盧業(yè)勝
(佛山市粵玻實(shí)業(yè)有限公司 佛山 528000)
玻璃生產(chǎn)過程要消耗大量的能源和原材料,要使玻璃企業(yè)發(fā)展壯大,就一定要注重能源的節(jié)約,而節(jié)約能源的重點(diǎn)就是熔窯燃燒的管理。從表面上看,玻璃窯爐的管理是一種“微觀”的現(xiàn)象,但就實(shí)際而言,它本身又是一種宏觀的表現(xiàn)。在玻璃生產(chǎn)過程中,熔化高質(zhì)量玻璃和節(jié)能是兩個(gè)重要指標(biāo)。本文從生產(chǎn)管理著手,分析節(jié)能管理對(duì)玻璃廠的重要性,探究玻璃廠節(jié)能管理的具體措施。
加強(qiáng)玻璃廠節(jié)能管理符合當(dāng)今我國能源管理的法律法規(guī)要求,特別是不同地區(qū)對(duì)能源管理要求不同,如佛山地區(qū),已經(jīng)開展玻璃行業(yè)清潔能源改造補(bǔ)助政策等,重點(diǎn)推動(dòng)玻璃行業(yè)節(jié)能管理,降低生產(chǎn)污染等。通過生產(chǎn)節(jié)能管理,能夠進(jìn)一步保證玻璃企業(yè)貫徹實(shí)施國家、行業(yè)和地方的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;節(jié)能管理還能作為管理機(jī)關(guān)對(duì)玻璃生產(chǎn)項(xiàng)目的能源效率評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),有利于進(jìn)一步協(xié)助玻璃廠開展節(jié)能降耗工作,從而取得較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益[1]。
近年來,國家提出的“節(jié)約型”戰(zhàn)略在解決我國能源短缺問題上發(fā)揮了重要作用,并促使我國許多高能耗裝備進(jìn)行了技術(shù)改造與升級(jí)[2]。節(jié)能新技術(shù)、新材料和新工藝以及新產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。目前,我國的節(jié)能工作主要集中在對(duì)能量的有形形式的管理上,而忽略了對(duì)能量的無形形式的管理,缺乏對(duì)能源效益的評(píng)估計(jì)算和確認(rèn)體系[3]。如企業(yè)有些職工的能源節(jié)約意識(shí)普遍較低,部分能源節(jié)約工程存在著嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失等。
由于前期我國玻璃廠采取粗放式管理方式,導(dǎo)致玻璃廠能耗總量偏高。近些年,隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)改變,國家對(duì)玻璃廠等傳統(tǒng)高能耗企業(yè)要求日益提高,現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式難以滿足現(xiàn)今發(fā)展的需求,所以必須要堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新[4]。
節(jié)能效益的反映是以實(shí)體形式出現(xiàn)的,它的價(jià)值需要通過測(cè)量、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算來體現(xiàn),但不是像產(chǎn)品的產(chǎn)量和銷售的收益那么明顯。如某玻璃廠的職員通常能夠精確地說出他們產(chǎn)品的數(shù)量與價(jià)值,但卻不知道節(jié)約能源省下的隱形費(fèi)用。要依據(jù)企業(yè)的能源消耗狀況,運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆诸惙椒?,找出?jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。每一步都要明確主要任務(wù),節(jié)能技改需要對(duì)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、輸能管網(wǎng)和終端耗能設(shè)備進(jìn)行測(cè)試、計(jì)算、比較,以綜合的節(jié)能效益高低來決定技改項(xiàng)目的順序。
節(jié)能部門要把投資少、見效快、技術(shù)成熟、實(shí)用可靠的技術(shù)改造放在首位。同時(shí),要主動(dòng)加入到預(yù)防和控制的行列中來,負(fù)責(zé)對(duì)新、改、擴(kuò)建工程的能源管理工作,避免先建設(shè)后改造的情況。
①改進(jìn)熔窯結(jié)構(gòu)。為了增強(qiáng)玻璃液的熔融,需要對(duì)玻璃熔窯構(gòu)造進(jìn)行一系列的改造,重點(diǎn)是對(duì)熔窯的傳熱過程進(jìn)行強(qiáng)化和改良,提高窯爐的熱負(fù)載和熱量利用效率。在玻璃液的熔融過程中,最關(guān)鍵的因素就是增加窯爐內(nèi)的火焰溫度、火焰熱輻射傳遞效率以及火焰覆蓋面。為了保證火焰與玻璃原料表面垂直,加強(qiáng)對(duì)玻璃液表面的熱量傳遞,在窯爐底部和圓弧表面的縱軸上設(shè)置了傾斜。通過加大窯爐的噴射孔徑,可以提高窯爐內(nèi)的燃燒溫度。在此條件下,爐內(nèi)火焰覆蓋面可以超過65%的熔化區(qū)域。
