CN101318763A - 低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法 - Google Patents

低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法 Download PDF

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吴道洪
胡韬
王正华
王东方
阮立明
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    • C03B5/235—Heating the glass
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Abstract

本发明公开了一种低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法，熔窑的壁上设有多个燃烧器，每个燃烧器均连接有空气蓄热室和燃料蓄热室。燃烧过程中一部分燃烧器燃烧；另一部分燃烧器排烟，并进行周期性切换。一方面高温烟气排出时，经过空气蓄热室和燃料蓄热室对烟气余热进行回收利用，降低了热能损失，提高了燃烧效率；另一方面利用回收的烟气余热对常温助燃空气和低温燃料进行预热。预热后的高温燃气和高温助燃空气混合后燃烧温度更高。适用于各种熔窑，尤其适用于玻璃熔窑。

Description

低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法
技术领域
本发明涉及一种熔窑，尤其涉及一种玻璃熔窑及其燃烧方法。
背景技术
玻璃熔窑是玻璃工厂的主要热工设备、是玻璃生产线的心脏。玻璃原料在熔窑里必须被加热到相当高的温度才能熔制出合格的玻璃液。以生产优质平板玻璃为例，熔窑内热点处的窑壁温度(小炉垛)要达到1590℃以上。传统的玻璃熔窑一般都采用重油、天然气等高热值燃料，虽然能够达到熔制玻璃所需要的温度，但燃料昂贵，且排烟温度高、燃烧效率低。少数采用焦炉煤气、热煤气等低热值燃料的生产线，只能生产一般质量的玻璃。随着燃油价格的不断高涨，燃料已占到玻璃制造成本的一半以上，致使玻璃制造总成本大幅增加，低热值燃气尽管廉价，但由于热值低、杂质多，采用普通的燃烧装置和方法无法达到生产优质玻璃所需要的温度。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧温度高、燃烧效率高的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，包括熔窑，所述熔窑的壁上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室。
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧方法，上述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置的多个燃烧器中，一部分燃烧器燃烧；另一部分燃烧器排烟，具体包括以下步骤：
A、将常温助燃空气和低温燃料分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室进行预热；
B、预热后的高温助燃空气和高温燃料在熔窑中混合燃烧；
C、燃烧后的高温烟气由另外的燃烧器排出，其中一部分高温烟气经过空气蓄热室释放热量后排出；另一部分高温烟气经过燃料蓄热室释放热量后排出。
D、燃烧至设定的时间后，在燃烧的燃烧器停止燃烧，用于排烟；未燃烧的燃烧器停止排烟，开始燃烧。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法，由于熔窑的壁上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室。燃烧过程中，可以使一部分燃烧器燃烧；另一部分燃烧器排烟，并进行周期性切换。常温助燃空气和低温燃料分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室进行预热；预热后的高温助燃空气和高温燃料在熔窑中混合燃烧；燃烧后的高温烟气由另外的燃烧器排出，其中一部分经过空气蓄热室释放热量后排出；另一部分经过燃料蓄热室释放热量后排出。
一方面高温烟气排出时，经过空气蓄热室和燃料蓄热室对烟气余热进行回收利用，降低了热能损失，提高了燃烧效率；另一方面利用回收的烟气余热对常温助燃空气和低温燃料进行预热。预热后的高温燃料和高温助燃空气混合后燃烧温度高。适用于各种熔窑，尤其适用于玻璃熔窑。
附图说明
图1为本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置的结构原理图。
具体实施方式
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括熔窑，熔窑的壁上设有多个燃烧器，多个燃烧器分为两组，相对设置在所述熔窑的相对两侧壁上。多个燃烧器在熔窑侧壁上的设置位置也可以根据工艺的需要来设置。
所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室。
所述的空气蓄热室分为两段或多段。当分为两段时，分别为高温段空气蓄热室和低温段空气蓄热室，所述高温段空气蓄热室与所述高温助燃空气入口连接。
所述低温段空气蓄热室连接有常温助燃空气入口和低温烟气出口，常温助燃空气入口和低温烟气出口之间设有换向装置。当燃烧器燃烧时，低温烟气出口关闭，常温助燃空气入口打开，进入常温助燃空气，依次经过低温段空气蓄热室和高温段空气蓄热室，进行预热后参与助燃；当燃烧器停止燃烧时，常温助燃空气入口关闭，低温烟气出口打开，用于排出低温烟气。
所述的燃料蓄热室分为两段或多段；分为两段时，分别为高温段燃料蓄热室和低温段燃料蓄热室，所述高温段燃料蓄热室与所述高温燃料入口连接。
所述低温段燃料蓄热室连接有低温燃料入口和低温烟气出口，所述的低温燃料入口和低温烟气出口之间设有换向装置。当燃烧器燃烧时，低温烟气出口关闭，低温燃料入口打开，进入低温燃料，依次经过低温段燃料蓄热室和高温段燃料蓄热室，进行预热后参与燃烧；当燃烧器停止燃烧时，低温燃料入口关闭，低温烟气出口打开，用于排出低温烟气。
