浮法玻璃生产过程中的节能途径

玻璃行业是一个高能耗行业，玻璃熔窑是玻璃生产线能耗最多的设备，在玻璃成本中燃料成本约占35%～50%.我国自行设计的大部分浮法玻璃熔窑玻璃液单耗可以达到6500kJ/kg～7500kJ/kg玻璃液，国外大的浮法玻璃企业只有5800kJ/kg玻璃液，我们与国际先进水平有一定差距。 　　发达国家玻璃熔窑的热效率一般在30%～40%，我国玻璃熔窑的热效率平均只有25%～35%.熔窑结构设计和保温措施不合理，使用的耐火材料质量档次低是存在这种差距的重要原因之一。其次，国内浮法玻璃工艺操作技术落后、管理不够完善等也是造成能耗高、熔化质量差、窑炉寿命短的原因。 　　到目前我国已拥有浮法玻璃生产线140余条，玻璃产能增加较快，市场竞争逐步白热化。做为玻璃主要燃料的重油，价格持续走高，在玻璃成本中所占比例越来越大。因此，降低玻璃能耗，对降低生产成本，提高企业的市场竞争力，减少环境污染，缓解能源短缺等都具有巨大意义。玻璃企业的节能是一个长期任务，国内外技术人员积极进行研究，如优化窑炉结构设计、富氧燃烧、全氧燃烧电助熔、重油乳化技术等。目前很多企业已开始在生产过程中实施节能措施，并对玻璃生产过程控制等方面的节能措施进行探索。 　　配合料水分、温度与油耗众所周知，水分在配合料中的状态与配合料的温度密切相关。配合料温度大于35℃时，绝大多数水分以游离态附着在难熔的砂粒表面，从而可以粘附较多的纯碱加强助熔效果。当配合料温度小于35℃时，配合料中的水分会与纯碱形成Na2CO3·10H2O或Na2CO3·7H2O，与芒硝形成Na2SO4·10H2O结晶水化合物，使砂粒表面失去水分显得干燥，使助熔作用减弱。 　　北方地区在冬季由于气温较低，配合料温度一般低于35℃，有些地区甚至仅有20℃左右。为了保持配合料外观湿润，通常采取增加配合料水分的办法，虽然起到一定作用，但也会带来较多弊端，如料仓壁结块现象加重、油耗增加等。有人通过计算，得出进入窑内的水需要消耗的油量为0.085kg油/kg水。因此，提高配合料温度，合理控制含水量是减少重油消耗的手段之一。为了保证配合料的温度始终大于35℃，可以采取在混合机中加入热水或通入蒸汽的方式，同时要做好皮带廊的保温并增设采暖设施。 　　碎玻璃的比例碎玻璃是玻璃生产的必然产物，也是一种不可缺少的玻璃原料。碎玻璃与配合料按一定比例均匀混合加入熔窑，能起到较好的助熔作用。据介绍，熔化1kg碎玻璃并升温到1500℃约需1460kJ热量，而熔化同等数量的钠钙硅玻璃则需2300kJ～2510kJ热量。所以，在合理范围内尽量多用碎玻璃对降低油耗会起到一定效果。通过实践，认为400吨/天～600吨/天熔窑碎玻璃比例变化为2%，油耗可增加或减少0.1吨/天～0.5吨/天。 　　合理的熔化温度制度合理的熔化温度制度不仅可以提高熔化质量，减少玻璃缺陷，同时也可以达到节能降耗、提高窑龄的目的。 　　现在浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种，即“山”形、“桥”形和“双高”曲线。采用不同的温度曲线时温度分布和燃料分配见表1.“山”形曲线是过去国内平板玻璃厂主要采用的温度曲线，其特点是热点突出，热点与1#小炉及末对小炉间的温差大，缺点是难以充分利用熔窑的潜力。“桥”形曲线与“山”形相近，其特点是热点前后小炉间温度与最高温度相差不大，熔化高温带较长，有利于提高玻璃配合料的熔化速度和玻璃液的澄清。以上两种温度曲线对节能和熔窑寿命不利。 　　“双高”曲线即“双高热负荷”温度制度，其特点是在配合料较多的1#、2#小炉投入较多的燃料，加强配合料的熔化；减少泡沫区的3#、4#小炉燃料量，降低此处热负荷；增大5#小炉燃料量，以利于玻璃液的高温澄清和均化；6#起到调节成型温度需要。由于“双高”曲线合理分配了燃料，因而能够降低燃料消耗。但在采用“双高”曲线时一定要把握好油量的集中和分散的程度，过于集中会造成熔窑烧损加剧。 　　国内某厂600吨/天熔窑两种温度曲线实际消耗对比验证了以上观点，“桥”形曲线时消耗为74.6kg/min，“双高”曲线时消耗为71.4kg/min.熔窑密封熔窑的密封是否完好对油耗的影响较大。熔窑各部位的胀缝一般在烤窑完毕后需要进行密封处理，如果密封不好，一方面会通过这些缝隙散发出大量热能，另一方面也会从池壁与胸墙间、烟道、蓄热室等缝隙中吸入大量外界冷空气，造成燃料的浪费。国内某厂400吨/天浮法玻璃生产线由于池壁与胸墙间缝隙过大出现冒火现象，同时大量池壁冷却风通过缝隙不断进入窑内，重油消耗达83吨/天左右，通过密封池壁间隙，重油消耗降低到约76吨/天，由此可见熔窑密封对节能的重要性。 　　熔窑的密封包括窑体胀缝的密封、蓄热室的密封、烟道的密封、操作孔的密封等，特别是投料口、胸墙与池壁之间、蓄热室及烟道、各种观察孔的密封十分重要。 　　熔窑燃烧中风量的控制燃料经压缩空气雾化后与一定量的助燃空气混合才能完全燃烧。如果助燃空气量较小，由于氧气不足会使燃料燃烧不完全，热量随烟气排出。如果助燃空气量太多，就会使废气量增加，随废气带走的热量也会增多，同样会影响热效率。因此，确定合理的风油比例，保持一定的空气过剩系数，对节能降耗有较大作用。在生产中，操作工一般根据经验对风油比例进行调整，以使燃烧状况达到相对理想状态。如果采取有效的检测和控制手段，可以对空气过剩系数进行优化。在1%～4%范围内，空气过剩系数每减少1%可节约燃料2%.为了保证管路畅通，每次换火后需对吹扫阀及枪前油管进行吹扫，但吹扫的时间长短对油耗也会造成影响。吹扫时间短会使管路中的余油吹扫不干净，吹扫时间过长则使进入窑内的冷空气增加，消耗部分热量。每次换火后，为了保护不燃烧一侧的油枪不被烧坏，在一个换火周期内需始终通入一定量的风进行冷却，必然会消耗热量。国内某厂600吨/天生产线重油消耗约为101吨/天，通过减少吹扫时间和调整护枪风量，每天可节油约两吨。 　　随着我国经济的不断快速发展，对能源的依赖性越来越大，但能源利用率低的问题更加突出。今年的政府工作报告中第一次将能耗指标与经济增长等并列，做为中国宏观调控目标之一。从玻璃工业自身来说，市场竞争压力越来越大，促使各生产企业要千方百计降低消耗。 　　《BP世界能源统计2006》公布按目前的重油贮存量和开采量可生产40年。一方面世界能源日趋紧张，一方面建材工业能源消耗居高不下，能源利用率提高较慢。对于玻璃工业来说，随着产能不断扩大，市场竞争日益加剧，如何减少消耗，降低成本，进一步提高企业的市场竞争力是一项长期艰巨的任务。 信息来源于：中国工业设备网