玻璃池窑高效节能高效栽培技术

玻璃池窑高效节能高效栽培技术

1确定池炉生产技术指标我们公司的85m池是由两条10组双滴式扩散器制成的池池。常年生产翠绿料各种葡萄酒瓶和啤酒瓶,以满足中国长城葡萄酒、天津王朝葡萄酒、通化葡萄酒、北京燕京啤酒、沈阳雪化啤酒以及哈尔滨啤酒等著名品牌的包装需要。该炉是在原有厂房内进行改造设计的,为节省投资全部采用国产耐火材料。由于当前重油、纯碱供应渠道多变,质量不够稳定,为使85m2池炉投产后实现产品为名优品牌配套、稳定高产、节能降耗和炉龄“保六争七”等项目标,我集团公司确定该窑综合经济技术指标如下:⑴玻璃液熔化质量:气泡<50个/30g,密度差≤10×10-4g/cm3,环切均匀度C+级以上。⑵熔化率:2.1t/m2·d⑶能耗:125kg标油/t玻璃液⑷炉龄:≥72个月2主要技术措施2.1池壁材质及厚度熔化池是玻璃池窑重要组成部分,熔窑产量、质量、能耗、炉龄及窑炉造价均与窑池结构设计密切相关。85m2池炉熔化池长取11800mm,宽7200mm。长宽比为1.64;池深:熔化区1275mm,澄清区1375mm。为了确保池壁各部位寿命平衡,并考虑日常维护容易,该窑在材质选配方面及池壁的不同部位厚度方面进行了认真研究,确定如下:熔化区两侧及小炉下面后池墙采用AZS36ZWS-Y砖,澄清区两侧及前池墙采用AZS33ZWS-Y砖,流液洞前延伸池壁砖为AZS41WS-Y砖,流液洞入口处上部池壁采用AZS36WS-Y砖,加料池拐角砖采用AZS41WS-Y砖,加料池池壁采用AZS33QX-Y砖。池壁厚度为250mm。但小炉下部后池墙、窑池的前池墙、流液洞上部池墙及流液洞前延伸池壁厚度300mm,加料口拐角砖厚为325mm。池底为多层及复合保温结构,并采用标型砖砌筑。池底总厚度960mm,其结构由池底钢板向上依次为厚406mmQN-1.0砖,203mmNZ-40砖,133mmLZ-48砖,28mm锆质捣打料,75mm锆英石-65砖,40mmAZS捣打料和75mmAZS33WS-Y铺面砖(鼓泡区厚为150mm)。这种结构的池底经久耐用,保温效果好,而且施工方便。2.2石膏、窑坎、鼓泡的应用窑坎和池底鼓泡技术都是玻璃熔制过程中的强化手段,两者配合起来用于熔化作业中。由于鼓泡的动态强化作用与窑坎的静态强化作用二者相辅相成,可有效地挡住尚未熔融好的料液流向澄清区,也促进了玻璃液的搅拌均化作用,加快了玻璃液之间的热交换,提高池底的玻璃液温度,使玻璃液的均匀度显著提高,特别是当熔制热辐射透过率低的颜色玻璃时,窑坎和鼓泡技术的应用更为必要。脉冲鼓泡可以控制泡频,可以调整泡径大小,根据作业情况可以暂停鼓泡,当需要时随时可以恢复鼓泡,根据需要,还可以改变为连续鼓泡方式或脉冲和连续配合的鼓泡方式,总之它是更加完善的鼓泡技术。鼓泡点设在窑池长四分之三处,安装10只鼓泡器,每只鼓泡器中心距离600mm。窑坎采用双排(厚200mm×2)错缝式结构,窑坎高600mm。窑坎与鼓泡器中心距为1050mm。窑坎砖、鼓泡砖选材为AZS41WS-Y砖。2.3流液洞运行效果流液洞结构对于保证池炉寿命、提高玻璃液质量及降低能耗均起到十分重要的作用。本设计除保证炉龄周期中运行安全可靠外,重点解决减少玻璃液回流问题,重视它的节能效果。流液洞长×宽×高为1400×650×300mm,截面积为19.5dm2(即1950cm2)。出料量与流液洞负荷(即流量系数)、回流系数n见表1。