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玻璃窑炉节能,你必须知道这8种方法

2018/07/24

玻璃生产设备中最主要的耗能部分是玻璃窑炉,其耗能量占玻璃生产总耗能的75%以上。如何降低玻璃窑炉的能耗成为了玻璃生产节能的关键。以下有8种方法,可以帮助玻璃窑炉很好地节能。

1.在不提高火焰温度下提高玻璃液温度

玻璃液温度提高后就可加快熔化速度、缩短熔化时间,也就提高了产量降低了单耗。具体方法是:

(1)提高火焰空间对玻璃液的辐射热量。

①玻璃液是选择性地吸收辐射能,小于3微米波长的能透过液面向下传递。而能喷射出小于3微米波长辐射能的是火焰中的碳粒和窑空间内墙表面。所以,提高火焰的黑度和保持窑砌体高的黑度值就可增大火焰空间对玻璃液的辐射热量。黑度值与砌体表面的粗糙度和温度有关。粘土砖和硅砖在高温下的黑度值为:1000℃下0.61-0.62、1200℃下0.52-0.53、1400℃下0.47-0.49。高温下电熔耐火砖的黑度值为0.4-0.5。

②消除液面附近“冷气”膜。要注意小炉底板离液面高度和火焰喷出角度。还可考虑采用吹氧助熔措施,即以195-500米每秒的速度吹入氧后,加快传热速度,使液面附近的火焰温度提高100℃左右。

(2)提高窑池内玻璃液温度或温度均匀性。

观点是籍降低液面温度来提高火焰对玻璃液的传热量。在液面温度降低的同时也就提高了池深方向玻璃液温度的均匀性。欲实现上述观点采取的措施是:

①池底鼓泡。要注意鼓泡介质的净化和鼓泡砖的蚀损。

②加深池深。可加剧垂直方向的对流,是池深上的玻璃液温度均匀性提高,同时也适应熔化率的提高。

③窑体保温。必须要使用优质硅砖,与硅砖接触的隔热层必须采用硅质保温砖,以免在高温界面产生接触反应,同时要保证砖缝的严密性,硅质的耐火泥内不能含有黏土和添加其他杂物。

④电助熔。借助于电极把电能直接送入用燃料加热的玻璃池窑中,补充一部分熔化所需的热量,提升玻璃液的熔化率和质量。

2.浅层澄清,深层取料,控制液流按单通道直流方向流动

这是从提高澄清区玻璃液温度,减少回流和选取优质玻璃液入流液洞这几项内容出发的。这样可提高玻璃液的产量、质量和减少回流玻璃液的损失。欲实现上述几项需要采取的措施是:设矮阔窑坎以减浅澄清池以下沉流液洞,熔化深色料时可不下沉。

蓄热式马蹄焰流液洞池窑示意图

3.强化均化

均化是影响产品质量的关键过程。目前,均化过程基本上处于“先天不足、后天失调”的状况。配合料入窑后难以保持混合后的均匀程度造成了组成的不均匀。玻璃液的热透过性和窑向四周的散热造成了温度上的不均匀。单单依靠自然扩散来进行均化显然是不能满足的。为此,必须要采取强制均化的措施。当前行之有效的措施有:池低鼓泡,料道搅拌,工作料或料道底泄料及料道电加热。采用搅拌措施时要注意搅拌点位置、搅拌器插入深度和搅拌工艺,否则得不到理想的效果。

搅拌器的材质是急需解决的问题,表面液流不仅能加强横向流,提高温度均匀性,还能拉走液面的脏料和结皮。搅拌器大小要合适,不要造成太多的热量损失,泄料可以是连续的或间断的。电加热能明显改善料道池深方向的温度均匀性,但料道水平面的温度分布不一定都好转。电极形状,电基间玻璃液电阻的确定和电极调节、安装、维护的方法是采用加热时需注意的问题。在采取强制均化措施的同时,仍要充分发挥自然扩散的作用。所以,在设计是要慎重考虑工作部大小和供料道长度。

