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玻璃熔窑的结构改革和节能措施浅析

      玻璃熔窑在玻璃工厂中是消耗燃料最多的热工设备,一般占全厂总能耗的70-85%,抓住了玻璃熔窑的节能,就抓住了玻璃厂节能节能的核心。可见玻璃熔窑节能至关重要。我国目前能源形势比较严峻,为了推动我国我国玻璃行业的节能,现就火焰玻璃窑的结构改革和节能措施提出我们的看法。
 
      1、选用优质耐火材料在玻璃工业中,耐火材料是窑炉设计的基础,因为在玻璃池窑上实施一系列技术措施,没有可供使用的优质耐火材料是难以实现的。
 
      2、强化窑体保温窑体的强化保温,就是尽量减少熔化玻璃时从窑体散失的热量。窑体各部位保温强度可采用隔热度计算。窑炉必须保温,窑炉只有采取强保温后,才能将窑体不保温散失的占输入热量30%左右的热量减少到6-9%左右。玻璃窑炉的保温不仅可使窑壁热阻增加,减少向外散热,并且能在相同的火焰温度下,提高玻璃窑内的玻璃液温度(30-50℃),加速熔化过程,提高熔化率,降低单位玻璃液的能耗。保温还可增加窑体结构的严密性,减少通过胸墙、大碹等不严密部位的溢气散热,以及通过小炉、蓄热室墙体缝隙吸入冷空气而造成的能耗损失。只有对窑炉的池底、池壁、胸墙、大暄、小炉、蓄热室、分配料道等部位进行全方位复合层次的保温,才是提高玻璃熔窑的热效率、节能的三个最大的途径之一。
 
      3、合理设计熔窑小炉和火焰空间二次空气流向控制适当和火焰空间高度设计合理,能使火焰把热量大部分传给玻璃液,并保护胸墙及大碹不受火焰冲刷。小炉中心线与熔窑中心线形成一个3°-6°角度。小炉碹的倾角为20°,下面底板的{顷角为10°-20°。
 
      4、设置窑坎在熔化区和澄清区设置窑坎,既可以减少澄清均化后的玻璃液回流,也可节省燃料5%左右,还可提高气泡溢出速度,提高熔化率和提高玻璃液质量。窑坎的发展趋势是由薄变厚,由矮变高。设置了窑坎后,窑坎使玻璃液由厚变薄,而提高了玻璃液的澄清速度,并挡住熔化部的脏料进入澄清部,从而提高了玻璃液的质量;设置了窑坎,阻挡了澄清部下层的低温流进入熔化部,从而起到节能的作用。
 
      5、池底鼓泡玻璃池炉鼓泡就是用特殊的喷嘴由池底向上鼓入具有一定压力的气体,使人为形成的气泡上浮来搅拌玻璃液。鼓泡的基本作用是:有效地控制、强化和改善熔化池内的玻璃液对流体系,增强炉内玻璃液的对流体系,增强炉内各物料间的热交换及物理化学反应,因此提高了玻璃液熔制过程中的熔化、澄清、均化的效率,增加产量,可提高5-12%。鼓泡的型式最好采用脉冲式鼓泡,鼓泡点分布通常为一排,也有两排的。两排的,一排设在加料口附近,后一排鼓泡点通常与窑坎配合。插入池底的鼓泡管可使用特种合金管、白金鼓泡管、水冷却耐热钢管,其孔径为1-3mm,每个鼓泡占用气量为60-250L/H。
 
      6、电助熔电助熔就是利用玻璃的高温导电特性,在用火焰直接加热的池窑中,采取局部的高效率直接通电方式,提高深层玻璃液的温度和增加出料量。国外的电助熔窑,熔化率有的已达3.5t/m2d以上,我国的电助熔窑熔化率和国外的差距很大,主要是思维观念的差别,认为电助熔是提高玻璃质量的。电助熔窑主要是提高产量的,也是提高玻璃液质量的,但以提高玻璃产量为主。增加电助熔窑的数量,提高电助熔窑的数量和熔化率,把国内电助熔窑与国外的电助熔窑的水平缩短,是我国电助熔窑的发展方向,也是我国窑炉工作者近期的一个努力方向,也是节能工作的一个主要方面之一。电极的安装,有从池壁水平插入和从池底下部插入。目前,大多数都是底部插入。
 
