玻璃余热发电工艺及介绍

ChengduStone,R&DDepartmentMarch,2010浮法玻璃生产以及玻璃余热发电工艺流程介绍2内容概要玻璃概述浮法玻璃原料工艺浮法玻璃熔制及熔窑浮法玻璃成型工艺浮法玻璃退火工艺浮法玻璃冷端流程玻璃余热发电浮法玻璃概述第一节玻璃概述Date3玻璃概述—平板玻璃发展进程Date4玻璃生产技术可以追溯到公元前650年，18世纪达到规模生产，当时的方法主要有两种：冠形制板法：就是将在浅底料盆中形成的料滴挑到料杆，然后重新加热和手工旋转，借助与离心力的作用是料滴摊开成几乎平整的圆盘。这样就形成了平板玻璃，但这种平板玻璃中心部位较厚，一般厚度偏差在1～2.5mm之间。圆筒法：将玻璃液吹成圆筒，切掉两头，沿纵向将玻璃圆切开，然后在分隔式窑炉中重新加热，使圆筒摊平成薄板而制得平板玻璃。但这种方法表明质量较差。浮法：19世纪的工业革命促成了平板玻璃工业的发展，1902年Hitchcook和Heal提出了使玻璃液在熔融金属液表面进行热处理的设想——浮法玻璃生产雏形。1902年比利时Fourcault和美国Colburn相继发明了垂直引上法拉制出平板玻璃。但存在波筋和波纹等表明不平整现象。1953～1959年英国的Pilkington兄弟成功的发明了浮法玻璃生产技术。玻璃概述—我国浮法玻璃工业发展Date51965年开始实验室试验，1971年生产性试验线建成投产并取得成功，1972年能够比较稳定的生产出4～9mm玻璃，1978年进行了改扩建，1980年，能够稳定地生产出3～10mm厚度的浮法玻璃，1981年4月，该试验线通过国家级技术签定。由于该生产试验线是在原洛阳玻璃厂试验成功，故命名为中国“洛阳浮法玻璃工艺技术”（简称“洛阳浮法”）自“洛阳浮法”诞生以来，我国玻璃工业进入一个快速发展时期，目前我国已经成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国，截至2003年底，我国已经投产的浮法玻璃生产线有98条，而采用“洛阳浮法”技术的生产线多达八十余条。但是与发达国家相比，我国玻璃企业一般规模较小，技术参差不齐，整体水平不高、结构单一的特点。玻璃概述—生产工艺流程Date6原料的混合料通过窑头料仓经两台斜毯式投料机推入熔窑，熔窑以天然气或者重油为燃料燃烧将配合料熔化成玻璃液，再经澄清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。在流道上设有安全闸板和调节闸板。并没有板宽流量控制装道。玻璃液在锡液面上自摊平，展开，再经机械拉引挡边和接边机的控制，形成所需要的玻璃带，然后被拉引出锡槽，经过渡辊合，进入退火窑。为避免锡液氧化，锡槽内空间充满氮氢保护气体。进入退火窑的玻璃带在退火窑内，严格按照制定的退火温度曲线进行退火，使玻璃的残余应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随即进入冷端。玻璃带在冷端经过切割掰断，加速分离、掰边、纵掰纵分后，通过斜坡道，并经吹风清扫，然后进入分片线，最后取片装箱包装堆垛成品由叉车送人成品库浮法玻璃原料工艺第二节浮法玻璃原料工艺Date7浮法玻璃原料工艺—原料组成Date8玻璃原料玻璃的化学成分：SiO2主要原料（玻璃中引入各种氧化物的原料）：石英沙、白云石、石灰石、长石、纯碱、芒硝。辅助原料（玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料）：澄清剂、着色剂、脱色剂、氧化剂、还原剂、助熔剂。原料混合均化系统该系统由矿山开采、厂内储存、原料加工、配合料制备四大环节组成。