盧業(yè)勝
(佛山市粵玻實業(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)能是兩個重要指標。本文從生產(chǎn)管理著手,分析節(jié)能管理對玻璃廠的重要性,探究玻璃廠節(jié)能管理的具體措施。
加強玻璃廠節(jié)能管理符合當今我國能源管理的法律法規(guī)要求,特別是不同地區(qū)對能源管理要求不同,如佛山地區(qū),已經(jīng)開展玻璃行業(yè)清潔能源改造補助政策等,重點推動玻璃行業(yè)節(jié)能管理,降低生產(chǎn)污染等。通過生產(chǎn)節(jié)能管理,能夠進一步保證玻璃企業(yè)貫徹實施國家、行業(yè)和地方的節(jié)能設(shè)計標準和規(guī)范;節(jié)能管理還能作為管理機關(guān)對玻璃生產(chǎn)項目的能源效率評價的基礎(chǔ),有利于進一步協(xié)助玻璃廠開展節(jié)能降耗工作,從而取得較好的經(jīng)濟與社會效益[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行了技術(shù)改造與升級[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能量的有形形式的管理上,而忽略了對能量的無形形式的管理,缺乏對能源效益的評估計算和確認體系[3]。如企業(yè)有些職工的能源節(jié)約意識普遍較低,部分能源節(jié)約工程存在著嚴重的經(jīng)濟損失等。
由于前期我國玻璃廠采取粗放式管理方式,導致玻璃廠能耗總量偏高。近些年,隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)改變,國家對玻璃廠等傳統(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,所以必須要堅持技術(shù)創(chuàng)新[4]。
節(jié)能效益的反映是以實體形式出現(xiàn)的,它的價值需要通過測量、統(tǒng)計和計算來體現(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)量與價值,但卻不知道節(jié)約能源省下的隱形費用。要依據(jù)企業(yè)的能源消耗狀況,運用恰當?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)能技改需要對能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、輸能管網(wǎng)和終端耗能設(shè)備進行測試、計算、比較,以綜合的節(jié)能效益高低來決定技改項目的順序。
節(jié)能部門要把投資少、見效快、技術(shù)成熟、實用可靠的技術(shù)改造放在首位。同時,要主動加入到預(yù)防和控制的行列中來,負責對新、改、擴建工程的能源管理工作,避免先建設(shè)后改造的情況。
①改進熔窯結(jié)構(gòu)。為了增強玻璃液的熔融,需要對玻璃熔窯構(gòu)造進行一系列的改造,重點是對熔窯的傳熱過程進行強化和改良,提高窯爐的熱負載和熱量利用效率。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,加強對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。通過對國內(nèi)外生產(chǎn)實際情況的分析得出,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程,提高熔融速率,大幅度提高窯爐的生產(chǎn)能力,同時又不會增大熔窯的規(guī)模。通過對窯爐內(nèi)設(shè)定區(qū)域進行電輔助加熱,可以實現(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)附近形成一個純凈的、不同層次的熔體,能夠使其得到更好地攪動,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的速率,延長配合料在高溫區(qū)域內(nèi)的停留時間,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用機械攪拌玻璃液。目前,在大型浮法熔窯中,普遍使用機械攪拌料液,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,達到節(jié)能的效果。
玻璃熔窯中,在高溫1500~1600 ℃進行燃燒的熱量交換。在這個溫度范圍內(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,就會造成玻璃窯爐的生產(chǎn)產(chǎn)能減少。針對此問題,在高溫區(qū)增加噴管,采用低硫重油等強化燃燒方式,以增加燃燒管的輻照強度,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)熔窯實際運行經(jīng)驗,為了更好地控制噴槍噴出的火焰長度、剛性,以增強火焰的輻射強度、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賬。此臺賬包括(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,便于進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,查找差異、發(fā)現(xiàn)存在問題。
利用能源消耗的臺賬數(shù)據(jù)進行對標管理,找出問題或發(fā)現(xiàn)下一步改善的重點方向。
對標有三方面。一是與國內(nèi)外先進指標的對比,明白“差距",以作為激勵改善的動力;二是同一企業(yè)不同窯爐進行對比分析,以樹立企業(yè)內(nèi)部的“先進標準”,進行趕超先進;三是同一窯爐不同時間的能源消耗進行對比,以不斷完善和改進。
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。要針對當前管理問題,從節(jié)能管理機構(gòu)、節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)以及玻璃窯爐燃料等多個方面開展管理工作,以達到較好的節(jié)能效果,并進一步推動玻璃生產(chǎn)企業(yè)邁向新的發(fā)展臺階。