玻璃电熔炉冷却循环水系统的设计

玻璃与搪瓷

Vd. 43 Nf5

GLASS & ENAMEL0;2015

玻璃电熔炉冷却循环水系统的设计$

赵丽丽，马志纯，莫晓庆

(承德华富玻璃技术工程有限公司，河北承德067000)

摘要：主要介绍了玫璃电熔炉冷却循环水系统的设计要求及设计要点。关键词!玫璃电熔炉；冷却循环水;设计

中图分类号:TQ171.6+23.2 文献标识码：B

DOI: 10.13588/j.cnki.g.e.1000-2871.2015.05.008

文章编号= 1000-2871(2015)05-0030-04

Desii^n of Cooling Water Circulation System

for Glass Electric Melting Furnace

ZHAOLi-li，MA Zhi-chun，MOXia〇-qing

〇引言

加热原件是全电玻璃电熔炉中的重要组件之一。玻璃电熔炉一般使用钼电极做为电熔炉的加热原件， 钼电极通过玻璃中的钠、钾离子参与导电，所形成的焦耳热效应对玻璃进行熔化和保温。然而钼电极在空气 中受热时容易氧化，在电熔炉运行中，电极需配备特制水套并且确保有连续不断的冷却水输人到水套中对水 套进行冷却，这样才可以使水套与电极之间的玻璃液固化，对电极起到密封加固的作用，从而保证钼电极不 被氧化。因此，电熔炉冷却循环水系统是电熔炉系统中非常重要的设计项目之一。

1冷却循环水系统的设计要求

(1) 冷却循环水系统的水压要求:0.1~0.2 MPa。

(2) 冷却循环水的水温要求:20~ 40C。(3) 冷却循环水的硬度要求:小于40X104，由于水套的结构不同，顶插电极水套一般要求循环水的硬不大于25X10—6。

(4) 尽量避免断水，一旦出现断水，必须有应急处理措施。(5) 纯净度要求:外观清澈，过滤无砂，无悬浮物。

2冷却循环水系统的组成

冷却循环水系统的设计必须满足上述要求，我们以15 t钠钙玻璃全电熔炉为主体进行设计，循环水系统

图如图1所\"。

电熔炉冷却循环水系统由储水池、软水系统、高位应急水系统、电熔炉循环水冷却系统、电熔炉上下水系 统等几部分组成。!收稿日期:2015-01-13

第43卷第5期玻璃与搪瓷

•

31

•

代号

C

W~3#

名称热电阻离心管道泵浮子电接点压力表压力表蝶阀

代号

R

名称软水器水收集器活接电磁阀逆止阀

0

■ jsx

FP3Pl> P2XI

a

过滤器

图1循环水系统

2.1储水池

池的作用 池的设计说明：电

都

到 (1) 的

造成不

(2) (

如止混凝土

防池。 池的设计要点：

池的高度 或 池

），不

要

电 到 箱， 的水箱成

，

、污染池的

收集器和

池。如果

的安装高度，

由电 收集器和

和冷却塔，很容易

依靠自然压力

现象。

用混凝土水池。但要注意的 高，一般很少使用；混土水池

青漆，

在池内

砖等。

箱内部要做防

在水池内做防

，为了防

池的高度高于电

电

环

使用的水。上 子开关，

使用储水池内的水源

子关反馈信号控

；电

池的

和冷却塔回水。

上水和

池内需要设计

.32 .玻璃与搪瓷2015年10月

(3) 储水池的储水量可以根据电熔炉水冷套的使用数量以及安装上下水管道的长度进行计算。一般

平安装的水冷套需要的水量为7 L/mm(注意:水套结构不同用水量也不同），计算出每小时所有水冷套的用 水量后再增加20U即为储水池的总储水量。一般15 t电熔炉储水池的储水量在20~30 t之间。

(4)

旦储水池内的浮子开关失灵，而储水池内的补水工作不能停止时，储水池内高于浮子上限的水能够自动从储 水池内排出至厂内的排污主管道，避免储水池的水溢出。2.2软化水系统

软化水系统的作用:储水池内的水全部是由软水器制出的软化水，去除水中的钙镁离子，使储水池内的 水达到循环水系统的硬度要求，避免水冷套使用一段时间后结垢发生堵塞。

软化水系统的设计说明:软化水系统由软水器、上下水管道、阀门、电磁阀等组成。软化水系统中安装电 磁阀与浮子开关，当储水池内的浮子到水位下限时，浮子开关反馈信号给电磁阀，阀门打开软水器开始工作， 制造软化水补充到储水池中，直至浮子达到最高水位时，浮子开关反馈信号控制电磁阀使软水器停止工作。

软化水系统的设计要点：

(1) 软化水系统的关键设备是软水器，根据储水池的水量来选择软水器的处理量。(2) 选择能够达到循环水系统要求的水质、硬度指标。(3) 正常工作。

(4) 自来水进人软水器之前必须经过滤，避免杂质进人软水器中。2.3高位应急水系统

高位应急水系统的作用:在厂内停电或水泵损坏不能启动时的短期备用水源，做应急用。

高位应急水系统的说明:水系统由高位应急水箱、上下水管道、阀门、浮子开关、电磁阀等组成，高位应急 水箱的上水管由电熔炉上水主管道引人，高位应急水系统的下水管接人电熔炉上水主管道，使应急水补充到 水冷套中。由浮子开关配合电磁阀控制高位应急水箱的自动补水及控制补水的水位上下限。当停电或水泵 损坏时需要人工打开下水阀门，使高位应急水系统的水自然回流到电熔炉上水主管道。

