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全国性建材科技期刊——《玻璃》 2009年 第12期 总第219期刘志付 赵恩录 陈 福（秦皇岛玻璃工业研究设计院 秦皇岛市 066004）摘 要 介绍了玻璃熔窑全氧燃烧技术、纯氧助燃技术和富氧燃烧技术的一些最新研究成果和技术优势，指出全氧、纯氧或富氧燃烧技术是玻璃企业节能降耗、提高产品质量、取得良好经济效益的有效措施，是企业进行节能改造的重要选择。
关键词 全氧燃烧 富氧燃烧 纯氧助燃 玻璃熔窑 梯度燃烧中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1003－1987（2009）12－0018－03玻璃熔窑的节能降耗一直是业内关注的重大课题，在能源危机日益加重的今天，玻璃熔窑对高品质能源的过度依赖已经制约了玻璃行业的发展。
玻璃熔窑燃烧过程中，空气成分中占78%的氮气不参加燃烧反应，大量的氮气被无谓地加热，在高温下排入大气，造成大量的热量损失，氮气在高温下还与氧气反应生成NO，NO气体排入大气层极易形成酸雨造成X X环境污染。
另一方面随着高科技和经济社会的发展，要求制造各种低成本、高质量的玻璃，而全氧燃烧技术正是解决节能、环保和高熔化质量这几大问题的有效手段，被誉为玻璃熔制技术的第二次革命。
纯氧燃烧技术最早主要被应用于增产、延长窑炉使用寿命以及减少NO排放，但随着制氧技术的X发展以及电力成本的相对稳定，纯氧燃烧技术正在成为取代常规空气助燃的更好选择，这得益于纯氧燃烧技术在节能、环保、质量、投资、生产成本等方面的优势。
氧气燃烧的应用分为整个熔化部使用纯氧燃烧的全氧燃烧技术、纯氧辅助燃烧技术以及局部增氧富氧燃烧技术等几种方式。
1 全氧燃烧技术的优点（1）玻璃熔化质量好全氧燃烧时玻璃粘度降低，火焰稳定，无换向，燃烧气体在窑内停留时间长，窑内压力稳定，有利于玻璃的熔化、澄清，减少玻璃的气泡及条纹。
（2）节能降耗 全氧燃烧时废气带走的热量和窑体散热同时下降。
研究和实践表明，熔制普通钠钙硅平板玻璃熔窑可节能约30%以上。
濮阳市华翔光源材料有限公司玻璃窑炉全氧燃烧项目简介1 企业简介濮阳市华翔光源材料有限公司位于河南省濮阳市文留镇濮阳工业园，紧靠中原油田腹地，文留镇是中原油田天然气主产区。
公司的前身是上海闵原集团下辖子公司扬州晨阑光源材料有限公司。
上海闵原集团公司下辖上海闵原电器有限公司、上海厚龙电器有限公司、上海精密机器有限公司、宜兴华珍公司、河南舞阳闵原电器有限公司、河南濮阳华珍电子有限公司、濮阳华翔光源材料有限公司，集团的主要产品有：跳泡、启辉器、节能灯芯柱、电光源特种玻璃及电光源相关设备，董事长蒋厚龙先生毕业于复旦大学电光源专业。
华翔公司于2005年至2007年先后收购原积玉玻璃制品有限公司、原华安玻璃制品有限公司，组建濮阳市华翔光源材料有限公司一厂、二厂、三厂。
华翔公司是一个朝气蓬勃的企业，占地面积150亩，现拥有7座玻璃窑炉，年产电光源特种玻璃管3.2万吨。
目前在职员工520人，其中高中级技术人员90名，80%的生产技术人员都是从事玻璃拉管行业10年以上，公司管理层有3人毕业于上海复旦大学电光源专业，与上海复旦大学电光源研究所一直保持着紧密合作关系，联合进行光源用特种玻璃管的各项技术工艺的改进，同时聘请该系有关专家出任濮阳市华翔光源有限公司的技术顾问。
公司主要产品是电光源用特种中铅、无铅玻璃管（公司专利申请号200810004409.5,此产品填补了省内空白），广泛用于节能灯行业（喇叭管、排气管、霓虹灯管、节能灯外管、彩色灯饰等）、电子指示显示行业（氖泡、跳泡、尖泡、二极管、电极等），并可根据用户要求提供玻璃管精切烧口、喇叭管火割、排气管切割、排气管烧口的后道加工服务；并有一支由资深光源行业技术工程师组成的售后服务小组。
