Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

(по выработочному потоку стекломассы), поперек оси и комбинированное.

Теплообмен в электрических ванных печах значитель­ но отличается от теплообмена в пламенных, так как в них отсутствуют высоконагретые газовая среда и кладка, а источник тепла находится внутри слоя стекломассы. Шихта, загружаемая на поверхность расплавленной стекломассы, получает необходимое количество тепла через поверхность ее соприкосновения с расплавленной

и движение конвекционных потоков в этих печах зависят от расположения, формы и нагрузки электродов. Темпе­ ратура стекломассы максимальна вблизи электродов и снижается кверху и книзу. Отдача тепла кверху должна компенсировать потери наружу и затрату тепла на на­ грев и варку стекломассы, а отдача тепла книзу компен­ сирует потери тепла в окружающую среду. Температура стекломассы на дне бассейна электропечей выше, а на поверхности зеркала стекломассы значительно ниже, чем при пламенном обогреве, что является одним из факто­ ров повышения к. п. д. электропечей. Производительность действующих электропечей 5 — 60 т/сутки, удельный расход электроэнергии 0,8—2 кВт-ч на 1 кг стекломассы,

к. п. д. — 50—60%.

Эти печи разогревают продуктами горения газового или жидкого топлива или электрическими нагревателя­ ми, расположенными вне стекломассы. Если есть воз­ можность при пуске залить бассейн расплавленной стек­ ломассой, взятой из других печей, то разогрев печи не нужен.

Электрические печи обогреваются однофазным или трехфазным током нормальной частоты.

Большее распространение, чем чисто электрические, получили ванные печи с комбинированным пламенным и электрическим обогревом. В газоэлектрических печах тепло для варки стекла образуется как за счет энергии сжигания газообразного топлива, так и за счет элек­ трической энергии. Дополнительный электрический обог­ рев печи повышает скорость провара шихты, улучшает и ускоряет осветление стекломассы, снижает износ огне­ упоров, что ведет к повышению производительности печи

130

более чем на 30%. По имеющимся литературным данным количество тепла, вводимое снизу электродами, колеб­ лется от 10 до 30% общего количества. Теоретические расчеты показывают, что наиболее целесообразно пода­ вать около 30—40% тепла снизу и 60—70% сверху.

В малых и средних печах дополнительный обогрев используется различно. В малых печах дополнительный

Рис. 42. Схема расположения электродов в газоэлектрической ванной печи

; — загрузочный карман; 2 —«варочная часть; 3 — выработочная часть; 4 и 5 — участки зеркала стекломассы с наиболее высокой температурой; 6 — верти­ кальные электроды; 7 — горизонтальные электроды

электрообогрев главным образом интенсифицирует про­ цесс осветления, поэтому главную группу электродов устанавливают в зоне максимальных температур, но ближе к протоку, увеличивая варочную часть печи. Другую группу электродов размещают в пределах ва­ рочной части. Иногда дополнительные электроды уста­ навливают у загрузочного кармана и в выработочной части печи. Схема расположения электродов в проточной газоэлектрической печи показана на рис. 42. Электроды обеих групп вводят в бассейн печи вертикально через дно. Это дает возможность улучшить условия осветле­ ния и ускорить провар шихты снизу за счет повышения температуры стекломассы на глубине. В газоэлектричес­ ких печах средней производительности электроды уста­ навливают в варочной части и пропускают их только через боковые стены на уровне середины глубины бас­ сейна (0,3—0,5 м).

При комбинированном обогреве условия теплообмена в печи улучшаются, так как кроме излучения отвысоко-

температурных газов и раскаленной кладки шихта и сте­ кломасса получают еще тепло излучением от электрополя, направленное вверх и полностью поглощаемое верхним слоем стекломассы.

Максимальная производительность газоэлектричес­ ких проточных печей 60—80 т/сутки, удельный расход электроэнергии составляет 0,3 кВт-ч на 1 кг стекломас­ сы. Расход жидкого или газообразного топлива и элек­ троэнергии изменяется в зависимости от удельной про­ изводительности печи (табл. 12).

