小型橫火焰窯熱負(fù)荷的分配

吳華東 王曉東 李樂

（蚌埠中建材信息顯示材料有限公司 蚌埠 233000）

0 引言

不管是浮法生產(chǎn)線還是光伏壓延生產(chǎn)線，橫火焰池窯都有著廣泛的應(yīng)用，橫火焰池窯的技術(shù)也相對(duì)成熟。不同的操作者也摸索總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)。普遍認(rèn)為提高熔化溫度可以增加玻璃產(chǎn)量和提高玻璃質(zhì)量。窯爐產(chǎn)量和質(zhì)量在很大程度上取決于窯爐各個(gè)小爐熱負(fù)荷的水平分布。合理分配燃料和合理組織燃燒是玻璃熔窯熔化操作的核心。小爐燃料分配的關(guān)鍵在于熔化過程進(jìn)行得是否合理。要想對(duì)各小爐的燃料作合理的流量分配，必須了解在熔化過程中玻璃的物理化學(xué)變化情況，把熔化過程中的物料位置和溫度曲線與玻璃成分、特性、配合料數(shù)量（拉引量大?。?、生熟料比例聯(lián)系起來(lái)，才能得出比較合理的燃料分配方案。目前橫火焰窯主要有三種熔化溫度制度：“雙高溫度制度”、“橋形溫度制度”、“山形溫度制度”。根據(jù)不同噸位的窯爐、不同玻璃成分和生熟料比例等差別找到適合的溫度制度。400 t/d 6對(duì)小爐、250 t/d 5對(duì)小爐、150 t/d 4對(duì)小爐的窯爐都屬于小型窯爐，在生產(chǎn)實(shí)踐中認(rèn)為采取“山形溫度制度”比較合適。但是隨著耐火材料質(zhì)量的不斷提高，L型吊墻的廣泛使用，使投料口溫度大幅度的提高成為可能。適量增加橫火焰窯爐投料口區(qū)的熱負(fù)荷有利于節(jié)能降耗。

要強(qiáng)化熔化過程，必須對(duì)燃料分配、傳熱過程、增加窯爐的熱負(fù)荷等一系列指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)。

1 250 t/d橫火焰玻璃窯上熱負(fù)荷調(diào)整實(shí)踐

250 t/d窯爐是國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的橫火焰窯，5對(duì)小爐，小爐中心距為3200 mm，投料口到1#小爐中心距離為5300 mm，窯內(nèi)寬9600 mm。

1#～ 4#小 爐各 3只噴槍 ，5#小爐2只噴槍 ，均為底燒式。第一年燒重油，后改天然氣。熱點(diǎn)定在 4#小爐處。當(dāng)拉引量為250 t/d時(shí)，各小爐的燃料分布、風(fēng)/氣比、碹頂及池底溫度等工藝參數(shù)見表1。

表1 250 t/d窯爐工藝參數(shù)

溫度制度采用的“山形”溫度曲線，燃料分配安排熱點(diǎn)4#小爐用天然氣最高，1#、 2#小爐保證化料，燃料分配次之。3#小爐為泡沫區(qū)，為突出熱點(diǎn)，燃料分配低于1#、 2#小 爐。5#小爐主要兼顧澄清部及冷卻部的溫度，燃料分配設(shè)計(jì)最低。從窯爐內(nèi)的熔化情況看，料山在3#爐前垛。3#爐前垛到 4#爐前垛都是泡沫區(qū)，料山到泡界線跨度1個(gè)小爐 ，1#小爐前垛溫度為1440 ℃左右，熱點(diǎn)4#前垛溫度為1550 ℃左右，5#小爐前垛溫度為1495 ℃左右。此溫度曲線熱點(diǎn)到1#小爐前垛溫度差為110 ℃左右，投料回流明顯，泡界線清晰。熱點(diǎn)到5#小爐前垛溫度差為55 ℃左右，成形回流相對(duì)緩慢，有利于玻璃澄清，氣泡排出。

