鄭炳炎

（明達(dá)玻璃（廈門）有限公司， 福建 泉州 361026）

玻璃窯爐碹頂是熱量散失的主要渠道之一。加強(qiáng)對(duì)冷卻部碹頂進(jìn)行保溫，減少了熱量損失，在保證成型溫度的同時(shí)，可提高熱效率。

1 問題提出

某玻璃廠生產(chǎn)2.0mm玻璃時(shí)，有個(gè)異常現(xiàn)象：2區(qū)（4#-7#小爐）的油量很高，但冷卻部的溫度始終較低。初步分析發(fā)現(xiàn)是由于2.0mm生產(chǎn)中拉引量從正常的600噸/天降到了510噸/天，使得帶到冷卻部的熱量較少，導(dǎo)致成型溫度不夠，只能增加2區(qū)油量來提升冷卻部碹頂溫度。詳細(xì)情況見下表：

不同噸位下各小爐油配比表

從上表可得，當(dāng)拉引量不足510噸時(shí)，2區(qū)的用油量較高，而多加的油并不用是來化料，而是用來保持成型溫度的，這導(dǎo)致熱效率降低，增加了成本投入。

2 原因分析

根據(jù)實(shí)際情況對(duì)問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析。主要原因有兩個(gè)：

1、該窯爐設(shè)計(jì)中，將窯爐冷卻部的面積設(shè)計(jì)過大，導(dǎo)致散熱面積隨之變大，在運(yùn)行過程中熱量的損失也相應(yīng)增加。

2、當(dāng)生產(chǎn)拉引量較低時(shí)，為了維持冷卻部及流道的溫度，采取了兩個(gè)措施：

①卡脖水包抬高，削弱了卡脖水包節(jié)能的作用，使熱效率下降。

②為確保冷卻部碹頂?shù)臏囟?，增加?2區(qū)油量，用較多的油量維持熔窯的溫度，使得2區(qū)油量過高，不利于節(jié)省油量。

3 對(duì)策提出

若加強(qiáng)對(duì)冷卻部碹頂進(jìn)行保溫處理，可以提高冷卻部碹頂及流道溫度。

3.1 實(shí)施計(jì)劃

碹頂面積計(jì)算：冷卻部碹頂弧長(zhǎng)9910mm，由此計(jì)算出碹頂面積見下表。

分段 Ⅰ節(jié)（m） Ⅱ節(jié)（m） Ⅲ節(jié)（m） Ⅳ節(jié)（m） 總長(zhǎng)（m）碹長(zhǎng)（m）： 4.338 5.373 5.374 5.102 20.187面積（ ）： 42.989 53.246 53.256 50.560 200.053㎡

3.2 現(xiàn)存保溫材料統(tǒng)計(jì)

保溫磚：LEGRAL 35/0 230*114*76 黏土質(zhì) ，現(xiàn)存量11600pcs；

按標(biāo)準(zhǔn)磚規(guī)格計(jì)算總需求量為 200.053/（0.076*0.23）=11444；

鋁鉑保溫毯：25mm*1m*10m 現(xiàn)存量 28pcs，合面積280㎡；

另外烤窯時(shí)用于冷卻部保溫的鋁鉑保溫毯有400多㎡ 。

3.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

根據(jù)窯爐情況和對(duì)冷卻部碹頂保溫的需求，經(jīng)討論提出了兩種保溫方案：

①下面鋪一層保溫磚，上面再鋪一層鋁鉑保溫毯；

②下面鋪一層鋁鉑保溫毯，中間一層保溫棉，上面再鋪一層鋁鉑保溫毯。

實(shí)驗(yàn)方法是，先在碹頂小范圍內(nèi)（1㎡）做兩種方案的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察對(duì)比兩種方案實(shí)施的效果，同時(shí)觀察經(jīng)過保溫之后保溫層內(nèi)外的溫度變化情況。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 碹頂溫度測(cè)量

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前一天，對(duì)碹頂溫度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的方法為每節(jié)碹分別在左、中、右各取3個(gè)點(diǎn)，使用測(cè)溫槍測(cè)量溫度，結(jié)果如下表：

