浮法玻璃熔窑节能保温

游今君，屠智革

(中国建材国际工程集团有限公司，上海 200063)

浮法玻璃生产线的熔窑是一个非常复杂的结构体，每个区域的温度和环境都不一样，因此每个区域采用的耐火材料的材质和性能各不相同。同时对于不同区域的温度控制也不一样，这就给保温工作带来了很多的约束，同时由于窑炉内充满了各种气体和原料粉料，因此熔窑的耐火材料和保温材料所处的环境较恶劣，需要根据具体的情况选用合适的材料才能在保证熔窑安全的情况下达到很好的保温效果。中国建材国际工程集团有限公司对于玻璃熔窑的保温作了非常多的研究和实践，也取得了很好的效果。

1 窑炉结构设计方面

窑内增加设置0#氧枪，提高投料池的预熔温度，促进配合料的熔化。增加小炉对数，小炉内配置3～4支喷枪；加强每只喷枪的控制，精准控制每个点的温度。窑炉下部烟道内外表面加强密封，在烟道底层加铺一层浇注料，保温增加一层轻质粘土砖加强密封。蓄热室采用“2-2-1-1”分隔方式，隔墙采用到顶出碹顶方式，以减少隔墙倾斜现象。蓄热室采用烧结筒形砖。蓄热室上部外墙、分隔墙均采用烧结莫来石砖，中部墙体采用96%MgO砖，下部为低气孔粘土砖(DN-12/DN-15)。蓄热室墙体、顶碹采用复合保温涂料以降低表面温度，减少散热。格子体底过渡层格子砖、炉条碹及找平砖均采用烧结硅线石砖。采用窄长卡脖结构形式，减少热量的流失，同时在该处设深层冷却水包，通过调节深层水包的深度来控制玻璃液的回流量和温降。熔化部后山墙采用J型吊墙，卡脖采用吊平碹，冷却部前山墙采用拱碹结构。卡脖吊平碹布置方式应满足深层水包与水平搅拌器位置互换要求。窄长卡脖结构，适当拉长深层水包与搅拌器之间的间距，改善温度控制。熔化带采用深池结构，熔窑池底采用阶梯结构形式，熔化池深1 400 mm，澄清带设置若干台阶，强化配合料区域玻璃液回流，促进配合料熔化。冷却部胸墙前段留一水包孔，中间位置处留吹风孔，末端留设水包孔加大砖门，加强精准控制。熔化部大碹采用国产优质硅砖，砌筑用耐火泥、胀缝密封料进口，大碹内壁喷涂复合保温涂料。冷却部设置一对FEF加热器，稀释风管风嘴、稀释风机进风口全部采用优质材质。后山墙电视监控砖采用优质锆英石砖。大闸板实现远程控制，开度调节、显示及限位进DCS控制系统，加强整体控制、节约能源。池壁风管上部设置创新型风嘴，方便后续作业。采用全等宽投料池结构优化熔窑尺寸。前脸采用45°L型吊墙，同时用挡焰砖结构取代挡焰水包，并设投料口密封装置加强投料口的密封和配合料的预熔。优化设计1#小炉中心线至前脸的距离，可充分发挥1#小炉的潜力，进一步促进配合料的熔化。合理设计熔窑的澄清带的长度，在保证节约能源的情况下使深层微气泡有足够的时间溢出。

2 窑炉材料选择方面

选取保温材料一般会遵循以下几点原则：1) 选用的材料需要具有良好的保温性能，即导热系数需要满足模型计算要求。2) 选用的材料一定要具有一定的耐火度，特别是在复合保温下，各保温层应能满足界面温度的要求，否则会极大影响保温性能，甚至完全失效。3) 具有高温稳定性，能够保证在使用温度条件下不粉化、不脱落。4) 具有较好的化学稳定性，使用过程中不得被侵蚀或腐蚀本体结构，且可固定贴合耐火材料。5) 具有一定抗冲击强度和较轻的自重。6) 材料配置方案应具有经济性。

