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玻璃熔窯的結(jié)構(gòu)改革和節(jié)能措施淺析

      玻璃熔窯在玻璃工廠中是消耗燃料最多的熱工設(shè)備,一般占全廠總能耗的70-85%,抓住了玻璃熔窯的節(jié)能,就抓住了玻璃廠節(jié)能節(jié)能的核心??梢?jiàn)玻璃熔窯節(jié)能至關(guān)重要。我國(guó)目前能源形勢(shì)比較嚴(yán)峻,為了推動(dòng)我國(guó)我國(guó)玻璃行業(yè)的節(jié)能,現(xiàn)就火焰玻璃窯的結(jié)構(gòu)改革和節(jié)能措施提出我們的看法。
 
      1、選用優(yōu)質(zhì)耐火材料在玻璃工業(yè)中,耐火材料是窯爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因?yàn)樵诓AС馗G上實(shí)施一系列技術(shù)措施,沒(méi)有可供使用的優(yōu)質(zhì)耐火材料是難以實(shí)現(xiàn)的。
 
      2、強(qiáng)化窯體保溫窯體的強(qiáng)化保溫,就是盡量減少熔化玻璃時(shí)從窯體散失的熱量。窯體各部位保溫強(qiáng)度可采用隔熱度計(jì)算。窯爐必須保溫,窯爐只有采取強(qiáng)保溫后,才能將窯體不保溫散失的占輸入熱量30%左右的熱量減少到6-9%左右。玻璃窯爐的保溫不僅可使窯壁熱阻增加,減少向外散熱,并且能在相同的火焰溫度下,提高玻璃窯內(nèi)的玻璃液溫度(30-50℃),加速熔化過(guò)程,提高熔化率,降低單位玻璃液的能耗。保溫還可增加窯體結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性,減少通過(guò)胸墻、大碹等不嚴(yán)密部位的溢氣散熱,以及通過(guò)小爐、蓄熱室墻體縫隙吸入冷空氣而造成的能耗損失。只有對(duì)窯爐的池底、池壁、胸墻、大暄、小爐、蓄熱室、分配料道等部位進(jìn)行全方位復(fù)合層次的保溫,才是提高玻璃熔窯的熱效率、節(jié)能的三個(gè)最大的途徑之一。
 
      3、合理設(shè)計(jì)熔窯小爐和火焰空間二次空氣流向控制適當(dāng)和火焰空間高度設(shè)計(jì)合理,能使火焰把熱量大部分傳給玻璃液,并保護(hù)胸墻及大碹不受火焰沖刷。小爐中心線與熔窯中心線形成一個(gè)3°-6°角度。小爐碹的傾角為20°,下面底板的{頃角為10°-20°。
 
      4、設(shè)置窯坎在熔化區(qū)和澄清區(qū)設(shè)置窯坎,既可以減少澄清均化后的玻璃液回流,也可節(jié)省燃料5%左右,還可提高氣泡溢出速度,提高熔化率和提高玻璃液質(zhì)量。窯坎的發(fā)展趨勢(shì)是由薄變厚,由矮變高。設(shè)置了窯坎后,窯坎使玻璃液由厚變薄,而提高了玻璃液的澄清速度,并擋住熔化部的臟料進(jìn)入澄清部,從而提高了玻璃液的質(zhì)量;設(shè)置了窯坎,阻擋了澄清部下層的低溫流進(jìn)入熔化部,從而起到節(jié)能的作用。
 
      5、池底鼓泡玻璃池爐鼓泡就是用特殊的噴嘴由池底向上鼓入具有一定壓力的氣體,使人為形成的氣泡上浮來(lái)攪拌玻璃液。鼓泡的基本作用是:有效地控制、強(qiáng)化和改善熔化池內(nèi)的玻璃液對(duì)流體系,增強(qiáng)爐內(nèi)玻璃液的對(duì)流體系,增強(qiáng)爐內(nèi)各物料間的熱交換及物理化學(xué)反應(yīng),因此提高了玻璃液熔制過(guò)程中的熔化、澄清、均化的效率,增加產(chǎn)量,可提高5-12%。鼓泡的型式最好采用脈沖式鼓泡,鼓泡點(diǎn)分布通常為一排,也有兩排的。兩排的,一排設(shè)在加料口附近,后一排鼓泡點(diǎn)通常與窯坎配合。插入池底的鼓泡管可使用特種合金管、白金鼓泡管、水冷卻耐熱鋼管,其孔徑為1-3mm,每個(gè)鼓泡占用氣量為60-250L/H。
 
