摘要：随着社会经济的发展，我国的玻璃熔窑换向燃烧技术有了很大进展，本文在对玻璃熔窑换向燃烧技术归纳总结的基础上，阐述了玻璃熔窑燃烧系统不断升级的过程，并从技术发展的角度探讨了玻璃熔窑换向燃烧技术和装备的发展方向。
关键词：玻璃熔窑;燃烧系统;模块化;智能化
引言
在玻璃熔窑余热发电系统生产运行过程中，还存在诸多问题需要解决。如玻璃熔窑烟气温度较低问题，在多数企业中都会遇到并且较难解决。烟气温度偏低直接影响余热锅炉的蒸发量，减少系统发电量，给企业造成经济损失。主要原因是窑炉砖烟道存在漏风、保温差等问题，在地下水位较浅地区甚至出现渗水现象，造成烟气从蓄热室到余热锅炉段温降过大。很多企业在建设余热发电系统的同时，也都有意识地对原有的砖烟道进行了保温、封堵漏风口、防水等措施，虽然有所改善，但不能从根本上解决问题，还要经常检查维护，对此，提出一种新的烟道做法，即采用钢制复合烟道结构替换砖烟道结构，可以从根本上解决这一难题。
1全电熔工艺的特点
采用全电熔工艺一个突出的特点是冷顶熔化工艺，加料的表面空间温度低于100℃，高温区在距表面以下的600～800mm处。因此几乎没有挥发物，配合料组分变化很小。显然几乎没有尾气排放，对环境保护来说是最佳选择。全电熔窑占用空间较小，同等规模的熔窑，电熔窑的占地体积是火焰窑的1/3乃至更少。全电熔窑熔化率高、置换率小、热效率高，正是这些优点要求生产企业给予精细原料、精确管理、精心呵护。另外全电熔窑还具有精确自动控制、相同规模生产线一次投资少、冷修时间短、玻璃液质量高等优点。全电熔工艺的缺点是生产成本高，熔窑的寿命相对短。对于电力条件好的地区采用全电熔工艺可以弥补这些缺憾。
2熔窑燃烧系统模块化、集成化的飞跃和发展
随着西气东输工程的逐渐完成，国内天然气资源的开发利用以及我国从国外购入大量的液化天然气，已补充和完善我国的能源结构。同时，伴随着经济的高速发展和能源消耗的高速增加，我国大气环境污染形势异常严峻，最近几年来，政府部门对环保问题极度重视，对大气环境污染问题采取了零容忍的态度和严厉的治理措施，并一直保持着高压态势。煤焦油、焦炉煤气、转炉煤气、石油焦、发生炉煤气等燃料在生产、运输、使用过程中存在严重污染，在严峻形势下，由于达标生产、排放所需成本太高，进而大幅推高了使用成本而不得不退出了玻璃行业的燃料市场，天然气作为清洁能源迅速填补了这一块空白，一度成为了玻璃厂的首选燃料。但是，不管玻璃熔窑使用何种燃料，经过上世纪末在熔窑重油燃烧系统模块化、集成化的探索和尝试，除发生炉煤气外，以其它燃料为使用对象的熔窑燃烧系统设计、安装、调试都处于一个新的高度和起点之上，并且在近二十年的发展过程中，通过设计方、施工方、使用方不断地改进，使得系统模块化越来越精细合理，集成度也越来越高。通过应用实例可以直观地对比。随着一带一路倡议的推进以及国内玻璃市场的饱和，国内企业和资本参与的非发达国家项目大幅增多，这种情况下，为满足国际长途运输和集装箱装载的需求，在汲取以往经验的基础上，又对各功能模块进行了针对性的改造，以适应集装箱装载和国际长途运输，保证各撬装模块在运输过程中完好无损。在秦皇岛玻璃工业研究设计院在2005年总包的乌克兰浮法玻璃生产线技改工程项目中，由于缺乏经验，结果在运输过程中造成了各撬装模块一些外观上的损伤，经现场检测和试验，虽然各撬装模块功能完全正常并不影响使用，但却对产品品质产生了不好的影响。对于国外项目，燃烧系统模块化、集成化优势更加明显，不仅保证了整个燃烧系统的质量和可靠性，而且大幅压缩了国外的施工周期，也就相应地节约了国内参与企业的施工成本。
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3玻璃熔窑天然气换向燃烧控制系统的集成化、小型化改进
