雞場負壓風機消除隧道窯燒成制品缺陷的方法及措施機房冷卻工程歷

隧道窯燒磚時，造成燒成制品的缺陷有多種因素，每一種制品缺陷產生的原因各不相同，要分析其產生的原因并設法消除，才能提高制品質量。實際生產時，容易出現的制品缺陷主要為生磚、焦磚、磚體產生裂紋、啞音磚、黑心磚等。
1、隧道窯燒成過程出生磚的原因及消除措施
在用隧道窯燒磚時，由于燒成溫度偏低(低于燒成所需溫度)或高溫持續時間過短，保溫時間不夠，坯體內各種成分之間化學反應不充分，磚體內熔融液相量生成過少，致使制品黃啞無聲，機械強度很差，不符合建筑使用要求。消除產品出現這種缺陷的方法是嚴格控制隧道窯燒成帶溫度，使它保持在原料要求的燒成溫度范圍內，適當延長燒成帶高溫持續時間。
隧道窯坯垛兩側出生磚的問題也比較普遍，產生原因及具體解決方法如下：
a、碼坯坯垛離窯內墻較遠，邊部間隙較大，坯垛與窯內墻之間形成既寬又高的直通風道，坯垛邊部的通風量過大，使燒成降溫快。解決的方法就是要縮小邊部間隙，坯垛與窯內墻的距離保持在50mm左右，邊部坯垛要上下垂直，防止上部向內傾斜。
b、坯垛中部密、阻力大，窯內通風量中部小、邊部大，燒成時坯垛中間火度偏大，邊火偏小。解決辦法為及時調整碼坯密度，中部減頭放稀，邊部加頭增密，使窯內通風分配均勻、合理。
c、砂封槽加砂不滿或窯車砂封板彎曲變形，密封不嚴，檢查道內冷空氣由空隙處沿窯墻侵入窯內，致使燒成邊火溫度降低。解決的方法是定時定量向砂封槽內加砂，砂封板變形時要及時校正。
2、隧道窯燒成過程中出焦磚的原因及消除措施
在用隧道窯燒磚時，由于燒成溫度偏高或高溫持續時間過長，磚體內熔融液相量生成過多，磚外形收縮過大，小于正常規格要求，雖然結構致密，強度很高，但仍然屬于不合格產品，消除這種產品出現的方法是嚴格控制隧道窯燒成帶溫度，使它保持在原料要求的燒成溫度范圍內，如果燒成帶高溫持續時間過長，則應適當加快降溫。
3、隧道窯燒成時裂紋產生的原因及消除措施
隧道窯燒成時體的裂紋有三種，產生原因各不同，只要分析清楚，解決起來也比較容易。
a.磚體表面產生發狀裂紋
隧道窯冷卻帶降溫過急，燒成后的制品突然迅速冷卻，磚體表而冷縮，內部熱脹。在磚體表和內部產生內應力，在內應力作用下產生發狀裂紋。生產原料對溫度變化越敏感，產生發狀裂紋的機會就越多。消除發狀裂紋的主要辦法就是保持燒成火度平穩，防止降溫過快，適當地控制進車速度，少用或停用窯尾風機送風。
b．磚體炸裂
　　由于人窯坯體不干，干燥殘余含水率過高，預熱升溫又過急，坯內水分在短時間內急劇汽化，積聚在坯體內，當坯體內水蒸氣壓力超過坯體強度時，便發生炸裂，破壞坯體結構。有的表面剝落，有的出現大裂口和斷磚。消除炸裂產生的措施有控制磚坯的人窯含水率，延長預熱時間，緩慢升溫脫水。采用內燃燒磚，增大坯體的氣孔等。
c．一般形式的裂紋
進入隧道窯干燥時的坯體，在預熱過程中由于升溫急，坯體表面水分蒸發快，內部水分擴散慢，坯體表面干縮內部濕脹，產生應力使坯體開裂。如預熱帶過短時，坯垛上部升溫急；預熱帶過長時，坯垛中下部先預熱不良而進人高溫段后又升溫過急，都會發生裂紋。而且磚坯愈潮，裂紋的程度也愈嚴重。消除一般裂紋的主要措施是：堅持干坯人窯，減少坯體水分，碼坯放稀坯垛，調整用閘方法，縮小預熱帶上下溫差，放長預熱帶，延長磚坯干燥脫水時間等。
4、隧道窯燒成時磚體出現啞音的原因及消除方法
