CN1603258A - 在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法和玻璃池炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法和一种玻璃池炉，该方法包括步骤：利用助燃风机从熔化池的碹顶引入热风；在助燃风机的出风口处通入氧气，使氧气和热风混合成为助燃风；和将助燃风送入蓄热室进行助燃。本发明的方法以及玻璃池炉可有效地节能降耗和稳定池炉工艺，是企业降低生产成本最直接的方法之一。同时，可以有效实现各小炉的含氧量，达到气氛的有效控制，对稳定降低玻璃不良提供有利的条件。

Description

在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法和玻璃池炉

技术领域

本发明属于玻璃熔炼领域，特别涉及到一种在普通空气助燃玻璃池炉蓄热室上，直接实施富氧燃烧的改造方法。

背景技术

据统计，中国现有工业窑炉约80万台，年消耗能源1.9亿吨标准煤，约占全国能源消费总量的五分之一，节能潜力很大。燃烧是由于燃料分子和氧气分子之间发生高能碰撞而引起的。在常规的空气燃烧系统中，这种作用受到氮气分子的严重阻碍，一方面，氮气在高温下与氧气反应，并吸收热量；另一方面，减少了氧分子与燃料分子之间的碰撞机会。普通空气中的氧只占21％，含量最多的是氮，占79％。因此在燃烧过程中，近80％的不助燃氮气吸收了大量热量，在废气中排掉，造成热量的无谓消耗。同时在高温下生成氮氧化物，污染大气。

在目前，国内大多数玻璃窑炉采用蓄热式横火焰窑炉，它是利用熔化池两侧的蓄热室内的格子体吸收燃烧废气余热，同时将助燃空气预热，这种蓄热式空气预热燃烧技术能够大幅降低燃料用量。

图1、图2分别为玻璃池炉的平面图、立体图。在图1和图2中，在熔化池1的两侧分别是蓄热室2。

但是当池炉进入后期，蓄热室部分格子体坍塌，蓄热能力下降，积渣严重，导致池炉燃烧状况变差，助燃空气进入熔化池前不能很好的被预热，这样，不但助燃空气会因为炉子本身温度的降低而吸收池炉的热量，而且由此而增加燃料产生的热量，也因低温空气的大量带入而消耗掉一部分。在玻璃池炉控制中，池炉工艺要求必须非常稳定，因为池炉的是否稳定决定了其所生产的玻璃液的质量。池炉工艺如果长期处于波动状态，就难以避免产生结石、节瘤、条纹和气泡等各种缺陷，从而导致生产产量下降，降低企业的利润。而池炉工艺控制中最关键的是如何搞好温度控制，因为温度是影响池炉工艺的最具决定性因素，温度工艺的稳定直接关系到整个池炉的稳定。

发明内容

本发明的目的在于寻找能够保持良好温度控制，同时克服以上技术问题的方法。

本发明的这一目的是通过提供利用池炉碹顶余热提高和稳定助燃空气温度的富氧燃烧改造方法实现的。

根据本发明的第一方面，提供一种在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，该方法包括步骤：

利用助燃风机从熔化池的碹顶引入热风；

在助燃风机的出风口处通入氧气，使氧气和热风混合成为助燃风；和

将助燃风送入蓄热室进行助燃。

在本发明的第一方面中，优选的是在助燃风机的出风口处通入的氧气量由安装在氧气管道上的电磁阀控制。

优选的是助燃风氧气含量在21％--30％之间。

优选的是，助燃风机从碹顶引入的热风流量由开闭阀控制。

优选的是，助燃风温度在50℃-60℃之间。另外，进一步优选的是玻璃池炉是蓄热式横火焰窑炉，开闭阀是电动式开闭阀；控制电动开闭阀使得助燃风机进口阀开闭时间和蓄热室换向周期同步。

此外，优选的是助燃风由多个支管送往蓄热室的不同小炉，在支管上设置有支管蝶阀，调节支管蝶阀的开度，改变吹往不同小炉的助燃风量来改善每个小炉的火焰燃烧状态。

根据本发明的第二方面，提供一种玻璃池炉，包括有熔化池、蓄热室和熔化池的碹顶，其特征在于还包括助燃风机，该助燃风机从所述碹顶引入热风；与助燃风机的出风口相连的氧气管道，在助燃风机的出风口处通入氧气，使氧气和热风混合成为助燃风；与助燃风机出风口及氧气管道相连的送风管，将助燃风送入蓄热室进行助燃。

