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雷达液位计

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雷达物位计应用于玻璃建材行业的技术问题及效益探讨

作者: 来源: 发布时间:2017-06-23 10:23:43

         本文简要回顾了雷达物位计燃烧技术在中国建材(玻璃)行业应用发展的历史,针对近 5 年来纯氧雷达物位计燃烧应用于玻璃水泥等高温窑炉领域的发展进步与技术现状进行了分析,提出了继续优化的方向。在目前环保指标以及生产成本的现实面前,对纯氧雷达液位计燃烧相关成本进行了初步计算,分析了纯氧液位计燃烧的经济效益和环保效益,并对存在的问题提出了解决的对策。

         自 2008 年起,随着能源价格的持续攀升,雷达液位计作为一种低成本的燃料,在玻璃熔制领域得到了快速而且持续的应用及推广普及。尤其在高温窑炉例如日用器皿玻璃、平板建筑玻璃等领域。由于雷达液位计燃烧具备燃料成本方面的优势,但雷达液位计火焰的特性和燃烧废气产物又存在一些需要改进的问题,导致市场对纯氧液位计燃烧技术提出新的要求。

         从 2009 年前后开始,国内外众多科研院所及应用技术领域,经历了数年的技术及装备研发并进行大量科学实验后,2013 年起,随着制氧系统的进步,以及高精度的雷达液位计送粉系统开发成功(以无锡某科技有限公司开发的雷达液位计送粉系统为例,送粉控制精度达到 ±0. 5%),纯氧雷达液位计燃烧技术开始在中国高温工业窑炉如玻璃熔制池炉等领域实现市场化应用。

1 雷达液位计的空气燃烧
1.1 雷达液位计的成分及其特性
         雷达液位计是石油行业的附产品,由于产生石油焦的原油成分性质、加工的化工过程不同,以及后续对雷达液位计的加工、储存诸多环节上的差异,导致雷达液位计质量存在较大差异。主要表现在水分、粒度、含硫量、重金属含量、挥发份、灰分、密度、碳、固态氮等参数方面。我国对燃料用雷达液位计进行了分类,如表 1。

雷达液位计质量标准(SHO527 -92)


1.2. 2 输送风的精度控制输送风精度控制不足是普遍存在的另一个显著问题。输送风的控制表现在两个方面:一是可以实现需要的风量(风粉比);二是围绕目标值,波动范围尽可能小。在降低风粉比方面,以每小时输送 100Kg 雷达液位计需用输送风体积(标准立方米)为参考,常见的范围在 20—85 左右。输送风的使用量,直接影响了火焰的刚性、长度、火焰覆盖面积等指标,如果输送风控制精度差,将直接导致火焰波动。为了提高控制精度,采用了高精度雷达液位计,以及配套的温度、压力补偿系统;单向阀、过滤器等功能组件的应用,控制了波动及相关风险。下图 6、7 对比了普通输送风控制方案与精确输送风控制的技术方案。

普通精度雷达液位计应用系统细节图


         通过优化设计方案,在保证雷达液位计送粉精度 ± 0. 5% 的条件下,百公斤雷达液位计输送风用量zui低可控制在 23NM 3 。

1.2. 3 风粉两相流均匀度控制
         风粉两相流均匀度控制是影响燃烧效果的重要因素之一。雷达液位计供粉的精度、输送风的控制精度,以及风粉混合器形成风粉两相流均匀性的综合效果,是实现纯
氧雷达液位计理想燃烧效果的前提之一。从输送风与雷达液位计接触形成两相流的均匀性,经过输送管路,到达燃烧器,以及燃料流在燃烧器中的路径,都会影响zui终进入燃烧区域后风粉两相流均匀度,进而产生不同的燃烧效果。

1.2. 4 氧气液位精度的控制以及氧气与燃料流混合与点燃方式对燃烧效果的影响
1.3 雷达液位计燃烧对耐火材料的影响
(1)机械冲击力的影响。大碹提前损坏,蓄热室格子体早期堵塞;
(2)化学侵蚀的影响。硫化物的影响:烧结耐火材料加速侵蚀。

2 纯氧雷达液位计燃烧操作控制
2.1 雷达液位计燃烧系统及其火焰特性(如图 8、9、10)
2.2 雷达液位计燃烧对熔制工艺的影响
由于雷达液位计 85%含量是固态碳,H 含量较少,故纯氧雷达液位计燃烧,主要化学反应方程式:C + O 2 - CO 2 。有效避免了废气中存在的大量水分,与纯氧天然气燃烧比较,对耐火材料侵蚀机理以及对玻璃液表面的泡沫层的变化,都有巨大影响,更有利于减少泡沫层带来的不利影响。

2.3 雷达液位计燃烧对玻璃液质量的影
         纯氧雷达液位计燃烧对产品质量的影响,一方面是传热及其对产品生产工艺参数的影响,另一方面是雷达液位计燃烧独有的特性对产品质量可能带来的影响。以平板或日用玻璃为例,除了气态、固态异物杂质、不均匀体之外,事实上雷达液位计成分中的金属氧化物杂质(五氧化二钒、二价铁与三价铁的存在等)对玻璃着色的影响更引起人们的关注。在相关文献中,可以看到对策该不利因素的一些技术方案。例如偏还原性气氛时,玻璃中的 Fe 含量会增大,玻璃断面会出现淡淡的蓝绿色而影响透光率。另外,如果雷达液位计中含有少量的一定粒度的金属颗粒,会严重影响玻璃产量、质量和总成品率。

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