一般浮法玻璃熔窑的窑顶大碹顶、窑体池底以及熔窑的池壁是散热较多的部位。通常这些部位的散热量总计占整个熔窑窑体散热的80%～90%，熔窑窑体外表面传热方式主要为对流换热与辐射传热。传热量的多少及快慢取决于熔窑窑体表面温度和外部环境温度。熔窑窑体表面温度与外界环境的温差越小，散热损失就越低。因此，根据这一原理，为了通过减少熔窑与外部环境的热交换来实现保温节能的目的，那就可以采取措施降低熔窑窑体表面的温度。通过对熔窑窑体进行有效地保温，让保温后的窑体表面温度尽可能地降低，这个温度的降低与选用的保温材料物性有很大关系，尤其是保温材料的导热系数，两者呈正相关的关系。除了保温材料外，熔窑本体的耐火材料也要考虑外表在增加保温层后的变化，因此通常窑池的耐火材料还需要兼顾高温及耐侵蚀性，关键部位选用优质的AZS砖，使用最广泛的是含ZrO233%～41%的电熔锆刚玉砖，该材料耐侵蚀性好。池底采用2层铺面砖，上层采用北京西普/淄博旭硝子电熔AZS砖，下层采用国产电熔AZS砖，厚度均为75 mm。熔窑池底保温总厚度为230 mm，垛砖间活动保温上层陶瓷纤维毯厚度为100 mm。

蓄热室作为储热和换热的重要载体，对于节能也非常的关键。通常蓄热室采用“2-2-1-1”分隔方式，隔墙采用到顶出碹顶方式，以减少隔墙倾斜现象。蓄热室采用烧结筒形砖。蓄热室上部外墙、分隔墙均采用烧结莫来石砖，中部墙体采用96%MgO砖，下部为低气孔粘土砖(DN-12/DN-15)。蓄热室墙体、顶碹采用复合保温涂料以降低表面温度，减少散热。格子体底过渡层格子砖、炉条碹及找平砖均采用烧结硅线石砖。1#～5#格子体上三层采用铬刚玉砖。

3 保温加强措施

中建材蚌埠玻璃院的节能环保所，通过多年来对窑炉保温技术的研究，打破传统保温的惯性思维，在窑炉本体保温措施外又创造性的发明了“玻璃熔窑梯度复合热保温技术”。 这一加强型保温措施彻底改变了传统保温“保温性能差、保温衰减率大、耐久性能差和易脱落”等特点。“玻璃熔窑梯度复合热保温技术”主要针对玻璃熔窑的不同部位，经过严格的热工模拟和精确的热工计算，设计最佳的保温方案：根据热量从窑内向窑外的梯度式散失特点，将保温层按温度段划分为数个温度段，根据每个温度段温度特点，科学地选择“耐温性能好、保温性能强、且材料耐久性强”的合适的保温材料。保温层的最外层采用纤维喷涂技术，具有“低导热、不开裂、表面平整细腻”的特点。同时采用我司独创的“复合遮蔽技术”和“防热桥施工工艺”，在降低传统保温厚底的前提下，使玻璃熔窑达到“表面温度最低、表面散热最小、保温效果持久”的保温效果。

通常玻璃熔窑各部位的保温还应注意以下事项:1)保温部位以能保即保的原则，尽量扩大保温面。2)注意保温砖的界面温度不要超过材料的承受温度。3)大碹、胸墙、小炉墙、蓄热室碹为烤窑后保温。4)窑炉膨胀缝处不保温。

4 结 语

通过对浮法玻璃熔窑的结构设计优化、耐火材料及保温材料的合理选择以及创新的玻璃熔窑梯度复合热保温技术等全方位的节能保温措施，做到熔窑能保即保的原则。以上的这些措施已经在多个窑炉中使用实践并达到了非常好的效果，实践证明这些方案和措施具有方案科学、经济实用和低投入高回报的特点，希望在未来的项目中能创新更多更好的保温措施。