公司现有7座玻璃窑炉，生产线28条，年产量近32000吨，公司采用先进的丹纳法生产工艺和公司自有专利技术（如可调温燃气火头，申请号200720070191.4；玻璃管用旋转管组件装置，申请号200820003284.X；两用型外端头玻璃管成型装置,申请号200820006426.8；两用型内端头玻璃管成型装置）,玻璃管各类检测测量设备齐全，外型尺寸一致性好、产品料性稳定，产品得到了用户的一致好评，也一跃成为国内第二大、河南省独家的光源特种玻璃管生产厂家。
随着社会经济的不断发展，我国玻璃工业的竞争也越来越激烈，节约能耗、降低成本已成为企业的核心竞争力。
而玻璃生产具有资源消耗多、污染严重和能耗高等特点，不仅影响到企业的生存，也制约了整个行业的发展。
节能降耗是企业降低成本、提高效益的最佳途径。
燃烧技术的节能1、全氧燃烧技术为了降低浮法玻璃窑炉烟气中的NOx污染，欧美国家开发推广出新型的全氧燃烧技术，主要是通过全氧来代替助燃空气，气体中不含有N₂，只有极少量的NOx，浮法玻璃窑炉烟气污染的总体积可减少80%，并且会降低废弃带走的热量。
全氧燃烧技术工艺的核心在于全氧燃烧喷枪，为加强燃料与氧气混合的接触面积，全氧燃烧喷枪整体成矩形，能更为精准地控制火焰覆盖率，在燃烧过程中进行分阶段全氧燃烧，能将燃烧喷枪的更多能量转化为热辐射，并产生更多碳黑，加强火焰亮度，充分利用浮法玻璃窑炉的传热均匀性，加强黑体辐射的传热效率，提高更短波段热辐射在玻璃液中的穿透效率。
使用全氧燃烧技术的浮法玻璃窑炉能提高20%的热效率，但采用这项工艺时，需要重视对浮法玻璃窑炉耐火材料的选择，烟气中水蒸气的浓度会因全氧燃烧而增加，会在浮法玻璃生产过程中，产生浓度较大的碱性蒸汽，加速耐火材料的侵蚀，影响窑龄和生产规模。
2、富氧燃烧技术采用富氧燃烧技术生产浮法玻璃的基本原理，主要是原料通过富氧燃烧减少了烟气的产生，燃烧产物中二氧化碳和水蒸气的分压和含量增加，NOx的含量降低，火焰黑度加大，火焰温度提升，加快了原料的燃烧过程，提高了火焰在配合料与玻璃液之间的传热效率，从而提高了浮法玻璃窑炉的熔化效率。
富氧燃烧技术对燃烧设备具有更高要求。
燃料在燃烧过程中需要氧气，这些氧气通常来源于空气，但氧气在助燃空气中仅占21%的比重，而空气中其余的氮气并不会参加燃烧，反而会吸收大量的热量，阻碍燃烧效率的提高，增加燃料消耗。
因此提高空气中的氧气含量，可以更好地保持热量，提高燃料利用效率。
用28%的富氧空气进行燃烧试验时，热量损失减少25%，热量损失的减少也降低了燃料消耗。
玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向摘要：玻璃生产行业是碳排放高耗能行业之一，玻璃熔窑是平板玻璃行业中碳排放主要来源。
平板玻璃行业内能效标杆水平能达标的到2020年底只有5%，要求到2025年比例达到30%以上，平板玻璃行业其能效基准。
要在2025年能效基准水平以下产能基本清零，由于平板玻璃行业高能源消耗、高碳排放等特点，采用全氧燃烧是玻璃行业节能降耗、低碳排放的有效途经，也是未来的发展趋势。
关键词：玻璃熔窑;全氧燃烧;技术;发展方向引言玻璃工业具有能耗高、污染重的特性。
燃料燃烧产生的烟气中含有的ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体，以及大量可引发温室效应的ＣＯ２气体是国家环保监测的重要指标。
与此相对的，政府在环境保护方面与管理方面投入的力度越来越大，污染物排放标准的提高增加了玻璃生产企业在环保上的投资。
全氧燃烧通过把燃料与高纯度助燃氧气按固定比例混合，来使燃烧方式更精确，以提高熔窑的燃烧效率，节约燃料，减少企业生产成本；减少ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体的排放，减少对环境的污染，降低企业在环保脱硫脱硝上的成本；同时还可以提升火焰温度，改善玻璃液熔化质量，增加熔窑熔化能力，提高企业产品的生产能力和产品质量；降低熔窑建设费用，延长熔窑使用年限，降低企业投资成本和折旧成本。
