全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究

0　引言

通常超白压延玻璃生产线多为一窑多线，一条横通路连接多条支通路，玻璃液流至每条支通路所经过的路程不同，每条支通路分布的玻璃液不均匀，则每条支通路出口的玻璃液将产生温差，将直接影响玻璃液的后续压延成型及产品的质量。

基于以上超白压延一窑多线熔窑结构设计的不足，提出一种新型超白压延玻璃生产线熔窑结构设计形式，主要用于全氧燃烧玻璃窑炉。窑炉结构主体为一窑四线，包括熔化池和卡脖，卡脖出口端接一条主横通路，在主横通路出口端接两条次横通路，每条次横通路直接与两条支通路相接，如图1所示。在实现一窑多线的同时，又使熔化池出口端至支通路出口端距离相等，从而玻璃液温降相等，各支通路出口玻璃液的横向温差大大降低，进一步提高了产品质量和稳定性。

全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究

1211111张文斌　宋春来　仝小飞　王将　周康　李娟　阚正权

（1. 彩虹（合肥）光伏有限公司　合肥市　230000；

2. 秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司　秦皇岛市　066001）

摘　要　以全氧燃烧超白玻璃一窑四线熔窑设计为例，主要从熔窑结构设计特性方面进行分析研究，阐述了全氧燃烧玻璃

熔窑的特点，以及超白玻璃熔窑主要特性等，提出切合实际的全氧燃烧超白玻璃熔窑设计方案。

关键词　全氧燃烧　超白压延玻璃 横向温差

中图分类号：TQ171　文章标识码：A　文章编号：1003－1987（2018）10－000－04

The Design about Furnace Structure of Ultra-clear Glass with Oxy-fuel

12111

ZHANG Wenbin, SONG Chunlai, TONG Xiaofei, WANG Jiang, ZHOU Kang,

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LI Juan, KAN Zhengquan

（1. Caihong（Hefei）photovoltaic Company Limited, Hefei, 230000；

2. Qinhuangdao glass industry research and design institute Company Limited, Qinhuangdao, 066001）Abstract: Takes the design of a four-wire furnace of a Oxy-fuel ultra-clear glass furnace as an example. the structure design characteristics of Oxy-fuel furnace are analyzed，the advantages of Oxy-fuel furnace are described，and the main characteristics of Ultra-clear glass furnace，a practical design of a Oxy-fuel ultra-clear glass furnace is proposed.

Key Words: oxy-fuel, ultra-clear rolled glass, transverse temperature

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图1　全氧燃烧超白压延玻璃熔窑平面示意图

1　全氧燃烧技术优越性

玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的

热效率较低，产品单耗大，成本高。因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。据测算和国外玻璃公司的经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。根据国家下发的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产线熔窑设计是必要的。

全氧燃烧技术具有诸多优点：

（1）燃烧效率高、最大限度节约能源。蓄热室熔窑在燃烧时不参与燃烧的惰性气体以废气形式进入蓄热室带走大量的热量，与目前蓄热式熔窑相比，全氧燃烧熔窑较高的热效率主要得益于惰性气体量（N）的降低，最少能节约40％的

2

燃气用量。

（2）全氧燃烧时烟气量及NO含量大大降

x

低，相对蓄热室空气助燃降低80%～90％，粉尘排放降低70%～80％，空气污染物大大降低，有利于环保。

（3）全氧燃烧后烟气的主要成分是CO和

2

H O，相对空气助燃黑度大，对玻璃液传热多，

2

熔化率可提高25％，增加产量。

（4）全氧燃烧时水汽含量高达53％，使玻璃液与水汽反应增强，有利于澄清、均化，提高玻璃液质量，可生产优质产品。

（5）全氧燃烧熔窑虽然设计技术含量高，但相对蓄热室熔窑，其结构简单（无蓄热室、小炉），占地小。

（6）全氧燃烧熔窑自动化程度高、维护费用低。

2　超白玻璃的特性

超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，透光率可达91.5%以上，具有优越的物理、机械及光学性能。其主要用途之一就是太阳能光伏组件，由于其具有独特的高透光率，超白玻璃作为太阳能电池的盖板，可最大范围、最大限度的吸收太阳能的辐射热量，大大提高太阳能电池的光电转换效率。超白玻璃能抵挡太阳紫外光线侵蚀的同时保持高的透光性和强度，这样可以更加有效地延长盖板玻璃及太阳能电池的使用寿命。在各种环境下的耐碱能力、抗发霉能力和抗老化性能均比普通平板玻璃增强，使得太阳能电池组件盖板玻璃更有利于保护下面的硅晶板不受外界的损坏而经久耐用。随着低碳时代的到来，国家大力推进可再生能源中的太阳能利用率，由此市场需求量逐渐增高。目前的超白压延玻璃生产线大多产能小、能源消耗大等问题。

3　熔窑结构设计

3.1　熔化池

3.1.1　采用鼓泡技术

鼓泡能促进玻璃液均化，消除条纹，气泡上升能吸收玻璃液中气体。玻璃液流动加快，使玻璃液温度增加，进而加快了玻璃液熔化、澄清和均化过程，提高了熔化能力。根据理论分析和实践，鼓泡位于热点附近靠后位置，这样能阻止玻璃液紊流以及未熔化的配合料进入澄清区的作用。

3.1.2　采用窑坎结构

窑坎装置使熔化区上层玻璃液进入澄清区，进而大大阻挡了熔化池底玻璃液进入澄清区。窑坎又阻挡在澄清区的玻璃液回流到熔化区，保证熔化池玻璃液不被冷却。

窑坎和鼓泡装置两者配合使用，既能提高玻璃液质量、又能增加熔化量和节约能源。

3.1.3　池底采用阶梯式逐级抬高形式

超白玻璃的透热性好，吸热性差，全氧超白玻璃熔窑池深一般采用1.5 m，不利于澄清区微气泡排出。不同区域设置台阶结构，有利于玻璃液对流、配合料的熔化，提高熔化率。澄清区采用浅池结构，减少了玻璃液流层厚度，气泡排出时间缩短，更有利于玻璃液的均化和微气泡的排出。如图2所示。