首先，换向室是换向控制功能的载体，是由换向阀组为主的各个功能单元构成的，各个功能单元是由阀门、设备以及管道通过焊接或者法兰连接的方式联接在一起的客观存在，必然要占用一定的空间和面积；其次，天然气的物性，决定了其易燃易爆特性，既要保证系统密闭无泄漏，又要保证该系统所在房间与车间内其它功能单元有一定的安全距离，还要使系统所在房间满足相关规范的防爆要求。
4砖烟道与钢烟道热工性能
4.1砖烟道结构特点
①只能现场砌筑，无法工厂预制；②施工工期长；④质量受施工人员水平影响，难以保证；⑤普遍存在漏风、保温不严及渗水等情况；⑥大部分砖烟道外侧没有保温层，热损失巨大。
4.2复合钢烟道结构特点
①采用工厂预制，施工工期大大缩短；②综合造价低，节省大量土建费用；③因工厂预制，质量有保证，检测合格方可出厂；④可以完全避免漏风、保温不严及渗水等情况；⑤烟道保温层厚度可根据需要调整，热损失小，对发电系统有利；⑥钢烟道支座采用鞍座型式，工厂预制，间隔设置；⑦因支烟道闸板及总烟道闸板均为钢制，采用钢烟道更加便于连接；⑧钢烟道基础结构简单，不需要耐热混凝土和隔热层，投资小。
5熔窑燃烧系统未来发展
经过二十多年的发展，玻璃熔窑燃烧系统基本实现了一定程度的模块化和集成化，今后的发展方向主要体现在两个方面：①高度电气集成化。虽然目前实现了模块化和集成化，但较之国外仍有差距。例如，仪控系统仍然游离在模块之外。所以，还需要对现有模块的集成度进一步增加，实现模块自身的电气化。②高度智能化。在电气化的基础之上，可考虑对系统进行智能化的升级。现有DCS虽然对系统的各种运行参数都有采集和控制，对部分重要参数还设置了报警信号，但还不能在运行参数异常时对故障性质和故障点自动做出判断，仍然需要操作人员到现场寻找故障点，然后进行相关检查后方能找出故障原因，有时甚至无法判别故障原因。而智能化的系统则能自动检测出故障点，找出故障原因，并即时提供解决方案。智能化的系统应具有一定的自适应能力，能对系统硬件无故障时出现的参数波动自动修复，保障系统的稳定运行。比如，在对产品规格品种及熔化量进行调整时，智能化的系统能根据工况变动情况及时进行调整，快速平稳的实现工况转换，保证玻璃的熔化质量快速达到工艺要求。此外，还可考虑依托现有先进的网络通信系统实现信息化，对系统进行远程维护与诊断。这样，当系统出现操作工人无法解决的故障和问题时，技术保障人员不必从千里之外赶到现场再处理，可以即时提供远程技术支持，极大提高排除故障的时效性。智能化的实现将极大提高系统运行的稳定性、维护的时效性和便捷性。
结束语
综上所述，玻璃熔窑天然气换向燃烧控制系统进行集成化、小型化设计的过程，就是将天然气总管控制室和换向室的功能分解再分配的过程。纵观玻璃熔窑燃烧系统几十年的发展历程，发现只有随着生产力的不断发展和进步，制造业对技术装备的需求从“能用即可”到“精益求精”，进而影响到玻璃行业，才能使包括玻璃熔窑燃烧系统在内的玻璃制造技术进入到一个良好的产研循环，使这个系统高度集成和智能、成为玻璃厂智慧车间在生产线中的组成部分。
参考文献
［1］孙承绪．玻璃窑炉热工计算与设计［M］．北京:中国建筑工业出版社，1983．
［2］彭寿，杨京安．平板玻璃生产过程与缺陷控制［M］．武汉:武汉理工大学出版社，2010．
［3］章熙民,任泽霈,梅飞鸣.传热学（第四版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
论文作者:陈海峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：系统论文; 玻璃论文; 烟道论文; 故障论文; 集成化论文; 天然气论文; 余热论文; 《基层建设》2019年第13期论文;