由于流液洞前澄清区窑池加深100mm,相当于流液洞沉降100mm。为减轻流液洞上盖砖向上侵蚀作用,流液洞上倾角取120°。流液洞前向熔化池延伸500mm,流液洞后又向工作池延伸400mm。使流液洞外部环境大为改善,以便于运行中对流液洞结构的日常维修保养。流液洞侧壁和上盖用AZS41WS-Y砖。2.4水冷却器+摆动加料设一个加料池,单侧加料。采用梯形料池,预熔室上部由主碹和外部副碹组成,在副碹的外下方安装一个可上下调整挡火的水冷却器,在加料池上方安装一个轻体耐火混凝土密封罩,JHGJ400×300单臂裹入式摆动加料机在里边工作,因而有效地减少了辐射和溢流热损失及扬尘量,大大地改善了作业环境。加料口主碹用双挂钩砖托砌,加料池拐角砖用调节螺杆牵引固定在主柱上。2.5两种分配料道的组合及分配效率随着高速制瓶机的发展,对料滴温度的稳定性与料滴粘度的均匀性要求越来越高。传统的工作部结构改革是这一发展的必然趋势。为使工作部能够较好的实现玻璃液的均化、调温和分配功能,工作部采用了分配料道结构形式,火焰空间全分隔,不受熔化室内火焰干扰,为满足不同产品的温度要求,分配料道的空间再用隔墙分离,以分区进行各自温度调节。分配料道长6540mm,宽1100mm,液深425mm。工作池的每小时取容比85%～90%,料液在分配料道内存留时间65～70min,分配料道能耗0～1.254×104kJ/d,除生产小产品外,多数情况下不用补充热量。上部空间用优质硅砖砌筑,池壁为AZS33PT-Y砖,池底铺面砖为AZS33WS-Y砖。2.6表面保温效果火焰空间总高度为2572mm。火焰空间容积为207.6m3,火焰空间热负荷18.8×104kJ/m3·h(4.5×104kcal/m3·h)。熔化室大碹为蜂窝状优质硅砖结构,外部采用太原高科耐火材料有限公司保温方式,由碹表面向外依次是:5mmXM10B硅质泥浆,40mmXM500A硅质密封料,90mmGGFT-Ⅰ(1400℃)保温涂料,90mmGGFT-Ⅱ(1100℃)保温涂料。外表面温度平均为90℃,碹表面散热量为4023kJ/m2·h(966kcal/m2·h)。四周胸墙用AZS33PT-H槽型复合砖砌筑,该砖性能相当于法国西普公司ER-1681SI和日本旭硝子公司ZB-1681W砖。其耐用情况与AZS33PT砖相当,但其重量减轻四分之一,隔热效果可提高2.5倍。复合砖的外面再依次保温:115mmLZ-48,180mmQN-1.0及30mmGGFT-Ⅱ。胸墙外表面温度平均为70℃,散热量为3324kJ/m2·h(556kcal/m2·h)。2.7喷火口热负荷小炉火焰覆盖率61%,火口宽高比2.57,斜坡碹下倾角20°,小炉底板下倾角10°,小炉向心角6°,火口面积与熔化面积比1.95%,喷火口热负荷为2.360×104kJ/m2·h(565×104kcal/m2·h)。喷火口、碹、侧墙及底板均为AZS33PT-H砖。2.8国内模块与设备采用箱式蓄热室,碹顶及墙体的上部用优质硅砖砌筑并进行强化保温。关于格子体的设计,实践证明完全依据格子体体积和熔化面积成正比例的概念,即蓄熔比越大越好是不切实际的。原则应是既节省能源又要经济合理。必须结合运行周期内熔窑实际可能达到的熔化率范围、单位时间耗能量及所需的助燃空气量而定。一般情况下马蹄焰池炉1m3/s助燃空气需格子体体积50～60m3。85m2池炉经常出料量在180t/d左右,平均能耗125g标油/kg玻璃液,需助燃空气量为3.3m3/s,因此一侧格子体体积为200m3便已够用了。