燒成過程中造成啞音磚的原因是多方面的。有的是磚坯本身帶來的，這種啞音磚垛將分布在全窯。有的是操作失誤所引起的，這種啞音磚只分布在窯的某些部位。所以，對窯內啞音磚要檢查分析它的分布規律和原因，然后采取相應措施。產生啞音磚的原因有：已經干燥的磚坯存放在潮濕的環境中，或者干坯人窯后與低溫高濕的煙氣相遇，磚坯吸水回潮，坯體不干的時候受到再次吸潮的交替作用，其組織被破壞，高濕坯預熱過急，未經充分干燥就較快的升溫，坯體產生內裂，燒好的高溫磚降溫速度過快，冷卻過急等。消除措施有：已經干燥的坯體不能在潮濕環境中仔放，及時排出窯內低溫高濕的煙氣，免得干坯回潮。高吸水量的坯體，應及時燒成，不能使其處于熱冷交替的環境之中。要充分考慮坯體的干濕程度，采用合理的升溫速度對坯體進行預熱。燒成的成品磚，要按照原料對溫度的敏感程度，采用合理的降溫措施，控制冷卻速度，不能使高溫磚降溫速度過快，冷卻過急，免得坯體產生裂紋或內部裂紋。
5、隧道窯燒成時產生黑心磚的原因及消除措施
黑心磚和壓花磚是內燃燒磚常出現的問題。內燃燒磚燒成時，在磚體內部和磚與磚疊壓的部位，由于內摻燃料燃燒缺氧而處于還原氣氛中，該部位磚體中鐵的氧化物被還原成FeO或Fe304，故其顏色呈青色或藍色。這些低價鐵的氧化物具有強烈的助熔作用。所以，燒成時疊壓處液相生成量比別處多，燒成后該部位的收縮變形比別處大，常出現凹凸不平的現象。
消除黑心和壓花的主要方法有：改進碼坯方法，使磚坯條面和頂面的重疊面積盡量減少。適當延長燒成帶的保溫時間，使坯體中的內燃料完全燒盡。實行低溫長燒，控制燒成帶的升溫速度，防止磚體表面過早玻化，供給窯內足夠的空氣，保證坯體內摻燃料完全燃燒。改生產實心磚為生產多孔磚和空心磚，增加內摻燃料的粉碎細度，并使之與原料拌和均勻，適當增大窯內通風量，使制品燒透。
6、隧道窯燒成時產生白頭磚的原因和消除方法
制磚原料和燒成所用的外加，內摻燃料中，特別是劣質煤中常會有硫化物，燒成時這些硫化物燃燒生成二氧化硫，二氧化硫在氧化氣氛中被繼續氧化成三氧化硫，這含硫氣體隨潮濕煙氣在預熱帶流過時被低溫的磚坯吸收，燒成后體表面生成硫酸鹽，使磚表面變成粉白色，人窯的磚坯愈潮，燃料的含硫量愈高，磚的白頭現象也愈嚴重，減少坯體人窯水分，降低碼坯密度，縮短預熱帶，擴大通風量，防止磚坯凝露返潮，使含硫煙氣及時排出窯外，就能減少甚至避免白頭磚的產生。
7、隧道窯燒成時產生黑頭磚的原因及消除方法
燒成時磚坯被未燃盡的煤焦和煤灰埋住，與空氣隔絕，磚體的高價鐵被還原成低價鐵，使紅磚的顏色變成黑色或藍色，這種磚就叫做黑頭磚。有的整體黑，有的部分黑，多發生在坯垛底部或煤焦阻塞之處。只要碼坯形式符合要求，窯內通風分配合理，燃料粒度適當，加煤量少勤添，使燃料完全燃燒，防止煤焦堆積，就能防止或消除黑頭磚的產生。
8、隧道窯燒成時產生面包磚的原因及消除方法
磚坯在燒成過程中升溫過快時，熔融液相過早形成，使磚體表而急劇�；�，但磚體內部產生氣體的反應尚未結束，這些氣體無法透過高粘度的熔體逸出，在坯內愈積愈多，最后導致磚體內部膨脹，便形成面包磚。降低磚坯內的內燃摻配量，控制燒成溫度和升溫速度，采用低溫長燒，減慢燒成進度，適當掌握過剩空氣量，都足消除坯體產生面包磚的可靠方法。
9、磚中石灰爆裂產生的原因及消除方法
制磚原料中的石灰石質礓石和內燃摻配料中的石灰石顆粒，在燒成過程中會生成生石灰，磚出窯后生石灰在大氣中水蒸氣的作用下水化消解，變為熟石灰，這時石灰的體積膨脹1．5-3．5倍，體積膨脹的應力很大，使磚體表面炸裂，致使磚表面發生片狀剝落，或者使磚粉碎。消除石灰爆裂的方法是：在原料或內燃摻料中有石灰石時，要加強原料和摻料的粉碎工作，使其粒徑保持在1mm以下，石灰石顆粒愈小，則其膨脹時應力愈小，就對磚體危害不大。延長燒成時間，適當提高燒成溫度30-50℃，使石灰石與二氧化硅反應化合，生成硅酸鹽，不但能夠消除石灰爆裂，并能提高磚的機械強度。
10、磚體泛霜產生的原因及消除方法
泛霜是磚內存在的可溶性鹽類的溶液在磚表面再結晶的結果，嚴重時會使磚發生魚鱗狀剝落，影響磚體的耐久性。如果延長燒成時間，增加原料粉碎細度，或者生產多孔磚、空心磚、燒成過程中將磚坯燒透，物理化學反應完全，就可以減少或消除磚的泛霜現象。

