具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及玻璃工业窑炉，具体为具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，采用窑炉废气热气流循环导热系统，全隔断式窑炉直接从前胸墙开孔导出，半隔断式窑炉由澄清室（工作池）前墙开孔导出，热气流经过供料道液面给料液传热，再经过供料机后回到分料器，最后循环进入窑炉碹顶处下方的返流孔。整个过程只取供料机一个温控点，由调频引风机调整热气流的流量、流速来进行温度调节，将窑炉生产过程中的废气余热作为料道加温及热场控制介质，基本不耗费热能成本和复杂的硅碳棒加热电控、燃气及燃油的管网燃烧系统，投资成本低，为玻璃生产料道加热方式提供了一种新的节能途径。
【专利说明】具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及玻璃工业窑炉，具体为具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉。
【背景技术】
[0002]目前，我国玻璃工业窑炉生产过程中的料道加热，全部采用的是燃电、燃气和燃油方式，其能耗成本占生产总能耗的10 %左右。现代玻璃制品生产工艺中，95 %以上的企业都采用供料机自动供料方式，小部分采用机器人和人工挑料方式。
[0003]基本流程如下:
[0004]窑炉熔化好的料液(1490°C)—经流液洞降温(1350°C)—进入澄清室或分料器(12800C )—进一步降温进入工作料道(1200°C )—再经供料机匀料桶均化(1150°C )—至滴料口料碗(1050°C)—剪料下落至导料管。
[0005]由上面的工艺流程可以看出，整个供料途径是一个料温梯级下降的过程，其中不仅是保证生产性料滴的粘度和形状，还在于保证玻璃料液的优良品质。因为二次加温会使料液中的灰泡长大，形成“二次气泡”的缺陷；所以，料道的温度控制对玻璃生产企业而言是非常重要的。
[0006]供料道不仅是料液生产流分配手段，更是玻璃液热历史的控制载体。传统的电加热、燃烧加热技术，是在料道上装置温控热电偶，再在整条料道上加装钥电极、硅碳棒和燃烧喷枪，根据各段标准温度控制来调节供料过程。不论电、气(甲烷、丁烷)、油都需要花费成本，电加热方式占总能耗的12%左右，燃气、燃油方式占总能耗的10%左右。另外，电加热的加热装置、温控装置也很昂贵，每条料道的设备费用需大约10万元；燃烧器装置更复杂，不仅每条料道口要加装十几支喷枪，还配有庞大的气、风管网，自然维修成本也很高，加重企业负担。
【发明内容】
[0007]本实用新型采用窑炉废气热风循环导热系统，提供了一种新型的具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉。
[0008]本实用新型是采用如下技术方案实现的:
[0009]一种具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，包括熔化池，所述熔化池的出口连接分料器，所述分料器的各个工作料道接口分别连接工作料道，所述工作料道的端部安装供料机。
[0010]所述熔化池的前胸墙上下分别开有返流孔和导热孔。
[0011]所述分料器分三层空间，一层为玻璃料液流通空间，二层左右设有联通的第一调节室和第一导流室，三层左右设有联通的第二调节室和第二导流室；所述第一调节室与导热孔联通，所述第二调节室与返流孔联通；所述位于二层的第一导流室与位于一层的玻璃料液流通空间联通。
[0012]所述工作料道分两层，一层为与分料器的工作料道接口联通的工作料道液面空间，二层为工作料道回流通道；所述工作料道回流通道的一端与分料器的第二导流室联通，其另一端设有引风机接口，所述引风机接口和供料机顶部气体出口之间安装自动温控矢量调频引风机。
[0013]当熔化池连接有澄清室时，所述返流孔和导热孔位于澄清室的前墙上。
[0014]工作时，熔化后的玻璃料液进入分料器的一层玻璃料液流通空间，熔化池内燃烧后的高温废气由导热孔溢出，进入分料器的第一调节室，进入第一导流室，然后进入分料器一层的玻璃料液保温空间，为玻璃料液加(保)温。由于热气流无孔不入的特性，避免了硅碳棒或火焰喷枪加热的分段温区缺陷，使得料液流无极化、均质化，加热效果比传统工艺大幅度提高。被热气流恒温的玻璃料液经分料器的工作料道接口进入各个工作料道的一层液面空间，此时热气流也随玻璃料液进入工作料道的一层液面空间。之后，玻璃料液经过工作料道进入供料机，热气流在自动温控矢量调频引风机作用下，进入工作料道的二层回流通道，进入分料器的第二导流室，再进入第二调节室，经返流孔进入熔化池的碹顶处。由于位于各个工作料道前端的引风机工作压力稍大于窑压，分料器内导流室内的热气流可以顺利的由返流孔进入熔化池碹顶处，形成低于窑内火焰空间的大碹保护气体，最后和下端燃烧后的废气一起被吸入蓄热室。
