夾層玻璃高壓釜降溫節水措施分析

孟興蛟，李立新（云南明泰玻璃股份有限公司 云南 昆明 650106）

0 引言

當前制造業面臨的各種成本壓力較大，企業日益重視成本控制，從各方面加強控制以降低成本，且循環利用經濟不斷發展，環保要求日益深入人心，減少資源浪費，利用有限的資源實現效率最大化，不僅是企業成本控制的需求，也是企業應盡的社會責任。金山銀山，不如綠水青山，節約用水，也是節約能源，保護環境。為了預防國內水資源不斷緊張的問題，近年來，相關部門也多次召開了有關節約用水的工作會議，出臺了各層級的節水條例和規定，將節水作為一項基本政策提到相當高度來認識。工業用水應當采用先進技術、工藝和設備，增加循環用水次數，提高水的重復利用率。以水為原料的生產企業應當采用節水生產工藝和技術，減少損耗。冷卻水應當循環使用，循環使用率應當按城市節約用水專業規劃要求達到國家節水型城市標準[1]。夾層玻璃因其特殊的產品性能，在建筑行業、汽車工業及安保行業使用較為廣泛，夾層玻璃生產工藝中高溫高壓降溫冷卻用水在深加工企業是用量較大的一個工序，且冷卻水沒有產生其它污染，可通過多次循環利用以節約用水，采取措施提高冷卻水的重復利用率就是節水的重要措施，具有顯著的經濟和環境意義。

1 夾層玻璃生產工藝概述

夾層玻璃是由兩片及兩片以上的玻璃，使用PVB 膠片為中間層材料粘接制作而成，PVB 膠片具有優良的粘接性和透光性，使得夾層玻璃在破損后還能完整的與膠片粘接而不脫落，成為安全性能較好的玻璃產品。夾層玻璃生產工藝主要有干法夾層和濕法夾層2 種，通常夾層玻璃選用以干法生產工藝制作的為主，干法夾層玻璃生產工藝流程為：玻璃→洗片→合片→初壓→升溫升壓→保溫保壓→降溫降壓→成品，干法工藝制作而成的夾層玻璃具有良好的透光性和粘接性，能滿足多種安全需求的產品使用要求，是建筑、汽車、博物館、銀行及安保需求場合的首選玻璃產品。

2 高壓釜降溫冷卻用水情況分析

夾層玻璃經過輥壓機初壓后，玻璃和膠片間殘留大量的空氣，需經過高溫高壓排除殘余的空氣，得到透光性較好的成品。在高溫高壓過程中，釜內溫度最高升到約135℃，壓力升到約1.2MPa，在此溫度和壓力下保溫保壓約5min 左右，再把釜內溫度降到45℃以下，卸掉壓力，打開釜門，完成高壓釜操作過程，得到夾層玻璃成品。在這個過程中，高溫高壓完成后對密閉的高壓釜進行降溫，水冷是目前最為快捷有效的方式，高壓釜降溫需要遵循相應的工藝要求控制降溫速度，一般使用常溫的自來水進行降溫。根據高壓釜內分布的水管長度及流量情況，降溫時間長短不一樣，整個高壓釜高壓過程在4～8h 左右,其中約50%的時間用于降溫，3 h 左右的降溫過程，水的使用量較大。比如體積為40 m3高壓釜，常規尺寸的高壓釜降溫用水流量約為12 m3/h，即1h 需要用水量12m3，按降溫時間為3 h 計算，則需用水36m3，部分高壓釜冷卻時間在3 h 以上，用水量更大。如果按每天一釜玻璃計算，則1 個月需耗水約1 000m3。采取一次性過水冷卻的話，冷卻水消耗較多，不僅增加了企業的用水成本，這些水的排放也形成水資源浪費。且降溫用的冷卻水僅是溫度升高，沒有產生其他污染，可以采取措施降溫后循環使用，在玻璃生產中用于其他用途也是可行的。實現循環重復用水，降低用水量，一方面可以降低企業的生產成本，同時也有利于減少污染排放，符合節能環保的要求。不少企業采取了節水措施控制用水量，但如何操作，何種方式最經濟適用，根據實際情況有所不同。

3 高壓釜節水措施介紹

高壓釜降溫冷卻時間較長，在降溫冷卻過程中，需要不斷給釜內冷卻管道供水，通過冷卻管循環后完成一次冷卻，水溫升高，此時溫度升高的水不再適宜進入冷卻管道，而需要供給常溫水或降溫后的循環水以通過增加溫差加速冷卻，直到釜內溫度降到45℃左右。節約用水采取的措施就是圍繞如何對水進行收集和冷卻后再進入釜內降溫管道系統，從而實現循環重復利用的問題。在實際生產過程中，根據夾層生產的特點和實際情況，可以采取以下不同的措施實現循環利用。

3.1 工藝布置考慮

深加工企業生產涉及用水的主要工序是磨邊洗片、夾層和中空，Low-E 玻璃及一些特殊的玻璃對水質要求較高，需要使用去離子處理的水才能用于生產，不適于使用循環水，但常規玻璃產品在磨邊工序進行磨邊洗片時利用循環水是可行的，夾層高壓釜冷卻水利用到這些工序，可以滿足生產工藝要求。在設備工藝布置規劃時，即考慮上述3 個用水工序水的循環利用問題，綜合統籌合理布局，即可實現高壓降溫后或多次循環后不再適用于高壓降溫重復利用的水用于其他生產工序，達到最佳的循環重復利用的目的，提高水的利用率。