根据国内外生产经验，全氧燃烧玻璃熔窑如今已经广泛应用于微晶玻璃、各种特种玻璃、优质平板玻璃等几乎所有的玻璃种类生产中。
全氧燃烧熔窑技术必将成为玻璃行业新的增长点和发展点。
1全氧燃烧技术优越性玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的热效率较低，产品单耗大，成本高。
因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。
据测算和国外玻璃公司的经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。
根据国家下发的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产线熔窑设计是必要的。
全氧燃烧技术在日用玻璃行业中的实施与应用摘要：日用玻璃行业已成为关系到民生的绿色包装行业，日用玻璃以绿色、安全、可循环利用的产品理念融入到人们日常生活当中。
在玻璃工业中，全氧燃烧技术最初是用于高温陶瓷窑龄较长的玻璃窑，以保持生产和使用寿命，解决蓄热室、换热器等问题，或暂时满足高出料率的需要。
全氧燃烧（也称纯氧燃烧）指的是利用氧代替传统的空气，与重油、热煤气、天然气等发生反应，避免高温与氮气发生反应，从而达到节约能源、降低氮氧化物排放量的目的。
随着氧气生产技术的迅速发展，以及电力消耗的不断下降，全氧燃烧技术将会在日用玻璃的烧制中逐渐被广泛地推广和使用。
关键词：全氧燃烧技术；日用玻璃；技术应用引言：由于在环保、节能、产量和质量、设备投资、节约设备投资、节约工厂用地等方面的优势，使纯氧燃烧技术在80年代后期取代了传统的空气和燃料燃烧方式。
近年来，在国家宏观政策的调整下，各地实施“碧水蓝天工程”等改善生态环境的措施，所以对纯氧燃烧技术的需求日益高涨。
1全氧燃烧概述全氧燃烧是将传统的空气燃油燃烧方式转变成氧燃油燃烧方式。
全氧燃烧技术是将燃油和氧气按照一定的比例进行混合，其燃烧精度高于空气[1]。
全氧燃烧的烟气成分以CO2、H2O 为主，提高CO2、H2O含量，可显著提高非发光火焰的黑度，使炉膛内的温度升高。
在提高火焰热效率的同时，全氧燃烧炉的烟气量比常规的气体助燃炉的烟气量明显减少，降低烟气量带走的热量，因而可大大提高了燃烧的热效率，因此，发展节能环保高效工业是发展全氧燃烧的必然选择。
2全氧燃烧经济性分析2.1建造成本建造成本总结起来就是“两加两减”，两加是指采用更昂贵的电熔耐火材料，采用更精确、更可靠的燃烧控制系统，与传统的高炉相比，成本都有很大的提高；两减是指在不采用常规熔窑的蓄热室和换向设备时，炉膛面积较小，炉底较小（尤其是蓄热腔区）。
因此，在蓄热室、换向设备的材料购置和建设以及在窑炉建设中的投入将会有所减少。
纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术纯氧燃烧玻璃窑炉是一项先进的燃烧技术，它将氧气与玻璃窑炉内的燃料混合燃烧，使燃烧过程更加高效和环保。
其中，氧气分段燃烧技术是实现纯氧燃烧的重要手段之一。
本文将从深度和广度的角度，探讨纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术。
一、纯氧燃烧玻璃窑炉的背景和意义玻璃工业是重要的基础工业之一，而玻璃窑炉作为玻璃生产的核心设备，对于玻璃质量和生产效率具有重要影响。
传统的玻璃窑炉燃烧方式采用空气作为氧化剂，但是空气中的氮氧化物和二氧化碳等有害物质会对环境造成污染。