Т а б л и ц а 12. Расход тепла в зависимости от удельного съема

Электроэнергия в качестве тепловой иногда исполь­ зуется в пламенных ванных печах для ускорения и ин­ тенсификации только одной (отдельной) стадии процес­ са стекловарения — осветления и частичной гомогениза­ ции расплавленной стекломассы. Для этого варочный бассейн конструктивно разделяют на отдельные зоны, соответствующие процессу стекловарения. Процесс вар­ ки осуществляется в бассейне за счет тепла, выделяемо­

132

интенсивные конвекционные потоки и обеспечивают наг­ рев всей стекломассы, заключенной в ячейке, до необхо­ димой температуры. Удельная производительность ячей­ ки колеблется от 12 до 28 т/(м2-сутки). Размеры осветлительной ячейки небольшие— 1,5—3 м2 при глубине стекломассы 0,6—1 м. Расход тепла на процесс осветле­ ния составляет 10—15% общего расхода. В работающих пламенных печах с осветлительными ячейками удель­ ный расход электроэнергии составляет 0,11—0,18 кВт-

•ч/кг.

§ 32. Средние ванные печи непрерывного действия с установкой для бурления стекломассы

Искусственное бурление (барботаж) стекломассы газами в ванных печах тарного стекла способствует прог­ реванию глубинных слоев стекломассы и устранению за­ стойных участков, что улучшает теплообмен и облегча­ ет управление потоками стекломассы. Кроме этого, бур­ ление стекломассы интенсифицирует процесс осветления, улучшает химическую и термическую однородность стек­ ломассы и повышает качество вырабатываемых изделий и производительность печи.

Для бурления стекломассы применяют сжатый воз­ дух, очищенный от пыли и капель масла. Воздух в стек­ ломассу вдувают через специальные сопла, расположен­ ные на достаточном расстоянии от протока, во избежа­ ние снижения скорости движения стекломассы. Наиболее благоприятно вдувание газов между зонами варки и ос­ ветления, что способствует образованию преграды (барь­ ера) между зоной шихты и пены и зоной осветленной стекломассы. Сопла располагают вертикально в два или три ряда поперек дна бассейна печи в шахматном по­ рядке и несколько выше (10—-20 мм) поверхности дна.

равно половине расстояния между двумя соплами. Если ширина печи позволяет установить более пяти сопл, то их рекомендуется размещать в два ряда.

Сопла должны быть механически прочными и изго­ товляться из стеклоустойчивых, жаропрочных и неокис­

133

ляемых материалов, так как они подвергаются воздей­ ствию стекломассы, имеющей высокую температуру. Се­ чение каналов сопл не должно изменяться в процессе их работы. С увеличением диаметра канала сопл возраста­ ет размер образующихся пузырей. Применяют сопла из материалов и сплавов, содержащих Ni, Сг и Мп, а также сопла, охлаждаемые водой. Кроме металличес­ ких сопл можно применять и керамические. Наиболее устойчивы для стекол промышленного состава корундо-

Рис. 44. Схема установки для бурления стекломассы в ванной печи

вые двухканальные трубки с наружным диаметром 9— 12 мм и диаметром канала 0,5—1 мм.

Схема установки для бурления стекломассы сжатым воздухом приведена на рис. 44. Воздух от компрессора 1 (второй резервный) проходит через ресивер 2, масло­ отделитель 3, фильтр 4 и сопла 5, через которые попа­ дает в расплав стекломассы. Охлаждающая вода пос­ тупает из резервуара 6 в кожухи сопл. Автоматическое регулирование осуществляется с пульта управления 7.

Очень важно подобрать параметры режима бурле­

от давления воздуха и сопротивления стекломассы, т. е. высоты ее слоя, вязкости и светопрозрачности. Чем ни­ же вязкость и светлее стекло, тем меньше должны быть размеры пузырей и скорость их выделения.

134

На наших стекольных заводах ванные печи с уста­ новками для бурления стекломассы работают со следу­ ющими параметрами:

§ 33. Крупные ванные печи непрерывного действия

Крупные ванные печи использут при варке и механи­ зированной выработке листового, сортового и тарного стекла. Производительность ванных печей, предназна­ ченных для варки и выработки сортовой посуды и раз­

конструкции проточных ванных печей средней произво­ дительности (см. § 30). Производительность же круп­ ных ванных печей для производства листового стекла значительно выше производительности проточных — 150—450 т/сутки. Их конструкция зависит от способа выработки листового стекла.

В настоящее время распространены три способа ме­ ханизированной выработки:

1)вертикальное вытягивание ленты стекла через щель лодочки машинами вертикального вытягивания

(ВВС);

2)вертикальное вытягивание ленты стекла со сво­ бодной поверхности стекломассы (безлодочный способ) также машинами ВВС;

3)непрерывный прокат ленты стекла между двумя валами машинами НП-1001 и ПЛ-1-160.

Для всех указанных способов применяют ванные пе­ чи больших размеров с неразделенным общим бассей­ ном или с разделительными устройствами в виде лодок или охлаждаемых водой труб, устанавливаемых в слое стекломассы, или в виде динасовых экранов, размещае­

135