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提高产能浮法玻璃生产如何节能增效方法

浏览次数:0 时间:2014-07-24 16:45:00

来源:中国建筑玻璃与工业玻璃网  作者:*  日期:2014-7-11

0.引言

  浮法玻璃企业属于耗能大户。节能降耗、降低成本、提高企业的市场竞争力,减少环境污染和缓解能源短缺等均是大势所趋,有着十分巨大的意义。尤其是近几年来全国浮法玻璃生产线的日益增多,使玻璃行业的竞争日趋激烈,降低成本、节能增效更是各个玻璃厂家必须面对的问题。为了能够在行业内占有一席之地,打响自己的品牌,目前很多企业已开始在生产过程中实施节能增效措施,并对玻璃生产过程控制等方面的增效措施进行探索。

  玻璃企业的节能增效是一个长期任务,国内外技术人员积极进行研究,如采用优化熔窑结构设计、富氧燃烧、0#小炉全氧燃烧助熔等技术,也有部分厂家采取了一些先进措施,取得了一定的效果。但是由于多种原因,有些先进技术未能得到普遍应用。对于已经运行的生产线来说,要想在确保安全稳定生产过程中,采取措施进行节能增效,还需要慎重选择。在整个生产过程中,燃料消耗成本如何达到较低水平,生产过程中的余热能否得到合理利用,针对现有设备能否进行改造而达到节能效果,都是比较实际而又容易实施和解决的问题。

  本文是在理论知识的基础上,结合生产实践,针对燃料的合理选择、包装工艺的改进和余热的合理利用等已经实施并取得明显效果的措施进行阐述。

  1 燃料的替代

  1.1 燃料使用情况

  燃料是浮法玻璃生产中关键的要素之一,燃料成本在整个玻璃成本中占40% 以上,且比例不断上升。燃料成本的过高压缩了企业的赢利空间,已经成为制约玻璃企业发展瓶颈的重大问题。因此,价格较低的燃料品种成为玻璃厂家寻找的选择目标。

  在浮法玻璃生产线中,一般以重油、煤焦油、天然气、发生炉煤气等为燃料。为降低燃料成本,一些科研院所不断研究新型燃料作为替代品,国内部分玻璃企业也积极寻找并使用廉价替代燃料。近几年来不少玻璃厂家逐步由重油改烧煤焦油,煤焦油改烧石油焦,甚至还有厂家石油焦和煤粉混烧。燃料的替代在一定程度上为企业节省了一部分燃料成本,使浮法玻璃生产总成本降低,为企业的发展做出了较大贡献。玻璃厂家可根据自己玻璃品质情况,选择合适的燃料以降低成本,可以说燃料替代是一种节省成本的有效途径。

  1.2 燃料替代的实例介绍

  为了适应严峻的市场形势,某公司在燃料的使用方面及时了解行业内信息,寻找降低成本的途径。2006年,面对重油价格不断上涨的趋势,及时了解行情,将两条生产线由重油成功改烧煤焦油,两条线每月降低成本200余万元。2009年,浮法一、二线部分小炉由天然气成功替代煤焦油。2011年,浮法三线由煤焦油改为全窑烧天然气,在复杂多变的燃料市场上给予相关公司更多的选择余地,同时为熔化高质量玻璃提供了基础保证。2009年利用3个月时间增加一套石油焦粉系统,8月份石油焦成功替代了煤焦油,两条线使用石油焦粉,熔化稳定,产品质量正常,月降低燃料采购成本在500万元以上。该公司在燃料的选择上,运作迅速,切入时机良好,因此,在降低成本上取得了明显的效果。

  2 浮法玻璃包装工艺的改进

  2.1 浮法玻璃包装现状

  浮法玻璃的包装,通常采用集装架和木箱等包装形式。由于客户需要向生产厂家提供押金,而且资金周转周期长,管理和维修费用高,远距离运输及出口受到限制,费时费力,使用集装架包装,存在的诸多问题使其使用量有限,只占市场总量的20%左右。木箱包装是绝大部分生产厂家供货时采用的包装形式,占市场总量的80%左右。木箱包装在行业内所占比例较大,但这种包装方法也存在缺点: 一是使用了较多的木材,消耗了大量的森林资源; 二是成本较高,除木箱成本外还有一些包装钢带、辅料及人工成本; 三是环节多,易出现质量问题,整个包装环节有扣箱、打包、钉箱等工序。所有工序操作不当极易损伤玻璃,如玻璃碰伤、透钉损伤等,另外,还会引起木箱强度降低、稳定性差等现象。