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧方法，由上述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置实现，该节能燃烧装置的多个燃烧器中，一部分燃烧器燃烧；另一部分燃烧器排烟，具体可以是熔窑一侧壁上的燃烧器燃烧；另一侧壁上的燃烧器排出高温烟气，并进行周期性切换。
具体包括以下步骤：
步骤11、将常温助燃空气和低温燃料分别经过燃烧侧的空气蓄热室和燃料蓄热室进行预热，其中，常温助燃空气依次经过低温段空气蓄热室和高温段空气蓄热室进行预热；低温燃料依次经过低温段燃料蓄热室和高温段燃料蓄热室进行预热。
步骤12、预热后的高温空气和高温燃料在燃烧器中混合燃烧；熔窑两侧壁上的燃烧器交替切换燃烧，即一侧的燃烧器燃烧时，另一侧的燃烧器用于排烟，过一段时间再换过来，如此反复切换。这样，一方面可以使两侧的蓄热室切换进行蓄热、放热；另一方面可以使熔窑内的横向温度分布更均匀，更易维持熔窑窑内温度制度，产品质量和产量均增加。
步骤13、燃烧后的高温烟气由未燃烧的燃烧器排出，其中一部分经过空气蓄热室释放热量后排出；另一部分经过燃料蓄热室释放热量后排出。以两段式蓄热式结构为例，一部分高温烟气依次经过高温段空气蓄热室和低温段空气蓄热室后排出；另一部分高温烟气依次经过高温段燃料蓄热室和低温段燃料蓄热室后排出。
步骤14、燃烧至设定的时间后，在燃烧的燃烧器停止燃烧，用于排烟；未燃烧的燃烧器停止排烟，开始燃烧，如此反复切换。切换完成的时间小于等于40秒，最好是小于等于20秒。
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法，采用两段或多段蓄热式结构，以实现烟气余热的高效回收利用。将排烟温度降到200℃以下。
利用回收的烟气余热对常温助燃空气和低温燃料进行二级或多级预热，使燃料和助燃空气混合燃烧前均达到达到很高的温度。高温燃气和高温助燃空气混合点火后燃烧温度极高，当使用热值小于等于4500kcal/Nm3的燃料进行燃烧时，仍然能够使玻璃熔窑达到所需要的温度，满足生产优质玻璃的要求。
以500t/d(日产500吨)的浮法平板玻璃熔窑为例，当低温段常温助燃空气和低温燃气的进口温度分别为20℃和50℃时，通过两段蓄热室的预热，温度分别高达1282℃和1278℃。当燃气热值为1400kcal/Nm3时，理论燃烧温度和实际燃烧温度分别高达2844℃和1991℃，完全能满足熔制玻璃的需要。通过用低热值的能源替换高热值能源，使玻璃熔窑生产、运行成本显著降低。
本发明的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置和方法，适用于各种熔窑，尤其适用于玻璃熔窑。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，包括熔窑，其特征在于，所述熔窑的壁上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室。
2、根据权利要求1所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的空气蓄热室分为多段。
3、根据权利要求2所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的空气蓄热室分为两段，分别为高温段空气蓄热室和低温段空气蓄热室，所述高温段空气蓄热室与所述高温助燃空气入口连接，所述低温段空气蓄热室连接有常温助燃空气入口和低温烟气出口。
4、根据权利要求3所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的常温空气入口和低温烟气出口之间设有换向装置。
5、根据权利要求1所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的燃料蓄热室分为多段。
6、根据权利要求5所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的燃料蓄热室分为两段，分别为高温段燃料蓄热室和低温段燃料蓄热室，所述高温段燃料蓄热室与所述高温燃料入口连接，所述低温段燃料蓄热室连接有低温燃料入口和低温烟气出口。
7、根据权利要求6所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的低温燃料入口和低温烟气出口之间设有换向装置。
8、根据权利要求1至7任一项所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置，其特征在于，所述的多个燃烧器分为两组，相对设置在所述熔窑的相对两侧壁上。
9、一种低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧方法，其特征在于，权利要求1至8所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧装置的多个燃烧器中，一部分燃烧器燃烧；另一部分燃烧器排烟，具体包括以下步骤：
A、将常温助燃空气和低温燃料分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室进行预热；
B、预热后的高温助燃空气和高温燃料在熔窑中混合燃烧；
C、燃烧后的高温烟气由另外的燃烧器排出，其中一部分高温烟气经过空气蓄热室释放热量后排出；另一部分高温烟气经过燃料蓄热室释放热量后排出。
D、燃烧至设定的时间后，在燃烧的燃烧器停止燃烧，用于排烟；未燃烧的燃烧器停止排烟，开始燃烧。
10、根据权利要求9所述的低热值燃料玻璃熔窑节能燃烧方法，其特征在于，
所述的步骤A中，常温助燃空气依次经过低温段空气蓄热室和高温段空气蓄热室进行预热；低温燃料依次经过低温段燃料蓄热室和高温段燃料蓄热室进行预热；
所述的步骤B中，熔窑一侧壁上的燃烧器燃烧；另一侧壁上的燃烧器排出高温烟气，并进行周期性切换；
所述的步骤C中，一部分高温烟气依次经过高温段空气蓄热室和低温段空气蓄热室后排出；另一部分高温烟气依次经过高温段燃料蓄热室和低温段燃料蓄热室后排出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108623130A (zh) * 2018-04-02 2018-10-09 珠海市威望节能科技有限公司 一种蓄热式玻璃坩埚窑炉

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