[0015]上述节能型热量循环料道加热方式的温控系统完全不同于传统供料道被动式分段加温方式，采用了全新的主动式料液、气流双热引设计，即根据料液、气流在熔化池中对流传热的特性，将其同步引出，同步过程传热，同步降温，同步输送至末端；全程只在供料机处设置自动温控矢量调频引风机这一个温控点，输送途中不加任何加热、温控设施，达到热量自认平衡的目的。例如，供料机根据产品大小设定料滴温度为1050°C，而前一批生产制品的料滴温度为1100°C，相差50°C。这时，自动温控矢量调频引风机根据控制给定的信号指令，将引风机速度自动变频调缓，由于从分料器液面一层空间引入的热气流流量变小，料液温度自然下降，达到所需给定温度。反之亦然。
[0016]分料器内热量的循环原理同上，熔化池中引出的料液和热气流原本就是双匹配的，进入分料器的一层保温空间后自然进行相互传热、相互冷却过程。由于玻璃料液的特性是温度越高，粘度越小，流速越快；温度越低，粘度越大，流速越慢。如果各个工作料道用料增加，在引风机作用下，热气流流量自动加大，造成料液温度上升，料液粘度变小，流速也就变快了。反之亦然。
[0017]与传统玻璃工业窑炉相比，有如下优点:
[0018]1、节能环保。由于采用窑炉废气作加热源，热量损失极小，玻璃料液本身就是热量载体，故引出的热气流在输送过程中基本只起保温作用。如果料道保温材料用得好，热源出口与进口的温差只有150°C左右，且整个料道的热能损耗量只占窑炉总能耗的3%左右。经计算，采用这一技术可比传统工艺节约总生产成本8%以上，而且还不产生新的污染源。
[0019]2、投资低廉。如果是旧炉改造，每条工作料道只需几千元，采用的都是一些低值的粘土 (低气孔砖)材料，且施工非常简单，只是在原料道上层加盖二层回流通道。如果是新炉或重建，其料道投资成本只占传统工艺的40%左右。
[0020]3、操作简单。由于新技术只需设定一个温控点，即可形成自然梯级温度工区，省人又省力。
[0021]4、维修费用少。由于新型料道摒弃了以往传统料道工艺复杂的管网、加热装置及温控设备，维修工作只是对泄漏点用耐火泥填补，或者换耐火砖，维修非常方便，也不易产生安全事故。
[0022]5、易于推广。采用物理原理简单，工艺简单，非常适合向全国玻璃制品行业进行迅速推广。经测算，如果国内玻璃行业普及这一新型料道加热技术，可使生产总成本每年节约近300亿元。
[0023]本实用新型设计合理、结构简单，采用窑炉废气热气流循环导热系统，全隔断式窑炉直接从前胸墙开孔导出，半隔断式窑炉由澄清室(工作池)前墙开孔导出，热气流经过供料道液面给料液传热，再经过供料机后回到分料器，最后循环进入窑炉碹顶处下方的返流孔。整个过程只取供料机一个温控点，由调频引风机调整热气流的流量、流速来进行温度调节，将窑炉生产过程中的废气余热作为料道加温及热场控制介质，基本不耗费热能成本和复杂的硅碳棒加热电控、燃气及燃油的管网燃烧系统，投资成本低，为玻璃生产料道加热方式提供了一种新的节能途径。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1表示返流孔和导热孔的开设位置示意图。
[0025]图2表示分料器热循环的剖面示意图。
[0026]图3表示分料器与工作料道的加热循环剖面示意图。
[0027]图中，1-熔化池，2-导热孔，3-返流孔，4-玻璃料液保温空间，5-工作料道接口，6-玻璃料液，7-第一调节室，8-第一导流室，9-玻璃料液流通空间，10-第二导流室，11-第二调节室，12-分料器，13-工作料道，14-供料机，15-引风机接口，16-工作料道液面空间，17-工作料道回流通道，18-热电偶。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
[0029]一种具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，包括熔化池1，所述熔化池I的出口连接分料器12，所述分料器12的各个工作料道接口 5分别连接工作料道13，所述工作料道13的端部安装供料机14。
