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您的位置:网站首页 > 最新文章火焰池窑的电助熔——电助熔加热功率的计算
电助熔的用电量根据以下几点决定:(1)满足生产要求所需增加的玻璃量;(2)把配合料熔制成熔融玻璃所需的理论热量;(3)利用电助熔增加的池窑出料量占整个池窑出料量的百分比。
综合考虑上述因素,并结合生产实际情况,定出所需的电助熔用电量后,就可确定变压器的功率。电极的参数和尺寸应根据池窑的结构来确定。
普通瓶罐玻璃池窑输入24Kw的电功率,每天能多生产一吨玻璃。若要提高出料量10T,则电助熔装置的输入功率应达240Kw。
在火焰窑中采用电助熔加热,需要装配多大的功率,应以欲增加的熔化量为依据。每天多熔化1吨玻璃液对于不同种类的玻璃大致在25~35Kw(参见表11.1)。
在计算电助熔加热功率的大小时,以欲增加熔化的玻璃液理论上需要的能量为准则,参照表11.1确定电助熔功率,通常电能向玻璃液中的传导效率取90%。
表11.1
玻璃种类 |
增加1T出料量时需要的电功率(Kw) |
白色瓶罐玻璃 |
25~30 |
平板玻璃 |
35 |
硼硅酸盐玻璃 |
35 |
绿色瓶罐玻璃 |
30 |
根据鲍莱尔计算公式,熔化一公斤含15%Na2O的瓶罐玻璃或平板玻璃需要的能量:形成硅酸盐反应耗热约175Kcal,;从原料中气体挥发热耗约65 Kcal,出料温度为1050℃时带走热量约320 Kcal,原料中水份的蒸发热耗30 Kcal,总计590 Kcal,换算为电量约为0.686Kwh。
如果每天熔化1公斤玻璃按0.7Kg玻璃由粉料化成, 0.3Kg玻璃由熟料化成。熔化粉料需要电能0.7×0.686=0.4802 Kwh,加热0.3Kg熟料到1050℃需要0.3×0.372=0.1116 Kwh的电。熔化每公斤玻璃的电耗为0.4802+0.1116=0.5918Kwh,即近似0.6 Kwh (不包括窑炉的散热损失)。则熔化一吨玻璃需装配的功率为600 Kwh /0.9·24h=28 Kw
当我们熔化高均匀性的玻璃(如平板玻璃)所需要的输入功率将增加至35Kw。对于其熔化温度较高的难熔玻璃,输入功率也要增加到35Kw,或更多一些。电助熔加热装置,其池窑熔化量的增加一般来说可以大于理论上所能增加的数值。
电助熔的单耗随电助熔功率增加而有所降低(见表11.2)。用电助熔熔化的单耗有极大的差别,视电极的配置和负载而定,而且主要取决于池窑中的流动状态。
表11.2
玻璃种类 |
电助熔功率Kw |
单耗Kw/T玻璃 |
无色玻璃 |
0-10000 |
35 |
1000-2000 |
30 | |
2000-2800 |
25 | |
棕色玻璃 |
0-500 |
30 |
500-1000 |
25 | |
1000-2000 |
20 |
11.3电助熔池窑耐火材料的选择
由于对流加剧,底层玻璃液温度较高,所以装有电助熔的玻璃池窑熔化池的耐火材料蚀损较快,因此一般采用AZS33—41的电熔锆刚玉材料砌筑熔化池。电极砖和玻璃液对流作用强烈的部位必须用无缩孔的AZS41砖或熔融石英砖。
在选择电极砖的材料时,必须考虑材料的电性能、电极的配置、玻璃液的导电性。通常使用全致密的AZS41砖或熔融石英砖。而熔融石英砖的电阻比锆刚玉耐火材料高。
一般在窑炉使用较短时间之后,电极砖便开始损坏,这与电极下方电极孔部位出现裂纹和裂缝有关。其原因在于电极水套的冷却而引起较高的温度差,对热稳定性不好的锆刚玉耐火材料产生的作用。可以采用纤维隔热材料对电极水套进行保温处理来减少上述损坏。
电助熔池窑所用的耐火材料基本上和火焰池窑相同。所不同的是这种有电助熔加热装置的窑,玻璃液对流较严重,尤其在靠近池底的耐火材料侵蚀较历害,因此在某些部分(如池底)要铺砌品级较高的材料。电极均置于高品级的耐火砖中,防止受侵蚀。
11.4 电助熔池窑的操作要点
