玻璃窑炉天燃气烧枪和马蹄焰窑炉的适用的调试资料.docx

玻璃窑炉天燃气烧枪和马蹄焰窑炉的适用的调试资料:天然气的特性天然气是一种无色、无味、易燃、易爆、高热值、比重轻的气体, 经过滤提纯普遍用于家庭燃气，富余局部用于工业。天然气的主要成 分为甲烷，甲烷燃点为700C,在气体燃料中燃点是较高的一种气体。1、天然气的特点：1、热值高：热值可达8500KJ/m3,储运输送比拟方便，利于熔化 的集中送热。2、不含有有害的苯、蔡等芳香烽物质，因是气体性燃料，无可 燃性颗粒燃料，燃烧完全，环境污染小。3、平安性高：因主要成分为甲烷，起天然气中的甲烷含量在94% 以上（低于90%的天然气我们称为湿气），可燃气体的燃烧也取决于 甲烷的着火温度、浓度范围，着火温度700°C、着火浓度范围515%, 所以，要想是天然气燃烧，必须到达较高的温度和要求的浓度。4、天然气热值高，燃烧空气比例为10： 1,密度比例为1： 0.6, 燃烧的浓度范围又比拟窄，燃烧速度取决于二者的混合速度，这就要 求在燃烧控制和选择燃烧设备时，要充分考虑火焰的可调性。5、玻璃熔窑的熔化火焰传热主要靠辐射，火焰辐射传热能力取 决于火焰的亮度，而火焰亮度取决于燃料燃烧过程中碳微粒的数量多 少，在各种燃料中，天然气的碳/氢质量比为3.03.2,液体燃料的碳 /氢质量比为6.07.4,固体燃料的碳/氢质量比为1030,所以说， 在使用天然气作为熔化热量来源时要考虑因火焰亮度低带来的热量 损失，如何增加火焰亮度。6、由于火焰传热特性的改变，既火焰亮度降低致使火焰传递热 量的减少，在物料得到同样的热量时，消耗的燃料总热量会增多，废 气排放温度会明显增高，考虑燃烧天然气的热回收。以天然气作为熔化玻璃液的燃料，要充分考虑其燃烧特性，如窑 炉的结构特点、保温状态、燃烧器性能等等，以确保玻璃的熔化质量 和能耗。&S226;二、输送和供给从气井流出的天然气一般含有大量的矿物质、水蒸气、硫化氢等 有害杂质，它和铁反响生成硫化铁，呈片状剥落，腐蚀管道、机械设 备，必须经过别离器净化处理后在分发给用户。别离后的天然气甲烷 含量一般在9098%,其他碳氢化合物含量在1-3%,杂质含量很低, 含有极少量的硫。其输送方式是管路输送和液化后汽车输送：汽车运输：将天然气加压至20MPa充装到特制高压钢瓶罐内汽 车运输，这就是所说的压缩天然气，是天然气输送的一种方法。用于 天然气管道辐射不到的地方。为用户供应天然气。目前国际上使用这 种运送天然气的高压钢瓶约100万只。也有用这种高压钢瓶为汽车加 气的，使用较多的国家是意大利，约50万辆。压缩天然气的运输，是用汽车将装有压缩天然气的瓶组运至供气 站，每种瓶组大小不一。小瓶组为152只高压钢瓶组成，每个钢瓶为75升，2300m3天然气（标准状态）。可装大瓶组为8只13m长的高压钢瓶，可装5000m3天然气。汽车运送到高压气站，经减压处理，输送到用户主管线。长距离管道输送，一般采用高压输送，管径一般在1000mm以上, 压力在lOMpa以上。玻璃工厂熔化使用的天然气所需压力一般在20Kpa左右即可，需 减压处理到使用压力要求后才可供玻璃工厂使用，在降压的同时，对 天然气进行过滤，并安装逆制阀、减压阀、稳压器、流量剂等设备， 在减压的过程中，由于减压吸热的原因，管路需要加热保温，防止冷 凝冻结，造成堵塞和设备的正常运转。熔化供气系统与供油类似，流量计、气动薄膜调节阀、气动平安 阀等等，控制系统以采用气动设备为主，尽可能的减少电器设备，确 保运行平安。&S226;三、天然气的燃烧天然气的燃烧是按连锁反响进行，燃烧过程是靠氧作为激发物， 产生分子间的碰撞，在一定温度下裂解、燃烧。天然气的燃烧是由于碳氢化合物分解形成微小的碳粒子，一般在 11301180C温度下发生裂解，这些碳粒子不断的燃烧和不断的裂解 形成高强度的火焰辐射热能，供玻璃熔窑使用，而天气中的甲烷确不 易裂化，造成火焰亮度底，降低了燃气玻璃熔窑的热效率。这就是我 们常看到的燃气玻璃熔窑看不见火焰，化料速度底的原因。天然气的增碳燃烧：天然气增碳燃烧分为自增碳和外增碳两种方法，一、自增碳燃烧：自增碳是通过天然气本身裂解产生的碳微粒的增碳方法，燃烧发 生的一系列化学反响，在这些反响中，燃料在一些自由基例如0、0H、 H碰撞下发生反响，产生更多的H或者是分解成更小的碎片。甲烷的 燃烧是CH4被连续地转化成CH3, CH2, CH。最初形成的各种氧化的 中间产物与燃料中的碳结合而首先变为CO,并且燃料中的氢基变为 H2,所有的中间产物将接着进一步氧化，再一次通过自由基的作用， 而变为C02和H20。总热量的大局部释放都是发生在第二阶段。当 点燃预混燃料时，局部温度将提高到一个非常高的值，提高了反响速 率，从而也引起燃料的燃烧，并且释放出热量。