      7、选用合适的流液洞截面适当缩小流液洞的截面尺寸,增加流液洞的负荷,减少玻璃液的回流。
 
      8、采用延伸式流液洞延伸部位能够挡住相当多的来自暄顶的热辐射,有助于降低流液洞进口端玻璃液温度,使流液洞进出口端玻璃液的平均密度差(P出-P进)减少,即减少了流液洞中玻璃液回流的可能性。
 
      9、采用倾斜式流液洞为避免流液洞盖板砖蚀损过快及减少流液洞中玻璃液回流,流液洞倾斜15-20°,砖料要经过特殊研磨、抛光,井进行组装,避免玻璃液渗透。
 
      10、流液洞盖板选用优质耐火材料流液洞的蚀损主要发生在盖板。盖板蚀损过快会使流液洞的几何面积增大,通过的玻璃液温度升高,导致流液洞产生回流或使原来的回流增大。对于颜色玻璃可选用含氧化铬的无缩孔电熔铸AZS砖,这种砖的抗侵蚀能力比电熔铸AZS(Zr0241%)还要高2-3倍,蚀损极其轻微,因此流液洞的尺寸变化不大。根据国外资料报导,用这种材质砌筑一座日产200吨玻漓液的池窑的流液洞,可在一个窑期内节约近700吨重油。
 
      11、增加熔化池澄清区的深度提高熔化率后,增加熔化池澄清区的深度是今后窑炉发展的一个方向。根据出料量和池底的温度,适当增加澄清区的深度,有助于玻璃液的澄清和降低流液洞进口端的玻璃液温度,以减少流液洞的回流和延长流液洞的使用期限。在窑坎后设置深区来促进玻璃液的澄清,这种结构有以下几个特点:加深澄清区的深度,形成了垂直空间容积结构,延长了玻璃液的行程,增加了澄清的时间,在熔化率过高的情况下,有利于提高玻璃液的质量。在窑坎后而设置深区,池底次梁做成高度一致,从而增加了池底保温层的厚度,减少了池底的散热,从XX公司的78m2燃气发生炉煤气蓄热室马蹄焰高效节能玻璃池炉技术研制报告中可以看出,其环境温度为320℃时,其池底温度为45℃,减少了池底的散热,节约了能耗。在熔化率较低的情况下,过分增加澄清区的深度,有可能使玻璃液过冷,出现析晶和微细条纹,降低玻璃液质量。
 
      12、采用大蓄熔比的单通道蓄热室和三通道蓄热室根据近几年进口的大型玻璃熔窑来看,大蓄熔比的单通道蓄热室还是多数。格子体高度在?米以上的玻璃熔窑还是采用单通道蓄热室;格子体低于7米以下的玻璃熔窑和受厂房高度限制的玻璃熔窑,可以采用三通道蓄热室。若厂房面积容许,马蹄形火焰池窑的蓄热室采用三通道箱型结构,则是一种改善废热回收的方法。我们国内的三通道蓄热室,一般都是由两个有格子砖的通道和一个无格子砖的通道组成,离国外三个通道都有格子砖还有一定的差距,这主要是受到我国目前业主资金的限制。无论是真三通道还是假三通道。在相同蓄热室高度的情况下,增大了格子砖的体积、增大了格子砖的总面积,延长了气流通过格子砖的路程,蓄熔比达到40-55:1,能较好回收热能。由于蓄热室的格子体比较细长,使气流在格子体中分布较为均匀,格子体的利用率较高。同时,蓄热室的一通道在整个窑期内永远不会堵塞,有利于熔窑后期操作。这种结构使我们不加深蓄热室基础,就可以获得一条较长的热交换路线,对设定的蓄热室容积来说,这种形式的蓄热室死角较少,井能避免单通道的大型蓄热室常常发生的情况,即当空气在蓄热室前部流动时产生的死角处废气回流。多通道箱型结构可使每个通道内的围体、格子体及格子体支撑暄选用最适宜的耐火材料,以及把硫酸盐的凝结位置设计在不易引起堵塞的部位上。
 
      13、增大蓄热室格子砖体积引进池窑一般都具有较大量的蓄热室,以使助燃空气获得较高的预热温度(>1200℃)。玻璃池窑蓄热室计算系数(格子体体积/熔化池面积一般为3-4m3/M2)。
 
