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玻璃熔窑蓄热室功能类型运行参数介绍

发布日期: 2020-05-29 16:23:57    阅读量(150)    作者:

蓄热装置是十八世纪发明的专利技术,至今已有近200年历史了。最初应用于冶金工业的炼钢平炉,后来逐步应用在玻璃熔窑以及其它行业的工业炉窑上。蓄热室是玻璃熔窑的主要设施之一,在本世纪初,新建一座500t/d 级的浮法玻璃熔窑,全部采用国产材料,全窑耐火材料总重大约7000t,其中的蓄热室就占4500t,约占全窑耐火材料重量的65%。本文以横火焰的浮法玻璃熔窑为例,概述了玻璃熔窑蓄热室的总体结构设计情况。

1,蓄热装置的功能

1。1蓄热装置是助燃、助热装置能够对空气(和低热值气体燃料)进行预热,有利于燃烧,能够提高燃料的燃烧温度,起助燃作用;使低热值燃料能够进行高温燃烧,产生高热值燃料的燃烧效果,使高热值燃料进行更高温燃烧,产生更多的热量,起助热作用。

1.2蓄热装置是节能、环保装置

蓄热装置既是节能装置、又是环保装置,能够回收烟气的余热、降低排出的废气温度,从而降低熔窑的燃料消耗,节省能源。对于使用高热值燃料的熔窑来说,可节省燃料30%~40%;燃料量降低了,燃烧废气量自然也能够减少,而烟气中的氮氧化物、硫及其氧化物、烟气粉尘等有害物的排放也相应降低了,对环境保护有比较明显的作用。对于使用低热值燃料的玻璃熔窑来说,通过对助燃空气和燃料气体的双预热,可使节能、减排的百分比更高一些。

1.3蓄热室的助燃、助热功能是生产高档优质玻璃的必要条件

玻璃配合料的熔化速度、熔化质量都需要高温。对于低热值燃料(如发生炉煤气)来说,通过对助燃空气和燃料煤气双预热,就能达到使配合料熔化成合格玻璃液的温度。而对于高热值燃料(如重油、天然气等)来说,只对助燃空气进行预热,就能够达到更高的燃烧温度,这是生产高等级高品质玻璃的必要条件。可以说玻璃熔窑若不设置蓄热室,即使采用高热值的燃料,要想生产高档优质玻璃也是有困难的。

2,蓄热装置的类型

2.1蓄热装置常用的三种类型

目前国内外各行业在工业炉窑上常用的蓄热装置主要有三种类型:一种是大孔径、大体积的“蓄热室”,在炉窑左右两侧对称设置;另一种是小孔径、小体积的“蓄热箱”,蓄热箱通常与低热值燃料喷枪和助燃空气喷嘴分别组合成一体,统称为“蓄热式燃烧器”,安装在炉窑炉膛两侧胸墙的外壁上,一般需要多对布置,对于高热值燃料的蓄热式燃烧器来说只需对助燃空气进行预热;在单向燃烧的炉窑上使用的一种蓄热装置为旋转式,称之为“旋转式蓄热室”,已经应

用于火力发电厂锅炉的余热回收。玻璃熔窑蓄热室是各行业规模最大的蓄热装置。

3,玻璃熔窑蓄热室的运行参数

3.1玻璃熔窑蓄热室内的温度参数

玻璃熔窑蓄热室腔道顶部的不同区域内壁温度通常为1400~1600℃,炉条碹下的废气出口温度不同区域通常为300~600℃,这是由燃料种类和蓄热室格子体的换热能力而决定的。助燃空气入口温度通常为100℃,可达到的预热温度为1100~1300 ℃。玻璃熔窑运行中两侧蓄热室内的废气和空气之间的平均温差约为200K。

3.2助燃空气预热温度与排出烟气温度是互相锁定的关系

燃重油的玻璃熔窑,进入格子体烟气平均温度1450℃情况下,助燃空气平均预热温度1100℃,则蓄热室底部炉条碹下的排烟温度约为600℃;若助燃空气要求预热到1200 ℃时,则排出的烟气温度约为490℃;助燃空气的预热温度越高,排出烟气的温度就越低,实现起来越困难。助燃空气预热温度和排出烟气的温度是互相锁定的关系。不同燃料的空气预热温度与排烟温度有不同的锁定关系。

3。3格子砖的表面温度

因为助燃空气只有对流传热,没有辐射传热能力;而烟气既有对流传热,又有辐射传热能力,所以废气对格子砖的热交换好于空气。因此,格子砖块表面温度并不是废气与空气的平均温度,而是更接近废气温度。可按废气与空气温差200K的1/3和2/3划分,即格子砖块表面温度要比废气低70K,比空气高140K。

3.4蓄热室腔道内的压力

玻璃熔窑运行过程中熔化区炉膛内呈微正压状态,通常为+5。88~6。86 Pa。熔窑两侧蓄热室腔道内的压力是不同的:烟气侧蓄热室的格子体顶部之上为0,炉条碹下为-117。6~-127。4Pa,烟气流程处于抽力逐渐加大状态;而空气侧蓄热室炉条碹下为-58。8~-78。4Pa,空气流程处于推力逐渐减小状态。

3.5换向周期时间

国内外玻璃熔窑目前换向周期时间一般为20min(可用15~30min),是指玻璃熔窑运行中两侧蓄热室一侧烟气和另一侧空气的换向周期时间均为20min。换向周期时间延长可使换向损失降低,但也增加了温降且降低平均预热温度。既要减少换向热损失、又要保持助燃空气较高的预热温度、还要使窑内温度比较稳定,需要对三者统筹考虑确定换向周期时间,20min就是综合考虑的结果。

3.6 格子体内的气体流动分布状况

玻璃熔窑蓄热室格子体内气体流动的理想状况是:无论是烟气的下行、还是空气的上行流动,都能够在蓄热室腔道内所有格子孔中产生比较均匀的流量分布。充分发挥每个格子孔的换热能力,若流量分布状况不均匀,就会严重影响格子体的换热效率。

3.7 格子体内的空气、烟气流速

玻璃熔窑蓄热室格子体内的气体流速一般为:在流体标准状态下, 助燃空气的速度为30.2~ 0.4Nm/s, 烟气的速度为0.25~0.533 Nm /s。实际状态下为:1~3m/s,气体流速大一些能够提高格子体的换热系数,利于热交换。

3.8 格子体的热利用率

天津快乐十分开奖结果 整个玻璃熔窑蓄热室装置在一个换向周期内的热量损失约为烟气带入蓄热室热量的10%,这些热量是从蓄热室四周围墙及顶碹表面散热和从孔洞、缝隙热气体逸出跑掉的。在这10%的热量损失中,属于格子体顶面与底面之间的散热与进入格子体烟气温度下收入热之比,约为5%,所以在采用简化公式法进行格子体换热系数计算中取格子体热利用率按95%考虑。另外的5%热量损失主要是从格子体顶面之上的结构散失的,这样考虑之后才能比较准确地计算出格子体排出废气的温度。

3.9 格子体的热回收效率

进入蓄热室格子体的烟气总热量通常有3个去处:助燃空气预热热量、排出废气带走热量、格子体结构散失热量。其中的助燃空气被预热所得热量占烟气带入格子体总热量的百分比被称之为蓄热室格子体热回收效率。按烟气平均温度1450 ℃进入格子体考虑,通过格子体热平衡计算可知:浮法玻璃熔窑蓄热室格子体的热回收效率一般为50%~65%,排出废气带走热量一般为45%~30%,格子体自身散热约为5%。

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