②發(fā)展高溫熔化。通過對(duì)國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)際情況的分析得出,通過增加玻璃熔窯的熔化溫度,可以大幅度提高熔窯的熔化率,并降低生產(chǎn)成本。從工藝上看,隨著熔窯熔化溫度的升高,生產(chǎn)玻璃液的能力將提升,而相對(duì)玻璃液單耗將降低。因此,玻璃廠選擇利用高質(zhì)量的耐火材料進(jìn)行玻璃熔窯的建造,不僅節(jié)約能源,而且具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
③采用電輔助加熱。電輔助加熱法也是提高窯爐產(chǎn)量的一種行之有效的方法。由于電加熱可以加快熔融進(jìn)程,提高熔融速率,大幅度提高窯爐的生產(chǎn)能力,同時(shí)又不會(huì)增大熔窯的規(guī)模。通過對(duì)窯爐內(nèi)設(shè)定區(qū)域進(jìn)行電輔助加熱,可以實(shí)現(xiàn)窯爐內(nèi)玻璃液高溫區(qū)的穩(wěn)態(tài)升溫和液體流動(dòng)的穩(wěn)定性。
④采用鼓泡技術(shù)。在熔窯熔化池底安裝鼓泡裝置,可在鼓泡區(qū)附近形成一個(gè)純凈的、不同層次的熔體,能夠使其得到更好地?cái)噭?dòng),將其底部的低溫玻璃液提升至表層,并使沿著池窯的縱深橫向上的玻璃液溫度降低,以改善火焰與玻璃液的熱交換。另外,鼓泡也可以將池窯兩側(cè)玻璃液的溫度差減小一半,并減緩上部液體流動(dòng)的速率,延長配合料在高溫區(qū)域內(nèi)的停留時(shí)間,加速配合料的熔解。
⑤增大蓄熱室有效蓄熱能力,提高“蓄熔比”,以降低排走的廢氣溫度,降低系統(tǒng)熱量損耗。
⑥加強(qiáng)熔窯(包括蓄熱室)保溫效果,減少窯爐表面的散熱而損失熱能。
⑦用機(jī)械攪拌玻璃液。目前,在大型浮法熔窯中,普遍使用機(jī)械攪拌料液,可以提高玻璃熔體的熱量均勻度,改善玻璃熔體的品質(zhì)和利用率,從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量,節(jié)約燃料,達(dá)到節(jié)能的效果。
玻璃熔窯中,在高溫1500~1600 ℃進(jìn)行燃燒的熱量交換。在這個(gè)溫度范圍內(nèi),基本上都是由熱輻射來完成熱量傳遞的,而基本的導(dǎo)流和換熱的方式作用很微小。在不同溫度下,輻射傳熱系數(shù)也不同,而明亮火焰的強(qiáng)弱則又取決于燃燒過程中所產(chǎn)生的自由基的多少。因此,在從燃油燃燒轉(zhuǎn)為天然氣燃燒后,就會(huì)造成玻璃窯爐的生產(chǎn)產(chǎn)能減少。針對(duì)此問題,在高溫區(qū)增加噴管,采用低硫重油等強(qiáng)化燃燒方式,以增加燃燒管的輻照強(qiáng)度,從而保證燃燒所需的高溫,為一種高效、節(jié)能的方法。若以每立方天然氣增燒 30 g重油時(shí)為燃料,可使燃燒火焰的亮度提高12%~15%,燃燒溫度提高20 ℃左右,火焰熱輻射提高25%~30%,從而大幅度增加了產(chǎn)量,提升產(chǎn)品品質(zhì),減少企業(yè)能源消耗。
根據(jù)熔窯實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),為了更好地控制噴槍噴出的火焰長度、剛性,以增強(qiáng)火焰的輻射強(qiáng)度、并減少燃燒產(chǎn)生的氮氧化物,最好的燃燒控制方式是控制單只噴槍的燃料流量。如某個(gè)小爐3支燃燒噴槍,則兩側(cè)噴槍的燃料流量各為25%~30%,而中間噴槍的燃料流量為40%~45%。
必須建立健全能源消耗的臺(tái)賬。此臺(tái)賬包括(不限于)熔化溫度、助燃空氣量(或空氣燃料比率數(shù))、出料量、能源總消耗、玻璃液單耗等,便于進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,查找差異、發(fā)現(xiàn)存在問題。
利用能源消耗的臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)標(biāo)管理,找出問題或發(fā)現(xiàn)下一步改善的重點(diǎn)方向。
對(duì)標(biāo)有三方面。一是與國內(nèi)外先進(jìn)指標(biāo)的對(duì)比,明白“差距",以作為激勵(lì)改善的動(dòng)力;二是同一企業(yè)不同窯爐進(jìn)行對(duì)比分析,以樹立企業(yè)內(nèi)部的“先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)”,進(jìn)行趕超先進(jìn);三是同一窯爐不同時(shí)間的能源消耗進(jìn)行對(duì)比,以不斷完善和改進(jìn)。
作為高能耗的傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè),玻璃生產(chǎn)企業(yè)要不斷強(qiáng)化自身管理能力,降低生產(chǎn)能耗,走持續(xù)綠色發(fā)展之路。要針對(duì)當(dāng)前管理問題,從節(jié)能管理機(jī)構(gòu)、節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)以及玻璃窯爐燃料等多個(gè)方面開展管理工作,以達(dá)到較好的節(jié)能效果,并進(jìn)一步推動(dòng)玻璃生產(chǎn)企業(yè)邁向新的發(fā)展臺(tái)階。