[0030]如图1所示，所述熔化池I的前胸墙上下分别开有返流孔3和导热孔2。所述导热孔2位于分料器12的一层玻璃料液流通空间9上方40?50cm处，燃烧后的废气从这里溢出；所述返流孔3位于熔化池I碹顶处以下40?60cm处，加(保)温后的热气流从这里循环回熔化池I的碹顶上端，成为碹顶保护气体。当所述熔化池I连接有澄清室时，所述返流孔3和导热孔2位于澄清室的前墙上。熔化池I内燃烧废气1480°C，到达澄清室，由于阻隔墙自然散热作用，此时温度降至1350°C。
[0031]如图2所示，所述分料器12分三层空间，一层为玻璃料液流通空间9，二层左右设有联通的第一调节室7和第一导流室8，三层左右设有联通的第二调节室11和第二导流室10 ;所述第一调节室7与导热孔2联通，所述第二调节室11与返流孔3联通；所述位于二层的第一导流室8与位于一层的玻璃料液流通空间9联通。澄清室内的热气体在导热孔2负压牵引下进入第一调节室7，在这里进一步降温至1300°C。然后进入第一导热室8，由第一导热室8而来的热气体进入分料器12内的料液保温空间9，为玻璃料液6加(保)温，由于热气体无孔不入的特性，避免了硅碳棒或火焰喷枪加热的分段温区缺陷，使得料液流无极化、均质化，加热效果比传统工艺大幅度提高；同时为上面的循环通道预热，此时热气体温度为1250。。。
[0032]如图3所示，所述工作料道13分两层，一层为与分料器12的工作料道接口 5联通的工作料道液面空间16，二层为工作料道回流通道17 ;所述工作料道回流通道17的一端与分料器12的第二导流室10联通，其另一端设有引风机接口 15，所述引风机接口 15和供料机14顶部气体出口之间安装自动温控矢量调频引风机。工作料道内一层在调频引风机的抽力牵引下，热气体进入工作料道液面空间16，温度为1150°C。每条工作料道13的前端都装配有一台自动温控矢量调频引风机，热气体进入这里后，按照供料机14料液所需温度调整流量、流速，进入供料机14 ;供料机14的温度要求是所有热量循环的归宿点，热气体经过这里的温差调节范围为100°C左右，形成料机工作流。在此过程中，为工作料道内的玻璃料液加温后的热气体通过调频引风机进入工作料道二层的回流通道17，进入分料器12的第二导流室10。充盈在分料器12 二层的第二导流室10内的热气体温度为1100°C，由于风压作用进入第二调节室11，并由这里回到澄清室上部的碹顶处。随着大炉气氛的牵带，回流气体与主废气一道由小炉进入蓄热室，完成整个料道的加热过程。
【权利要求】
1.一种具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，包括熔化池(I)，所述熔化池(I)的出口连接分料器(12)，所述分料器(12)的各个工作料道接口(5)分别连接工作料道(13)，所述工作料道(13)的端部安装供料机(14)； 其特征在于:所述熔化池(I)的前胸墙上下分别开有返流孔(3)和导热孔(2)； 所述分料器(12)分三层空间，一层为玻璃料液流通空间(9)，二层左右设有联通的第一调节室(7)和第一导流室(8)，三层左右设有联通的第二调节室(11)和第二导流室(10);所述第一调节室(7 )与导热孔(2 )联通，所述第二调节室(11)与返流孔(3 )联通；所述位于二层的第一导流室(8)与位于一层的玻璃料液流通空间(9)联通； 所述工作料道(13)分两层，一层为与分料器(12)的工作料道接口(5)联通的工作料道液面空间(16)，二层为工作料道回流通道(17);所述工作料道回流通道(17)的一端与分料器(12)的第二导流室(10)联通，其另一端设有引风机接口( 15)，所述弓I风机接口( 15)和供料机(14)顶部气体出口之间安装自动温控矢量调频引风机。
2.根据权利要求1所述的具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，其特征在于:所述导热孔(2)位于分料器(12)的一层玻璃料液流通空间(9)上方40?50cm处；所述返流孔(3)位于熔化池(I)碹顶处以下40?60cm处。
3.根据权利要求1所述的具有热量循环加热料道的节能型玻璃工业窑炉，其特征在于:所述熔化池(I)连接有澄清室，所述返流孔(3 )和导热孔(2 )位于澄清室的前墙上。
【文档编号】C03B5/237GK204079752SQ201420540792
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月20日 优先权日:2014年9月20日
【发明者】李新华, 徐文俊, 贾正藩 申请人:闻喜县宏业玻璃制品有限公司