关于格子砖厚度,格子砖用于储存与交换废气余热时每侧厚仅需大约20mm,即炉龄期内40mm的厚度是起作用的,因此筒形格子砖取厚度为40mm。而直形格子砖取厚度65mm时,这多余的实心部分厚度是为格子体稳定的需要,而不是热效率所要求。格子体上部与碹顶之间的空间高度应大于2.5m,以保证废气能均匀分布,箱式蓄热室中,空间过低时,靠近炉子部分的格子体通常不会完全起作用,当废气流量低的情况下这部分格子体很容易堵塞。为使格子体在较长的炉龄期内保持畅通,便于日常清扫工作,在格子体温度900℃以下部分采用西门子式格子体,格子孔135×135。900℃以上部分采用筒形砖结构,格子孔160×160。格子砖选材,由下往上依次为DN-13,低蠕变莫来石砖(过渡层)DM-92,DM-95,DM-97。一侧蓄热室格子体数据见表2。蓄热室二次空气预热温度为1250～1300℃。烟道内烟气排出温度为320～360℃。2.9合材料的组成供料道长7550mm,料槽宽910mm,料液深150mm。由后冷却段、前冷却端、匀化段和料盆4区组成。料道选材:料槽用AZS33PT-Y砖,侧墙及顶部各种定型砖、元件砖为硅线石质砖,外部由复合保温材料组成。料道结构在设计中与山东淄博嘉丰玻璃机械有限公司合作,在其AF系列电辐射加热式供料道基础上吸取了国外供料道的一些先进技术。如供料道各区段砖结构及控制系统吸取了英国BH-F公司和PSR公司的经验,实现了“削峰填谷”的调温方法;为使料道底部温度分布均匀,吸取了美国EMHART540供料道的经验,在料道冷却段底部中间设冷却风道,控制底层料液温度;而料道的外部保温结构则借鉴了英国ELECTROGLASS公司的复合保温经验。该料道温度控制精度±1℃,双滴料重量差小于5g,玻璃液匀化系数为90%～98%。每条料道用电量小于720kWh/d,合每吨玻璃小于8kWh。2.10空气过剩系数油枪、池壁冷却风系统⑴窑炉控制系统选用秦皇岛玻璃工业设计研究院的玻璃窑炉微机控制系统。主要指标控制精度:熔化室温度±3℃,窑内压力±1Pa,工作室温度±2℃,玻璃液面±0.5mm。⑵助燃空气供应系统选用HYRF型助燃空气系统。该系统包括FUJIELECTRIC变频调速器,BKJ66-11型No6.3矿井局部轴流通风机,ANB-65流量计,HYIR-S蝶阀,HY2R换向阀等,保证了燃烧系统中的油/风配比的自动控制。空气过剩系数α稳定在1.10～1.15范围内。⑶油枪选用北京航空航天大学热动力工程研究所的发展型GT-CPA节能油枪。⑷加料机采用JHGJ400×300型裹入摆动式加料机,该机由电机振动给料机和变频器控制给料量,然后由推料机构将落入预熔池内的配合料在压入玻璃液的同时推入熔化池内,并被下部的热玻璃液包裹起来,形成一个个飘浮的料堆,由于该机可左右13°范围摆动,使得料堆在熔化池内分布均匀,有利于吸收火焰空间的辐射热量,同时与高温玻璃液接触面增大,加快了熔融速度,减少了料粉飞扬。⑸池壁冷却风系统熔化池池壁和流液洞有各自的冷却系统。熔化池壁冷却风量为2500m3/h,风压为1540Pa,流液洞冷却风量为10000m3/h,风压为2100Pa。每块池壁砖上安设一个风嘴,以Φ150mm波纹软管与主风道连接,在每个风嘴上安装可调蝶阀,根据部位不同调节风量大小,风嘴与池壁距离80mm,与液面间上扬角度为30°。3设计、产品品质该窑2000年12月投产,至今已运行24个月,各项工艺指标稳