Ⅰ節(jié)（℃） Ⅱ節(jié)（℃） Ⅲ節(jié)（℃） Ⅳ節(jié)（℃）1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12#左 188 195 196 188 185 184 169 176 180 171 170 176中 199 199 186 202 185 196 178 173 175 168 163 165右 191 172 197 185 172 185 182 178 164 166 163 185平均 191.4 186.9 175 169.7

4.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

在完成鄰卻部碹頂溫度測(cè)量后的第二天，在冷卻部碹頂進(jìn)行兩種方案的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在 1㎡的范圍內(nèi)實(shí)施了兩種保溫方案，并且在保溫層內(nèi)部插入熱電偶用以測(cè)量?jī)?nèi)部溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表：

兩種保溫方案實(shí)驗(yàn)對(duì)比

從以上數(shù)據(jù)可以看出，使用三層保溫毯的保溫效果更好，而且操作更簡(jiǎn)便，所以決定采用三層保溫毯的方案進(jìn)行實(shí)施。同時(shí)做好準(zhǔn)備工作：碹腳處需要支撐保溫毯，以免保溫毯滑落。要監(jiān)測(cè)保溫后大碹的膨脹，提前做好脹尺，放于碹頂。

5 效果評(píng)估

根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)三層保溫毯方案的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行效果評(píng)估：

5.1 熱效率提高

窯體表面散熱計(jì)算公式：

上式中，Qsi表示窯體表面散熱，計(jì)量單位為KJ/h；Twi表示窯體第 i部位外表面溫度，計(jì)量單位為℃；T0i表示環(huán)境溫度，計(jì)量單位為℃；S表示窯體表面積，計(jì)量單位為m2；α表示對(duì)流換熱輻射系數(shù)，計(jì)量單位為KJ/(m2.h. ℃)，其計(jì)算公式如下：公式中：εi表示窯體表面第i部位的外表面黑度（須查表確定）；A表示散熱面位置系數(shù)，其數(shù)值取決于散熱面的情況，當(dāng)散熱面向上時(shí)，A=11.7；當(dāng)散熱面向下時(shí)，A=7.5；當(dāng)散熱面垂直時(shí)，A=9.2。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得碹頂保溫前的表面溫度，查閱的黑度系數(shù)（保溫前取硅粉的黑度為0.3，）以及環(huán)境溫度取20℃，可以計(jì)算出4部分碹保溫前的對(duì)流換熱系數(shù)：

同理可以計(jì)算出α2=55.7，α3=54.29，α4=53.62

這樣就可以計(jì)算出各部分保溫前的對(duì)流換熱量：

同理可以計(jì)算出 Qs2=494992.387KJ/h，Qs3=448146.577KJ/h，Qs4=405840.772 KJ/h

保溫前總對(duì)流換熱量 Qs= Qs1+ Qs2+Qs3+Qs4=1762342.185 KJ/h=419605.238 Kcal/h

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得碹頂保溫后的表面溫度，查閱的黑度系數(shù)（保溫后取鋁箔的黑度為0.1，）以及環(huán)境溫度取20℃，可以計(jì)算出保溫后總的對(duì)流換熱量：

Qs，=119638.096 KJ/h=28485.261 Kcal/h

這樣可以計(jì)算出保溫后從冷卻部碹頂少散失的熱量

△Qs=419605.238-28485.261 Kcal/h=391119.977 Kcal/h

按熱值換算成油量相當(dāng)于每小時(shí)油量39kg。

由計(jì)算得出的結(jié)果證實(shí)，三層保溫毯方案在低拉引量生產(chǎn)時(shí)有利于在低油耗的前提下，保持窯爐冷卻部及流道的溫度，從而為成型提供了比較好的條件。

6 結(jié)語(yǔ)

玻璃窯爐的保溫節(jié)能在于保溫結(jié)構(gòu)的合理搭配。由于玻璃窯爐碹頂表面積很大，一旦在保溫方面措施不到位，就會(huì)造成嚴(yán)重的熱量散失，本文分析的實(shí)例正屬于這一種情況。該企業(yè)經(jīng)過在小范圍（1m2）的碹頂對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述方案二的保溫效果更好，并進(jìn)行下一步實(shí)施。后來根據(jù)實(shí)施后的保溫效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)采取三層保溫毯方案對(duì)冷卻部碹頂進(jìn)行保溫后，在相同的拉引量下，每小時(shí)用油量比保溫前減少了35公斤左右，這與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本吻合。