預熱壓縮空氣在燃油熔窯中的應用

1、概述重油在高溫下與（空氣中）氧充分接觸時，可以發生燃燒反應。為為確保重油充分燃燒，須使重油具有極大的反應和蒸發面積，使油與空氣的混合程度盡量接近氣體燃料與空氣的混合程度，以達到完全燃燒的目的，重油燃燒過程中的霧化階段是整個燃燒過程的關鍵，霧化的好壞直接影響玻璃的生產和經濟效益,輕則增加油耗，重則影響生產。 2、重油霧化過程及霧化方法 2.1玻璃熔窯對重油霧化的要求 2.1.1霧滴要細2.1.2油流股中各霧滴直徑要均勻2.1.3油流股斷面上霧滴的分布應均勻以上三點要求可以歸納為噴得細、噴得均”。一般講，霧化后的油滴愈細，油滴的直徑均勻性和油滴分布的均勻性也愈好。 2.2重油的霧化過程 重油的霧化是利用高速流出的氣體的摩擦和沖擊作用，將重油分割成霧滴。霧化用的氣體稱為霧化劑（或叫霧化介質），霧化劑可用空氣或過熱蒸汽。重油是用稱為噴嘴的裝置來霧化的。用空氣和蒸汽作霧化劑的噴嘴中，霧化劑以較大的速度噴出，當和重油流股相遇時，氣流便對油表面產生沖擊和摩擦，使油表面在受外力的作用，而重油本身的粘滯力和表面張力則力圖維持油表面的原有狀況，這就是內力的作用。當氣流對重油的沖擊和摩擦產生的外力大于油的內力時，重油流股就會成被破碎成分散的油粒。當油粒繼續受到外力的作用，而且外力仍大于當時條件下該油粒的內力時，油粒就會繼續破碎成更小的油粒（如圖）。 油滴霧化過程示意圖 矛盾依次發展下去，直到油粒表面上所受的外力和內力達到相對平衡時，油粒就不再破裂，霧化過程結束。 2.3重油的霧化方法 霧化是重油燃燒過程的關鍵，一般分機械霧化和介質霧化兩二種。浮法玻璃生產采用的是介質霧化法，霧化介質常用的是壓縮空氣或蒸汽。介質霧化是利用一定角度的高速噴出的霧化劑（或稱霧化介質）把油流股分散成細霧。霧化是依靠介質對油流股的機械作用進行的，摩擦力或沖擊力大于油表面張力時，油流先被拉成或夾有氣泡的細油流，繼而破裂成細帶或細線，后者又在油本身的表面張力作用下形成細小的油滴---霧滴。霧化好壞的標志是：油滴大小、油滴大小的均勻性、油流股中油滴分布的均勻性。其中油滴大小最重要，油滴大小直接影響著油霧的燃燒速度，霧滴越細，油霧與空氣接觸表面增加，因此燃燒充分，燃燒過程加速。 3、預熱壓縮空氣 目前，國內玻璃生產廠家通常采用壓縮空氣作為重油的霧化介質，霧化介質出口與油股相遇時，由于壓力突然下降，霧化介質發生絕熱膨脹（與外界沒有熱交換時的膨脹），使該處溫度下降，據實測20oC時、6公斤/厘米2壓力的壓縮空氣絕熱膨脹溫度下降至-100oC。絕熱膨脹雖可冷卻噴嘴，延長噴嘴的使用壽命，但卻使油的粘度增大，惡化霧化情況。為彌補絕熱膨脹造成的溫度下降，壓縮空氣必須預熱，預熱的溫度要求是在氣、油相遇處要保持預定的溫度，不使油粘度變大，壓縮空氣的預熱溫度隨本身的壓力提高而提高，壓力大時，絕熱膨脹加劇，預熱溫度也應高些。經測壓縮空氣可預熱到140 oC左右，壓縮空氣預熱溫度視其本身的壓力而定。 壓縮空氣壓力（kg/m2） 4 5 6 7 預熱溫度（oC） ~160 ~170 ~180 ~190 3.1預熱壓縮空氣的特點： 3.1.1壓縮空氣預熱后可增加霧化劑的流速和動能，使油霧化得更好，能減少霧化劑用量，并可提高火焰溫度。 3.1.2使用預熱壓縮空氣時，火焰較短、剛性溫，火根溫度高。 3.1.3用預熱壓縮空氣時，因其本身參加燃燒，不增加窯內氣體量，所以不會增加熱損失和窯壓。 3.1.4用預熱壓縮空氣作為霧化介質，投資和操作費用不大，且安全可靠。超大型浮法玻璃熔窯根據技術要求（火焰要求），用預熱壓縮空氣作霧化介質比較適合，且經濟得多。 3.1.5使用預熱壓縮空氣作霧化介質、不發生絕熱膨脹，不會降低油在霧化時的溫度，另外，霧化介質的動能還可以增加并帶入一定量的物理熱，使火焰燃燒更充分。據文獻記載，若壓縮空氣始溫40 oC，預熱到100 oC時，可節省8％的用量，預熱到200 oC時，可節省18％的用量，另外在材料消耗及維修費用方面，也能節約不少開支。所以，燃油熔窯中，預熱壓縮空氣作為霧化介質應大力推廣。 3.2預熱壓縮空氣的安裝 國內目前大多數熔窯均采用全保溫連通式蓄熱室，后墻和側墻不能滿足預熱的要求。為使預熱壓縮空氣能得到廣泛得應用，預熱壓縮空氣時，應根據窯爐結構在蓄熱室前墻處加裝列管（1?！?＃爐），壓縮空氣管由上而下連接排列，也可以在小爐底加裝裂管，不僅能降低環境溫度，也能達到預熱的功效。應注意的是，加裝列管處的墻體不應保溫，否則影響預熱效果。3.3注意事項為保障熔窯安全運行，確保預熱壓縮空氣使用安全穩定，換向后余氣壓力，必須保證≥0.5公斤/厘米以上。更換噴槍時，應注意預熱氣避免燙傷。另外，噴嘴冷卻氣可改用吹掃氣源，只需將吹掃氣旁通打開少許即可，不影響正常吹掃。值得注意的是，使用預熱壓縮空氣必須考慮二個問題：（1）提高噴槍的材質質量。（2）滿足壓縮空氣預熱后的熱膨脹。 4、體會 　　隨著浮法玻璃工藝高新技術的發展，對熔化技術的要求越來越高，而在實際生產中，我們還不能真正接觸到預熱壓縮空氣作為霧化介質，如能真正體現它在生產中的優越性，還有待于在生產中實踐與總結。但有一點，只有相信科學，敢于探索，就沒有做不到的。優化操作環節，改善工作環境，提高熔化質量，是每個玻璃工作者追求的目標，目前，浮法玻璃熔化工藝已達到成熟階段，相信隨著對玻璃熔化新工藝的不斷認識和操作水平的提高，以及燃油系統設計日趨完善，在不斷消化、吸收國內外先進的生產技術基礎上，必將進一步提高我國玻璃行業的技術水平。