機房中單機工程的運算效能、能耗的提升導致了整個機柜需要更高的熱交換來進行冷卻，而這種高密度的環境又使得熱交換的氣流阻力越來越大。傳統的熱交換工程無論是風量，還是風壓都無法解決IT微環境工程的高密度熱交換問題。

通過前期幾次拜訪胡教授，張賓對整個數據中心的相關內容有了較為全面的了解，而這時胡教授又提出了“機房冷卻的問題”，并告訴張賓制冷工程是數據中心規劃和運作中不可忽視的一個重要問題。

張賓：“為什么說冷卻工程在機房建設和運作中，是一個十分關鍵的問題呢？”

胡教授：“關于這個問題，我們可以先回顧一下冷卻工程在我國的發展歷程”。

機房冷卻史

我國第一代計算機機房誕生于上世紀60年代初，中科院計算所計算機大樓及機房冷卻工程也隨著建立起來。大樓配置集中制冷、集中空調，工程龐大，地板下通風管網縱橫交錯，造成了工程風量分配調節很難達到平衡，從而導致機柜內熱交換效率非常低。

上世紀80年代初期，大型計算機開始進入我國，一排封閉組合機柜，其長度接近6米，發熱量大于20KW，靠一般空調氣流已經無法解決內部熱的交換。所以其采用水路冷熱交換工程，盡管水路熱交換工藝復雜，但比起集中制冷、集中空調熱交換工程，熱交換溫度場均勻，而且熱交換效率高。

上世紀80年代中期，采用室外獨立制冷機組，提供冷凍水進入機房（精密冷水機組），精密冷水機組僅次于后來的精密空調機。但室外水制冷工程受溫度的影響，運行可用性還是比較差，精密冷水機組成為過渡產品。

到上個世紀80年代中后期，精密空調（制冷、空調、凈化、加濕、加熱）一體化，制冷工程氟利昂風冷干式直接蒸發，高效離心風機大風量通過蒸發器，不飽和結露，既能維持空氣中絕對含濕量，又使相對濕度小于70%；工程運行節能顯著，確保精密空調能夠穩定、不間斷運行。

張賓：“這樣看來，‘冷卻工程’從計算機機房誕生開始，就已經是一個不可忽視的問題了，那么現代機房的冷卻工程又是怎樣的呢？”

胡教授：“在了解現代冷卻工程之前，我們還是先來關注一下冷卻工程的發展趨勢�！�

現代冷卻工程

機房中單機工程的運算效能、能耗的提升，導致了整個機柜需要更高的熱交換來進行冷卻，而這種高密度的環境又使得熱交換的氣流阻力越來越大。

傳統的熱交換工程無論是風量，還是風壓，都無法解決IT微環境工程高密度熱交換問題。大型機群消耗功率高達30～40KW，集群計算機機柜如圖1所示。

冷卻模塊化

以美國APC公司為代表的NCPI解決方案供應商，順應IT發展需求和各類數據中心環境熱交換工程的需求，開發了模塊化機柜級（In-row）冷卻工程。其特點是模塊化組合，每個模塊可跟著機柜走、又圍著機柜轉的制冷工程，不論是大中型數據中心環境冷卻，還是高密度機柜冷卻等都可獲得廣泛一體化的組合應用。

區域化空調實際上是和大型計算機水內冷冷卻原理一樣，只不過內部冷卻工程放到機柜的外部而已，讓機柜內部寶貴的空間能夠安裝更多更高性能的服務器，如圖2所示。

模塊區域化空調In-row冷卻工程，冷卻能力可與機柜需求容量相匹配，尤其是圍堵式的冷卻工程，冷卻氣流圍著機柜轉，從而，進出熱交換氣流路徑短、氣流循環工程阻力小，并列冗余風機可交替工作，以確保不間斷的冷卻氣流進行高效率的95%以上的顯熱交換。

模塊化機柜級（In-row）已成為冷卻工程的一種趨勢。APC所開發的制冷產品就是采用模塊化機柜級（In-row）的冷卻工程，該工程能夠滿足各種不同IT環境的需求－－從布線間、機房到各種規模的數據中心。

以APC的In-rowRC（30KW）冷凍水機組為例，APCIn-rowRC是一個可提供各類數據中心、高密度機柜、機群用于制冷的冷卻工程。通過冷凍水分配工程，它可將冷凍水分配到12個冷水機組，使數據中心冷卻能力達到12×30KW=360KW。

在這個工程中，水分配工程采用德國柔性無縫鋼管，電動專業機械工具接口屬內接口緊密封式連接，通過20多年世界范圍的應用，機房內無論是管道還是接口、節門部件等從未發生過水患。

冷凍水分配工程可免去人們對機房發生水患的憂慮，尤其是一些數據中心隨著業務的增長，冷卻工程需要擴容時，采用In-rowRC-工程可輕松升級擴容。

In-rowRC-工程還有一個顯著的優勢，就是占地面積小，操作維護簡單，投資、安裝費用較低，具有廣闊的應用空間。

NCPI專欄

美國可用性研究中心在2002年提出了NCPI（網絡關鍵物理基礎設施）的概念。NCPI是機房中與IT工程緊密相關的、關鍵的一部分，是由電力、空調、機柜、管理、服務組成的工程。

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