      6、電助熔電助熔就是利用玻璃的高溫導(dǎo)電特性,在用火焰直接加熱的池窯中,采取局部的高效率直接通電方式,提高深層玻璃液的溫度和增加出料量。國(guó)外的電助熔窯,熔化率有的已達(dá)3.5t/m2d以上,我國(guó)的電助熔窯熔化率和國(guó)外的差距很大,主要是思維觀念的差別,認(rèn)為電助熔是提高玻璃質(zhì)量的。電助熔窯主要是提高產(chǎn)量的,也是提高玻璃液質(zhì)量的,但以提高玻璃產(chǎn)量為主。增加電助熔窯的數(shù)量,提高電助熔窯的數(shù)量和熔化率,把國(guó)內(nèi)電助熔窯與國(guó)外的電助熔窯的水平縮短,是我國(guó)電助熔窯的發(fā)展方向,也是我國(guó)窯爐工作者近期的一個(gè)努力方向,也是節(jié)能工作的一個(gè)主要方面之一。電極的安裝,有從池壁水平插入和從池底下部插入。目前,大多數(shù)都是底部插入。
 
      7、選用合適的流液洞截面適當(dāng)縮小流液洞的截面尺寸,增加流液洞的負(fù)荷,減少玻璃液的回流。
 
      8、采用延伸式流液洞延伸部位能夠擋住相當(dāng)多的來(lái)自暄頂?shù)臒彷椛洌兄诮档土饕憾催M(jìn)口端玻璃液溫度,使流液洞進(jìn)出口端玻璃液的平均密度差(P出-P進(jìn))減少,即減少了流液洞中玻璃液回流的可能性。
 
      9、采用傾斜式流液洞為避免流液洞蓋板磚蝕損過(guò)快及減少流液洞中玻璃液回流,流液洞傾斜15-20°,磚料要經(jīng)過(guò)特殊研磨、拋光,井進(jìn)行組裝,避免玻璃液滲透。
 
      10、流液洞蓋板選用優(yōu)質(zhì)耐火材料流液洞的蝕損主要發(fā)生在蓋板。蓋板蝕損過(guò)快會(huì)使流液洞的幾何面積增大,通過(guò)的玻璃液溫度升高,導(dǎo)致流液洞產(chǎn)生回流或使原來(lái)的回流增大。對(duì)于顏色玻璃可選用含氧化鉻的無(wú)縮孔電熔鑄AZS磚,這種磚的抗侵蝕能力比電熔鑄AZS(Zr0241%)還要高2-3倍,蝕損極其輕微,因此流液洞的尺寸變化不大。根據(jù)國(guó)外資料報(bào)導(dǎo),用這種材質(zhì)砌筑一座日產(chǎn)200噸玻漓液的池窯的流液洞,可在一個(gè)窯期內(nèi)節(jié)約近700噸重油。
 
      11、增加熔化池澄清區(qū)的深度提高熔化率后,增加熔化池澄清區(qū)的深度是今后窯爐發(fā)展的一個(gè)方向。根據(jù)出料量和池底的溫度,適當(dāng)增加澄清區(qū)的深度,有助于玻璃液的澄清和降低流液洞進(jìn)口端的玻璃液溫度,以減少流液洞的回流和延長(zhǎng)流液洞的使用期限。在窯坎后設(shè)置深區(qū)來(lái)促進(jìn)玻璃液的澄清,這種結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)特點(diǎn):加深澄清區(qū)的深度,形成了垂直空間容積結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)了玻璃液的行程,增加了澄清的時(shí)間,在熔化率過(guò)高的情況下,有利于提高玻璃液的質(zhì)量。在窯坎后而設(shè)置深區(qū),池底次梁做成高度一致,從而增加了池底保溫層的厚度,減少了池底的散熱,從XX公司的78m2燃?xì)獍l(fā)生爐煤氣蓄熱室馬蹄焰高效節(jié)能玻璃池爐技術(shù)研制報(bào)告中可以看出,其環(huán)境溫度為320℃時(shí),其池底溫度為45℃,減少了池底的散熱,節(jié)約了能耗。在熔化率較低的情況下,過(guò)分增加澄清區(qū)的深度,有可能使玻璃液過(guò)冷,出現(xiàn)析晶和微細(xì)條紋,降低玻璃液質(zhì)量。
 
