一种混合助燃型玻璃熔窑的制作方法

本实用新型涉及一种玻璃熔窑，特别是一种混合助燃型玻璃熔窑，属于玻璃熔窑技术领域。

背景技术：

玻璃工业具有能耗较高，资源消耗较大的特点，随着能源日趋紧张和大气污染的加剧，节能降耗和减少排放已成为玻璃企业生产的两个约束性指标。

一方面现有玻璃生产企业烟气排放标准是：nox≤700mg/m³（部分地区要求≤400mg/m³），so2≤400mg/m³（部分地区要求≤200mg/m³），烟尘≤50mg/m³。并且地方政府对烟气排放标准还在进一步收严，这就意味着现有平板玻璃生产企业如果烟气排放达不到标准规定的限定值将要被停产；新建平板玻璃企业如果达不到烟气排放标准，将不准点火投产。

另一方面随着新建玻璃生产线的增加，对燃料的需求越来越大，伴随着产能的不断扩张，企业经营形势变得非常严峻，将面临更加激烈的市场竞争。而在平板玻璃行业中，燃料成本在企业生产成本中所占比例越来越大。因此，降低企业生产成本的关键在于降低熔窑能耗。玻璃企业的能耗主要是在玻璃的熔制过程中消耗，当前，玻璃企业节能的重点在于强化熔窑密封、加强熔窑保温、熔窑全氧燃烧技术、加强生产过程控制以及采用新的燃烧技术等。玻璃熔窑烟气带走约31.5%的热量，直接导致玻璃熔窑能耗高，热效率偏低，节能效果不明显，进而导致浮法玻璃的生产成本增加。

目前，采用全氧燃烧技术既可以明显节能，也可以大幅减少废气排放，但是，全氧燃烧氧气用量大，制氧成本增加，前期成本投入较大，并且随着熔窑日熔量的不断增大，全氧燃烧对大吨位熔窑已经明显不经济，不适合大吨位普通浮法玻璃熔窑。因此，亟需一种能够既经济又可行的燃烧助燃设计方式，从而减少玻璃熔窑烟气中带走的热量，实现节能降耗的目的，达到降低企业的生产成本的同时实现节能减排。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有大吨位普通浮法玻璃熔窑制造和运行成本过高，提供一种混合型玻璃熔窑。该熔窑结构设置合理，综合使用全氧燃烧装置和小炉，制造成本低，运行成本低，并可有效提高玻璃产量和质量，尤其适用于生产大吨位普通浮法玻璃。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种混合助燃型玻璃熔窑，熔窑主体包括依次相连的投料口、熔化部、澄清部、玻璃液通道和冷却部，

所述熔化部设置有若干对小炉和若干蓄热室，在所述若干对小炉上游靠近投料口一侧设有第一对全氧燃烧装置；

所述第一对全氧燃烧装置包括第一全氧燃烧装置和第二全氧燃烧装置；

所述第一全氧燃烧装置和所述第二全氧燃烧装置分别安装在炉体两侧壁相对位置。

小炉为成对设置，每一对小炉包括两个小炉，两个小炉分别安装在熔窑两侧壁相对位置。若干对小炉依次安装在熔化部，并依次远离所述的投料口，分别为第一对小炉、第二对小炉、第三对小炉……第n对小炉；在小炉上游靠近投料口的一侧，是指在第一对小炉靠近投料口的一侧，即投料口和第一对小炉之间的位置。第一全氧燃烧装置和第二全氧燃烧装置分别安装在熔窑两侧壁相对位置，是指，分别位于熔窑侧壁两侧在水平方向平行于同侧小炉的位置。

由于全氧助燃燃烧火焰温度高，全氧燃烧装置的使用可以提高投料区温度，从而加速了玻璃配合料的熔化过程，提高了熔化能力。另外由于全氧燃烧火焰的温度高于小炉的温度，熔化部小炉提供的热量不易从投料口散出。全氧燃烧所使用的全氧气体是指氧气占比为90%以上的气体。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃熔窑还包括第一控制装置，所述第一控制装置用于控制所述第一全氧燃烧装置和第二全氧燃烧装置同步工作。

第一全氧燃烧装置和第二全氧燃烧装置同步工作是指，第一全氧燃烧装置和第二全氧燃烧装置同时喷射，同时停止工作，当其中一个全氧燃烧装置停止工作时，第一控制装置监测到异常状态，也控制另一个全氧燃烧装置停止工作。第一控制装置，包括探头、报警器、自动控制部件等。

