一种提高助燃风温度的预热装置和方法与流程

本发明涉及玻璃熔窑余热利用技术领域，特别是涉及一种利用玻璃熔窑冷却风来提高助燃风温度的预热装置及提高助燃风温度的方法。

背景技术：

我国已成为世界平板玻璃生产的第一大国，到目前为止，全国共有400多条浮法玻璃生产线，其中正在运行的浮法玻璃生产线有243条，平板玻璃产量已经连续二十多年居全球第一，且其中相当一部分产品已进入国际市场。平板玻璃及其加工玻璃已成为我国国民经济发展和提高人民生活水平不可或缺的重要材料。

在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号)中明确将“节能环保产业”、“高端装备制造产业”和“新材料产业”列入战略性新兴产业发展的重点方向，在“节能环保产业”中，提出：“重点开发推广综合节能技术装备及产品，实现重点领域关键技术突破，带动能效整体水平的提高。

玻璃工业具有能耗高、资源消耗大、存在一定程度的污染等特点，玻璃熔窑的节能与环保一直是人们非常关注的课题。目前，我国的玻璃能耗比国外水平高，工业发达国家玻璃熔窑的热效率一般在30％～40％，我国玻璃熔窑的热效率平均只有25％～35％。以日熔化500吨级浮法生产线为例，我国熔窑的玻璃液单耗(7～8MJ/Kg玻璃液)比国外先进水平(5.8MJ/Kg玻璃液)高出30％。

玻璃熔窑在熔化玻璃的过程中，由于玻璃液的温度高，时间长了会加快对玻璃熔窑的池壁2的侵蚀速度，侵蚀速度最快的池壁位置是玻璃液的液面线1处，如图1所示。为了降低玻璃液对池壁的侵蚀速度，采用池壁冷却风机5在玻璃液面线1的位置吹冷却风3进行冷却(如图1所示)。然而，冷却风吹到池壁位置，虽然降低了池壁的温度，但是冷却风与池壁换热后，温度上升到200℃以上，变成热风4，目前这部分温度不低的热风4直接排放处理，这样既不利于玻璃熔窑的节能，又给环境带来负担，还会增加操作者工作时的热负荷。

为了从根本上扭转玻璃产业生产方式粗放、产能严重过剩、经济发展质量不高的状况，需要一种资源节约型、环境友好型的装置，该装置能够将换热后的冷却风(即热风4)的热量充分利用起来。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种利用与玻璃熔窑换热后的冷却风提高助燃风温度的预热装置，包括传送风筒，与传送风筒的风出口相连的蓄热室，将空气从传送风筒的风入口吸入的池壁冷却风机，所述池壁冷却风机设置在传送风筒上。

所述传送风筒的风入口朝向玻璃熔窑的池壁。

所述传送风筒的风入口对准池壁的玻璃液面线位置。

所述传送风筒的风入口距池壁3-8mm。

所述传送风筒的风出口朝向蓄热室的冷空气入口。

所述池壁冷却风机为耐300℃以上高温风机。

所述玻璃熔窑上方设有胸墙和大碹，与池壁共同围成相对密闭的空间。

第二方面，本发明提供一种提高助燃风温度的预热方法，使用上述预热装置，包括通过池壁冷却风机将池壁周围被加热的空气吸走，周围常温空气不断补充到池壁处，带走池壁的热量；再将带走池壁热量的空气输送给蓄热室，预热蓄热室中的助燃风。

包括以下步骤：

(1)、在玻璃熔窑和蓄热室之间设一传送风筒，传送风筒的风入口对准玻璃熔窑池壁的玻璃液面线位置，风出口连接至蓄热室下部，正对蓄热室的冷空气入口，传送风筒上设一池壁冷却风机，蓄热室的上部空间设有预热空气出口通过小炉与玻璃熔窑相通；

