磁致气流富氧助燃系统在玻璃窑炉的应用

磁致气流富氧助燃系统在玻璃熔窑的应用富氧燃烧可明显提高火焰温度，提高火焰对配合料和玻璃液的加热效果。燃烧过程是空气中的氧参与燃料氧化，并同时发出光和热的过程。热的传递一般通过辐射、传导和对流三种形式进行。这三种形式何种作用最大主要取决于：火焰类型和形状、加入空气中的含氧量及燃烧设备周围的情况等。由于热传递速率与温度的四次方成正比，所以提高燃烧温度将会大大增加热辐射。由火焰温度与氧浓度的关系图可知：1、火焰温度随富氧空气氧浓度的提高而增高；2、随氧浓度的继续提高，火焰温度的增加幅度逐渐下降。为有效利用富氧空气，氧浓度不宜选得过高，一般按空气过剩系数m＝1～1.5组织火焰时，富氧空气浓度取23～27％为宜，其中空气含氧量从21％增加到23％时，效果最明显；3、空气过剩系数不宜过大，否则，同样浓度的富氧空气助燃，火馅温度较低。通常在组织燃烧时，控制在1.05～1.1，以达到既能获得较高火焰温度又能燃烧完全的效果。火焰温度与氧浓度的关系图所示的是理论火焰温度值，实际值要低得多。因为普通燃料燃烧后的最终产物都是二氧化碳和水，它们加热到1500℃时会分解为一氧化碳、氧和氢。也就是说，任何碳氢化合物燃料的高温火焰混合物都将出现CO2、CO、H2、H2O、O2、CH。由于CO2和H2O高温分解反应是吸热反应，所以实际火焰温度比理论火焰温度要低得多。富氧燃烧改变了燃料与助燃气体的接触方式,降低燃料的燃点温度，可明显缩短火焰根部的黑区，增大有效传热面积。当用重油作燃料时，它先蒸发成气体，主要是氢气和一氧化碳，其燃点温度为500～600℃，当富氧空气参与助燃时，其燃烧条件得到改善，从而降低重油的燃点温度，使火焰变短，火焰强度提高，释放热量增加。尤其是玻璃熔窑燃料燃烧时，通常将燃料喷枪置于助燃空气的下方，由于不能及时混合，在火焰根部常有低温区存在，形成所谓的黑区。黑区的存在减小了火焰在熔窑内的覆盖区域，降低了传热效果。富氧燃烧可以加快燃烧速度，改善燃料的燃烧条件，使得燃烧在窑内充分完成，减少了在蓄热室内的残余燃烧，因而能充分地利用燃料。各种气体燃料在纯氧中比在空气中的燃烧速度大大加快。由于加入氧气后提高了火焰温度，因此增加了燃烧速度。燃烧速度实际上是一种定性的说法。如乙炔是一种燃烧速度快的燃料，其火焰短而密实；天然气是一种比乙炔燃烧速度相对慢的燃料，其火焰较长，但只要燃烧完全，都可放出很大热量。因此，要使燃料达到完全燃烧，必须使燃料和空气混合均匀或充分接触。富氧空气参与助燃后，能加快燃烧速度，提高燃烧强度、使火焰变短，获得较好的热传导，同时由于提高了燃烧温度，所以有利于燃烧反应完全。另外，因为1摩尔C在不完全燃烧的情况下比完全燃烧时少释放出约70％左右的热量。排出尾气中的CO含量增加，热损失呈直线增加。CO热损失增加，单位蒸汽的热耗也近似直线增加。所以说富氧燃烧促进燃料燃烧完全，是节约热能的重要原因。富氧燃烧使燃烧所需空气量减少，废气带走的热量下降。排出废气的容积比与燃烧空气中氧浓度(％)的关系如下图所示。通常的燃烧只有占空气总量1／5的氧气参与燃烧，其余约占4／5的氮气非但不助燃，反而要带走燃烧产生的大量热量，从烟气中排出。使用富氧空气的情况下，燃料燃烧完全，自然排出废气减少，排烟热损失也相应减少从而节能。随空气中的含氧量增加，排气量逐渐减少，以含氧量27％的富氧空气与含氧21％的普通空气燃烧比较，在空气过剩系数m＝1时的排气体积减少20％。富氧燃烧可以增加热量利用率。实验表明，富氧助燃可提高热量的利用率。用含氧量21％的空气燃烧，加热温度为1300℃时，其可利用的热量为42％，而用氧26％的富氧空气燃烧时，可利用热量为56％，增加14％。而且随加热温度升高，所增加比例增大，节能效果更明显。合理的富氧供给方式提高了传热效率。通常在燃烧喷嘴下方和玻璃液之间通入富氧气体，这样可产生一个不对称的火焰温度，使它有一个垂直的温度梯度，形成可保护碹顶、胸墙的上层火焰层；几乎完全燃烧高辐射的中间火焰层；富氧多并已达完全燃烧的下层火焰层。下层火焰与上层火焰相结合，增加了总的辐射热，同时由于火焰扫过配合料，增加了配合料的对流交换，从而达到加速熔化的目的。通过技术分析深圳市磁能节能科技有限公司对磁致气流富氧助燃技术的经验积累，把磁致气流富氧助燃技术应用到玻璃熔窑上，产品的质量有效的得到提高，从而能提高产品的产量。在需要较高燃烧温度的玻璃熔窑中，采用磁致气流富氧助燃系统其节能与环保效应较好，技术可行，且炉温越高，应用该技术的节能效果越明显，富氧量有一最佳值；通过对比分析可知，深圳市磁能节能科技有限公司拥有的磁致气流富氧助燃系统工艺更为适合玻璃熔窑行业；富氧助燃技术不仅能节省燃料与降低污染,明显提高产品的产量和质量,而且可以起到改善燃烧效率,延长炉龄,减少烟尘排放等综合效益。由于能源越来越紧缺、环保要求越来越严格和政府企业越来越重视等,所以不久的将来磁致气流富氧助燃系统在玻璃熔窑中会得到广泛的应用与大力的推广。