玻璃熔炉节能技术与应用

第23卷,总第131期2005年5月,第3期《节能技术》

E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY V ol.23,Sum.N o.131

May.2005,N o.3

玻璃熔炉节能技术与应用

张绪全

(胜利油田东方实业集团公司,山东　东营　257237)

摘　要:本文针对有蓄热室马蹄焰玻璃熔炉的热能有效利用进行研究,从理论和运行两个方面

对系统进行分析比较,总结出目前国内窑炉比较成功的节能经验,供有窑炉企业单位推广应用。

关键词:池窑保温;蓄热室加大;余热回收;节能;效益分析中图分类号:T Q17116 文献标识码:B 文章编号:1002-6339(2005)03-0275-02

E nergy Conservation Technology and Application of the G lass Smelting Pot

ZH ANG Xu -quan

(D ong fang Industry C om pany of Shengli Oil Field ,D ongying 257237,China )

Abstract :This paper studied the ultilization of the heat energy in the MATI flame glass smelting pot of the hot -room.The success ful energy saving experience was summarized.K ey w ords :the pool K iln keeping warm ;incrasing the hot -room ;reovery the release heat ;energy saving ;eco 2nomic benefits analysis

收稿日期　2005-02-15 修订稿日期　2005-03-16作者简介:张绪全(1969～),男,工程师。

1　前言

玻璃熔炉的主要燃料为天然气,其生产总能耗的大部分用于玻璃的熔化过程。据经验数据统计显示:在熔炉中有效利用热不超过20%,未回收的余热占20%,窑体散热损失达50%,因此加强对窑炉及蓄热室保温,对提高热效率影响很大。通过对上述部位保温后,统计表明,窑体散热由50%降到40%左右。同时,把蓄热室面积加大1/3,烟道余热回收利用余热锅炉,未回收的余热降到10%。为增加抽力,采用Y 5-48引风机引风,这样,综合利用烟道余热,还不影响熔化池的温度,以及烟道抽力。回收的余热可用于冬季取暖、洗澡、预热空气、工件预热等等,可谓综合利用,而且节省一笔相当可观的开支。如何使天然气的化学生物能能够更充分地利用,取决于窑炉、燃烧和辅助设备的选择以及运行过程合理的进行调整。

2　马蹄焰玻璃熔炉的工作原理,节能措施及

工作过程控制要点

首先有蓄热室马蹄焰玻璃熔炉的工作原理为:

来自鼓风机的助燃空气经换向系统分别进入加热炉左空气烟道,由下向上通过左蓄热室,预热后的空气从左侧喷口连同天然气喷入炉内混合燃烧并加热炉内玻璃液,而后高温烟气进入右侧蓄热室,在蓄热室内进行热交换,将大部分余热留给蓄热体后,烟温降到350℃左右,经右空气烟道进入空气交换器,经换向后的热烟气,再通过余热锅炉后,80%的余热量被锅炉吸收,这时烟气温度下降到100℃左右,然后经引风机把废气排入烟囱。30min 后控制系统发出指令,换向机构动作,空气、天然气、烟气同时换向,将系统变为换向状态,此时空气和天然气从右侧喷口喷出并混合燃烧,左侧喷口作为烟道,在排烟机的作用下,高温烟气通过蓄热体,余热锅炉后排出,一个换向周期完成,具体见附图1、2、3。

从马蹄焰玻璃熔炉的工作原理及工作过程可以看出:对窑炉进行保温、增大蓄热室的热交换力度、

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图1　

熔炉及蓄热室内冷热气烟气流程示意图

图2　

窑炉侧面示意图

3　窑炉俯视图

对烟气余热进行回收是提高热能利用率,降低能耗的工作重点。

对窑炉进行保温,减少热量散失。池窑保温是增加池窑热效率、提高熔化率、节约燃料的主要措施之一。保温的位置除池壁液面下10cm 处和砖缝不保温外,对炉底、池壁、胸墙、碹顶都可以进行保温。在对碹顶进行保温时,首先把耐火土加磷酸调混成稀糊状,浇灌到吹扫干净的碹顶上,然后抹平。注意边角一定不要有气孔,否则,保温后易从气孔处串火,烧坏碹顶。再在上面用质地较轻的漂珠砖加厚15～20cm ,再用磷酸浆罐缝抹平即可。胸墙部位用厚度为5cm 的硅酸铝岩棉毡包上即可。炉底在建窑炉时底部就加上厚度为3cm 的耐火板和5cm 的耐火土。我公司通过对上述部位保温后,统计表明,窑体散热由50%降到40%左右。窑炉具体保温示意图4如下:

增大蓄热室的面积,提高热交换力度。一般Y H -5马蹄焰熔炉的蓄热室面积为6.8m ×3.7m =25.16m 2,现设计为:10.2m ×3.7m =37.74m 2,增加了12.58m 2。蓄热室采用单通道式,格子砖用二枚条和一枚半条以西门子式(不交叉)排列,格孔尺寸165mm ×165mm ,比受热面积为20.5m 2/m 2。室墙下部选用普通粘土砖,上部为气孔率小于13%的低气孔粘土砖,后来基于成本方面的考虑,上部改为一级高铝砖,使用效果较好。格子砖选用材质从耐急冷急热性、荷重软化温度、成本方面考虑,下部为气孔率小于15%的低气孔粘土砖,上部为气孔率小

于13%的低气孔粘土砖,实践证明,此种砖材使用周期约为18个月,一个周期后要进行热换,影响生产5至6天。因此,冷空气进入蓄热室后经上升与下沉,将格子砖上的热量充分吸收并充分预热,使燃料释放出更多的热量。烟气在下降与上升的过程中,热量被格子砖充分吸收并蓄积,只有少量热量被废气所带走,绝大部分热量被充分利用到工作中去。另外,加热后的助燃空气与天然气混合燃烧是一种先进的弥漫式燃烧方式,扩展火焰燃烧区域,火焰的边界几乎扩展到炉膛的边界,从而使得炉膛内温度分布均匀,不易形成局部高温,一方面提高了加热质量,另一方面延长了炉膛寿命。加大蓄热室熔炉在运行过程中应注意的问题是:(1)由于蓄热室面积加大后,烟气流通时阻力加大,使得熔炉的窑压较难控制,必须通过炉型的优化及引风排烟系统的升级解

决炉压控制问题。(2)排烟温度较低(低于250℃

),必须注意烟气的露点腐蚀问题。(3)采用大四通换向阀集中换向,造成燃烧间断时间较长;同时,使得加热炉两侧不对称布置,造成两侧燃烧间断时间不同,影响加热炉控制水平。(4)换向过程为人工控制,应避免向炉内单独供应燃料或空气的情况发生,防止爆炸或氧气浓度过大。

说明:11黑色部分代表窑炉未保温前的结构;

21黑色结构外的褐色部分代表保温层;

31加点部分代表玻璃液,其上方的二个不规则代

表燃烧的火焰。

图4　窑炉保温示意图

对烟气余热进行回收。以Y H -5A 马蹄焰窑

炉为例来说明烟气余热回收的意义。该窑炉烟气排量为5000Nm 3/h ,烟气温度为T 1=350℃,经余热锅炉回收后烟气温度为150℃;余热锅炉选用Y 132S1-2型,给水温度25℃,出水温度T 2=70℃,水流量为6000kg/h ,换热面积为A =80m 2。余热锅炉换热管壁厚为S =10mm 。

取从烟气到炉壁的对流和辐射给热系数为:

α1=116W/(m 2・℃

)(下转第280页)

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