(2)、玻璃熔窑的池壁将周围的空气加热，开启池壁冷却风机，将被加热的空气吸入传送风筒中形成高温风送到蓄热室，蓄热室吸收高温风的热量，将从蓄热室的冷空气入口进来的空气预热至1000℃以上，再通过预热空气出口将预热后的空气送至小炉与燃料混合，助燃燃料；

(3)、燃料燃烧产生的热量传输至玻璃熔窑中，将玻璃熔化成玻璃液并维持熔融的玻璃液状态；优选的，用胸墙和大碹在玻璃熔窑上方围成一个相对密闭的空间，将燃料燃烧产生的火焰通过火焰出口喷射在玻璃熔窑内的玻璃上，熔化玻璃，燃料燃烧产生的热量封闭在此空间中，维持玻璃液的熔融状态。。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

①本发明的预热装置将换热后冷却风中的废热收集起来，用来提高助燃风温度，助燃风温度升高，可以使燃料燃烧更完全、更充分，从而提高火焰对玻璃液的传热效率，提高能源利用效率；

②利用换热后的冷却风预热助燃风，这样室温的助燃风用量减少，降低了助燃风机的负荷，同时降低了室温助燃风与蓄热室格子砖之间的温差，减少了两者间的冷热冲击，有利于延长蓄热室格子砖的寿命；

③由于换热后冷却风的废热被利用了，玻璃熔窑外部空间的温度会下降，有利于玻璃熔窑现场操作者的操作，减轻了操作者在熔窑附近工作时的热负荷；

④该预热装置的使用可以大大降低我国玻璃熔窑的能耗，提高我国能源的综合利用率，拉进与国外水平的差距。

附图说明

图1所示为现有技术中玻璃熔窑池壁冷却风的使用状态示意图；

图2所示为本发明预热装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，玻璃熔窑的池壁内部接触玻璃液面线的位置，温度最高能达到1500℃，池壁在玻璃液和高温燃烧烟气的作用下，极容易被侵蚀而导致剥落，从而降低熔窑的使用寿命，现有技术中是在池壁外部通过池壁冷却风机向池壁的玻璃液面线的位置吹冷却风，降低池壁的温度，减缓池壁被侵蚀的速度，延长玻璃熔窑的使用寿命。

然而，池壁外部与大气接触位置温度在400℃以上，能够将周围的空气和冷却风加热到200℃以上变成热风或称高温风，如果以目前的方式，将被加热的冷却风直接排放，会造成极大的能源浪费。

因此，本发明通过池壁冷却风机将被池壁加热后的冷却风(即高温风)吸入到传送风筒中，再将高温风送入蓄热室中，预热助燃风，用以提高助燃风温度，助燃风经过高温风预热后温度升高，使燃料更完全、更充分地燃烧，从而提高火焰对玻璃液的传热效率，有利于节能减排。

以下结合具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明进行限制。

本发明提供的提高助燃风温度的预热装置，如图2所示，包括传送风筒3、池壁冷却风机5和蓄热室。其中，传送风筒3的风入口对准池壁2的玻璃液面线1位置，风出口与蓄热室的下部连接，正对蓄热室底部的冷空气入口9；传送风筒3上设一池壁冷却风机5，用来吸走被池壁2加热的空气4(即高温风)，并通过传送风筒3中将加热的空气4送到蓄热室，作为助燃风的一部分起到对燃料助燃的作用；池壁冷却风机5最好设在传送风筒3的中部或靠近风入口的位置。池壁冷却风机5选用耐高温风机，满足长时间在300℃以上工作的需求。

蓄热室为现有设备，由墙体10和拱形的蓄热室碹13组成，墙体10由格子砖11砌成，形成下部空间，格子砖11是蓄热室的传热部分，格子体直接影响蓄热室的蓄热能效，格子体在砌筑过程中有空隙，能够将高温风中的热量吸收，然后再将热量传给冷空气入口9进来的空气。蓄热室碹13由硅砖砌筑而成，形成上部空间12。从冷空气入口9进入蓄热室的空气在下部空间中被预热至1000℃以上时，上升至上部空间12。上部空间12设有预热空气出口通过小炉8与玻璃熔窑相通，预热空气作为助燃气体与燃料在小炉8内进行混合并燃烧，小炉8能够保证火焰有一定的长度、亮度、刚度和角度，有足够的火焰覆盖面积，以满足玻璃熔窑内所需温度和气氛的要求。