纯氧燃烧玻璃窑炉的出现，使得燃烧过程中的氮氧化物和二氧化碳排放大幅减少，对环境保护具有积极意义。
纯氧燃烧还可以提高玻璃窑炉的热效率和产量，降低能源消耗和生产成本。
二、氧气分段燃烧技术的原理纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术是实现高效燃烧的关键之一。
该技术通过控制氧气进气量和进气位置，使得燃料在窑炉内分段燃烧，实现更高的燃烧效果。
氧气分段燃烧技术主要包括两个方面的内容：一是分段供氧，二是分段燃烧。
1. 分段供氧在纯氧燃烧玻璃窑炉中，氧气通常通过多个进气口供应。
通过控制不同进气口的进气量，可以实现对燃料和空气的控制。
通常情况下，窑炉内设置多个进气口，供应不同含氧量的氧气，实现局部的氧气控制。
2. 分段燃烧在纯氧燃烧玻璃窑炉中，燃料在分段供氧的情况下，会在窑炉内发生连续的燃烧过程。
通过控制进气口的位置和氧气进气量，可以使得不同部位的燃料在不同的燃烧条件下燃烧，实现燃烧效果的优化。
三、纯氧燃烧玻璃窑炉中氧气分段燃烧技术的优势纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术相较于传统燃烧方式具有多个优势。
1. 提高燃烧效率通过氧气分段燃烧技术，可以实现燃烧过程的优化，使得燃料的利用率更高。
不同部位的燃料在不同燃烧条件下燃烧，可以充分发挥燃料的能量，提高燃烧效率。
2. 减少烟气排放纯氧燃烧玻璃窑炉采用纯氧作为氧化剂，可以减少空气中的氮氧化物和二氧化碳排放。
材料科学与工程玻璃熔窑全氧燃烧技术应用过程中存在的问题及分析谢东恒2，姜宏1,2*（1.海南大学，海南省特种玻璃重点实验室，海南 海口570228；2.特种玻璃国家重点实验室，海南 澄迈571924）摘要：本文首先介绍了玻璃熔窑全氧燃烧技术特点，其次对其在实际应用过程中遇到的问题进行了总结，然后对全氧燃烧技术应用于玻璃熔窑的投资、运营成本进行测算，并针对玻璃熔窑实际生产中的关键工艺技术难题（如玻璃液表面泡沫多与澄清困难等）进行了系统研究分析，提出解决方法并成功将其运用在国内某条浮法玻璃熔窑生产线上。
关键词：全氧燃烧；玻璃熔窑；工艺控制；成本测算Problems and Analysis in the Application of the Oxy-fuel Combustion Technology in Glass FurnaceXIE Dong-heng 2, JIANG Hong 1,2*(1. Key Laboratory of Hainan Special Glass, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China; 2.State Key Laboratory of Special Glass, Dengmai, Hainan 571924, China)Abstract: This paper firstly introduces the technical characteristics of oxy-fuel combustion in glass melting furnace,secondly, it summarizes the problems encountered in practical application, and then estimates the investment and operating cost of oxy-fuel combustion in glass melting furnace. The key technological problems (such as froth and clarification of glass frit) in the actual production