  针对上述情况,改进玻璃包装形式已成为行业人士极为关注的课题之一,必须对玻璃包装技术进行创新提高。近几年行业人士对玻璃包装采取了较多的措施,如: 优化木箱的结构,选好木质材料和填充材料,合理选钉用钉,注意关键部位的加固,或采用金属(词条“金属”由行业大百科提供)骨架,有效地增加木箱的强度和稳定性,以达到合理节约木材的目的。这些措施仍在进一步的改进和摸索中。而浮法玻璃裸片包装正是解决当前问题的一种好办法,目前已有部分厂家实施玻璃裸装工艺。

  2.2 裸装工艺改进的实例介绍

  某公司浮法玻璃包装原来主要为木箱包装,加上一些包装辅料,成本较高。为降低成本,进一步提高包装质量,2006年起该公司从产、装、存、运、销等各个环节缜密考虑,不断摸索,派技术人员考察已实施过裸装工艺的玻璃厂家。经过大量的考察论证,确定了取消木箱包装,对玻璃实行裸装的技术方案。为了保证裸装工艺顺利实施,该公司技术人员自制了专门的工装吊具,并不断研究改进, 2008年在去掉木箱的基础上将塑料布包装也去掉,完全实施了裸装。在裸装工艺的实施过程中,是由厚板裸装逐步过渡到薄板裸装,目前3~15mm玻璃全部实行裸装。当然,根据客户的需求,一些特殊要求的玻璃需要塑料布进行包装。

  2.3 实施裸装工艺的效果及效益

  (1) 浮法玻璃实行裸装工艺,彻底改变了多年来平板玻璃一直采用的木箱包装的局面,杜绝了用木箱包装带来的透钉、漏钉等现象而造成的玻璃破损,厂内存放更加简捷高效。

  (2) 经济效益显著。去掉木箱和塑料布后的裸装工艺,大大降低了生产成本。每包节约木箱、铁腰子、钢钉等固定(词条“固定”由行业大百科提供)木箱的辅料成本约360 元,每包节约塑料布约1.4 kg( 1万元/t) 。从3条线玻璃裸装情况看,每月裸装玻璃量在1.6万包,年经济效益7000 余万元。

  ( 3) 社会效益显著。每个木箱约消耗木材0.16m3,按3条浮法生产线每月生产裸装玻璃1.6万包计算,每年节约木材30000m3以上,极大降低了木材的消耗量。应该说玻璃裸装工艺是玻璃包装的一次革命,对保护生态环境具有极其重大的现实意义。

  ( 4) 降低了现场职工的劳动强度,改善了工作环境。从客户反馈情况来看,在客户享受到因裸装而带来的价格实惠的同时,极大降低了客户方倒运和使用过程,提高了客户方操作安全性,降低了破损,深受客户欢迎。

  3 余热的合理利用

  3.1余热利用的现状

  近些年来,国家倡导的能源政策、环保政策要求玻璃企业要走低能耗、低污染的道路。玻璃企业余热利用以及余热回收等节能降耗的做法,符合国家倡导的节能减排等环保政策,是玻璃企业发展循环经济的重要途径之一。

  在玻璃行业中,余热的利用目前主要有3 种方法: 利用余热锅炉制取蒸汽、余热制冷技术、低温余热发电技术。前两项技术现已广泛使用,余热发电技术目前正在推广之中。
3.2 利用余热进行发电的实例介绍

  为不断降低成本,提高企业的市场竞争力,某公司积极了解玻璃行业废气余热资源的利用技术,在余热利用技术中对余热发电技术的应用进行了认真研究,深刻认识到余热发电既是对玻璃熔窑的废气余热进行深层次、高水平的综合利用,也是国家倡导和鼓励的节能减排、资源综合利用技术,同时是企业降低成本的有效途径之一。在充分了解余热发电技术的应用情况后,该公司决定利用现有浮法玻璃生产线的余热建设纯低温余热电站。

