסרת פסולת ממעבר הכבשן, ניקוי הארובה ותעלות האוויר, בדיקת מצב האיטום של מפרקי ההתפשטות בכל המיקומים, בדיקת גג הכבשן וגוף הכבשן לאיתור פגמים, ובדיקת ציוד הסירקולציה ומערכת בקרת הטמפרטורה וכו'.

ו. הגנת הסביבה ובטיחות

כבשני מנהרה הם תנורים להנדסה תרמית, ובמיוחד עבור כבשני מנהרה המופעלים בפחם, טיפול בגזי פליטה חייב להיות מצויד במשקעים אלקטרוסטטיים רטובים לצורך הסרת גופרית ודניטריפיקציה על מנת להבטיח שגז הפליטה הנפלט יעמוד בתקני הפליטה.

ניצול חום פסולת: אוויר חם מאזור הקירור מועבר דרך צינורות לאזור החימום המוקדם או לאזור הייבוש כדי לייבוש ריק לבנים רטובות. ניצול חום פסולת יכול להפחית את צריכת האנרגיה בכ-20%.

ייצור בטיחותי: כבשני מנהרה המופעלים בגז חייבים להיות מצוידים בגלאי גז למניעת פיצוצים. כבשני מנהרה המופעלים בפחם חייבים להיות מצוידים בגלאי פחמן חד-חמצני, במיוחד במהלך הצתה של הכבשן כדי למנוע פיצוצים והרעלה. הקפדה על נהלי הפעלה חיונית להבטחת ייצור בטוח.