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1、第36卷第2期玻璃与搪瓷Vol.36No.22008年4月GLASS&ENAMELApr.20083浅论玻璃工厂的节能措施陈兴孝(重庆莱弗窑炉工程有限公司,重庆400700)摘要:为实现玻璃工厂的高效、节能、减排,从玻璃熔窑的结构设计、耐火材料选用、运行操作、玻璃配方及其粒度和水分以及熔窑大型化等方面展开讨论。关键词:玻璃工厂;熔窑;节能+中图分类号:TQ171.623.1文献标识码:B文章编号:1000-2871(2008)02-0043-03ADiscussiononEnergy-savingforGlassFacto
2、riesCHENXing-xiao玻璃行业要实现“三高两低”(高产率、高质量、高寿命、低能耗、低污染)的目标,必需严格遵循“设计是[1]前提,材料是基础,施工是关键,管理是保证”的技术路线。无论是何种行业,国内外的经验表明,最大的节能是工艺上的节能。先进的工艺是人类进步的推动力。先进的工艺包括新设备、新结构、新技术、新流程。笔者根据在玻璃行业三十多年工作的经验以及近十多年所建近200座中外熔窑的亲身经历,就玻璃熔窑及玻璃工厂如何节约能源谈一些粗浅的体会,供各位同行参考。1熔窑结构熔窑结构的优劣对能源消耗的多少起主导作用。熔
3、窑由燃烧系统、熔化系统、热回收系统、排烟系统组成。虽然四大系统没有变化,但在具体结构上(有的在细节上发生变化,细节决定品质)发生了较大变化。1.1小炉结构小炉是熔窑燃烧系统的重要组成部分。小炉结构的合理性,对提高熔窑的热效率有重要作用。火焰的长短及刚性、火焰的角度、火焰的亮度、火焰的覆盖面,是小炉结构是否合理的四要素。由于不同的燃料其内部分子结构不同,不但热值不一样,而且燃烧特性(如火焰的燃点、火焰的法向传播速度等)也不一样,因此不同的燃料小炉结构有所不同。我们应根据各种燃料的特点来设计小炉结构。玻璃工厂一般常采用以下3种
4、燃料来熔化玻璃:(1)发生炉煤气(这里指混合煤气),(2)天然气(包括城市煤气、焦炉煤气、压缩天然气),(3)重油(包括煤焦油)。这3种燃料所对应的小炉结构和燃烧系统是不同的。1.1.1燃发生炉煤气小炉。由于国内能源价格与国际接轨,各种燃料价格一涨再涨,用重油作燃料生产普通玻璃制品的企业,纷纷将重油改成煤炭。发生炉煤气包括空气煤气、混合煤气和水煤气。这里发生炉煤气是指大多数玻璃工厂都采用的混合煤气,它的主要成份为一氧化碳、氢气及少量的甲烷。燃发生炉煤气的熔窑,由于煤气进入煤气蓄热室之前的温度已经有300～450℃,通过煤气
5、蓄热室的预3收稿日期:2007-10-25©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·44·玻璃与搪瓷2008年热,可以达到800～1000℃(这里有个误区,有人将此时煤气蓄热室显示的温度作为煤气温度,这是不对的,因为炉体耐火材料及格子体的温度高于煤气温度,它们要向热电偶辐射能量,因而此时仪表显示温度并非煤气温度)。有的厂将煤气也进行三通道蓄热室预热,煤气温度更高。因为发生炉煤气含
6、有氢气及少量的水蒸汽,它们本身的燃烧速率就较另外两种燃料快得多。由于二次空气及煤气预热后温度很高,若预燃室跟传统熔窑预燃室一样长,那么熔窑内火焰就显得很短,对熔化不利(玻璃液澄清温度不够高,容易产生小气泡)。更有甚者,有可能造成喷火口局部温度过高,造成小炉烧损。另外小炉的空气下倾角及小炉底板的倾角也影响火焰的长度,熔窑熔化面积大、长度长,要求火焰长,则空气下倾角小,反之则要求空气下倾角及底板交角大一些。燃发生炉煤气三通道蓄热室熔窑的小炉,由于煤气及二次空气预热温度高,不能设计得过于扁平,过于扁平则造成火焰太短(如图1所示)
7、。由于小炉宽扁,煤气及助燃空气厚度薄,煤气与助燃空气接触面积大,所以火焰很短。而且小炉“过扁容易使火焰不[2]均匀,并因气层厚度减小而影响传热效果”。我们讲火焰的覆盖面积,不能只讲宽度不讲长度。火焰的长度不长,容易造成熔窑热点不突出,从而影响产品质量;火焰的长度不长,熔窑的长宽比也就小,玻璃熔制的5个阶段所占有的空间也就小,玻图1扁平小炉的火焰璃生产的稳定性也就越差。1.1.2燃天然气小炉。天然气是一种混合物,主要成分为CH4(甲烷),同时含有少量H2S、CO2、N2、H2O以及He、Ar等非烃类组份。虽然天然气在空气中的
8、燃烧也跟发生炉煤气一样是分子和分子之间的燃烧,但是天然气的燃烧速率比发生炉煤气燃烧速率低得多。而天然气由于碳氢比小,无焰燃烧时黑度为0.2,有焰燃烧时黑度可达到0.6。发生炉煤气含有焦油及微小的碳粒,即二者燃烧的亮度也不一样,在设计燃天然气熔窑小炉时,要考虑尽可能提高火焰的辐射能力,要有自增碳措施及结构