浮法玻璃原料工艺—原料配料用量Date9原料用量比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2O干基湿基砂岩70.6658.1969.780.400.620.100.010.13931.0940.4白云石20.3716.770.140.030.036.434.17268.3276.6石灰石3.562.930.010.0021.970.0146.947.9长石2.932.411.930.570.010.4138.639.4纯碱22.8618.8213.25301.1306.6芒硝1.010.830.010.0030.0010.0050.0040.4213.313.9煤粉0.050.040.640.65合计121.441001599.841625.45碎玻璃400总计2025.45浮法玻璃的熔制第三节浮法玻璃熔制及熔窑Date10浮法玻璃熔制及熔窑—玻璃熔窑图Date11浮法玻璃熔制及熔窑—玻璃熔窑图Date12浮法玻璃熔制及熔窑—熔制过程（1）Date13玻璃熔制过程是指将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合要求的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中主要的过程之一。一般分为5个阶段。硅酸盐形成阶段：配合料入窑后，在800～1000℃温度范围发生一系列物理的、化学的和物理－化学的反应，配合料变成了由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。玻璃形成阶段：当温度升到1200℃时，烧结物中的低供熔物开始熔化，出现了一些熔融体，同时硅酸盐与未反应的石英沙粒反应，相互熔解.伴随着温度的继续升高，硅酸盐和石英沙粒完全熔解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。Date14玻璃液澄清阶段：随着温度继续升高，达到1400～1500℃时，玻璃液的黏度约为10Pa.s，玻璃液在形成阶段存在的可见气泡和溶解气体，由于温度升高，体积增大，玻璃液黏度降低，大量气体逸出，直到气泡全部排除。玻璃液均化阶段：当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。此阶段的温度略低于澄清温度。玻璃液冷却阶段：将澄清和均化了的玻璃液均匀降温，使玻璃液具有成型所需的黏度。浮法玻璃冷却阶段的结束温度在1100～1050℃间。浮法玻璃熔制及熔窑—熔制过程（2）浮法玻璃熔制指标—温度控制Date15小炉序号＃1＃2＃3#4#5＃6“山”形曲线143014801530155015201440“桥”形曲线149015101540157015501500“双高”曲线147515101550157515451500国外（＃1前1466）152115651593156815521528熔制温度曲线（温度是指熔化部的温度，而非全窑的温度）浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种，即“山”形、“桥”形和“双高”曲线。温度曲线（温度分布/℃）温度控制要求在熔窑上部空间温度波动范围被控制在±5℃温度控制方法：根据熔化情况，按所制定的温度曲线来调整各个小炉的气（油）风配比，以保证熔化正常运行，通常各个小炉温度波动范围控制在±5℃，热点温度不超过1600℃浮法玻璃熔制指标—熔制窑压曲线Date16从图中可以看出，玻璃液面处的压力为零压或微正压，该处的压力统称为窑压。窑压不能为负压，因为负压状态火焰空间将吸入冷空气改变窑内气氛，降低窑温，增加能耗，还会使窑内温度分布不均匀。但也不能过大，窑压过大将使熔窑冒火严重，不仅增加燃料消耗，而且加剧窑体烧损，并不利于玻璃澄清和冷却。影响窑压的因素有烟囱抽力（或者余热锅炉引风机）、气流沿程阻力和换向操作。窑压波动要求控制在±1Pa窑压控制方法：窑压采用自动控制系统，由测压装置和调节闸板联动来完成，压力过大或者过小可适当增大或者减小烟道大闸板门或余热锅炉引风机闸板门开度，保证窑压维持在零或者微正压。采用合适的换向程序和自控调节参数保证窑压波动控制在±1Pa。浮法玻璃熔制指标—熔窑泡界线Date17在熔窑的泡沫稠密区与清净玻璃液之间形成一条整齐明晰的分界线，在线的里面，玻璃形成反应激烈进行，液面有很多泡沫，而在线的外面，液面像镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。通常通过泡界线的位置、形状、清晰度来判断熔化作业的正常与否。其位置应与玻璃液热点位置一致。