窑炉是玻璃生产的主要耗能设备,据相关权威资料介绍,玻璃生产成本中能源消耗约占1/4,窑体散热损失几乎是投入窑炉总热量的1/3。因此,尽可能地减少窑体散热损失是节能降耗节约生产成本的重要途径,改善窑体保温是减少窑体热损失的主要手段。近几年来,高性能绝热材料-纳米微孔隔热材料技术发展较快,被应用到窑体保温中,使窑体散热损失大大减少,如碹顶经强化保温后表面温度可控制在85℃以内,散热损失减少约80%以上,取得了可观的经济效益.本建议方案纳米微孔隔热材料的安装不影响正常生产,不改变窑炉结构,只在原有结构的外表面贴上纳米微孔隔热材料,施工简单快捷,节能效果(燃料消耗)明显。
浮法玻璃窑炉窑体的散热包括:a. 孔口、缝隙的溢流和辐射散热;b. 保温层及立柱表面散热
我司产品应用在窑体可全力保温的地方,保温部位包括:碹顶、胸墙、蓄热室、小炉。下面以窑炉胸墙节能保温为例,介绍我司纳米微孔隔热材料在窑炉使用的效果:
胸墙现状
窑炉部位 |
胸墙 |
内温 |
1550℃ |
外界年平均温度 |
30℃ |
胸墙外温 |
130℃ |
原保温结构 |
硅砖(200mm)+硅线石砖(115mm)+轻质保温砖(115mm)+轻质保温砖(45mm)+硅酸钙板(50mm) |
散热量Q=1719 w/m2
物质属性及基本参数
外壁物质黑度 |
0.82 |
炉墙垂直对流传热系数 |
2.8 |
绝对黑体辐射系数 |
5.67w/m2 |
|
|
设计思路:
Step 1:求出外壁综合辐射对流传热系数α
Step2:求出客户要求的外壁温度对应的单位热流密度Q值
Step3:设计各保温层的材质、冷热面温度及厚度
Step4:计算方案最终的总厚度及散热值
方案内容: α= 15.36, Q=1075w/m2 已知Q=1075w/m2,根据热平衡原理及傅立叶定律,由内至外数据可知:
层数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
材料名称 |
硅砖 |
硅线石砖 |
轻质保温砖 |
轻质保温砖 |
硅酸钙板 |
纳米微孔隔热板 |
厚度(mm) |
200 |
115 |
115 |
45 |
50 |
15 |
热面温度 |
1550 |
1440 |
1263 |
1081 |
1005 |
635 |
所在温度导热系数 |
1.95 |
0.7 |
0.68 |
0.64 |
0.145 |
0.03 |
冷面温度 |
1440 |
1263 |
1081 |
1005 |
635 |
97 |
总厚度=525mm 总散热损失=1075w/m2
使用我司产品后的节能率:37.5% 。
经济效益分析:以下表格内是以单位平方米保温的结果分析:
以一个500吨玻璃窑炉,其碹顶散热面积436㎡,蓄热室墙散热面积1500㎡,熔化部胸墙散热面积100㎡,小炉侧墙散热面积100㎡,总计散热面积:2136㎡,按保温率50%计算,则所需纳热板保温材料1068㎡。
保温投资成本:1068*600=64万
年节能费用:4636.8*1068=495万(一年300天每天24小时连续生产)
投资回报周期:1.55个月
以上数据是以当前常见窑炉胸墙结构(硅砖(200mm)+硅线石砖(115mm)+轻质保温砖(115mm)+轻质保温砖(45mm)+硅酸钙板(50mm))为模型计算而得,不同厂家的浮法玻璃生产线窑炉保温结构不同,故使用我司产品后的节能效果也不同(窑体外壁温度越高节能空间越大),我司可以根据客户提供的窑炉保温结进行详细的热工计算,以设计最优的保温节能方案。