      12、采用大蓄熔比的單通道蓄熱室和三通道蓄熱室根據(jù)近幾年進(jìn)口的大型玻璃熔窯來(lái)看,大蓄熔比的單通道蓄熱室還是多數(shù)。格子體高度在?米以上的玻璃熔窯還是采用單通道蓄熱室;格子體低于7米以下的玻璃熔窯和受廠房高度限制的玻璃熔窯,可以采用三通道蓄熱室。若廠房面積容許,馬蹄形火焰池窯的蓄熱室采用三通道箱型結(jié)構(gòu),則是一種改善廢熱回收的方法。我們國(guó)內(nèi)的三通道蓄熱室,一般都是由兩個(gè)有格子磚的通道和一個(gè)無(wú)格子磚的通道組成,離國(guó)外三個(gè)通道都有格子磚還有一定的差距,這主要是受到我國(guó)目前業(yè)主資金的限制。無(wú)論是真三通道還是假三通道。在相同蓄熱室高度的情況下,增大了格子磚的體積、增大了格子磚的總面積,延長(zhǎng)了氣流通過(guò)格子磚的路程,蓄熔比達(dá)到40-55:1,能較好回收熱能。由于蓄熱室的格子體比較細(xì)長(zhǎng),使氣流在格子體中分布較為均勻,格子體的利用率較高。同時(shí),蓄熱室的一通道在整個(gè)窯期內(nèi)永遠(yuǎn)不會(huì)堵塞,有利于熔窯后期操作。這種結(jié)構(gòu)使我們不加深蓄熱室基礎(chǔ),就可以獲得一條較長(zhǎng)的熱交換路線,對(duì)設(shè)定的蓄熱室容積來(lái)說(shuō),這種形式的蓄熱室死角較少,井能避免單通道的大型蓄熱室常常發(fā)生的情況,即當(dāng)空氣在蓄熱室前部流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的死角處廢氣回流。多通道箱型結(jié)構(gòu)可使每個(gè)通道內(nèi)的圍體、格子體及格子體支撐暄選用最適宜的耐火材料,以及把硫酸鹽的凝結(jié)位置設(shè)計(jì)在不易引起堵塞的部位上。
 
      13、增大蓄熱室格子磚體積引進(jìn)池窯一般都具有較大量的蓄熱室,以使助燃空氣獲得較高的預(yù)熱溫度(>1200℃)。玻璃池窯蓄熱室計(jì)算系數(shù)(格子體體積/熔化池面積一般為3-4m3/M2)。
 
      14、采用十字型格子磚根據(jù)用戶的資金和用戶的廠—房高度,選擇合適的格子體形式。目前的格子體形式有常規(guī)的西門(mén)子、李赫特、編蘭式。格子磚的形式有標(biāo)磚、筒型、十字型。引進(jìn)窯一般采用十字型格子磚。十字型格子磚,其格孔尺寸為120×120、140×140,150×150。在同樣體積時(shí),格孔尺寸為120×120的十字型格子磚,其厚度為40mm,在同樣體積時(shí)用其碼砌的格子體的傳熱面積比傳統(tǒng)格子磚擺砌的編籃式格子體的傳熱面積要大40-50。
 
      15、作業(yè)部(又稱分配料道)與熔化部全分隔為了提高玻璃的熔化率,保證玻璃液質(zhì)量,不使分配料道內(nèi)的玻璃液溫度受熔化部火焰溫度的影響,將作業(yè)部(又稱分配料道)與熔化部全分隔,使作業(yè)部的溫度便于調(diào)整。
 
      16、分配料道實(shí)行區(qū)域分隔為適應(yīng)產(chǎn)品大小變化的需要,為了防止偏料,分配料道上部空間實(shí)行區(qū)域分隔,以便各區(qū)域能單獨(dú)加熱和自動(dòng)控制。
 
      17、工作池池壁底部?jī)A斜工作池池壁底部采用傾斜結(jié)構(gòu),有助于防止池底出現(xiàn)死料。
 
      18、大碴采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)蜂窩狀暄頂能增加大暄的輻射面積,擴(kuò)大火焰的輻射能力。
 