of glass melting furnace are systematically studied and analyzed, and solutions are put forward and successfully applied in a domestic float glass melting furnace production line.Key words: Oxy-fuel combustion; Glass furnace; Process control; Cost estimation0 引 言众所周知，传统的玻璃熔窑都是以空气作为助燃气体，采用空气助燃是导致高污染、高能耗的重要原因[1]。
科技成果——浮法玻璃炉窑全氧助燃装备技术适用范围建材行业浮法玻璃生产线行业现状目前我国浮法玻璃生产线有270多条，单线产量从300-1200t/d 不等。
以熔化能力每日600t，燃料为天然气浮法玻璃窑炉为例，日耗天然气量为11.0×104Nm3，日排CO2为238t，排SO2为0.552t，排NO X为0.86t，不仅能耗偏高，也对环境造成了一定程度的污染。
目前该技术可实现节能量4万tce/a，减排约11万tCO2/a。
成果简介1、技术原理浮法玻璃熔窑纯氧助燃系统包括两个方面：在投料口与1号小炉之间增设一对纯氧燃烧喷枪（俗称0号小炉），在原燃料喷枪底部加入纯氧进行助燃（俗称氧气底吹）。
0号小炉位于窑炉投料口与1号小炉之间，玻璃窑炉这段区间没有火焰覆盖，既浪费玻璃熔窑熔化面积，又增加能量的消耗。
0号小炉的纯氧和燃料燃烧反应速度快，火焰辐射强，由于该位置玻璃液面被配合料覆盖，配合料黑度比玻璃液的黑度大得多，其吸热能力也比玻璃液的吸热能力强，因此传热效果更高。
纯氧喷枪燃烧产生烟气量少，火焰动量小，不会将配合料粉尘吹起，相反配合料表面快速形成“釉层”，减少配合料的飞料。
实践证明，高温强制熔化有利于节能降耗，提高玻璃的质量和产量。
在原燃料喷枪底部通入氧气，氧气从燃料喷枪底部加入，解决传统燃烧方式该位置燃烧缺氧的问题。
高纯度氧气燃烧速度快，温度高，辐射能力强，有利于玻璃熔化、澄清和均化，因此可以减少燃料上部空气量，从而降低空间火焰温度，使温度呈梯度分布，起到保护窑炉火焰空间胸墙、大碹作用，大大延长窑炉的使用寿命，同时也大幅降低尾气中NO X含量。
燃料喷枪底部的氧气还可以燃烧掉对面燃料喷枪未燃尽燃料，避免燃料带入玻璃窑炉蓄热室，烧坏格子体，从而延长窑炉格子体使用寿命。
2、关键技术（1）解决了全氧喷枪系统火焰长短和刚度调整问题，实现在不同窑体的使用；（2）通过研发满足不同要求的配套喷嘴砖，解决了喷嘴砖材质、更换和耐碱液冲刷的问题。
全氧燃烧技术在玻璃熔炉的应用发表日期：2009-3-17 13:34:44 已经有301位读者读过此文一、概论：改革开放以来, 国民经济迅速发展举世瞩目。
玻璃工业(平板玻璃、电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等)相应得到迅速发展，仅以浮法玻璃为例，截止2004年底，已建成投产126条浮法线（总产量已达到3亿重量箱，日熔量52930T），还有51条线在建、拟建。
熔化玻璃采用煤、煤焦油、重油、天然气、或电(少量)作燃料。
目前我国熔化一公斤玻璃液（平板玻璃）平均指标在1500-1800大卡。
按此单位能耗测算，玻璃工业无疑是重要能耗大户之一。
当今世界石油价格上涨，我国进口石油逐年增加（中国生产力发展研究报告研究表明；中国石油进口率测算到2010、2015和2020年进口率下限将分别达到55.4%、57.4%、59.7%。
大大超过30%理论上控制指标，按国际能源组织今年预测2030年中国石油对外依存度将达到74%的进口率）。
