玻璃工厂是耗能大户.玻璃工厂中主要的耗能部分是玻璃窑炉(其耗能量占总耗能的75%以上).因此,狠抓玻璃窑炉的节能是当务之急.几年来,我们在玻璃料方、加料系统、燃烧系统、窑炉结构、窑体保温、余热利用、作业控制等方面采取了很多节能措施,取得很大的成绩.不少厂的燃耗指标已有明显下降.有的厂达到了一等炉或特等炉的水平.但和国外相比,还有不小的差距..所以我们还要努力,进一步降低能耗.下面提出若干条节能途径.
一、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:
(一)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.能发射出小于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(籍缺氧热介或增碳措施)和保持窑砌体高的黑度值(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)就可增大火焰空间对玻璃液的辐射热量.
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(国外以195-500米/秒速度吹入氧后,加快了传热速度,液面附近的火焰温度提高了100℃左右).
(二)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.4.电助熔.
二、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的观点出发的.这样可提高玻璃液的产量、质量和减少回流玻璃液的损失.欲实现上述观点采取的措施是: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).
三、强化均化
大多数工厂反映,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(对深色料最明显),料道搅拌,工作料或料道底泄料(设漏料孔)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.国产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.耳迟大小要合适,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,但料到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.
四、稳定供料
料滴形状、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.有些厂不用全分隔,籍熔化部热量来加热料道的做法是值得商榷的.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.大多数人认为,多喷咀煤气加热和电加热相结合的系统是较理想的.
五、减少无用热量
(一)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.我国采用窑体保温数年来效国显著.但只是初级阶段,还可以进一步提高保温效果.方向是搞多层组合型保温层,采用复合式(如夹层型、填充型)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(如螺旋式、裹入式),改用刚玉嵌入管来测温,采用工业电视来监视火焰和化料情况.3.窑炉的大型化.窑规模越大,单位产量的散热量越低.
(二)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.
六、利用可用热量
(一)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(如国产GNB型内混式喷咀和引进的日本、美国、西德的机械mm介质雾化复合喷咀),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.
(二)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(气流分布均匀性与格子砖利用率直接有关.影响分布均匀性的因素有格子体的构筑系数,格子体上部和下部通道体积与格子体体积的比值等).
(三)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.不少厂在烟道系统内设置废热锅炉.个别厂还安装了陶瓷换热器来回收热量.此外,应该研究怎样利用烟气余热来加热甚至烧结配合料.
七、改变料方和配合料球化
(一)在料方中掺入少量助熔组份,如锂云母之类能降低玻璃熔化温度,加速玻璃熔化.出料量明显增加.
(二)配合料球化.配合料定形处理是大家关心的课题.我们主张用干法球化处理.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.
八、采用优质耐火材料并合理配套
目前公认,必须采用各种优质耐用的耐火材料(如电容耐火材料,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.众所周知,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.与国外相比,我国玻璃窑炉使用耐火材料的品种、规格和质量尚存在相当的差距.改变这种状况已刻不容缓.我们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.
