小型橫火焰窯熱負荷的分配

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

不管是浮法生產線還是光伏壓延生產線，橫火焰池窯都有著廣泛的應用，橫火焰池窯的技術也相對成熟。不同的操作者也摸索總結了很多經驗。普遍認為提高熔化溫度可以增加玻璃產量和提高玻璃質量。窯爐產量和質量在很大程度上取決于窯爐各個小爐熱負荷的水平分布。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。小爐燃料分配的關鍵在于熔化過程進行得是否合理。要想對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、配合料數量（拉引量大小）、生熟料比例聯系起來，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對小爐、250 t/d 5對小爐、150 t/d 4對小爐的窯爐都屬于小型窯爐，在生產實踐中認為采取“山形溫度制度”比較合適。但是隨著耐火材料質量的不斷提高，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的熱負荷有利于節能降耗。

要強化熔化過程，必須對燃料分配、傳熱過程、增加窯爐的熱負荷等一系列指標進行改進。

1 250 t/d橫火焰玻璃窯上熱負荷調整實踐

250 t/d窯爐是國內設計的橫火焰窯，5對小爐，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。熱點定在 4#小爐處。當拉引量為250 t/d時，各小爐的燃料分布、風/氣比、碹頂及池底溫度等工藝參數見表1。

表1 250 t/d窯爐工藝參數

溫度制度采用的“山形”溫度曲線，燃料分配安排熱點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，為突出熱點，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，燃料分配設計最低。從窯爐內的熔化情況看，料山在3#爐前垛。3#爐前垛到 4#爐前垛都是泡沫區，料山到泡界線跨度1個小爐 ，1#小爐前垛溫度為1440 ℃左右，熱點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。熱點到5#小爐前垛溫度差為55 ℃左右，成形回流相對緩慢，有利于玻璃澄清，氣泡排出。

2 150 t/d橫火焰玻璃窯上熱負荷調整實踐

2006年點火投產的150 t/d橫火焰窯浮法玻璃生產線，設計4對小爐，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對噴槍有單獨的流量調節器。但因當年技術制約，此條生產線生產厚度以2.0 mm、1.1 mm和0.7 mm玻璃為主，故拉引量較大。生產2.0 mm時為降低成本，拉引量達到160～170 t/d。熔化壓力較大，料山、泡界線很靠后。熱點處火根下面常有沫子向外跑，對質量影響較大。被迫只能升溫再升溫，全窯各小爐溫度普遍較高，窯爐燒損較為嚴重。生產1.1 mm時熔化狀態好，很多料山在1#爐后垛。 1#爐后垛到 2#爐后垛是泡沫區，料山到泡界線跨度1個小爐 ，1#小爐前垛溫度為1500 ℃左右，熱點2#前垛溫度為1595 ℃左右，4#小爐后垛溫度為1550 ℃左右。此溫度曲線熱點到1#小爐前垛溫度差為95 ℃左右。熱點到4#小爐后垛溫度差為45 ℃左右，具體工藝參數見表2。

表2 150 t/d窯爐料山、泡界線等工藝參數

2013年點火投產的150 t/d橫火焰玻璃窯仍是一條浮法生產線，設計4對小爐，側燒式。每個小爐2只噴槍。燃料為天然氣。一對小爐設計一個流量調節器。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

該條生產線10個月內就實現了0.33 mm至1.1 mm全系列厚度玻璃的批量生產。拉引量從55 t/d至140 t/d，因拉引量波動大，該生產線的熱負荷分配變化也較大。不同拉引量下各小爐熱負荷分配見表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0.33 mm玻璃時，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。在保持熱點溫度不變的情況下，大幅增加了前區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 結語

大型橫火焰熔窯生產中拉引量相對較為穩定，波動也較小。熱負荷變化不大。小型熔窯尺寸小、小爐對數少，但實際生產中，隨著生產品種變化，拉引量變化幅度較大。熱負荷也隨即調整較大。雖然玻璃越薄，總燃料量越少，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也少，料山、泡界線仍然很靠前。

熔窯熱負荷分配跟拉引量大小密切相關，找到合適拉引量下的熱負荷分配、盡可能少改換生產的厚度規格，穩定生產，熔窯工況才能更穩定。