  所建设的余热发电系统投资5600余万元,采用“三炉一机”运行方式,装机功率达6MW。利用公司3条浮法玻璃生产线产生的余热,分别在窑头蓄热室废气出口与烟囱之间各设余热锅炉,热烟气通过锅炉与换热器内给水进行热交换,生产压力为2.4MPa、温度为400℃的中温次中压过热蒸汽,3台锅炉产生的蒸汽通过管路汇集到一起推动凝汽式汽轮发电机组生产电能,实现热能转变为电能的目的。经过锅炉的热烟气进行热交换后由引风机将其抽引到烟筒再排放到大气中。3台余热锅炉所发电量全部回用于生产,能够满足两条生产线的用电量。

  2010年底该公司余热发电站建设完成,成功实现了“三炉一机”并网发电的设计模式,陆续有国内兄弟厂家来该公司参观学习。余热发电的成功实施和应用提升了企业形象和知名度,而且经济效益显著。利用余热发电成本约0.15元/kW·h,工业用电电费价格约0.70元/kW·h,每年发电约4000万kW·h,则年增经济效益2000余万元。另外,冬季可以回收利用涡轮机(词条“涡轮机”由行业大百科提供)产生的循环水废热为厂区内办公室及生活区域供暖,真正达到了综合合理利用。

  4 卡脖深层水包的使用

  卡脖水包是玻璃液分隔设备,在我国浮法熔窑上应用极其广泛。其有以下作用: 一是阻挡熔化部未熔化好的粉料浮渣或者难熔物进入冷却(词条“冷却”由行业大百科提供)部参与成型,提高玻璃的产量和质量; 二是调节玻璃液进入冷却部的流量和降低玻璃液的温度。浅层水包与深层水包相比,深层水包可以有效改变玻璃液流,使冷却部回流至熔化部的凉玻璃液减少,避免凉玻璃液的重新加热而造成燃料的过多消耗。在卡脖深层水包结构方面,蛇形结构优于箱式水包,蛇形结构换热面积大,冷却效果好,更有利于节能降耗。

  某公司一条650t生产线,原来所用卡脖水包深度为340mm,改造后的深层卡脖水包500mm,调整后,澄清部池底温度较原来上升了45℃左右,每天可节约石油焦粉4t左右,按石油焦粉市场价1650元/t计算,每年可节约资金240万元左右,有效的达到了节能降耗的目的。

  5 锡槽槽底风机节能改造

  在浮法玻璃生产线中,为保证生产安全,锡槽槽底钢板温度要求各区温度不超过120℃,因此,槽底配置了一定量的风机来满足各区温度要求。为保险起见,一般每条生产线都配置备用的风机。实际生产中根据一年四季环境温度变化情况对槽底风管阀门开度进行调整。

  某公司锡槽槽底风机配置为3台,功率均为110kW,运行方式为二用一备。正常生产时由槽底风管各支管上的阀门开度来控制风量调节槽底的温度。通过一年四季的实际观察,风机设备长时间运行,除在极短的时间内风量很大外,近90%时间运行在中等或较低负荷状态,总用电量至少有40%以上被浪费掉。

  为了节约能源,计划采用变频调速控制,并结合锡槽工艺特点对风机类机械进行转速控制调节风量的方法,达到了良好的节能效果。主要是通过智能节电装置,采用变频控制方式,安装1套节电装置,主控2台风机,通过调控使拖动电机的输出功率跟随负荷的变化实现同步输出。在高温区取12个最高温度控制点(日常槽底温度的高点),通过PLC与变频器形成闭环控制,由温度变化控制电动机转速,调整风量,使温度稳定在工艺要求的范围内。这样既能避免槽底钢板温度的波动,又能达到节能效果,有利于玻璃成型操作。

  该公司相关技术人员对两条线均进行了改造,改造后取得了明显效果,对运行1年的电量进行统计计算,两条线每年节电合计80万元左右。

  6 结束语

  通过在生产过程中及时进行燃料替代,改进玻璃的包装方式实施裸装工艺,合理利用生产中的余热进行发电等方法,效果显著,为企业节约了大量的资金,为企业的发展做出了较大的贡献,给玻璃厂家在节能增效的方法选择上提供了更多参考。

  节能增效是企业发展过程中一项永久课题,面对激烈的市场竞争,玻璃行业技术人员需要不断开创思维,大胆创新,寻找更加合适的途径和方法,为企业节能增效发挥出应有的能力。【完】


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