在第二方面中，优选的是玻璃池炉还包括安装在氧气管道上，且在助燃风机的出风口处对通入的氧气量进行控制的电磁阀；

优选的是玻璃池炉包括对流入助燃风机的热风流量进行控制的开闭阀。其中，进一步优选的是所述玻璃池炉是蓄热式横火焰窑炉，所述开闭阀是电动式开闭阀；控制电动开闭阀使得助燃风机进口阀开闭时间和蓄热室换向周期同步。

优选的是助燃风氧气含量在21％-30％之间。

优选的是，助燃风温度在50℃-60℃之间。

此外，优选的是玻璃池炉还包括将所述助燃风送往蓄热室的不同小炉的多个支管，在支管上设置的支管蝶阀，调节支管蝶阀开度，改变吹往不同小炉的助燃风量来改善每个小炉的火焰燃烧状态。

本发明的方法以及改造后的玻璃池炉可有效地节能降耗和稳定池炉工艺，是企业降低生产成本最直接的方法之一。同时，可以有效实现各小炉的含氧量，达到气氛的有效控制，对稳定降低玻璃不良提供有利的条件。

附图说明

图1为玻璃池炉平面图；

图2为玻璃池炉立体图；

图3示意了热利用率与助燃空气中氧浓度的关系；

图4为富氧燃烧改造工作示意图。

具体实施方式

采用比空气中含氧量高的气体来助燃的过程称为富氧燃烧，这种燃烧方法能有效的解决近80％的不助燃氮气吸收大量热量，在废气中排掉，造成热量的无谓消耗，同时在高温下生成氮氧化物，污染大气的问题。富氧燃烧方法能使助燃空气中的氧含量增加，火焰温度提高、燃点温度下降、燃烧速度加快、提高对玻璃液的加热效果，使得单位燃烧所需的空气量减少，来达到比普通空气助燃节能的效果。火焰温度随着助燃空气中氧浓度的提高而提高，温度的提高必将加快了辐射、传导和对流的传热速度。

由于加入氧气后提高了火焰温度，因此增加了燃烧速度。这样，附加氧气将减小火焰而获得较大的燃烧强度。

加入氧气将有助于降低燃点温度，而且能减小火焰尺寸并增加单位体积的热释放量。

随着含氧量的增加，废气排气量将会减少，废气带走的热量相应减少。

富氧燃烧，对热量的利用率会有明显提高。图3表示了热利用率与助燃空气中氧浓度的关系。从图3中可以看出：利用空气(含氧21％)助燃，加热温度为1300℃时，其热量利用率为42％，而用氧浓度为26％的富氧空气燃烧时，则热量利用率增大到56％。所增大的比例，随加热温度增高而加大，节能效果就越好。

合理的利用富氧助燃，不仅可以使燃料在池炉中燃烧更充分，进而改变火焰特性，避免使用过量的空气助燃，达到节能的目的。

在玻璃池炉中，以控制流速和流量的富氧喷入炉内助燃，既可以使火焰下部获得高温，利于玻璃的熔化，又可以降低火焰空间的温度，降低火焰对池炉的侵蚀，延长池炉寿命。而这是常规的空气助燃很难达到的。若用常规的空气助燃，要使燃料能够燃烧完全，则必须加大空气量，否则就不会达到完全燃烧的目的。而这样却造成了大量的热损失。

由于富氧燃烧使得空气中氧浓度的增加，燃烧更加充分，生成的废气减少，产生的气泡会减少很多。同时，由于减轻了火焰对碹顶、胸墙的侵蚀，玻璃液中结石、节瘤等缺陷也会相对减少，可以提高产品质量和品位。

本发明是在增加很少投入的基础上，利用熔化池碹顶热风，将氧气从蓄热室观察孔吹入来达到利用池炉余热节能降耗的目的。通过调节氧气和碹顶热风流量，控制助燃风中氧气含量在21％(氧气电磁阀完全关闭)——30％(氧气电磁阀完全打开)之间，助燃风温度在50℃——60℃之间。通过调节每个支管出口处蝶阀开度来改变吹往不同小炉的助燃风量达到改善每个小炉的火焰燃烧状态，从使用情况看，效果显著。

图4为富氧燃烧改造工作示意图。在图4中，在熔化池1两侧蓄热室2每侧增加一台助燃风机3，从熔化池碹顶4引风。从风机3出口至蓄热室2安装一根主风管，主风管有若干根支管6通向蓄热室观察口7，每根支管上装有蝶阀来控制流量，在风机出风口处通入氧气。氧气管道11和助燃风管道上分别安装电磁阀9和电动开闭阀10，用来调节氧气和助燃风流量，同时保证助燃风和池炉的换向周期同步。

