浮法玻璃熔窯制氧機(jī)富氧燃燒節(jié)能技術(shù)應(yīng)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

1、浮法玻璃熔窯制氧機(jī)富氧燃燒節(jié)能技術(shù)應(yīng)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題隨著全球能源危機(jī)的加劇，燃料價(jià)格的不斷上漲，玻璃生產(chǎn)的成本越來(lái)越高。因而，玻璃熔窯的節(jié)能降耗研究是一個(gè)具有重大戰(zhàn)略意義的課題。我國(guó)平板玻璃工業(yè)已具有相當(dāng)規(guī)模，每年浮法玻璃生產(chǎn)線消耗重油200萬(wàn)噸以上，燃料成本占玻璃生產(chǎn)成本已由30上升為40左右，嚴(yán)重影響著行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，玻璃行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的需求非常迫切。近年來(lái)，隨著玻璃熔窯節(jié)能降耗技術(shù)研究的深入，開(kāi)發(fā)節(jié)能玻璃配方、優(yōu)化玻璃熔窯結(jié)構(gòu)、改善玻璃熔窯控制技術(shù)、加強(qiáng)玻璃熔窯保溫和余熱利用等實(shí)現(xiàn)玻璃熔窯節(jié)能手段的研究已相當(dāng)成熟。在此背景下，要實(shí)現(xiàn)熔窯進(jìn)一步的節(jié)能降耗，富氧燃燒技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。特別是近

2、幾年來(lái)，富氧燃燒技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，成為當(dāng)今玻璃行業(yè)中最活躍的研究課題之一。該技術(shù)推廣應(yīng)用也必將為浮法玻璃生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)且完成了國(guó)家發(fā)改委重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“浮法玻璃熔窯富氧燃燒節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)”，并已于2008年在秦皇島組織召開(kāi)了該項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。經(jīng)參會(huì)專(zhuān)家質(zhì)詢(xún)、討論，驗(yàn)收組一致同意該項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。現(xiàn)提出若干關(guān)鍵問(wèn)題，供大家參考。富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題1.富氧燃燒工藝路線的設(shè)計(jì)富氧燃燒工藝路線的設(shè)計(jì)大致如下：富氧氣體收集系統(tǒng)氣體混合系統(tǒng)富氧調(diào)節(jié)系統(tǒng)富氧換向系統(tǒng)富氧預(yù)熱系統(tǒng)氣體流量調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)富氧噴嘴玻璃熔窯。不同的玻璃廠實(shí)施富氧燃燒，

3、其工藝路線會(huì)略有不同，主要根據(jù)其氣保車(chē)間的結(jié)構(gòu)（單高還是雙高）而定。主要設(shè)備如下：富氧氣體收集裝置、氣體混合裝置、換向系統(tǒng)、富氧預(yù)熱設(shè)備、富氧噴嘴以及相應(yīng)的管道和閥門(mén)。2.富氧氣體的收集大部分采用單高空分法制氮的浮法玻璃廠氣保車(chē)間所產(chǎn)生的富氧氣體都是直接排放到空氣中。富氧燃燒技術(shù)就是利用這些被浪費(fèi)的富氧氣體，添加富氧氣體收集系統(tǒng)，將富氧氣體收集起來(lái)。本系統(tǒng)不會(huì)對(duì)氣保車(chē)間有任何影響，也不會(huì)影響到玻璃生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。選擇合適的收集裝備是關(guān)鍵和難點(diǎn)，不僅要考慮玻璃廠本身氣保車(chē)間生產(chǎn)富氧氣體的能力，還要考慮玻璃廠廠區(qū)的工藝布置和管道路線等。對(duì)于氣保車(chē)間是雙高的玻璃廠，不能像單高的氣保車(chē)間那樣進(jìn)行氣體

4、收集。因?yàn)殡p高塔氧氣向外排的速度慢，直接收集會(huì)影響到雙高塔內(nèi)的壓力，這會(huì)使氣保車(chē)間的生產(chǎn)不穩(wěn)定。我院專(zhuān)門(mén)對(duì)此研發(fā)的雙高氣體收集裝置，能夠有效的收集氣體且不影響氣保車(chē)間的壓力，保證生產(chǎn)穩(wěn)定。3.富氧氣體的濃度控制從理論上講，富氧氣體濃度越高，越有利于燃料充分燃燒，節(jié)能效果越好，燃燒溫度越高。事實(shí)上，節(jié)能率與富氧氣體濃度的關(guān)系是非線性的，過(guò)高濃度的富氧氣體通入窯內(nèi)會(huì)造成火焰變短，影響玻璃的熔化。此外考慮到制備富氧氣體的成本和單耗，摻合進(jìn)一定量的空氣來(lái)稀釋儲(chǔ)氣罐中的富氧氣體，可以達(dá)到富氧燃燒所需的合適濃度和必要的流量。利用空氣稀釋富氧氣體一定要混合均勻，否則在燃燒的時(shí)候由于富氧濃度的變化導(dǎo)致火焰波動(dòng)

