[材料科学]全氧窑一窑二线超白压 延玻璃生产线方案.doc

1全氧窑超白压延光伏玻璃生产线（一窑二线 250t/d）设计投产实例上海海玻窑炉工程技术有限公司项目工程师：朱伯煊摘要：玻璃全氧窑应用实例和设计.关键词:全氧玻璃窑设计方案国内首条全氧燃气焰窑 240t/d 级超白压延光伏玻璃生产线是由日本旭硝子技术全投资在苏州工业园区内 06 年投产之今，目前该窑日产量维持在 308t/d 左右其产品全部销售国外，其熔窑热耗,综合能耗.均大大低于国内同类型 500t/d 级浮法生产线的生产水平，产品质量高于国内的太阳能电池盖板的质量标准，总成本率能达到 80%左右，透光率保持在 92%左右各项指标均远远超过国内同类型的燃气横火焰窑的超白压延光伏玻璃生产线，充分体现了全氧窑的优势和特点代表了当今世界上一流的玻璃生产水平由于我公司原是日本旭硝子（AGCC）在国内唯一的合资公司，参与了包括该园区内 700 吨级的浮法生产线和超白压延光伏玻璃主生产线的建设其包揽了该窑的钢结构，工艺设施的各类使用国内材料的转化设计其包括所有的配套的工艺设施设计，窑炉砖结构的全套砌筑工程，钢结构的制作工程，热风烤窑工程，全方位地掌握了该全氧窑设计的特点和该窑中与国内常规设计单位就是设计的横火焰窑超白压延光伏玻璃生产线中在从卡脖至成型通路的结构上差异很大的设2计技巧，充分体现出国内行业内从理论上一直在讨论和探索问题的解答。

充分体现了当今世界上全氧窑组建和先进的设计理念在此基础上彩虹集团（咸阳）对其进行了充分的论证和现场考察在原 CIT 生产线的基础上全新改建了由我公司设计国内首条的同类型 250t/d 级的全氧超白压延光伏玻璃生产线由2010 年 10 月正式投入生产到至今均达到较好的水平对国内目前在使用全氧燃烧的玻璃窑炉的推广起到了积极作用 按设计实例我们又承揽了湖南普照科技有限公司 300t/d 一窑二线全氧窑光优玻璃生产线改建设计也即将点火投产.对全氧窑我国的推广使用和超白玻璃窑的结构设计得到进一步的提高.根据现日本旭硝子(AGC)在苏州投资的超白压延光伏玻璃生产线的全氧窑.熔化部面积为 152.6mm2,按其现的 308t/d 的日生产能力计算.熔化率为;2.01t.m 2/d.单从熔化率就比国内同类型横火焰窑炉要高得多. 全氧窑窑型结构是为单元窑型结构但其从整体设计结构上看来与国内常规提出的单元窑结构设计意念尚有一定的差距，所以不能简单地看作为单元窑窑型结构.特别是全氧窑结构设计与超白玻璃生产窑的结构设计又是不同类型的结构设计要求.两者进行有机的结合更具有它的难度.其包括熔化部的长宽比;投料池的结构设计;池窑池深梯度和冷却部与通路梯度的设计方法;卡脖的宽度;供料通路的结构设计;压延玻璃的成形供料方式;窑体砖结构的配置方法;钢结构的设计;窑内相关的工艺技术措施;全氧燃烧器的配置和排列等等问题上.3在多方面与目前国内一些专业论文上所论述的所谓全氧窑的应用及结构提出的很多看法.与此比较在认识上仍存在着很大的不同.必须引起业内人士的足够重视.同时也不能简单地认为制氧成本会制约全氧窑的推广使用.根据实践证明,如果能确切掌握了全氧窑的设计技术和推广使用.不但在减排,熔窑单位热耗.窑内的熔化率,产品产质量的提高等方面,如果与同类规模的空气助燃的横火焰窑炉生产线单从综合单位能耗上进行比较.其常规空气窑炉已明显地反应出其落后性.因超白压延光伏玻璃是与平板建筑玻璃性能完全不同的特种玻璃，其生产难度要高于一般的压延建筑用平板玻璃.根据太阳能电池用的盖板玻璃,行业标准要求在原有的压延玻璃标准中增加了透光率要求大于91.5%，含铁量小于 0.015%.经现场的实际投入生产情况和各种有关我们掌握的全氧窑数据参数资料来看与理论上看和实际投入生产中其反映的能耗、熔化率等,均反映出玻璃窑炉全氧燃烧其优点:1、排放的烟尘量减少,特别是烟气中的 NO2含量要比空气助燃减少 85%以上,符合环保要求;2、窑内熔化率可以在同样的生产能力条件下保证熔化质量的前提下提高产量约 10～15%左右;3、节能,烟气量少,带走热量少,可节能 12.5～22%左右;根据现超白压延光伏玻璃生产线为全氧燃烧窑。