2 150 t/d橫火焰玻璃窯上熱負(fù)荷調(diào)整實(shí)踐

2006年點(diǎn)火投產(chǎn)的150 t/d橫火焰窯浮法玻璃生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)4對(duì)小爐，底燒式。1#至 3#小爐各3只噴槍 ，4#小爐2只噴槍。燃料為重油。11對(duì)噴槍有單獨(dú)的流量調(diào)節(jié)器。但因當(dāng)年技術(shù)制約，此條生產(chǎn)線生產(chǎn)厚度以2.0 mm、1.1 mm和0.7 mm玻璃為主，故拉引量較大。生產(chǎn)2.0 mm時(shí)為降低成本，拉引量達(dá)到160～170 t/d。熔化壓力較大，料山、泡界線很靠后。熱點(diǎn)處火根下面常有沫子向外跑，對(duì)質(zhì)量影響較大。被迫只能升溫再升溫，全窯各小爐溫度普遍較高，窯爐燒損較為嚴(yán)重。生產(chǎn)1.1 mm時(shí)熔化狀態(tài)好，很多料山在1#爐后垛。 1#爐后垛到 2#爐后垛是泡沫區(qū)，料山到泡界線跨度1個(gè)小爐 ，1#小爐前垛溫度為1500 ℃左右，熱點(diǎn)2#前垛溫度為1595 ℃左右，4#小爐后垛溫度為1550 ℃左右。此溫度曲線熱點(diǎn)到1#小爐前垛溫度差為95 ℃左右。熱點(diǎn)到4#小爐后垛溫度差為45 ℃左右，具體工藝參數(shù)見表2。

表2 150 t/d窯爐料山、泡界線等工藝參數(shù)

2013年點(diǎn)火投產(chǎn)的150 t/d橫火焰玻璃窯仍是一條浮法生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)4對(duì)小爐，側(cè)燒式。每個(gè)小爐2只噴槍。燃料為天然氣。一對(duì)小爐設(shè)計(jì)一個(gè)流量調(diào)節(jié)器。小爐中心距為3100 mm，投料口到1小爐中心距離為4300 mm，窯內(nèi)寬8000 mm。各小爐噴火的寬度見表3。

表3 150 t/d窯爐噴火口寬度 mm

該條生產(chǎn)線10個(gè)月內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了0.33 mm至1.1 mm全系列厚度玻璃的批量生產(chǎn)。拉引量從55 t/d至140 t/d，因拉引量波動(dòng)大，該生產(chǎn)線的熱負(fù)荷分配變化也較大。不同拉引量下各小爐熱負(fù)荷分配見表4。

表4 150 t/d窯爐不同拉引量下的燃料分配比例

從表4可以看出，生產(chǎn)0.33 mm玻璃時(shí)，拉引量為55t/d左右。拉引量較低，燃料使用量也少，只有1197 m3/h。但是為了保證冷卻部和流道溫度，燃料比例是偏后的，3#、 4#小爐占比還是很高的。由于拉引量低，1#、 2#小爐燃料占比少。熔窯化料沒有任何壓力，料山、泡界線依然很靠前。料山在1#爐后垛附近，泡界線在2#爐前垛附近。泡沫區(qū)很小。隨著玻璃厚度的增加，拉引量、天然氣用量都隨著增大。在保持熱點(diǎn)溫度不變的情況下，大幅增加了前區(qū)1#、 2#小爐的用氣比例。料山、泡界線也隨之后移。料山出到2#爐后垛附近，泡界線在3#爐前垛附近。

3 結(jié)語(yǔ)

大型橫火焰熔窯生產(chǎn)中拉引量相對(duì)較為穩(wěn)定，波動(dòng)也較小。熱負(fù)荷變化不大。小型熔窯尺寸小、小爐對(duì)數(shù)少，但實(shí)際生產(chǎn)中，隨著生產(chǎn)品種變化，拉引量變化幅度較大。熱負(fù)荷也隨即調(diào)整較大。雖然玻璃越薄，總?cè)剂狭吭缴?，但為了保障流道溫度，必須提高熔窯后端溫度，燃料分配比例向后面小爐增加較多。熔窯前區(qū)小爐燃料雖大幅下減，但拉引量太小，投入熔窯的配合料相應(yīng)也少，料山、泡界線仍然很靠前。

熔窯熱負(fù)荷分配跟拉引量大小密切相關(guān)，找到合適拉引量下的熱負(fù)荷分配、盡可能少改換生產(chǎn)的厚度規(guī)格，穩(wěn)定生產(chǎn)，熔窯工況才能更穩(wěn)定。