通过热传导把热量引 导到了未燃的相邻区域，相邻区域的温度提高，反响加快，燃烧得以 延续。我们知道，热量的扩散是火焰燃烧得以延续的原因，燃烧传播 的速度取决于燃烧后的温度以及未燃混合物的热传导性。为了把高温 区域的自由基传递到与之接触的低温的未燃混合物中，质量扩散也是 很重要的；通常质量和热扩散率是相同的。自增碳是使天然气在11301180C温度、缺氧的环境下，尽可 能多的裂化，形成碳微粒，这就在燃烧控制上，出现了问题：由于天 然气燃烧速度低，需要在高温缺氧环境裂解析出碳微粒，以在火焰剧 烈燃烧段增加火焰的亮度，既增加火焰的辐射强度。要想出现此环境, 就要降低天然气与空气的混合速度，势必会造成火焰软而无力、浑长、 刚性下降，不适应玻璃熔窑熔化。&S226;如果增加天然气与空气的混合速度，火焰刚性增加，燃 烧速度加快，无充足的析碳时间，火焰亮度下降，出现无明火现象。天然气燃烧应具备的火焰特性：1、火焰应具有较高刚性，利于火焰调整，减少耐火材料的侵蚀。2、火焰温度要高，火焰中心出现缺氧状态，以利于天然气中甲 烷的裂解，产生更多的碳微粒，提高火焰亮度。3、具有较大的火焰覆盖面积，利于火焰对玻璃原料和玻璃液的 热传导。4、较底的废气排放温度。5、有较好的火焰可调性，符合工艺要求。要想符合上述火焰的要求，应从下两方面去做工作：一是喷枪，天然气简单的可以用一个管道通入窑内就可以燃烧， 但他绝对达不到熔化的要求，一般采用引入压缩空气的方法，使天然 气与压缩空气之间具有较大的速度差，形成喷入窑内的火焰中部出现 缺氧状态，利于甲烷的裂解，析碳，同时可以通过调整压缩空气的流 量和喷出速度，到达调整火焰长度的目的。当然喷枪的结构多种多样, 有内混式、外混式等等，多种多样，只要选择适应自己窑炉特性的喷 枪即可。&S22二、是窑炉结构的适当改变，最好不要直接用燃油窑炉（有 些燃油窑炉结构适用于烧天然气，应直接可以使用），可能造成的不 利因素有：1、石宣顶温度过高，烧损大硝，减少窑炉寿命。2、火焰软、 飘，烧损殖角和蓄热室。3、火焰覆盖面小，不利于热传导。二、外增碳燃烧天然气燃烧外增碳方法是从外部引入碳微粒，到达提高火焰亮度 的目的，一般采用，掺入煤粉（石油焦）或重油混烧的方式。这种方 式最使用于玻璃窑炉，可方便的控制火焰长度、刚性、覆盖面，热辐 射与燃烧重油基本相同，极大的降低了能源消耗。总的来说，天然气的使用应考虑以下几点：1、采用压缩空气，使火焰具有一定的喷出速度，最好不采用天 然气高速喷出控制火焰长度的方法。2、窑体结构适当改变，确保燃气燃烧的正常。如硝顶结构、小 炉的结构等等。3、适当增加助燃风流速，既增加小炉喷火口的流速，加快火焰 燃烧速度，利于火焰的燃烧控制。4、混烧时的控制方法。等等。马蹄焰球窑结构1.结构尺寸（1）熔化面积。窑炉的熔化率主要取决于熔化温度，因为中碱和无碱玻璃球窑的 熔制温度比拟高，如果进一步提高熔化温度来提高熔化率，会加速对 耐火材料的侵蚀，降低球质和影响炉龄。而采取鼓泡和电助熔技术可 以相应提高中下层玻璃温度，促进玻璃的均化，并且提高熔化率。（2）熔池长宽比。长宽比越大，玻璃原料从熔化到澄清的行程也大，这有利于玻璃 质量的控制和提高，而长宽比又受到小炉结构设计、火焰长度及拐弯 要求的限制。采用高热值燃料的球窑池长可到达10mm,所以可选择 较大的长宽比。而采用低热值燃料的球窑应选择较小的长宽比。一般 长宽比选用范围为1.42.0。(3)池深。池深不仅影响到玻璃液流和池底温度，而且影响玻璃液的物理化 学均匀性以及窑炉的熔化率。一般池底温度在12001360之间较 为合适。池底温度的提高可使熔化率提高。但池底温度高于1380 时，需要提高池底耐火材料的质量及品种，否那么那么会加速池底的侵蚀 并降低炉龄，且会增加玻璃球的结石含量，这对后道拉丝生产是不利 的，影响池底温度的决定性因素是玻璃的铁含量和玻璃气氛。当 Fe2O3含量在0.250.3%范围内时，池深8001200mm的玻璃球窑, 其垂直温降约为1530/100mmo(3)工作池。选择半圆形工作池时，其半径R决定于制球机台数与布置方式。 一般工作池半径小于等于熔化池池宽，工作池深度浅于熔化池池深 300400mm o(4)投料池。为了获得稳定的玻璃质量，一般在池壁两侧设置一对投料池，随 换火操作交替由火根投料。投料池中心线与窑炉池壁的距离主要决定 于小炉喷火口的温度，温度越高距离可缩小。一般其距离可定在0.81.0m。(5)流液洞。流液洞的功能是降温和均化。采用沉式流液洞比采用直通式流液 洞温降大。而均化效果受液洞高度影响较大。如高度越小那么均化效果 越好。所以设计流液洞宽度一般应大于其高度。在不考虑玻璃回流的 情况下，玻璃流经流液洞的平均速度可取5-20m/ho