電助熔浮法玻璃熔窯電較排布的物理模擬研究

【中玻網(wǎng)】浮法玻璃配合料的熔化是在玻璃熔窯中進(jìn)行的，普遍采用橫火焰噴槍將重油或者天然氣等化石能源在熔窯內(nèi)配合料表面噴出燃燒，使玻璃配合料加熱熔化，這種熔化玻璃的方式造成大量的能源消耗與環(huán)境污染。玻璃熔窯的電助熔技術(shù)是解決玻璃熔窯節(jié)能減排的有力舉措。目前電助熔技術(shù)已經(jīng)在小型特種玻璃熔窯上得到了成功的應(yīng)用，但在大型浮法玻璃窯爐的應(yīng)用仍處于試驗探索階段。本文采用物理模擬的方法，從浮法玻璃熔體高溫流動特性出發(fā)，選擇了以雷諾準(zhǔn)數(shù)、佛羅德準(zhǔn)數(shù)為主要相似準(zhǔn)數(shù)，以600 t/d的浮法玻璃熔窯為基礎(chǔ)參數(shù)，對電助熔電較在浮法玻璃熔窯不同排布位置對玻璃液溫度和流動速度的變化進(jìn)行了研究。

　　模擬池窯采用透明的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃板來制作，模型分熔化部、卡脖、冷卻部等，在熔化部上部空間布置12根碳纖維組成6對橫向加熱系統(tǒng)，以模擬生產(chǎn)線6對橫火焰噴槍組成的空間加熱系統(tǒng)，每組配制單獨(dú)控制系統(tǒng)（配制變壓器、電壓表、電流表）以調(diào)節(jié)輸出功率變化，達(dá)到所需的溫度曲線要求。選用甘油、糖漿和氯化鋰、氯化鈉的混合溶液來作為模擬液，當(dāng)模擬液達(dá)到試驗設(shè)定溫度時，從裝置加料口加入示蹤劑或示蹤粒子，通過電子秒表以及照相機(jī)記錄示蹤劑和示蹤粒子在各個區(qū)域停留時間及運(yùn)動軌跡。

　　通過模擬實驗，經(jīng)過分析和討論，得出：（1）電助熔系統(tǒng)作用下的熔窯中，存在兩種對流形式，一種是由于玻璃液密度差引起的自然對流，另一種是電較作用引起的微循環(huán)強(qiáng)制對流，由電較作用產(chǎn)生的循環(huán)流以及作業(yè)流在玻璃熔制過程中占主要地位。（2）通過模擬結(jié)果表明，在熱點(diǎn)處布置電助熔電較使熔窯內(nèi)玻璃液熱點(diǎn)易于突出，對穩(wěn)定玻璃液流，提高玻璃熔化效率以及澄清均化質(zhì)量有顯著的促進(jìn)作業(yè)。（3）在熱點(diǎn)處布置電助熔電較后，可以同時在靠近熱點(diǎn)的前端布置功率較小的電助熔電較，能顯著改變配合料在熔化區(qū)的停留時間以及玻璃液在澄清區(qū)的均化時間，以提高玻璃液的熔化質(zhì)量。