一、玻璃窑技术介绍

1.1概述

随着我国社会经济的快速发展，大气污染物排放在不断增加，由此引发了一系列的环境问题，一些地区的环境质量有恶化的趋势，形势相当严峻。所以如果不及时采取有效措施，将严重影响到我国经济和社会的健康发展^[1]。

当前中国正在建设资源节约型和环境友好型社会,我国玻璃工业也正朝着以低耗、低排放、高效率为基本特征的模式发展。于是玻璃窑技术正是这样开始展露头角^[2]。

玻璃窑是将玻璃原料在高温下加热, 使之发生一系列物理化学反应形成玻璃液并实现玻璃液澄清和均化的重要热工设备^[3]。玻璃窑采用全氧燃烧技术被誉为玻璃熔化技术的二次革命, 代表今后的技术发展方向。与传统空气助燃的玻璃窑相比,全氧燃烧玻璃窑取消了蓄热室、小炉和换火系统等, 能显著提高玻璃液质量, 可使能耗降低12.5% ~ 22% ,甚至更高,废气排放量减少60%以上,氮氧化物NOx 可减少80%~ 90%,是玻璃企业实现节能减排、提高产品质量和企业竞争力的重要途径。全氧燃烧玻璃窑的排烟余热情况如下: 在无稀释风的情况下, 熔化吨玻璃液排放出的烟气量约500~ 1 300 m³ , 玻璃窑排烟温度为950~ 1 300℃^[4] 。

1.2玻璃窑烟气余热特性

1.2.1影响玻璃窑烟气余热参数的主要因素

烟气余热参数主要包括:烟气流量、烟气温度、烟气压力、烟气成分、粉尘特性( 浓度、粒度、硬度、腐蚀、磨损、积灰、沉积与熔化)。这些烟气余热参数( 尤其是烟气流量和烟气温度) 会随着工业窑炉工况的改变而产生一定的波动和变化^[5]。 烟气热特性主要有换热特性、积灰特性、磨损特性和腐蚀特性等。只有准确掌握烟气余热参数和烟气余热特性, 才能正确地进行余热锅炉系统的设计。影响玻璃窑烟气余热参数的主要因素包括: (1)燃料种类及低位热值; (2)燃料消耗量,与玻璃窑的拉引量、窑老期等因素有关;(3)玻璃窑总烟道、支烟道、空气交换机、烟道闸板的漏风及保温情况;(4)配合料析出气体^[6]。

1.2.2烟气余热特点

通常, 玻璃窑的排烟热焓占总燃料输入热的35%~ 40% ,折算成熔化吨玻璃液排放出的烟气热焓为19*10³ ~31.2*10³ kJ，旋转闸板处的烟气温度约500~ 560℃，烟囱根的烟气温度为450~ 500℃^[7]。排烟烟温度较高，由于采用换向燃烧方式, 在每个换火周期, 玻璃窑排放的烟气的余热参数呈周期性频繁波动。烟气温度波动范围约#177;( 30~ 50)℃ , 烟气流量波动范围约#177;( 5 000~ 8 000) m³/ h。由于烟气温度周期性地频繁波动, 容易造成余热锅炉高温过热器金属材料的蠕变变形^[8]。