影响因素：投料量及料堆形状、拉引量、燃料质量、碎玻璃掺入量、配合料水分、原料化学和颗粒组成、配合料均匀度、小炉结构等。泡界线的控制：正常熔化时，应将投入的配合料形成薄而小的料堆，料堆应匀速前进，不要跑偏料堆，与泡界线保持一定距离。稳定泡界线控制方法：保证不长时间偏料；窑内横向温差要小，两侧气（油）枪角度一致；减少液面波动；减少拉引量波动；减少窑内温度波动。Date181.蓄热室2.全氧燃烧3.富氧助燃4.电助熔5.蓄热室改造6.余热发电7.原料预热玻璃窑常见节能技术浮法玻璃成型及锡槽第四节浮法玻璃成型工艺Date19浮法玻璃成型—工艺流程图Date20池窑中熔化的玻璃液，在1100℃左右的温度下，沿流道流入锡槽，由于玻璃的密度只有锡槽密度的1/3左右，因而飘浮在锡液表明，并在其流动过程中形成厚度均匀的玻璃带（玻璃原板）。玻璃带冷却到600～620℃时，被过渡辊台抬起，在输送辊带牵引力作用下，离开锡槽，进入退火窑退火，制成浮法玻璃。如下图：浮法玻璃成型—工艺流程图Date21浮法玻璃成型—工艺流程图Date22浮法玻璃成型—拉薄工艺流程Date23摊平（抛光）区：该区温度为1065～996℃，相应的黏度范围为102.7～103.2Pa.s。该区的目的是使刚进锡槽的玻璃液能够充分摊平和抛光，达到自然平衡厚度。徐冷区：该区温度为996～883℃，相应的黏度范围为103.2～104。25Pa.s。在摊平区达到自然厚度的玻璃带因受出口拉辊牵引力的作用，在该区开始纵向伸展。玻璃纵向伸展时同时减少厚度和宽度，但后者比前者变化显著，因此在该区设置拉边辊，以保持宽度不变，使玻璃带的变化主要是减少厚度。在这一区将使厚度减薄一半。成型区（或拉薄区）：该区温度为883～769℃，相应的黏度范围为104.25～105.75Pa.s。在该区根据生产需要，设置若干对拉边器，给玻璃带以横向和纵向拉力，使玻璃带横向拉薄，在玻璃带增宽的同时减小玻璃带厚度。冷却区：该区温度范围为769～600℃，相应的黏度范围为105.75～1010Pa.s。玻璃带在该区不再展薄，而是逐步冷却，玻璃带出锡槽的温度为600℃左右。hanchen浮法玻璃退火第五节浮法玻璃退火工艺Date24浮法玻璃退火—目的及退火温度Date25玻璃退火的定义和目的玻璃的退火主要是指将玻璃置于退火窑中经过足够长的时间通过退火温度范围或以缓慢的速度冷却下来。玻璃退火的目的是消除浮法玻璃中的残余内应力（永久应力和暂时应力）和光学不均匀性，以及稳定玻璃内部的结构。退火温度的确定玻璃中残余内应力的减少和消除，只有将玻璃重新加热到开始塑性变形时才可能。玻璃在此塑性变形时的温度范围，称为玻璃退火温度范围。最高退火温度是指在此温度下保温2min，应力可以消除95％，最低退火温度是指在此温度下保温2min，应力可以消除5％。浮法玻璃的最高退火温度约为540～570℃，最低退火温度约为450～480℃。浮法玻璃的冷端流程第六节浮法玻璃冷端流程Date26浮法玻璃冷端流程Date27冷端设备的任务冷端设备主要执行生产工艺过程中退火后玻璃带（板）的各种检测、切裁、表面保护、堆垛装箱以及完成这些工艺过程的输送。冷端工艺流程从功能和工作先后顺序来划分，可以概括地分为3个区：玻璃带检测和预处理区；切裁区；分片、堆垛及装箱区。冷端工艺流程图：第七节余热发电Date28玻璃余热发电Date29玻璃余热发电Date3031蓄热池蓄热池熔窑窑池余热锅炉助燃风机引风机调节门大闸板烟囱空气交换门空气交换门烟风系统玻璃余热发电32烟风系统玻璃线砖烟道锅炉进口烟道高温阀锅炉进口炉膛锅炉进口灰斗过热器炉膛蒸发器炉膛锅炉顶部连接烟道省煤器炉膛除氧蒸发器炉膛锅炉出口灰斗锅炉出口烟道引风机（一用一备）锅炉出口烟道阀烟囱玻璃余热发电33玻璃余热烟风系统以玻璃线的系统为主，以不影响玻璃线熔窑的压力、温度为目的。余热电站烟风系统接口在玻璃线烟道大闸板前，烟气从锅炉进口挡板门进入锅炉，在锅炉出口经过引风机抽取送入大闸板后的烟囱。玻璃余热发电34过热器蒸发器省煤器除氧蒸发器窑池助燃风机助燃风废烟气引风机烟囱余热锅炉2、玻璃余热发电系统换热系统（一）352、玻璃余热发电系统换热系统（一）饱和汽饱和水汽水分离饱和水汽水混合物饱和水凝结水、化学水除氧头除氧水箱除氧蒸发器给水泵给水调节阀组省煤器