为 250 吨/日的国内只有日本旭硝子（苏州）特种玻璃有限公司和根据4现彩虹集团投产的全氧窑 其主体全氧窑炉的总体方案如下：一、主体方案:1，以现窑的宽度 7200mm，至卡脖位置 24000mm 左右总的熔化面积为 172.8 平方米.按 250t/d.熔化率为 1.44 左右比苏州旭硝子要小得多,确保其熔化质量提高其成品率更为有利.2、池深为 1500mm3、全窑按长度方向范围内两侧交叉布置 7 对(14 支)全氧燃烧喷嘴,冷却部设置一对明焰喷嘴,二通路每通路分二段无焰燃烧温度自动控制,供设 16 支无焰燃喷嘴.4、窑前段两侧投料后分别设置水平和垂直烟道经"T"总烟道汇拢进入烟囱排放.5、全窑碹顶用 AZS 和 aα-β 砖组合和砌筑.6、高碹和高胸墙(1500mm 左右)结构.7、设置窄长卡脖结构和相应冷却部,8、冷却部设置两条平行的具办特有结构特点的浅池分隔式通路提供玻璃液供成型机组使用.9、特有的唇砖形式设计,确保超白压延光伏玻璃的高质量的成型.10,成型机组采用德国 RUREX 专为生产高质量超白压延光伏玻璃的压延机组. RUREX 压延机是世界上最早为生产压延超白光优玻璃配套的主机设备之一,由于该工艺设备是超白压延玻璃生产工艺中的关键设备,直接影响到玻璃产品质量和成品率,在国内各大著名的压5延超白光伏玻璃生产厂家均首选 RUREX 压延机为成型中主体工艺设备. 其包括苏州旭硝子,常熟耀华皮尔金顿,太仑皮尔金顿,深玻,信义,南京圣韩等等国内主要生产光伏玻璃厂家.该压延机主要特点有如下几点:1).该压延机是专为生产太阳能基板玻璃的性能要求进行了结构调整.2).由于是常期生产 3.2MM 玻璃其设备均要高速运行对压延机综合结构要求很高,其调整精确度要求很高,一般国内的压延机是无法到达其运行要求.3).为符合光伏玻璃的生产厚度和产量要求,拉引速度范围能做到0.5 米/分至 9 米/分.4).所有的驱动均为独立驱动便于更好的和更精确的调节速度,以及提高玻璃质量.国内目前较好的机组均无能达到所需的配置.5).该机上辊和下辊带有额外的同步控制装置,便于根据需要,通过园周速度进行更换,能有效防止高速运行中辊子的变异.6).在转动辊子中均配有自身的 DU 轴承,安装在轴上这样可以保证轴承处于最佳状态.11,生产原板宽 2400mm(合格板宽 2200mm)3.2mm 的光伏玻璃,拉引速度需要 200 多米,退火窑即采用全钢全电的国内生产厂家配套制造的长度为 66875mm 的退火窑,确保玻璃的退火质量.12,冷端设备根据其功能要求长度为 47000mm 左右,其中缺陷检测设备需要引进设备为好.613,主厂房(即联合生产车间)二层设置标高,主操作面楼层标高为 7000MM,主厂房宽度设计为 48000MM,跨度为 10000MM 一跨,主厂房长度根据工艺设备设置要求总长度设计要求 300000MM.14,窑内玻璃液水平标高设计标高为 8300MM .垂直烟道高度至地面标高(±0.000))排列"T"烟道和总烟道至烟囱.可看提供的方案图.但由于烟气温度较高与废气处理装置连接全部用金属管道配装.2、 全氧窑主要配置:1、全氧燃烧系统:1.1 全氧燃烧器,要求选用火焰覆盖面积大,可以用低压氧(低于0.05Mpa,高调节比,不需水冷,低噪声,分段供氧燃烧器.并根据其窑炉结构和流量(正常生产时的使用量和最大使用量)合理配置不同燃烧规格的燃烧器.1.2 专配的预组装氧气和燃气控制管道组件,具有快速安全开关控制和高精度的流量调节阀到达氧气和燃气比值控制.1.3 系统控制.具有高精度流量控制回路,可按预设定的流量和氧气/燃的比例对氧气和燃气进行流量自动控制.2、专用喷嘴砖与燃烧器配套使用.由于该窑是用成熟的全氧窑超白压延光伏玻璃生产线设计,在设计中仍用 AIR LIQUIDE 公司提供的全氧燃烧器和全套的控制系统和控制管道 .3、氧气的供给:全氧燃烧带来的热效率提高,降低了窑的能耗,但需要一定量7的氧气,如按天然气的热值为 8500Kcal/NM3计算每燃烧一立方天然气需要用 2.1 立方米的氧气左右(95%以上含氧量)供给,按每熔化一公斤玻璃液按该窑的生产规模常规是 1800Kcal/Kg 左右计算，全氧窑能降低能耗以 15%-25%计 1300Kcal/Kg,按生产量每小时为 10417Kg 需用 1600 立方米左右天然气,按上配置氧化用量,一小时需要 3400 立方米左右氧气.按现供氧气的几种价格分析,根据现市场信息分析,若用苏州旭硝子公司由 AIR LIQUIDE 气体供应公司提供给氧设备(以租赁经营形式)其供氧设备投资和日常维修及设备临时故障需液态氧供气设置均有AIR LIQUIDE 气体供应公司投资建设,并按该窑要求提供全套燃烧设备(费用另计).根据 AIR LIQUIDE 气体供应公司的意见, 该公司提供相关的燃烧设备. 供氧的方式合适玻璃厂使用的主要为三种:3.1 真空变吸收法(VPSA):可安装在生产现场使用,是目前玻璃厂全氧窑窑用氧气的设备.最大的设备可供氧达到 6000m3/h.但其纯度小于 95%..3.2 低温氧气分离法(TCO):纯度可达 98%.低压氧.3.3 液氧:能供应纯度达 99.5%的高压,成品高,每吨液氧产生700NM3的氧气.按目前专业的气体供应商合作和组建方法也不同,各地方也有差异,直接影响到其气成本.3、全氧窑的主体结构投资估算:8序号 项目名称 单位 数量 投资估算 备注1 耐火材料(总用量) 吨 2000 吨 4400 万元1.1 各类电熔材料(41#33#为主) 吨 300 6001.2 α-β 砖 吨 300 5001.3 其他(粘土,硅砖,保温砖等) 吨 1400 8002 钢结构(包括不锈钢等材料) 吨 700 7003 氧站 M3 3500M3/h 2200 万元4 燃烧器,流量控制管道,自动控制仪表套 12 600 万元5 氧气与天然气车间内配装管道套 12 250 万元合计: 9350 万元上述为初步估算,仅供参考.三:其他设施要求:1 主要原、燃材料及水电供应1.1 原料　石英砂：年需石英砂 41500 吨，合格粉料袋装火车或运输。