为了使燃料燃烧时产生的热量集中到玻璃液上，可以在玻璃熔窑上方用胸墙3和大碹4围成一个相对密闭的空间，小炉8的火焰出口穿过胸墙喷射在玻璃液上，将燃料燃烧产生的热量传递给玻璃液，用来将玻璃熔化成玻璃液。

利用上述预热装置，本发明提出了提高助燃风温度的方法：通过池壁冷却风机将池壁周围被加热的空气吸走，周围常温空气不断补充到池壁处，带走池壁的热量；再将带走池壁热量的空气输送给蓄热室，预热蓄热室中的助燃风，经预热后的助燃风与燃料接触时，燃料燃烧产生的热量更少地用来加热助燃风，更多地用于熔化玻璃液，从而降低了玻璃熔窑的能耗。

本发明提供的提高助燃风温度的预热装置，能够将助燃风的温度提高30℃以上，预热后的助燃风与燃料混合进行燃烧，并将产生的热量提供给玻璃熔窑，用来将玻璃熔化成玻璃液。由于燃料燃烧时需要助燃介质，目前用的最多的助燃介质是经过蓄热室预热过的空气，而空气中21％是氧气，能够起到助燃的作用，78％是氮气，起不到助燃的作用，预热后的助燃风温度越高，助燃效果越好，可加快玻璃的熔制过程，缩短熔制时间，能够提高生产率，使玻璃熔窑每kg玻璃液降低25-40kcal的能耗；同时用于加热氮气的热量和氮气排放时带走的热量就越少，玻璃熔窑越节能，此外还有利于玻璃熔窑现场操作者的操作，减轻了操作者在工作时的热负荷，实现清洁生产。

对一座500t/d的浮法玻璃熔窑，采用本发明的提高助燃风温度的预热装置，能够降低能耗25-40kcal/kg玻璃液，按照节能30kcal/kg玻璃液计算，预计每年可实现节约标准煤900吨。全国240条运行的浮法线中，按50％的生产线采用本发明的提高助燃风温度的预热装置，每年仅标准煤就能节约23万吨，产生经济效益1.1亿元，为玻璃行业的节能减排做出积极的、突出的贡献。

与现有技术相比，本发明是通过池壁冷却风机将池壁周围被加热的空气吸走，周围常温空气不断补充到池壁处，带走池壁的热量；而现有技术是通过池壁冷却风机将常温空气吹到池壁砖外侧上，带走了池壁热量的空气直接排放，对环境不利，又使得空气中的热量白白浪费。本发明将带走池壁热量的空气输送给蓄热室，预热蓄热室中的助燃风，经预热后的助燃风进一步助燃燃料时，使燃料燃烧产生的热量更多地用于熔化玻璃液，而不是加热助燃风，从而降低了玻璃熔窑的能耗。

由于玻璃熔窑的池壁外部温度在400℃以上，能够将周围空气加热到200℃以上，本发明通过助燃风机将玻璃熔窑的池壁周围的被加热的空气吸入到传送风筒中，形成高温风，进一步将高温风送入装有蓄热室中，一方面能够利用高温风的热量预热助燃风；另一方面，池壁外部的空气流动起来，能够带走池壁外部的热量，冷却池壁，降低池壁被侵蚀的速度；第三方面，经过预热的助燃风，能够降低玻璃熔窑的熔化能耗，从而实现提高能源的综合利用率。因此本发明的提高助燃风温度的预热装置市场潜力和应用前景大，有益于推广应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的内容。