小型横火焰窑热负荷的分配

吴华东 王晓东 李乐

（蚌埠中建材信息显示材料有限公司 蚌埠 233000）

0 引言

不管是浮法生产线还是光伏压延生产线，横火焰池窑都有着广泛的应用，横火焰池窑的技术也相对成熟。不同的操作者也摸索总结了很多经验。普遍认为提高熔化温度可以增加玻璃产量和提高玻璃质量。窑炉产量和质量在很大程度上取决于窑炉各个小炉热负荷的水平分布。合理分配燃料和合理组织燃烧是玻璃熔窑熔化操作的核心。小炉燃料分配的关键在于熔化过程进行得是否合理。要想对各小炉的燃料作合理的流量分配，必须了解在熔化过程中玻璃的物理化学变化情况，把熔化过程中的物料位置和温度曲线与玻璃成分、特性、配合料数量（拉引量大小）、生熟料比例联系起来，才能得出比较合理的燃料分配方案。目前横火焰窑主要有三种熔化温度制度：“双高温度制度”、“桥形温度制度”、“山形温度制度”。根据不同吨位的窑炉、不同玻璃成分和生熟料比例等差别找到适合的温度制度。400 t/d 6对小炉、250 t/d 5对小炉、150 t/d 4对小炉的窑炉都属于小型窑炉，在生产实践中认为采取“山形温度制度”比较合适。但是随着耐火材料质量的不断提高，L型吊墙的广泛使用，使投料口温度大幅度的提高成为可能。适量增加横火焰窑炉投料口区的热负荷有利于节能降耗。

要强化熔化过程，必须对燃料分配、传热过程、增加窑炉的热负荷等一系列指标进行改进。

1 250 t/d横火焰玻璃窑上热负荷调整实践

250 t/d窑炉是国内设计的横火焰窑，5对小炉，小炉中心距为3200 mm，投料口到1#小炉中心距离为5300 mm，窑内宽9600 mm。

1#～ 4#小 炉各 3只喷枪 ，5#小炉2只喷枪 ，均为底烧式。第一年烧重油，后改天然气。热点定在 4#小炉处。当拉引量为250 t/d时，各小炉的燃料分布、风/气比、碹顶及池底温度等工艺参数见表1。

表1 250 t/d窑炉工艺参数

温度制度采用的“山形”温度曲线，燃料分配安排热点4#小炉用天然气最高，1#、 2#小炉保证化料，燃料分配次之。3#小炉为泡沫区，为突出热点，燃料分配低于1#、 2#小 炉。5#小炉主要兼顾澄清部及冷却部的温度，燃料分配设计最低。从窑炉内的熔化情况看，料山在3#炉前垛。3#炉前垛到 4#炉前垛都是泡沫区，料山到泡界线跨度1个小炉 ，1#小炉前垛温度为1440 ℃左右，热点4#前垛温度为1550 ℃左右，5#小炉前垛温度为1495 ℃左右。此温度曲线热点到1#小炉前垛温度差为110 ℃左右，投料回流明显，泡界线清晰。热点到5#小炉前垛温度差为55 ℃左右，成形回流相对缓慢，有利于玻璃澄清，气泡排出。

2 150 t/d横火焰玻璃窑上热负荷调整实践

2006年点火投产的150 t/d横火焰窑浮法玻璃生产线，设计4对小炉，底烧式。1#至 3#小炉各3只喷枪 ，4#小炉2只喷枪。燃料为重油。11对喷枪有单独的流量调节器。但因当年技术制约，此条生产线生产厚度以2.0 mm、1.1 mm和0.7 mm玻璃为主，故拉引量较大。生产2.0 mm时为降低成本，拉引量达到160～170 t/d。熔化压力较大，料山、泡界线很靠后。热点处火根下面常有沫子向外跑，对质量影响较大。被迫只能升温再升温，全窑各小炉温度普遍较高，窑炉烧损较为严重。生产1.1 mm时熔化状态好，很多料山在1#炉后垛。 1#炉后垛到 2#炉后垛是泡沫区，料山到泡界线跨度1个小炉 ，1#小炉前垛温度为1500 ℃左右，热点2#前垛温度为1595 ℃左右，4#小炉后垛温度为1550 ℃左右。此温度曲线热点到1#小炉前垛温度差为95 ℃左右。热点到4#小炉后垛温度差为45 ℃左右，具体工艺参数见表2。

表2 150 t/d窑炉料山、泡界线等工艺参数

2013年点火投产的150 t/d横火焰玻璃窑仍是一条浮法生产线，设计4对小炉，侧烧式。每个小炉2只喷枪。燃料为天然气。一对小炉设计一个流量调节器。小炉中心距为3100 mm，投料口到1小炉中心距离为4300 mm，窑内宽8000 mm。各小炉喷火的宽度见表3。

表3 150 t/d窑炉喷火口宽度 mm

该条生产线10个月内就实现了0.33 mm至1.1 mm全系列厚度玻璃的批量生产。拉引量从55 t/d至140 t/d，因拉引量波动大，该生产线的热负荷分配变化也较大。不同拉引量下各小炉热负荷分配见表4。

表4 150 t/d窑炉不同拉引量下的燃料分配比例

从表4可以看出，生产0.33 mm玻璃时，拉引量为55t/d左右。拉引量较低，燃料使用量也少，只有1197 m3/h。但是为了保证冷却部和流道温度，燃料比例是偏后的，3#、 4#小炉占比还是很高的。由于拉引量低，1#、 2#小炉燃料占比少。熔窑化料没有任何压力，料山、泡界线依然很靠前。料山在1#炉后垛附近，泡界线在2#炉前垛附近。泡沫区很小。随着玻璃厚度的增加，拉引量、天然气用量都随着增大。在保持热点温度不变的情况下，大幅增加了前区1#、 2#小炉的用气比例。料山、泡界线也随之后移。料山出到2#炉后垛附近，泡界线在3#炉前垛附近。

3 结语

大型横火焰熔窑生产中拉引量相对较为稳定，波动也较小。热负荷变化不大。小型熔窑尺寸小、小炉对数少，但实际生产中，随着生产品种变化，拉引量变化幅度较大。热负荷也随即调整较大。虽然玻璃越薄，总燃料量越少，但为了保障流道温度，必须提高熔窑后端温度，燃料分配比例向后面小炉增加较多。熔窑前区小炉燃料虽大幅下减，但拉引量太小，投入熔窑的配合料相应也少，料山、泡界线仍然很靠前。

熔窑热负荷分配跟拉引量大小密切相关，找到合适拉引量下的热负荷分配、尽可能少改换生产的厚度规格，稳定生产，熔窑工况才能更稳定。