下面进一步说明本发明方案的详细情况。利用2台设置在熔化池1两侧蓄热室2旁的助燃风机3从熔化池碹顶4引入热风，在每台助燃风机3的热风入口处分别设置一个开闭阀10控制热风的流量，同时在每台助燃风机的热风出口处分别设置一个引入氧气的支管11，氧气入口处利用电磁阀9控制流量，将氧气送入主风管中与热风混合，然后将该混合气利用多个支管6从蓄热室2外侧的观察孔送入蓄热室内部。其中，每个支管出口处分别利用蝶阀来控制吹入的氧气和助燃空气的混合气流量进行助燃。由于目前大多数玻璃窑炉采用蓄热式横火焰窑炉，它是利用熔化池1两侧的蓄热室2内的格子体(未图示)吸收燃烧废气余热，同时将助燃空气预热，助燃风是从熔化池1两边的蓄热室2交替吹入的，即从一侧蓄热室2向处于中间的熔化池1吹风时，另一侧蓄热室2内的格子砖就会将燃烧后的高温废气所携带的热量通过热交换吸收掉，用作下次向池炉吹风预热助燃空气的热量，这种蓄热式空气预热燃烧技术能够大幅降低燃料用量。为了与蓄热室2交替吹入热风相同步，该发明是通过控制电动开闭阀10来保证每台风机开闭时间与蓄热室换向同步的，同时，根据池炉温度和燃烧状态需求不同，通过控制、调节氧气和碹顶热空气流量，改变吹往不同小炉的助燃风和温度来达到改善每个小炉的火焰燃烧状态，从而达到节能降耗和稳定池炉工艺的目的。

Claims (15)

1.一种在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，该方法包括步骤：

利用助燃风机从熔化池的碹顶引入热风；

在助燃风机的出风口处通入氧气，使氧气和热风混合成为助燃风；

将助燃风送入蓄热室进行助燃。

2.根据权利要求1所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：所述助燃风从蓄热室的观察孔吹入蓄热室。

3.根据权利要求1所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：在助燃风机的出风口处通入的氧气量由电磁阀控制。

4.根据权利要求1-3之一所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：助燃风氧气含量在21％-30％之间。

5.根据权利要求1所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：助燃风机从碹顶引入的热风流量由开闭阀控制。

6.根据权利要求5所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：所述玻璃池炉是蓄热式横火焰窑炉，所述开闭阀是电动式开闭阀；控制电动开闭阀使得助燃风机进口阀开闭时间和蓄热室换向同步。

7.根据权利要求1-3、5之一所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：助燃风温度在50℃-60℃之间。

8.根据权利要求1所述的在空气助燃玻璃池炉中实施富氧燃烧的方法，其特征在于：所述助燃风由多个支管送往蓄热室的不同小炉；在支管上设置有支管蝶阀；调节支管蝶阀的开度，改变吹往不同小炉的助燃风量来改善每个小炉的火焰燃烧状态。

9.一种玻璃池炉，包括有熔化池、蓄热室和熔化池的碹顶，其特征在于还包括助燃风机，该助燃风机从所述碹顶引入热风；与助燃风机的出风口相连的氧气管道，在助燃风机的出风口处通入氧气，使氧气和热风混合成为助燃风；和与助燃风机出风口和氧气管道相连的送风管，将助燃风送入蓄热室进行助燃。

10.根据权利要求9所述的玻璃池炉，其特征在于：还包括在助燃风机的出风口处对通入的氧气量进行控制的电磁阀。

11.根据权利要求9-10之一所述的玻璃池炉，其特征在于：助燃风氧气含量在21％-30％之间。

12.根据权利要求9所述的玻璃池炉，其特征在于：还包括对流入助燃风机的热风流量进行控制的开闭阀。

13.根据权利要求12所述的玻璃池炉，其特征在于：所述玻璃池炉是蓄热式横火焰窑炉，所述开闭阀是电动式开闭阀；控制电动开闭阀使得助燃风机进口阀开闭时间和蓄热室换向同步。

14.根据权利要求9所述的玻璃池炉，其特征在于：助燃风温度在50℃-60℃之间。

15.根据权利要求9所述的玻璃池炉，其特征在于：还包括将所述助燃风送往蓄热室的不同小炉的多个支管；在支管上设置的支管蝶阀；调节支管蝶阀开度，改变吹往不同小炉的助燃风量来改善每个小炉的火焰燃烧状态。

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