在熔窑运行时，可实现同时相对不间断燃烧；两个不间断的相对燃烧的全氧装置，有利于抑制熔化部温度经投料口的扩散。在只有一个全氧燃烧装置喷射时，所喷射的火焰会喷至对侧的熔炉胸墙砖，因其温度较高，加速熔窑老化，减少使用寿命，增加成本。通过两个燃烧装置同步工作，喷射火焰相对短，避免烧损对侧熔炉胸墙砖。

作为本实用新型的优选方案，所述第一对全氧燃烧装置距离所述熔化部前端的第一对小炉距离1-2米，优选1.2-1.5米。

将距离控制在1-2米，避免全氧燃烧装置的高温火焰对第一对小炉的影响，避免第一对小炉因全氧燃烧装置喷射火焰高温引起的老化。并在第一对全氧燃烧装置和第一对小炉之间形成一个1-2米的空间，形成一个温度的过渡空间，有利于玻璃的稳定融化，提高玻璃的质量。

作为本实用新型的优选方案，所述第一燃烧装置和所述第二燃烧装置的喷射方向在水平方向均向熔化部后端偏转角度为0-10度，优选5-10度，更优选5-7度。所述第一燃烧装置和所述第二燃烧装置的喷射方向在竖直方向均向熔窑底部偏转0-10度，优选5-10度，更优选5-7度。

燃烧装置喷射方向水平方向向熔化部偏转一定角度，有利于保持熔化部温度，但偏转角度超过10度以后，全氧燃烧装置的高温会降低第一对小炉的使用寿命。燃烧装置喷射方向竖直方向向熔窑底部偏转0-10度，优选5-10度，更优选5-7度，喷射火焰偏向熔窑中的玻璃液，更多的热量用于融化玻璃，利于温度的利用。

作为本实用新型的优选方案，在所述澄清部设有第二对全氧燃烧装置，所述第二对全氧燃烧装置包括第三全氧燃烧装置和第四全氧燃烧装置，所述第三全氧燃烧装置和所述第四全氧燃烧装置分别安装在炉体两侧相对位置。

第二对全氧燃烧装置设置在澄清部前端，即设置在最后一组小炉的后端，起到与第一对全氧燃烧装置相似的作用，避免熔化部热量从熔化部后端扩散；另一方面，根据窑内气氛控制的原则：化料区为还原性气氛，泡沫区即热点附近为中性气氛，热点以后区域为氧化气氛，澄清区用氧化气氛目的是so2+o2→2so3和降低玻璃的表面张力，利于消泡。第二对全氧燃烧装置的使用，利于将澄清区的氧气比例控制在8-10%，保证澄清位置区域的氧化气氛；再一方面，通过第二对全氧燃烧装置的使用，由于氧气助燃燃烧火焰温度高，可以提高玻璃的澄清温度，有利于玻璃的澄清均化。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃熔窑还包括第二控制装置，所述第二控制装置用于控制所述第三全氧燃烧装置和第四全氧燃烧装置同步工作。

第三全氧燃烧装置和第四全氧燃烧装置同步工作是指，第三全氧燃烧装置和第四全氧燃烧装置同时喷射，同时停止工作，当其中一个全氧燃烧装置停止工作时，第二控制装置监测到异常状态，也控制另一个全氧燃烧装置停止工作。第一控制装置，包括探头、报警器、自动控制部件等。

将第二对全氧燃烧装置设置为两个同时开启的全氧燃烧装置，在熔窑运行时，可实现同时相对不间断燃烧；两个不间断的相对燃烧的全氧装置，有利于抑制熔化部温度经澄清部的扩散。

作为本实用新型的优选方案，所述第三全氧燃烧装置和第四全氧燃烧装置距离所述熔化部后端最后一对小炉的距离为1-2米，优选1.2-1.5米。

通过将第二对全氧燃烧装置和最后一对小炉的距离控制在上述范围内，使得，第二对全氧燃烧装置和最后一对小炉之间形成一定的空间，此空间的温度更为均匀，有利于玻璃的澄清均化。

作为本使用新型的优选方案，所述第三燃烧装置和所述第四燃烧装置的喷射方向在水平方向向熔化部偏转角度为0-10度，优选5-10度，更优选5-7度；所述第一燃烧装置和所述第二燃烧装置的喷射方向在竖直方向向熔窑底部偏转0-10度，优选5-10度，更优选5-7度。

燃烧装置喷射方向水平方向向熔化部偏转一定角度，有利于保持熔化部温度，但偏转角度超过10度以后，全氧燃烧装置的高温会降低最后一对小炉的使用寿命。燃烧装置喷射方向竖直方向向熔窑底部偏转0-10度，优选5-10度，更优选5-7度，喷射火焰偏向熔窑中的玻璃液，更多的热量用于融化玻璃，利于温度的利用。

