電加熱助燃在玻璃熔解工藝中的應(yīng)用

尤承佳，顧志英

（蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004）

1 項目介紹

江蘇昆山長江玻璃有限公司CT2窯爐生產(chǎn)線使用浮法生產(chǎn)工藝，其流程如圖1所示。

生產(chǎn)過程的前期工藝為：各種原料均勻混合后送入窯爐的投料池，窯爐通過使用燃料燃燒加熱，使熔融區(qū)的溫度達(dá)到要求的1 400～1 600℃。玻璃生產(chǎn)企業(yè)是高耗能行業(yè)，窯爐熔化部分又是其主要耗能環(huán)節(jié)，消耗能源以重油為主，電能則用于輔助設(shè)備，如：配料混合機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)、池壁風(fēng)機(jī)、碹渣風(fēng)機(jī)和槽底風(fēng)機(jī)等，熔化過程能源消耗約占整個生產(chǎn)線能耗的75%～80%，窯爐熔化部分工藝流程如圖2所示。

目前，大多數(shù)企業(yè)采用重油對玻璃窯爐進(jìn)行高溫加熱，這一傳統(tǒng)工藝在對深色玻璃進(jìn)行熔融的后期，由于玻璃熔液表面產(chǎn)生浮渣，降低了傳熱效率，重油在玻璃熔液表面上燃燒，傳熱到玻璃熔液底部，利用率很低（據(jù)估測僅為25%左右），大量余熱隨廢氣排出。2009年，昆山長江玻璃有限公司通過采用電加熱助燃技術(shù)，同時對玻璃熔融生產(chǎn)工藝實施綜合節(jié)能改造，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 浮法生產(chǎn)流程圖

圖2 窯爐熔化部分工藝流程

該公司在CT2采用的電加熱助燃技術(shù)，是在窯爐底部放置了2對鉬電極棒，每對電功率1 000 kW（助燃總功率2 000 kW），使用50 Hz工頻電流。為防止電極受到玻璃液的侵蝕，同時因鉬電極在空氣中溫度超過600℃時會急速氧化，電極采用了水套保護(hù)，水套同時起隔離及傳熱的作用，電極和電極水套接觸的地方進(jìn)行了密封處理。為解決在生產(chǎn)過程中因電極局部過熱而侵蝕等出現(xiàn)的電極消耗，電極位置具有調(diào)節(jié)功能，在需要時可以上升，經(jīng)過調(diào)節(jié)玻璃液中的電極表面積，增加或保持窯爐后期電加熱功率。在窯爐中采用電助熔工藝，電極提供的熱量不受熔液表面浮渣的影響，幾乎全部被玻璃液吸收，熱效率明顯高于重油加熱的方式，既減少了重油的消耗，同時玻璃熔液內(nèi)加熱更為均勻，提高了設(shè)備產(chǎn)能。

除此以外，該公司還根據(jù)窯爐各關(guān)鍵部位的使用壽命合理選擇材料，使窯爐停爐時窯爐各部件的使用壽命幾乎同時到期，從而延長了窯爐使用時間。通過做好窯爐保溫，降低窯體散熱，改進(jìn)富氧助熔系統(tǒng)等，進(jìn)一步提高了燃料的熱效率。

2 經(jīng)濟(jì)效益

采用電助熔等綜合技術(shù)改造后，CT2窯爐熔融部分雖增加了電力消耗，但重油消耗明顯下降，同時設(shè)備產(chǎn)能得到了較大提升，統(tǒng)計得到的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 CT2窯爐改造前后數(shù)據(jù)對比（以天計）

按目前市場重油單價約0.34萬元/t，平均電價0.6元/kWh測算：改造后產(chǎn)量500 t，推算到450 t的重油消耗為63 t/天；減少重油消耗費(fèi)用（72-63）t/天×0.34萬元/t=3.06萬元/天；增加電力消耗費(fèi)用3.84萬kWh/天×0.6元/kWh=2.304萬元/天。節(jié)省能源費(fèi)用（3.06-2.304）萬元/天=0.756萬元/天。

公司窯爐生產(chǎn)線全年不停（窯爐壽命在十幾年），則全年可節(jié)省能源費(fèi)用0.756萬元/天×365天=275.94萬元；年可節(jié)煤2 970 tce。

電助熔鉬電極安裝啟用后不需更換，基本無養(yǎng)護(hù)費(fèi)用（僅水套消耗少量水費(fèi)）。

項目實施后，該CT2窯爐每年可減少能源成本275.94萬元，項目改造總投資共250萬元，項目回收期不到11個月。

3 環(huán)境效益

該熔窯改造項目節(jié)能環(huán)保效果明顯，每年減少使用重油約2 970 t，年可減少排放CO2和SO2分別為7 426 t和49 t。目前，該公司已計劃在近期對另外一條生產(chǎn)窯爐實施同樣的改造。