      19、利用預(yù)熱鍋爐,回收煙道廢氣利用煙道鍋爐回收煙氣余熱,產(chǎn)生的蒸汽用來(lái)供煤氣發(fā)生爐用,或用來(lái)職工洗澡。
 
      20、采用測(cè)氧裝置,嚴(yán)格控制空氣過(guò)剩系數(shù)根據(jù)測(cè)氧裝置測(cè)出的氧數(shù)據(jù),嚴(yán)格控制空氣過(guò)剩系數(shù)??諝膺^(guò)剩系數(shù)是玻璃熔窯燃燒特性的一個(gè)重要指標(biāo)。過(guò)大會(huì)浪費(fèi)燃料,過(guò)小會(huì)使燃料燃燒不完全。
 
      21、采用節(jié)能型燃油燒嘴
 
      22、選用先進(jìn)的加料機(jī)玻璃熔窯選用先進(jìn)的加料機(jī),配一個(gè)合適的加料口。建議中小型玻璃熔窯選用裹入式擺動(dòng)加料機(jī),可使配合料分布能夠調(diào)整,分布面積較大且均勻,有利于配合料玻璃態(tài)化,能防止配合料粉塵在窯內(nèi)的飛濺,有助于節(jié)約燃料和增大出料量。裹入式擺動(dòng)加料機(jī)與加料口配合適當(dāng),才能使配合料分布,且能夠調(diào)整,分布面積較大且均勻,有利于配合料玻璃態(tài)化有助于減少散熱和配合料粉塵的飛揚(yáng)。
 
      23、提高熔化溫度當(dāng)熔化溫度在1450-1550℃之間時(shí),每提高10℃可使熔化率和出料量遞增10%左右。
 
      24、在供油管線上裝設(shè)退油閥退油閥可在燃料器停止噴油時(shí)將噴嘴中的油退回,因此防止復(fù)燃,而復(fù)燃會(huì)使噴嘴磚及周?chē)哪突鸫u損壞,引起噴嘴過(guò)熱和浪費(fèi)燃料;從噴嘴中將油退回,可大大減少結(jié)焦,因而減少了燃燒器的維修次數(shù)。
 
      25、提高空氣和煤氣的預(yù)熱溫度發(fā)生爐煤氣熱值低,燃煤氣池窯要達(dá)到理想的熔化溫度,只有通過(guò)提高預(yù)熱空氣溫度而達(dá)到。預(yù)熱可提高燃料的燃燒技術(shù)效率。煤氣的預(yù)熱溫度取決于玻璃熔窯的廢氣溫度和和蓄熱室的蓄熔比和耐火材料的耐火度,提高空氣和煤氣的預(yù)熱溫度,是提高然發(fā)生爐煤氣池窯熔化溫度的前提,是燃發(fā)生爐煤氣提高熔化率的重要途徑。
 
      26、采用富氧燃燒技術(shù)采用比常規(guī)空氣含量高的空氣助燃稱富氧燃燒。它有提高火焰溫度、加快燃燒速度、降低燃料燃點(diǎn)溫度、增加熱量利用率的特點(diǎn)。
 
      27、應(yīng)用微機(jī)控制玻璃熔窯玻璃窯爐的熱工參數(shù)采用長(zhǎng)規(guī)調(diào)節(jié)儀表控制不夠理想。應(yīng)推廣以工業(yè)計(jì)算機(jī)為核心,配以電動(dòng)Ⅲ型執(zhí)行機(jī)構(gòu)、可編程控制器、變頻調(diào)速器和一次儀表組成組成的適合我國(guó)國(guó)情的完整的窯爐計(jì)算機(jī)自動(dòng)控系制。
 
      該系統(tǒng)可完成如下功能:實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)的無(wú)干擾切換:燃油玻璃池窯實(shí)現(xiàn)了油、氣、風(fēng)交又變化比例調(diào)節(jié)控制:完成火焰換向前自動(dòng)關(guān)油、自動(dòng)減小油壓的功能,克服交換對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)影響:完成加料時(shí)自動(dòng)提高油壓的功能,克服交換對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)影響;克服環(huán)境對(duì)爐頂溫度的干擾;爐頂溫度穩(wěn)定控制在±1°內(nèi);期間爐頂溫度<4°。微機(jī)控制玻璃熔窯的系統(tǒng)特點(diǎn):人機(jī)界面友好,系統(tǒng)控制狀態(tài)及檢測(cè)、參數(shù)修改直觀:程序控制設(shè)計(jì)及算法新穎有效;系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)大;實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)化管理,將有力地推動(dòng)玻璃熔窯的節(jié)能。
 
 
 
 
 

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