每个窑使用电助熔加热时都要考虑****的经济效益。使用电助熔加热时考虑其热效率为90—100%的同时,应尽可能使用较便宜的普通燃料。增加玻璃产量可以增加普通燃料消耗,也可以增加电助熔的功率,这主要取决于经济效益。在某些情况下,电助熔不用来直接增加产量的手段,而是用来稳定窑炉的运行。普通燃料(如发生炉煤气)发热量的波动是经常发生的。
1.只有当确实需要时才启用电助熔加热。世界上绝大多数的地方,从经济意义上来讲,电能是一种高价的燃料,用高价的电能去代替便宜的燃料是不合理的。
2.电助熔池窑初期运行做某些考虑是很必要的。电助熔加热的产量和所耗功率几乎成直线关系。很容易在窑炉产量的范围内予计所用电助熔加热的能量。
如果电助熔加热在低能量下运行,则电助熔加热能量集中供给窑炉的某一个部份比分散在整个窑炉要好。一个泡界线分明的横火焰窑,在配合料底部采用电助熔加热,可以有效地增加少许产量。当需要较大增产时,则采取分散加热的方法更加有利。
在窑令早期可以比较在什么情况下采用分散式的电助熔加热,什么情况下采用集中式电助熔加热。窑炉操作工可以据此来确定电助熔的操作规程,获得可靠而有效的生产效果。
3.根据配合料分布情况和泡界线的情况决定应用电助熔的操作。假如配合料堆是松散地分散在熔化带,则启用设在澄清带的电助熔加热装置,由于对流加强,可将配合料堆在熔化带堆得更紧密些,所以一般来讲效果是好的。这种加热的结果改善了上层结构中的温度梯度,也加强了对流和改善了玻璃质量。如果配合料堆分布得很紧密的话,则在配合料下面给以电助熔加热,将得到****的效果。
4.有色玻璃窑炉的电助熔运行
对于颜色玻璃,在熔窑产量不需要增加时,也采用少量的电助熔,其目的是为了激起一个缓慢的、原来不存在的、稳定生产的对流,得到较好的玻璃质量和更有效地利用燃料。特别是熔化池较深的池窑或者热传导较差的玻璃,在澄清带增加一点电助熔加热措施,即能将结石缺陷减少到最小程度。
5.电助熔加热与火焰加热匹配
电助熔是对玻璃液进行直接加热,使得玻璃液在温度场的作用下加强对流,均化玻璃液的温度,减小垂直方向的温度梯度,从而提高了玻璃液的平均温度,并再利用玻璃液与生料进行热交换而达到助熔目的。
当熔化区有了电助熔后,若维持原熔制温度,可提高出料量。若维持原出料量,可适当降低熔制温度。无论是以降低熔制温度为目的,还是以提高出料量为目的,在开启电助熔后,就应立即缓慢降低火焰空间温度,以克服或减弱对电助熔所带来的扰动。随着电助熔功率的增加,而逐步降低火焰空间温度,直到电助熔功率不再增加为止。若使用电助熔是以降低熔制温度、保护耐火材料为目的,则该项工艺调整即告结束。若是以提高出料量为目的,则可再逐步提高熔制温度,直到恢复原来的温度指标,即可达到增加出料量之目的。
由于电助熔与火焰熔化的化料机理不同,致使测温手段有所变化。除一般光学高温计及辐射高温计之外,须有直接测玻璃液温度的检测手段。经实践,在熔化区的窑底安装热电偶效果较好,它能直接显示玻璃液温度的变化。但应注意在开启电助熔时,它显示的温度变化有些滞后,开始尽管窑底热电偶尚未显示温度变化,仍应逐步降低火焰空间温度,以避免电助熔带来的扰动。整个调整过程不应硬套火焰空间的温度指标,应注重窑底热电偶、泡界线的变化,由此调整几次即能摸索出一套合理的温度制度。
6.要****地应用电助熔,必须将电助熔的设计、操作与窑炉所产生的对流配合使用。如果表面加热不足以造成适当的对流,在热点处增加电助熔来产生对流。电助熔的热量将起着增强已经存在的对流作用。
7.测温仪表的安装与热态测试 温度检测仪表在设计中就应安装,筑砌施工中按图纸要求留设。显示仪表是玻璃行业的耳目,对应部位温度的显示值的高低,可以反应出电助熔所输功率的合理程度,并依照所示数据作为反馈调节的信号,做出适应工艺要求的调节指令。电助熔窑侧温仪表的安装部位有其电助熔窑特殊性,要能够显示电助熔窑每对电极输入电量效果如何及累计热能的高低,因此,它必须对电助熔每组电极具有直接显示的功能。
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