3.2 水塔冷卻

通常夾層高壓釜冷卻水可以采用修建水池或使用容量足夠大的水箱進行收集，水池或水箱大小沒有固定要求，但一般應考慮容積大于30m3，以實現水的收集、充分冷卻及循環使用。就水池來說，可設置一個水池，也可對水池進行分段，在水池上方或側面配備冷卻塔，高壓釜冷卻管出來的熱水通過冷卻塔進行冷卻后進入水池，再進入高壓釜冷卻管道給高壓釜降溫，確保進入高壓釜的水溫盡量達到或接近常溫狀態。水塔冷卻能很好的確保水的溫度降低，是最適宜的冷卻方式，冷卻水塔資金投入較低，可以用較為經濟的方式實現水的冷卻，以達到循環進入冷卻管道的溫度要求。

水池修建位置根據場地情況及氣候因素可建于室內，也可建于室外，有的企業甚至把水池直接建于高壓釜下方，絲毫不產生場地占用和浪費。

3.3 噴淋冷卻

采用噴淋系統實現自然冷卻的方式降溫，具體方法是修建1 個30m3以上的冷卻水收集池，制作一套類似于鋼化爐風管的噴淋管道系統（見圖1），噴淋系統分布多根直徑約為25mm 的噴淋管，每根噴淋管左右各一排間距約40mm、直徑為1.5～2mm 左右的小孔，噴淋系統置于水池上方，進水管連接高壓釜冷卻水出水管，高壓釜出來的冷卻水通過噴淋系統主管進入噴淋系統，帶有一定水壓的冷卻水從這些小孔流出形成細流，與空氣接觸而自然降溫后流入水池，通過水池收集后再進入高壓釜冷卻管道，這樣不斷循環而實現自然噴淋冷卻，多次重復利用于高壓釜降溫冷卻。

為了確保水的降溫效果最好，水池可建成分段似的，底部預留洞口聯通實現流動，如建成3段，高壓釜出來的熱水進入第一段進行冷卻后流入第二段，第二段自然冷卻后流入第三段，進入高壓釜的冷卻用水從第三段尾部供給，這樣冷熱分離，水的溫度盡可能降低，增加高壓釜冷卻效果（見圖1）。

3.4 及時降溫冷卻系統水垢

釜內冷卻水管是固定長度及管徑的，在日積月累的生產過程中，因水里面含有一定的鈣離子，不斷使用自來水進入管道散熱，經過加熱的水會加速管道結垢。我們知道管道結垢一方面會形成管道堵塞，造成進入釜內的水量下降，增加降溫時間，影響降溫效果；一方面積累的大量水垢也相當于增加了水管壁厚，冷水進入釜內管道系統所吸收的熱量降低，則降溫效果會大打折扣，我司的高壓釜就曾出現這樣的狀況，高壓釜剛投入生產時，降溫時間約3h 左右，但隨著管內結垢不斷增厚，降溫時間延遲到5h 以上，嚴重影響了高壓釜的生產效率。所以有效避免冷卻管道結垢并及時清理水垢，降低了因設備管道結垢造成的生產耗時問題，也是一種變相節約用水的措施。

預防結垢可采用軟化水進行高壓釜降溫冷卻，減少鈣離子進入冷卻管內造成結垢，但這樣水處理的成本較高；也可采用一段時間請專業清洗人員進行管道清洗，清洗管道使用的主要是以稀鹽酸為主要介質的化學方法進行，這種清洗方式會對冷卻系統管壁造成一定的損傷，但能有效疏通管道，消除結垢，達到冷卻水流量需求。

圖1 噴淋系統示意圖

3.5 高壓釜用冷卻水用于其他生產工序

高壓釜冷卻水在冷卻過程中只是水溫升高，并沒有產生其它污染，除可以不斷采取措施降溫循環使用外，多次循環及長時間停留在收集池的水也難免會因灰塵等因素降低水的潔凈度，不再適宜用于高壓釜降溫。這樣的水可通過預先設置的水管管路用于其它工序，實現水的充分循環利用。

4 結語

通過一些簡單的技術改造，經濟投入不大，但采用的節水措施可以實現高壓釜冷卻水的循環使用，可用于生產用水要求較低的磨邊洗片工序，實現水資源的多次重復利用，極大的提高了生產用水的重復利用率，減少用水消耗，一些措施還起到降低生產耗時的問題。從降低生產成本的角度來說，這是有效合理的措施，從節能減排來說也具有顯著的節能環保意義。可喜的是一些夾層玻璃設備生產廠家也關注到了高壓釜降溫耗水的問題，從玻璃生產企業的角度出發，在企業訂購夾層生產設備時，會建議并附帶提供冷卻塔為企業實現冷卻水循環利用，從開始就協助企業解決了水資源的浪費問題，對玻璃生產企業而言是比較省事有益的。