玻璃熔窑大部分采用重油做燃料，因此，对于玻璃工业的总量控制，尤其是高能耗玻璃熔窑的能耗限制，从节能、成本考虑采用新燃烧技术已是当务之急。
2005年2月16日“京都协议书”生效、2005年7月27日美国、澳大利亚、中国、印度、韩国在万象签订了亚太地区清洁能源开发及气候变化研究伙伴关系的协议“万象协议”，都在呼吁保护全球环境。
目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，并预计将会超过美国升至第一（美国纽约时报10月30日文章：中国下一个剧增的可能是污染空气）。
根据粗略统计，中国有1/3的地区受到酸雨侵蚀。
中国政府现在必须认识到，在环境方面，它既有国内责任，也有国际责任。
党和国家提出的“十一五”规划纲要，已将节能、环保列为“十一五”规划着重解决的课题。
严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是既定方针。
随着玻璃工业的发展，人们对产品质量要求的不断提高，燃料成本的不断增加，使得科技工作者对玻璃生产的核心——“玻璃熔窑”的各个环节进行了不断地探索和改进，燃烧系统也不例外，至今已有了可喜的成效。
全氧燃烧技术在玻璃生产中的应用
全氧燃烧技术是一种能够减少玻璃生产过程中氮氧化物（NOx）和二氧化碳（CO2）排放的技术。
它是通过将燃烧空气的一部分或全部替换为富氧气体来实现的。
在传统的氧气燃烧技术中，空气中除了氧气外还包含大量的氮气，这些氮气在燃烧过程中会与氧气结合生成大量的NOx。
而采用全氧燃烧技术可以减少空气中的氮气含量，从而减少NOx的产生。
此外，全氧燃烧技术还能够提高燃烧效率，降低燃料消耗量，减少CO2的排放。
在玻璃生产中，全氧燃烧技术已经广泛应用于玻璃熔化炉和玻璃钢化炉等设备中。
采用全氧燃烧技术可以有效地降低NOx和CO2的排放量，提高生产效率，同时也有助于保护环境和减少能源消耗。
要实现玻璃熔窑的全氧燃烧技术，全氧燃烧设备是非常关键的设备。
其结构的合理性将会影响到燃烧与热传递性能的好坏。
在全氧燃烧设备的研究设计和制造方面，Air Product s、pyronics等国外一些公司处于世界先进水平。
在我国已有一些轻工玻璃、电子玻璃和玻纤熔窑通过引进国外技术和装备使用了全氧燃烧技术，取得了较好的效果。
但是，国内全氧燃烧设备的设计和制造也远落后于世界先进技术。
1 燃烧器的性能1. 1 燃烧器的基本性能要求燃烧器是窑炉的重要部件，其结构、类型等对火焰状况、温度分布、传热效果、窑炉耐火材料寿命等都有重要影响。
它的工作效率直接影响火焰的温度，其结构和操作参数，直接关系到燃料的完全燃烧程度、燃烧的稳定及火焰的长度，直接关系到能否满足窑炉的工艺要求。
而传统燃烧器采用的是水冷式套管，喷出的火焰短、窄，覆盖面小，局部温度高，不合要求。
因此，人们越来越重视对窑炉燃烧器的研究，通常燃烧器的设计和安装应达到下列要求：1) 如果是液体燃料，应雾化效果好，使燃料和氧气的混合充分，在熔窑内部能完全燃烧；如果是气体应有较小的过剩系数；2) 火焰的覆盖面积大，使燃料燃烧的热量尽可能多地传递给配合料和玻璃液，尽可能少地传递给上部结构；火焰对耐火材料砌体烧损要尽可能的少；3) 火焰有较高的亮度，且有一定长度，能合理组织火焰，使喷出火焰符合熔化要求，并保证玻璃窑宽度方向的温度均匀性，防止在玻璃液表面形成不必要的热点；4) 气体流动阻力小，火焰的冲量低；5) 可控制碳黑的形成，黑度大；6) 氮氧化物的排放量少；7) 所需的氧气压力小；8) 燃烧过程稳定；1. 2 火焰的覆盖面积火焰应当拥有尽可能大的覆盖面积，为了增大火焰的覆盖面积，可以采取以下措施：1) 将圆形火焰变为平铺的扇形火焰；为了达到这种效果，可以通过以下几种方式： (1) 改变燃烧器的喷嘴的形状、大小； (2) 使用符合要求的先进燃烧器，例如pyronics 公司的AGO型全氧燃烧器。
