预热压缩空气在燃油熔窑中的应用

1、概述重油在高温下与（空气中）氧充分接触时，可以发生燃烧反应。为为确保重油充分燃烧，须使重油具有极大的反应和蒸发面积，使油与空气的混合程度尽量接近气体燃料与空气的混合程度，以达到完全燃烧的目的，重油燃烧过程中的雾化阶段是整个燃烧过程的关键，雾化的好坏直接影响玻璃的生产和经济效益,轻则增加油耗，重则影响生产。 2、重油雾化过程及雾化方法 2.1玻璃熔窑对重油雾化的要求 2.1.1雾滴要细2.1.2油流股中各雾滴直径要均匀2.1.3油流股断面上雾滴的分布应均匀以上三点要求可以归纳为喷得细、喷得均”。一般讲，雾化后的油滴愈细，油滴的直径均匀性和油滴分布的均匀性也愈好。 2.2重油的雾化过程 重油的雾化是利用高速流出的气体的摩擦和冲击作用，将重油分割成雾滴。雾化用的气体称为雾化剂（或叫雾化介质），雾化剂可用空气或过热蒸汽。重油是用称为喷嘴的装置来雾化的。用空气和蒸汽作雾化剂的喷嘴中，雾化剂以较大的速度喷出，当和重油流股相遇时，气流便对油表面产生冲击和摩擦，使油表面在受外力的作用，而重油本身的粘滞力和表面张力则力图维持油表面的原有状况，这就是内力的作用。当气流对重油的冲击和摩擦产生的外力大于油的内力时，重油流股就会成被破碎成分散的油粒。当油粒继续受到外力的作用，而且外力仍大于当时条件下该油粒的内力时，油粒就会继续破碎成更小的油粒（如图）。 油滴雾化过程示意图 矛盾依次发展下去，直到油粒表面上所受的外力和内力达到相对平衡时，油粒就不再破裂，雾化过程结束。 2.3重油的雾化方法 雾化是重油燃烧过程的关键，一般分机械雾化和介质雾化两二种。浮法玻璃生产采用的是介质雾化法，雾化介质常用的是压缩空气或蒸汽。介质雾化是利用一定角度的高速喷出的雾化剂（或称雾化介质）把油流股分散成细雾。雾化是依靠介质对油流股的机械作用进行的，摩擦力或冲击力大于油表面张力时，油流先被拉成或夹有气泡的细油流，继而破裂成细带或细线，后者又在油本身的表面张力作用下形成细小的油滴---雾滴。雾化好坏的标志是：油滴大小、油滴大小的均匀性、油流股中油滴分布的均匀性。其中油滴大小最重要，油滴大小直接影响着油雾的燃烧速度，雾滴越细，油雾与空气接触表面增加，因此燃烧充分，燃烧过程加速。 3、预热压缩空气 目前，国内玻璃生产厂家通常采用压缩空气作为重油的雾化介质，雾化介质出口与油股相遇时，由于压力突然下降，雾化介质发生绝热膨胀（与外界没有热交换时的膨胀），使该处温度下降，据实测20oC时、6公斤/厘米2压力的压缩空气绝热膨胀温度下降至-100oC。绝热膨胀虽可冷却喷嘴，延长喷嘴的使用寿命，但却使油的粘度增大，恶化雾化情况。为弥补绝热膨胀造成的温度下降，压缩空气必须预热，预热的温度要求是在气、油相遇处要保持预定的温度，不使油粘度变大，压缩空气的预热温度随本身的压力提高而提高，压力大时，绝热膨胀加剧，预热温度也应高些。经测压缩空气可预热到140 oC左右，压缩空气预热温度视其本身的压力而定。 压缩空气压力（kg/m2） 4 5 6 7 预热温度（oC） ~160 ~170 ~180 ~190 3.1预热压缩空气的特点： 3.1.1压缩空气预热后可增加雾化剂的流速和动能，使油雾化得更好，能减少雾化剂用量，并可提高火焰温度。 3.1.2使用预热压缩空气时，火焰较短、刚性温，火根温度高。 3.1.3用预热压缩空气时，因其本身参加燃烧，不增加窑内气体量，所以不会增加热损失和窑压。 3.1.4用预热压缩空气作为雾化介质，投资和操作费用不大，且安全可靠。超大型浮法玻璃熔窑根据技术要求（火焰要求），用预热压缩空气作雾化介质比较适合，且经济得多。 3.1.5使用预热压缩空气作雾化介质、不发生绝热膨胀，不会降低油在雾化时的温度，另外，雾化介质的动能还可以增加并带入一定量的物理热，使火焰燃烧更充分。据文献记载，若压缩空气始温40 oC，预热到100 oC时，可节省8％的用量，预热到200 oC时，可节省18％的用量，另外在材料消耗及维修费用方面，也能节约不少开支。所以，燃油熔窑中，预热压缩空气作为雾化介质应大力推广。 3.2预热压缩空气的安装 国内目前大多数熔窑均采用全保温连通式蓄热室，后墙和侧墙不能满足预热的要求。为使预热压缩空气能得到广泛得应用，预热压缩空气时，应根据窑炉结构在蓄热室前墙处加装列管（1＃～6＃炉），压缩空气管由上而下连接排列，也可以在小炉底加装裂管，不仅能降低环境温度，也能达到预热的功效。应注意的是，加装列管处的墙体不应保温，否则影响预热效果。3.3注意事项为保障熔窑安全运行，确保预热压缩空气使用安全稳定，换向后余气压力，必须保证≥0.5公斤/厘米以上。更换喷枪时，应注意预热气避免烫伤。另外，喷嘴冷却气可改用吹扫气源，只需将吹扫气旁通打开少许即可，不影响正常吹扫。值得注意的是，使用预热压缩空气必须考虑二个问题：（1）提高喷枪的材质质量。（2）满足压缩空气预热后的热膨胀。 4、体会 　　随着浮法玻璃工艺高新技术的发展，对熔化技术的要求越来越高，而在实际生产中，我们还不能真正接触到预热压缩空气作为雾化介质，如能真正体现它在生产中的优越性，还有待于在生产中实践与总结。但有一点，只有相信科学，敢于探索，就没有做不到的。优化操作环节，改善工作环境，提高熔化质量，是每个玻璃工作者追求的目标，目前，浮法玻璃熔化工艺已达到成熟阶段，相信随着对玻璃熔化新工艺的不断认识和操作水平的提高，以及燃油系统设计日趋完善，在不断消化、吸收国内外先进的生产技术基础上，必将进一步提高我国玻璃行业的技术水平。