玻璃窑炉搅拌器

4.稳定供料

供料的形状、大小和温度的稳定是保证成型质量和产量的前提。供料道与工作部之间的分隔程度以及料道的断面、尺寸、保温情况、加热系统与冷却系统是影响稳定供料的主要因素。供料道与工作部件间全分隔能使料道保持独立作业制度,不受干扰。

料道底部横断面呈马鞍形能减少横向温差。适当加深料盆可增大静压头,使料滴温度较稳定。料道长度和宽度要根据流料量、产量大小来确定。料道偏长些对调节温度有利,能在较大范围内适应流料量的变化。料道的散热量很大,尤其是料盆处。所以要加强保温。加热和冷却系统要能灵便、可靠的调节玻璃液的温度,并保持温度的均匀性。冷却系统起粗调作用,加热系统起细调作用。多喷咀煤气加热和电加热相结合的系统是较理想的。

5.减少无用热量

减少无用热量包括两方面:

(1)减少无法利用的热量,如窑体表面散热量、孔口辐射热量、孔口和砖缝逸出气体带走的热量等。采取的措施有:

①窑体保温。为不断提升保温效果。窑体保温的改进方向是搞多层组合型保温层,采用复合式隔热材料,发展散状混凝土型隔热材料,研制与各种耐火材料配套的密封料等等。

②孔口与砖缝的密封。要注意的是加料口、测温孔、看火孔等处。有条件的应选用全封闭型的加料机,改用刚玉嵌入管来测温,采用工业电视来观察火焰和化料情况。

③窑炉的大型化。窑规模越大,单位产量的散热量越低。

(2)减少重复加热的热量。主要是要减少回流玻璃液重复加热消耗的热量,通常此热量要占玻璃熔化耗热量的十分之一左右。采取的措施有设窑坎,流液洞下沉,适当减小流液洞高度和适当降低进流液洞的玻璃液温度。

刚玉管

6.利用可用热量

(1)燃料要充分燃烧,把热量全部放出来。为此,烧油时要选择雾化效果好的油喷咀,采用强化雾化的措施以及设计与喷咀相配合的小炉结构和胸墙高度。烧煤气时要确定合适的空、煤气动量比,并使空气包围煤气。

(2)提高换热效率,尽可能提高空气预热温度,为此,要增大格子砖受热表面积,采用较高的格子体,采用新颖格子砖及其排列方式,如十字形和筒形砖、排列成编篮式或烟囱式。还要研究格子砖材质和格子体内气流分布的均匀性。

(3)烟气余热利用。从蓄热室排出的烟气所携带的热量在允许条件下应尽量回收。可以在烟道系统内设置废热锅炉,安装热管来回收热量。此外,应该研究怎样利用烟气余热来加热甚至烧结配合料。

废热锅炉装配示意图

7.改变料方和配合料球化

(1)在料方中掺入少量助熔配料,如锂云母粉之类能降低玻璃熔化温度,加速玻璃熔化,出料量明显增加。

(2)配合料球化。配合料定形处理建议用干法球化处理,配合料在不加粘结剂下压成小球粒。它能消除窑内外的粉尘,加速固相反应,增加配合料与玻璃液的接触面积。这样就可缩短熔化时间和延长炉龄,单位耗热量亦随之降低。

锂云母粉

8.采用优质耐火材料并合理配套

必须采用各种优质耐用的耐火材料,如电容耐火材料,或者锆质、铬质、刚玉质、尖晶石质和碱性耐火材料,高密度、高强度耐火材料等并给予合理配套,使窑炉整体的使用期限同步增长。砌炉材料的质量对窑产量、玻璃质量、燃料消耗量和炉龄的影响至关重要。还应扩大优质耐火材料的使用部位。从长远观点来看,在耐火材料上多花些费用是值得的。

玻璃窑炉节能涉及面广,需要多方配合,共同努力,才能见效。

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