大型玻纤池窑节能技术改造分析方法.doc

大型玻纤池窑节能玻璃纤维大多采用单元窑生产，这种窑熔化面积较小，约50㎡左右，一般采用金属换热器预热空气，高温烟气与玻璃液逆向流动，火焰不换向工作稳定，使用高热值燃料，多对烧嘴对称布置在熔窑两侧。这种窑型的主要优点是：熔化的玻璃液质量好，容易调节温度曲线，可以实现自动化操作，结构简单，占地少，建造快。它的主要缺点是热效率低，燃料消耗大。现在，我国已把保护环境，节能减排作为一项长期国策，并且我国的能耗指标与国外也有较大的差距。为此，各个玻纤厂采取各种方法以降低能耗，如采用纯氧燃烧、维持高的熔化率、窑体保温、电助熔技术、余热利用、稳定窑的热工制度等方法，取得了一定的成效。下面结合我公司实际对玻纤池窑采用的一些节能方法进行分析，期望对节能工作有一些指导或参考意义。??? 1纯氧燃烧技术??? 1.1纯氧燃烧原理燃烧是可燃物与空气中的氧气在一定的温度下发生激烈的化学反应而放出热量，从而达到加热物料的目的。采用纯氧燃烧就是将空气中的氧气单独分离出来，所得的氧气纯度要求≥90%，这和空气助燃相比就大大降低了氮气（空气中氮气含量约为79%）的含量，从而大大降低了废气的排放量，也就是大大减少了废气带走的热量。现在工业上制备氧气的方法一般有两种，一是低温冷冻制氧，就是根据构成大气的各种气体可在不同温度下液化和蒸馏的原理从空气中分离出氧气，这种方法制备的氧气为液态，使用时需气化。二是变压吸附法，这是一种根据分子筛对空气的氮气与氧气选择性吸附的原理从空气中分离获得氧气的方法，生产的氧气纯度达93%以上，我公司目前选用此法。??? 1.2节能原理??? 根据以上的纯氧燃烧原理，我们认为纯氧燃烧产生节能的原因主要为两个，一是由于采用纯氧，所以燃烧后废气的量大大减少，而废气的温度变化不大，从而废气带走的热量大大下降，从而达到节能的目的；二是由于采用纯氧燃烧，燃烧速度加快，氮气含量大大降低，从而使实际火焰温度很高，根据有些资料表明最高可达2690℃，而预热空气助燃的最高温度为1800℃，由于火焰温度的升高，辐射给物料的有效热量增加，而玻璃池窑内的物料得到的热量的40%左右是由火焰辐射传递的，从而降低了能耗。??? 下面为我公司一期窑炉采用纯氧燃烧技术前后的数据对比。 ??? 从以上数据可以看出，使用纯氧燃烧技术后，窑炉的单位热耗下降了38%，因为通路未使用纯氧，通路热耗变化不大，烟气量大大减少，减少了8780Nm3/h。??? 1.3需要注意的问题??? 使用纯氧燃烧技术后应适当降低澄清剂（主要为芒硝）的用量。使用纯氧燃烧后，由于烟气中的水蒸气的质量分数增加，因此溶解于玻璃液的水分会大量增加，水分也起到一定的澄清作用，因此要适当降低配合料中澄清剂（主要为硫酸盐）的用量，这样既可减少SO2的排放，也不会降低玻璃液的质量。使用纯氧燃烧技术后应考虑废烟气的处理和利用。使用纯氧后的烟气量减少，因此余热锅炉进口烟气温度下降较多，采用余热锅炉利用余热已意义不大，但根据我们的实践发现废气中烟尘和所含的挥发物含量并未大幅减少，因此要经过一定的处理才可以直接排放大气中。??? 使用纯氧燃烧技术后更要精确地控制窑压的稳定，以避免窑内气氛和温度的紊乱。纯氧燃烧的火焰形状是可见的，它主要受燃气、氧气、喷枪安装位置和窑压的影响，一般情况下，前3项是稳定的，因此窑压的波动，会造成火焰形状的变化，从而使窑内的温度、气氛发生改变，使玻璃液的质量受到影响，所以应力求控制窑压的稳定。??? 2池窑熔化率??? 保持玻纤池窑较高的熔化率也是节能的一个重要方法。从以上数据可以看出，窑炉和通路的热耗都随着熔化率的降低而明显地升高，尤其是在熔化率在1000kg/m2d时，窑炉和通路热耗有了明显的增加。??? 下面分析一下窑炉及通路热耗与熔化率的关系。??? 窑炉内燃料燃烧所放出的热量主要用于3个方面的支出：(1)将配合料熔化为玻璃液所吸收的热量。(2)燃烧后废气所带走的热量。(3)窑体向外的散热。一般来说，在配合料配方和窑炉热工制度稳定的情况下，窑炉的前两项热量支出随着熔化率变大而变大，而第3项的热量支出和熔化率的关系不大，基本上是相对稳定的。因此说，随着熔化率的增加，也就是单位时间内熔化的玻璃液量增加，那么窑体向外的散热分配到单位玻璃液的热耗反而较降低，我们认为这就是随着窑炉熔化率的升高，玻璃液单位热耗反而降低的原因。池窑通路的燃气燃烧放出的热量主要用于3个方面的支出：(1)维持一定的空间温度，使玻璃液平稳降低到拉丝作业温度的热量支出。(2)通路向外的散热。(3)燃烧后废气带走的热量。其中后两项为主要支出的热量。随着池窑熔化率的增加，流向通路的玻璃液量会增加，因为这时玻璃液的温度较高，那么玻璃液本身带过来的热量也增加，根据热平衡的观点，燃气燃烧提供的热量相应地减少，