在全球低碳经济与能源革命的大趋势下,环保政策趋严,中国等国家始终重视新能源产业的发展。近年来,随着光伏行业的降本提效持续推进,光伏发电的经济性日益凸显,光伏发电需求增多,这将拉动光伏玻璃需求上涨。另外,中国已成为全球最大的晶体硅太阳能电池生产国及第一大市场,太阳能电池产量的增加必然会增加对国内光伏玻璃的需求,进而带动整个光伏玻璃产业的发展。
光伏玻璃主要采用压延法成型,近20年快速发展单线拉引量由100吨升到大于350吨,流溢口宽度由1700mm扩大到4500mm左右。另一方面压延辊径的变大,辊前设计液面同样是上升的,闸板变形问题突出,边部漏玻璃液,作者对比过流溢口清理时间占比,漏玻璃液是最大的变量。
一、应对变化首先是材质选择,介绍几中常见材料:
1.铬镍不锈钢
- 304不锈钢
- 它含有18%的铬和8%的镍,这种材质具有良好的耐热性,能够在较高温度下保持较好的机械性能。在光伏玻璃闸板的应用中,304不锈钢可以承受玻璃液的高温环境,其抗氧化性能有助于防止在高温下钢板表面快速氧化,从而延长使用寿命。
- 同时,304不锈钢具有较好的加工性能,便于制造出符合闸板尺寸和形状要求的耐热钢板。
- 310S不锈钢
- 310S不锈钢含有更高比例的铬(24 - 26%)和镍(19 - 22%),其耐热性比304不锈钢更出色。它的熔点较高,可以在980 - 1150°C的高温范围内使用,非常适合在光伏玻璃生产中接近玻璃液温度的极端高温环境下工作。
- 这种材质还具有良好的耐腐蚀性,能够抵抗玻璃液中的化学物质对钢板的侵蚀。
2.耐热合金钢板
- 铁镍基高温合金
- 例如Incoloy系列合金,这类合金以镍 - 铁为基体,添加了铬、钼、钛等元素。它们具有优异的高温强度、抗氧化性和抗热腐蚀性能。
- 在光伏玻璃闸板中,铁镍基高温合金能够在高温下保持高强度,承受玻璃液的压力和热冲击,确保闸板的结构稳定性和可靠性。
- 镍基高温合金
- 像Inconel系列合金,其主要成分是镍,还含有铬、钼、铝、钛等多种元素。镍基高温合金具有极高的耐热性,可在1000°C以上的高温下长期稳定工作。
- 其抗蠕变性能良好,即在高温和应力作用下,材料的变形很小,这对于保持闸板的形状和尺寸精度非常重要,能够有效防止闸板在长期高温环境下发生变形而影响其阻断玻璃液的功能。
二、一体式和分体式闸板介绍
1、一体式闸板
整块耐热钢板,两分板,流溢口宽度在2600mm以内线体的闸板不易变形,一般使用一体式闸板就可满足换机需求。边部少量弯曲变形,可以采用边风吹或者闸上部外斜减少闸板上翘。
一体式闸板图
2、分体式闸板
该钢闸板包括多块耐热钢板组成的钢闸板、夹紧板、吊环、扳把。多块耐热钢板并行排列且一端与夹紧板螺栓连接,多块耐热钢板之间留有间隙,吊环固定在夹紧板不连接耐热钢板的一侧,扳把固定在夹紧板的左右两端。
这种分体式结构的优点在于:每块耐热钢板宽度远小于整块钢板宽度,且接触到的玻璃液温度几乎相同,变形量小,不存在两端翘起的问题。相邻两块耐热钢板之间的缝隙可用于耐热钢板受热膨胀。此外,该钢闸板可自由组合,宽度能根据需要调整,适配不同尺寸的窑炉,且在使用过程中能节约换机时间,降低更换压延机的时间成本和经济成本,也不需要工作人员在高温下清理渗漏的玻璃液,降低了劳动强度。
分体式闸板使用时需要定期检查夹紧板与耐热钢板的螺栓连接是否紧固。螺栓松动可能会使耐热钢板之间的相对位置发生变化,影响闸板的整体性和功能。
体式闸板图
3、应用环境变化后的改善措施
实际情况是不同板宽的线别均有使用一体式闸板,变形一直存在,采取改善措施有:下部切开膨胀缝、下部底部中间上凹、上部加厚等各类围绕受热变形想办法。
而板宽4000mm压延线在使用一体式闸板中,两侧弯曲变形,在闸料时边部会有玻璃液流出。闸板变形严重时还会造成闸板边部闸不住料,导致换机失败或唇砖更换时清理凉玻璃时间长。
因变形漏玻璃液图
要解决闸板变形问题,操作上的应用有采用加冷却水管的方式(见图例),红色为不锈钢管通冷却水,使用效果闸板无明显变形,还可以加速闸板边部玻璃冻住,方便清理操作。如果仅换机一并拉离流溢口;换唇砖完成清理、唇砖安装前就可以关水,并排干净管道内的水。进水口有三通,可以接水和压缩空气,关水后立即开压缩空气吹净,因压力变化大,出水管固定好,避免四处飞溅造成烫伤。
一体式闸板加冷却水管
结语:
分体式闸板做为改进型应用优势明显,且可较好的改善操作环境,提供高效、安全的换机换砖前提条件;材料选择方面优先耐热合金钢板,铁镍基高温合金能够在高温下保持高强度,承受玻璃液的压力和热冲击,确保闸板的结构稳定性和可靠性。闸板变形最大时在刚进入玻璃液,上下闸板本体的温度差越大,变形越大。粘冷却水管能较好的做为一个过渡选项,操作上闸板外置企业,同样可以长期采用。