作为本实用新型的优选方案，所述每一个全氧燃烧装置包括火焰喷嘴砖、燃烧器本体、全氧喷枪、燃料系统、全氧系统；所述火焰喷嘴砖安装在所述玻璃熔窑胸墙上；所述燃烧器本体和所述全氧喷枪安装在所述火焰喷嘴砖上；所述燃料系统一端外接燃料，另一端和所述燃烧器本体相连并供应燃料；所述全氧系统一端外接氧气源，另一端和所述全氧喷枪相连供应氧气。

作为本实用新型的优选方案，所述若干对小炉的数量为4-5对。

由于全氧燃烧装置的使用，全氧燃烧温度较高，相对于普通熔窑，可减少小炉的使用数量，进而缩短熔窑长度，减少熔窑散热，设备制造成本也相对减少。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、通过全氧燃烧装置和小炉的混合使用，合理的位置布局，全氧燃烧装置喷射方向和角度的设置，每对全氧燃烧装置工作状态的控制，可有效减少玻璃熔窑烟气中带走的热量，适用于大吨位玻璃的生产；节能降耗，经济实用，在实现节能减排的同时也大大降低了企业的生产成本。

2、第一对全氧燃烧装置的位置设置，有利于原料的快速融化，提高玻璃产量；第二对全氧燃烧装置的设置有利于玻璃澄清均化，提高玻璃质量，具有良好的经济价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是现有空气助燃型玻璃熔窑结构示意图。

图中标记：1-投料口，2-熔化部，3-澄清部，11-第一全氧燃烧装置，12-第二全氧燃烧装置，31-第三全氧燃烧装置，32-第四全氧燃烧装置，21-若干对小炉，22-蓄热室，211-第一对小炉a，221-第二对小炉a，231-第三对小炉a，241-第四对小炉a，251-第五对小炉a，212-第一对小炉b，222-第二对小炉b，232-第三对小炉b，242-第四对小炉b，252-第五对小炉b。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，一种混合助燃型玻璃熔窑，其主要由一次整体相连的投料口1、熔化部2、澄清部3、玻璃液通道和冷却部组成，所述熔化部2装有若干对小炉21和蓄热室22，若干对小炉21依次安装在熔化部2，并依次远离所述的投料口1；所述若干对小炉21为五对小炉，分别为第一对小炉，包括第一对小炉a211和第一对小炉b212；第二对小炉，包括第二对小炉a221和第二对小炉b222；第三对小炉，包括第三对小炉a231和第三对小炉b232；第四对小炉，包括第四对小炉a241和第四对小炉b242；第五对小炉，包括第五对小炉a251和第五对小炉b252；在第一对小炉前端靠近投料口1的一侧，设有第一对全氧燃烧装置，所述第一全氧燃烧装置包括第一全氧燃烧装置11和第二全氧燃烧装置12，分别安装在炉体两侧壁相对位置。第一控制装置13连接第一全氧燃烧装置11和第二全氧燃烧装置12，控制第一全氧燃烧装置11和第二全氧燃烧装置12同步工作。在所述澄清部3设有第二对全氧燃烧装置，所述第二对全氧燃烧装置包括第三全氧燃烧装置31和第四全氧燃烧装置32，分别安装在炉体两侧相对位置。第二控制装置33连接第三全氧燃烧装置31和第四全氧燃烧装置32，控制第三全氧燃烧装置31和第四全氧燃烧装置32同步工作。

所述第一对全氧燃烧装置距离第一对小炉的距离为1.5米。

所述第二对全氧燃烧装置距离第五对小炉的距离为1.5米。所述第一燃烧装置11和所述第二燃烧装置12的喷射方向在水平方向均向熔化部2后端偏转角度为5度，所述第一燃烧装置11和所述第二燃烧装置12的喷射方向在竖直方向均向熔窑底部偏转5度。

所述第三燃烧装置31和所述第四燃烧装置32的喷射方向在水平方向向熔化部偏转角度为5度，所述第一燃烧装置31和所述第二燃烧装置32的喷射方向在竖直方向向熔窑底部偏转5度。

玻璃原料经投料口1，进入熔化部2，熔化后，进入澄清部3，而后经过玻璃液通道和冷却部；在熔化部2中，熔化部靠近投料口1的一端为熔化部前端，熔化部2靠近澄清部3的一端为熔化部后端；加热装置依次从熔化部前端排列至熔化部后端；依次为第一对小炉、第二对小炉、……第n对小炉。