5、，發(fā)飄，燃燒不穩(wěn)定，甚至有可能反噬燒壞胸墻和燒嘴磚，秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院特別研制開(kāi)發(fā)了氣體混合設(shè)備，將收集到的富氧氣體和空氣分別引入到混合設(shè)備中，使這兩種氣體在里邊充分混合，以達(dá)到生產(chǎn)需要的適宜富氧氣體濃度，而且保證氣體濃度的均勻。4.富氧氣體的預(yù)熱溫度過(guò)低的富氧氣體通入玻璃熔窯中會(huì)帶進(jìn)低溫水分，水進(jìn)入熔窯在汽化時(shí)會(huì)吸收熱量，而且溫度過(guò)低的富氧氣體在入窯時(shí)會(huì)給燒嘴磚一定的冷卻作用，有將燒嘴磚吹裂的危險(xiǎn)。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的富氧氣體預(yù)熱設(shè)備，能夠很好的利用玻璃熔窯冷卻部向外散發(fā)的熱量來(lái)預(yù)熱富氧氣體，不需要外加熱源，熱效率高。而且預(yù)熱后能將氣體均勻的輸送到各個(gè)噴槍?zhuān)粫?huì)出現(xiàn)每個(gè)小

6、爐氣體量不一樣的情況。本設(shè)備預(yù)熱后的氣體能達(dá)到200左右，富氧氣體中帶進(jìn)的過(guò)熱水蒸氣在窯內(nèi)與固定碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而起到助燃的作用。5.富氧噴嘴的安裝要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，將富氧氣體引入玻璃熔窯的方式很重要。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院在燃?xì)?、油燒嘴的下方和玻璃液面之間吹入富氧氣體，在燃油噴嘴下方和玻璃液之間富氧氣體以一定的角度和足夠的壓力噴入窯內(nèi)，在射流的作用下將火焰拉近配合料和玻璃液面。因火焰下方的助燃介質(zhì)中氧濃度比火焰上方高，火焰燃燒速度快，火焰下方溫度明顯升高，這樣火焰對(duì)配合料和玻璃液面的輻射傳熱相對(duì)加大。而碹頂溫度則相應(yīng)有所下降，窯頂表面的散熱和煙氣出口溫度相應(yīng)下降，從而熔窯的熱效率得到相應(yīng)提高

7、。6.富氧氣體的換向浮法玻璃廠燃燒系統(tǒng)每20分鐘換向一次，在玻璃廠生產(chǎn)線控制柜中安裝了氣動(dòng)換向系統(tǒng)，增加富氧氣體換向控制，保證富氧氣體的供給與窯爐換向控制同步，以減少富氧氣體的浪費(fèi)，降低窯壓。該方法簡(jiǎn)單且不會(huì)改動(dòng)任何窯爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)。富氧燃燒技術(shù)的節(jié)能效果與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)相比，玻璃熔窯采用富氧燃燒技術(shù)可給熔窯節(jié)能帶來(lái)以下效果。提高火焰溫度，促使燃燒完全富氧空氣參與燃燒后，氮?dú)饬肯鄬?duì)減少，氧分子可充分地與可燃物接觸，達(dá)到完全燃燒，火焰溫度隨著富氧空氣中氧氣比例的增加而提高，并加快了輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流三種形式的熱傳遞速率。火焰溫度的提高和氧氣含量的增加促進(jìn)燃料充分燃燒，廢氣中可燃物顯著降低，提高了燃料利

8、用率，并達(dá)到了環(huán)保效果。加快燃燒速度，促進(jìn)燃燒完全燃料在空氣/純氧中的燃燒速度相差甚大，如氫氣在空氣中的燃燒速度最大為280立方厘米/秒，在純氧中為1175立方厘米/秒，是在空氣中的4.2倍，天然氣則高達(dá)10.7倍。燃燒速度的提高，導(dǎo)致燃料完全在熔化池內(nèi)燒凈，杜絕了在小爐及蓄熱室內(nèi)繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。降低燃料的燃點(diǎn)溫度燃料的燃點(diǎn)溫度不是常數(shù)，例如一氧化碳在普通空氣中為609，在氧氣中僅為388。用富氧助燃能降低燃料燃點(diǎn)，提高火焰強(qiáng)度、增加熱量的釋放。減少燃燒后的排氣量用普通空氣參與燃燒，約五分之四的氮?dú)獠坏粎⑴c助燃，還要帶走大量的熱量。如用富氧助燃，氮?dú)饬繙p少，故燃燒后的排氣量亦減少，熱損失減少。一般氧濃度每增加1%，煙氣量約下降2%4.5%，從而能提高燃燒效率等。從應(yīng)用的實(shí)際情況來(lái)看，一般富氧助燃可以減少1/41/5的排氣量。降低空氣過(guò)剩系數(shù)，節(jié)約能源用富氧代替空氣助燃，可適當(dāng)降低空氣過(guò)剩系數(shù)，這樣燃料消耗就相應(yīng)減少，從而節(jié)約能源。從應(yīng)用的實(shí)際情況來(lái)看，一般富氧助燃可以節(jié)能3%5%。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院最新研究開(kāi)發(fā)的浮法玻璃熔窯富氧燃燒節(jié)能技術(shù)可應(yīng)用于各種浮法玻璃和輕工玻璃窯爐，目前已在秦皇島耀華玻璃股份有限公司的500噸/日浮法