      14、采用十字型格子砖根据用户的资金和用户的厂—房高度,选择合适的格子体形式。目前的格子体形式有常规的西门子、李赫特、编兰式。格子砖的形式有标砖、筒型、十字型。引进窑一般采用十字型格子砖。十字型格子砖,其格孔尺寸为120×120、140×140,150×150。在同样体积时,格孔尺寸为120×120的十字型格子砖,其厚度为40mm,在同样体积时用其码砌的格子体的传热面积比传统格子砖摆砌的编篮式格子体的传热面积要大40-50。
 
      15、作业部(又称分配料道)与熔化部全分隔为了提高玻璃的熔化率,保证玻璃液质量,不使分配料道内的玻璃液温度受熔化部火焰温度的影响,将作业部(又称分配料道)与熔化部全分隔,使作业部的温度便于调整。
 
      16、分配料道实行区域分隔为适应产品大小变化的需要,为了防止偏料,分配料道上部空间实行区域分隔,以便各区域能单独加热和自动控制。
 
      17、工作池池壁底部倾斜工作池池壁底部采用倾斜结构,有助于防止池底出现死料。
 
      18、大碴采用蜂窝状结构蜂窝状暄顶能增加大暄的辐射面积,扩大火焰的辐射能力。
 
      19、利用预热锅炉,回收烟道废气利用烟道锅炉回收烟气余热,产生的蒸汽用来供煤气发生炉用,或用来职工洗澡。
 
      20、采用测氧装置,严格控制空气过剩系数根据测氧装置测出的氧数据,严格控制空气过剩系数。空气过剩系数是玻璃熔窑燃烧特性的一个重要指标。过大会浪费燃料,过小会使燃料燃烧不完全。
 
      21、采用节能型燃油烧嘴
 
      22、选用先进的加料机玻璃熔窑选用先进的加料机,配一个合适的加料口。建议中小型玻璃熔窑选用裹入式摆动加料机,可使配合料分布能够调整,分布面积较大且均匀,有利于配合料玻璃态化,能防止配合料粉尘在窑内的飞溅,有助于节约燃料和增大出料量。裹入式摆动加料机与加料口配合适当,才能使配合料分布,且能够调整,分布面积较大且均匀,有利于配合料玻璃态化有助于减少散热和配合料粉尘的飞扬。
 
      23、提高熔化温度当熔化温度在1450-1550℃之间时,每提高10℃可使熔化率和出料量递增10%左右。
 
      24、在供油管线上装设退油阀退油阀可在燃料器停止喷油时将喷嘴中的油退回,因此防止复燃,而复燃会使喷嘴砖及周围的耐火砖损坏,引起喷嘴过热和浪费燃料;从喷嘴中将油退回,可大大减少结焦,因而减少了燃烧器的维修次数。
 
      25、提高空气和煤气的预热温度发生炉煤气热值低,燃煤气池窑要达到理想的熔化温度,只有通过提高预热空气温度而达到。预热可提高燃料的燃烧技术效率。煤气的预热温度取决于玻璃熔窑的废气温度和和蓄热室的蓄熔比和耐火材料的耐火度,提高空气和煤气的预热温度,是提高然发生炉煤气池窑熔化温度的前提,是燃发生炉煤气提高熔化率的重要途径。
 
      26、采用富氧燃烧技术采用比常规空气含量高的空气助燃称富氧燃烧。它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热量利用率的特点。
 
      27、应用微机控制玻璃熔窑玻璃窑炉的热工参数采用长规调节仪表控制不够理想。应推广以工业计算机为核心,配以电动Ⅲ型执行机构、可编程控制器、变频调速器和一次仪表组成组成的适合我国国情的完整的窑炉计算机自动控系制。
 
      该系统可完成如下功能:实现自动与手动的无干扰切换:燃油玻璃池窑实现了油、气、风交又变化比例调节控制:完成火焰换向前自动关油、自动减小油压的功能,克服交换对系统的扰动影响:完成加料时自动提高油压的功能,克服交换对系统的扰动影响;克服环境对炉顶温度的干扰;炉顶温度稳定控制在±1°内;期间炉顶温度<4°。微机控制玻璃熔窑的系统特点:人机界面友好,系统控制状态及检测、参数修改直观:程序控制设计及算法新颖有效;系统抗干扰能力强大;实现了计算机数据化管理,将有力地推动玻璃熔窑的节能。
 
 
 
 
 


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