全氧燃烧所使用的气体含氧量90%以上的气体。

所述全氧燃烧装置包括火焰喷嘴砖、燃烧器本体、全氧喷枪、燃料系统、全氧系统；所述火焰喷嘴砖安装在所述玻璃熔窑胸墙上；所述燃烧器本体和所述全氧喷枪安装在所述火焰喷嘴砖上；所述燃料系统一端外接燃料，另一端和所述燃烧器本体相连并供应燃料；所述全氧系统一端外接氧气源，另一端和所述全氧喷枪相连供应氧气。

由于全氧助燃燃烧火焰温度高，全氧燃烧装置的使用可以提高投料区温度，从而加速了玻璃配合料的熔化过程，提高了熔化能力。将两对全氧燃烧装置设置为两个同时开启的全氧燃烧装置，在熔窑运行时，可实现同时相对不间断燃烧；两个不间断的相对燃烧的全氧装置，有利于抑制熔化部温度经投料口或者澄清部的扩散。也有利于减少火焰对熔窑胸墙砖的烧损，提高熔窑使用寿命。

另一方面，根据窑内气氛控制的原则：化料区为还原性气氛，泡沫区即热点附近为中性气氛，热点以后区域为氧化气氛，澄清区用氧化气氛目的是so2+o2→2so3和降低玻璃的表面张力，利于消泡。第二对全氧燃烧装置的使用，利于将澄清区的氧气比例控制在8～10%，保证澄清位置区域的氧化气氛；再一方面，通过第二对全氧燃烧装置的使用，由于氧气助燃燃烧火焰温度高，可以提高玻璃的澄清温度，有利于玻璃的澄清均化。

由于全氧燃烧装置的使用，全氧燃烧温度较高，相对于普通空气助燃熔窑，可减少小炉的使用数量，进而缩短熔窑长度，减少熔窑散热，设备制造成本也相对减少。

对比例1

本对比例中，为现有设计普通空气助燃型玻璃熔窑，采用六对小炉的设计，如图3，不使用全氧燃烧装置。其他结构、尺寸和材料方面与实施例1相同。本对比例为以空气作为助燃介质的550吨熔窑。

对比结果如下：

在熔窑的制造成本方面，相对于对比例1中六对小炉的设计，实施例1使用全氧燃烧装置后，由于熔化能力的提升，只使用五对小炉，缩短了熔窑长度，熔窑散热会减少；同时因熔窑的缩短及小炉和蓄热室减少一对，投资成本将会减少约400～500万元人民币。

在玻璃生产的成本和质量方面，据测算，采用实施例1中混合助燃的节能型玻璃熔窑，相对于对比例1中仅使用小炉的普通空气助燃型熔窑，熔化量可提高5～15%，同时改善玻璃质量，提高成品率2～3%，改善窑炉的热效率，节省燃料5～8%，减少粉尘、烟尘的排放达20%，还可延长熔窑使用寿命。

对比例2

本对比例采用和实施例1相同的熔窑，只是第一对全氧燃烧装置的安装位置设置在第一对小炉和第二对小炉之间，即加热装置的依次排列顺序为第一对小炉、第一对全氧燃烧装置、第二对小炉、第三对小炉、第四对小炉、第五对小炉、第二对全氧燃烧装置。相邻加热装置之间的间距与实施例1一致。即仅仅是第一对小炉与第一全氧装置位置互换。

与对比例1相比，熔化量提高1%左右，熔化量无明显提升，结果全氧燃烧装置对于炉窑中的玻璃原料加热效果无明显变化，这主要是因为玻璃原料未经过全氧燃烧装置提供的高温初步加热，升温速度较慢；另外第一对小炉的热量由于没有第一对全氧装置火焰提供的保温屏障，容易扩散到外部导致。第一对全氧装置位置的设置可明显提升熔化量，提高玻璃产量。

对比例3

本对比例采用和实施例1相同的熔窑，只是第一对全氧燃烧装置的安装角度采用平行路小炉喷射火焰方向，即第一对全氧燃烧装置的喷射角度为垂直于熔窑延伸方向的水平喷射。

与对比例1相比，熔化量无明显提升，玻璃质量无明显提升；这主要是因为第一对全氧燃烧装置向熔化部偏转使得更多的热量保留在熔化部，利于玻璃的熔化，喷射方向向熔窑底部偏转，利于更多热量传递给玻璃原料，利于加速熔化。第一对全氧燃烧装置喷射方向和角度的设置，明显提升熔化量，并提升玻璃的质量。

对比例4

本对比例采用和实施例1相同的熔窑，只是第二对全氧燃烧装置距离第五对小炉的距离为0.5米。

第二对全氧燃烧装置和最后一对小炉之间形成的空间距离不足，有利于玻璃的澄清均化不充分，玻璃的成品率与对比例1相比降低约1%。第二对全氧燃烧装置的位置的设置有利于玻璃的澄清均化，提升玻璃质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。