高位应急水系统的设计要点：

(1) 高位应急水系统的水箱储水量按可以给电熔炉水冷套补水40~60 mm左右设计。(2) (3)

的水压，所以高位应急水箱的安装位置应高于电熔炉上水主管道3 m以上。确保在1~2 min内打开阀门及时供水。2.4电熔炉循环水冷却系统

电熔炉循环水冷却系统的作用:使电熔炉循环水储水池内的水温满足循环水系统的要求，即20~40°C。 电熔炉循环水冷却系统的设计说明:冷却系统由冷却塔、上下水主管道、水泵、阀门组成。在储水池内安 装一个热电阻，监测储水池内的水温，一旦水温达到温度设定的上限，热电阻反馈信号到3#泵（冷却系统的 上水泵），启动水泵及冷却塔，开始对循环水进行冷却，直至达到水温设定的下限，水泵停止工作。

电熔炉循环水冷却系统的设计要点：(1)

储水池设计排污与溢流，排污的作用是定期清理水池底部沉积的污物以保证水质;溢流的作用是

软化水系统的上水为自来水，自来水的压力不能小于软水器的进水压力要求，否则会影响软水器

高位应急水系统的下水需自然回流到电熔炉上水主管道，保证自然回流有9.81~ 19.61 N(1~2

停电时高位应急水系统的下水管要由值班人员打开，所以下水阀门必须安装在电熔炉值班室附

根据储水池的总储水量，选择冷却塔的处理量。如果冷却塔的处理量过小，会造成水温降低得

慢，冷却塔会持续工作，建议冷却塔的处理量与储水池的储水量相同。

(2) 水温上限与下限的设定，可以根据水冷套的结构适当调整水温的上下限。如果厂内有利用电熔做余热利用的，可以适当将水温上限提高到50C。

(3) 冷却塔放置的位置需要防尘处理，以免在冷却过程中有污物进人到循环水中。2.5电熔炉上下水系统

第43卷第5期玻璃与搪瓷• 33 •

电熔炉上下水系统的作用:储水池内的水输送到电熔炉冷却钼电极的水冷套中，对水冷套进行降温后， 自然汇流到水收集器中，通过回水主管道回流到储水池中。

电熔炉上下水系统的设计说明:系统由水泵、压力表、管道、水收集器等组成。上水水泵为一备一用，备 用泵在工作泵有问题时，通过电接点压力表反馈信号，备用泵自动开启，保证供水。回水则通过自然压力回 流到储水池。

电熔炉上下水系统的设计要点：

(1 $为了确保水系统的连续供水，防止两台水泵同时损坏和高温应急水用光等情况，需要在上水管道上 引人一根应急自来水管，紧急时候打开阀门提供自来水供水。

(2$为保证回水的流畅，水收集器可以分成多个，分别安装在电熔炉电极水冷套处的加固立柱上，安装 位置稍高于水冷套的回水管高度。这样设计一旦循环水系统出现停水，水冷套内的水由于没有进水压力和 回水压力，水冷套内还可以储存部分水，给水冷套提供短时的保护。

(3 $水收集器设计有水流开关检测或温度检测，主要功能是通过水流的通断或水冷套的回水温度来判 断循环水系统正常运行情况，当检测出水冷套断水时，可以自动报警，提醒值班人员检查循环水系统。

以上介绍的是循环水系统的基本设计原理，在此循环水系统中还可增加余热利用系统，也就是利用电熔 炉炉壁热量，提供厂内供热系统和洗浴等处用的热水，还可以增加软水自动监测系统，实现在线检测自动循 环补水等功能。

冷却循环水系统是保障电熔炉正常运行的重要设备之达到节电节能环保的目的。

参考文献:[1]杨世铭，陶文铨.传热学& M]北京:高等教育出版社,2010. [1]刘鹤年.流体力学[M]北京：中国建筑工业出版社,2004

一

，循环水系统的合理设计和运行稳定可靠，可以

(上接第29页）

此窑炉满负荷生产时，总能耗低至3 200~3 500 kj/k?釉料，相当于消耗天然气90~100 Nm3/t釉料（注 意:因为实际能耗不仅与燃烧方式有关，还和窑炉的设计、耐火材料的选择、产品比热容及熔化热、环境温度、 操作水平等有关，故此数据仅供参考$。

无焰纯氧枪安装和维护非常方便，可以在窑炉运行期间进行热态下安装和维护，不会对生产产生影响。 氧枪配套专用耐火砖，稳定耐久。

3总结

21世纪以来，全人类共同面对两大严峻的挑战:一是能源日益紧张，价格不断攀升;二是工业污染导致

环境恶化。这两大挑战直接威胁全人类的生存和发展。近年来，从国家、企业再到普通老百姓，无一不在关 心工业在节能减排方面的改革。硅酸盐熔化是高能耗工艺，因此，在硅酸盐制造业中，如何有效地开发和实 施先进的节能减排技术，成为了该行业工作中的重中之重。

搪瓷釉料工业中，应用无焰纯氧燃烧技术进行釉料熔制，可以大幅降低能耗，提高窑炉产能，提高产品收 得率，为企业带来切实的经济效益，还可以大幅度地降低尾气排放，产生意义深远的社会效益。无论从企业 经济效益的角度还是从社会可持续发展的角度来衡量，无焰纯氧燃烧技术无疑是搪瓷釉料熔化窑炉上的一 项新型和领先的熔化解决方案。