石灰石：年需用量 12500 吨左右，合格粉料袋装火车或汽车进厂纯 碱：年需用量 12500 吨左右，由彩虹集团采购部统一采购，合格粉料袋装火车或汽车进厂硝酸钠：年需用量 1125 吨左右， 合格粉料袋装汽车运输进厂氧化铝：年用量为 930 吨， ，合格粉料袋装汽车运输进厂芒 硝：年需要量为 600 吨，合格粉料袋装汽车运输进厂其 他：年用量 120 吨，合格粉料汽车运输进厂1.2 燃料高压天然气年需用量 1383 万 m3左右，低压天然气年需用量 262.8万 m3左右，由咸阳本地供应热值：高位热值 33.858 MJ/m31.3 供电9光伏项目需要能力 12872KW， 1.4 给排水1.4.1 给水该生产线生产生活用给水主要为城市自来水和工业循环水直供本项目最高日用水量 27305t/d，其中：循环用水量为26500t/d；生产直流水量为 690t/d；生活用水量为 115t/d，循环使用率 97.1%1.4.2 排水排水采用雨污分流的方式各车间生活污水及生产废水经相应处理后排入厂区污水排水管网，雨水排入厂区雨水管2. 池炉内容 玻璃窑炉是玻璃厂的心脏，窑炉设计的先进性的很大程度上决定了以后玻璃熔化的质量和产量。

借鉴国内目前较为成熟的窑型，并结合国际先进的技术，基本上确定了窑炉技术参数确定方案为（采用全氧燃烧炉） 2.1 窑炉主要技术① 采用全氧燃烧技术② 采用卡脖结构③ 采用联动式薄层投料设备④ 采用熔窑池底鼓泡助熔技术。