燃煤氣浮法玻璃熔窯的小爐蓄熱室技改設(shè)計(jì)

【中玻網(wǎng)】摘要：燃煤氣浮法玻璃熔窯燃燒的好壞與小爐及蓄熱室的設(shè)計(jì)有直接的關(guān)系。本文結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)闡述了小爐蓄熱室設(shè)計(jì)的基本思路和設(shè)計(jì)中注意的幾個(gè)要點(diǎn)。
　　
　　關(guān)鍵詞：煤氣 浮法玻璃熔窯 小爐 蓄熱室
　　
　　一、概述
　　
　　目前我國(guó)的浮法玻璃熔窯以重油為燃料的居多，主要是重油的熱值高，火焰剛性好，射程遠(yuǎn)，適合浮法玻璃熔窯不斷擴(kuò)大的發(fā)展趨勢(shì)，而且使用重油為燃料的玻璃熔窯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝流程簡(jiǎn)潔，附屬設(shè)施少，操作控制容易，尤其是烤窯至過(guò)大火，此后室內(nèi)溫度較之燒煤氣窯容易控制。然而，以煤氣為燃料的玻璃熔窯歷史悠久，在我國(guó)早期的平板玻璃熔窯中，大部分是以煤或發(fā)生爐煤氣為燃料的。隨著煤氣發(fā)生爐的不斷改進(jìn)，如二段爐，燃煤氣熔窯的低成本優(yōu)勢(shì)日益體現(xiàn)出來(lái)。目前平板玻璃市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，市場(chǎng)低迷，而重油價(jià)格見(jiàn)漲（1700元/噸），各生產(chǎn)廠家在提高玻璃質(zhì)量的同時(shí)，也在想方設(shè)法降低玻璃的生產(chǎn)成本，努力使企業(yè)安然度過(guò)平板玻璃市場(chǎng)的蕭條期。
　　
　　在這種形勢(shì)下，一些以發(fā)生爐煤氣為燃料的浮法玻璃熔窯開(kāi)始進(jìn)行技術(shù)改造，在滿足生產(chǎn)要求的同時(shí)，要使熔窯的各項(xiàng)指標(biāo)與燃油的熔窯相接近，以體現(xiàn)出燃煤氣熔窯低成本的優(yōu)勢(shì)，使企業(yè)立于不敗之地。
　　
　　二、箱式蓄熱室
　　
　　在上世紀(jì)九十年代以前，我國(guó)的燃煤氣熔窯的空、煤氣蓄熱室均為上升道結(jié)構(gòu)。此類蓄熱室的空、煤氣預(yù)熱溫度較低，蓄熱室熱效率差，熔窯的能耗很高，一般每公斤玻璃液需耗0.50～0.65公斤標(biāo)準(zhǔn)煤[1]。
　　
　　九十年代初，杭玻率先在浮法一線上嘗試將上升道空氣蓄熱室改成箱式蓄熱室，并獲得成功。從而將燃煤氣熔窯的能耗降低了約10%。由于箱式蓄熱室取消了空氣蓄熱室的半圓碹和承重碹，使蓄熱室的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，壽命更長(zhǎng)。如杭玻的燃煤氣350t/d浮法熔窯在不熱修格子體的情況下壽命達(dá)到了六年，能耗約為0.40公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/每公斤玻璃液。
　　
　　三、小爐蓄熱室的設(shè)計(jì)
　　
　　燃煤氣浮法玻璃熔窯技改設(shè)計(jì)中的非常大難點(diǎn)就是小爐和蓄熱室的設(shè)計(jì)，這也是燃油熔窯和燃煤氣熔窯的根本區(qū)別。
　　
　　1、小爐的設(shè)計(jì)
　　
　　在浮法玻璃熔窯的煤氣小爐設(shè)計(jì)中，目前已形成了一些定式，如小爐斜坡碹的下傾角是25°，底板上傾角約3°，小爐舌頭伸出長(zhǎng)度為400～450mm等。但在小爐噴火口截面、小爐斜坡碹形式及材質(zhì)選用上有很大不同。
　　　　
　　一般煤氣小爐口的高度為400～500mm，拱的股高比為1/10，小爐間距為3100mm，這樣就能確定小爐口的寬度。
　　
　　而對(duì)于箱式空氣蓄熱室的浮法玻璃熔窯小爐斜坡碹形式目前有兩種，一種是直通式，另一種是喇叭型。傾向于直通式小爐的理由是：煤氣呈扁平狀出上升道，容易與助燃空氣混合；混合氣體對(duì)小爐側(cè)墻的沖刷小，而且小爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。傾向喇叭型小爐的理由是：喇叭形狀將火焰強(qiáng)制性的形成擴(kuò)散狀，提高火焰的覆蓋面；能改善因煤氣上升道間距較小而造成的維修惡劣環(huán)境；為窯老期的熱修創(chuàng)造條件。
　　
　　筆者傾向于喇叭狀小爐結(jié)構(gòu)。對(duì)于200t/d～350t/d的浮法玻璃熔窯，其小爐口寬度一般在1500mm～1600mm，如果采用直通式結(jié)構(gòu)，那么煤氣上升道間的維修凈空為：3100（小爐中心距）-1500（小爐口寬）-2×465（上升道墻厚）-2×140（小爐立柱）=390mm，如此小的空間很難進(jìn)行蓄熱室的維修。而且，空、煤氣的截面決定空、煤氣的速度，空、煤氣的速度比應(yīng)服從于空氣、煤氣的動(dòng)量比，計(jì)算式如下：
　　
　　式中：Wa、Wf-空氣、煤氣的出口速度（米/秒）
　　
　　Va、Vf-空氣、煤氣的流量（標(biāo)米3/秒）
　　
　　γa、γf-空氣、煤氣的重度（公斤/標(biāo)米3）
　　
　　對(duì)于200t/d～350t/d的浮法玻璃熔窯，空煤氣的動(dòng)量比一般取1.3，在小爐噴火口截面確定的情況下，如果設(shè)計(jì)成直通式小爐，那么煤氣上升道將成一個(gè)非常扁平的狹窄通道，這樣既加劇了煤氣上升道四周墻體的沖刷侵蝕，又因煤氣層過(guò)薄而影響火焰的傳熱效果。