12
между собой камер, получивших название многопроходных регенераторов. По мере приближения к возможному максимуму утилизации теплоты эффективность таких мер падает. Принципиальным ограничением является стоимость дополнительного огнеупорного материала, а в случае действующих печей — ограничения доступного пространства и дополнительные затраты на изменение инфраструктуры печи. Этот принцип чаще реализуется для печей с подковообразным направлением пламени в связи с более простой геометрией регенераторов, хотя его применяли и на печах с поперечным направлением пламени. Модификация структуры регенераторов на действующих печах (если это технически и экономически целесообразно) может быть выполнена только в ходе холодного ремонта. Энергопотребление может быть снижено на величину вплоть до 15 % по сравнению с аналогичной печью с обычными однопроходными регенераторами.
Значительная доля дополнительного огнеупорного материала, использованного для увеличения регенераторов, выдерживает две и более кампании, таким образом снижая капитальные затраты. Хотя потенциально повышение температуры подогрева воздуха может приводить к повышению температуры пламени и, следовательно, увеличению образования NOX, на практике, если применяются меры по контролю образования NOX, печи с многопроходными регенераторами не отличаются от обычных по выбросам NOX.
Существует большое количество новых материалов, предназначенных для сохранения теплоты и ее передачи в блоках регенераторов. Самым простым решением является использование огнеупорных кирпичей, установленных в шахматном порядке, что обычно обеспечивает эффективность регенератора порядка 50 % (отношение утилизированной теплоты к теплоте, содержащейся в дымовых газах). Однако теплопередача может быть увеличена путем использования насадочных элементов, изготовленных из электроплавленных огнеупоров крестообразной формы, обеспечивающих сокращение расхода топлива на 7 % по сравнению с печами, оснащенными ренегеративными насадками, изготовленными из обычных огнеупорных элементов в форме кирпичей. Кроме того, такие материалы более устойчивы к химическому воздействию агрессивных веществ в дымовых газах и обеспечивают существенно меньшее снижение эффективности регенераторов за период кампании печи.
Максимальная теоретическая эффективность регенераторов составляет 80 %. На практике эффективность ограничивается ростом структурных потерь по мере увеличения размеров регенераторов. Строительство регенераторов с эффективностью выше 70 %—75 % неосуществимо.
Улучшение качества огнеупорных материалов позволяет обеспечить большую продолжительность кампаний печей с лучшим уровнем теплоизоляции. Максимальные температуры, при которых может функционировать печь, в прошлом являлись сдерживающим фактором для еехорошей теплоизоляции. Теплоизоляция проектируется с учетом всех характеристик печи (ее изолируемой части, температуры, типа стекла и т.п.). Не все части печи могут быть изолированы. Кладка стекловаренного бассейна на уровне линии зеркала стекломассы и в районе протока должна быть открыта для того, чтобы обеспечить охлаждение и продлить кампанию печи. Большинство огнеупорных материалов для печей, используемых в контакте со стекломассой и для строительства печи, изготовляют путем литья, они имеют очень высокую плотность и малую пористость и поэтому устойчивы к расплаву стекла и агрессивным компонентам дымовых газов. Они также имеют более высокую теплопроводность и в целом требуют более высокой теплоизоляции, тем самым способствуя значительной экономии энергии. При производстве натрий-кальций-силикатного стекла свод печи изготовляют из динаса и плотно изолируют. При этом максимальная температура в печи составляет 1600 °С—1620 °C.
Дополнительная изоляция может быть нанесена на некоторые участки печи без заметного риска для ее структуры. Изоляция напылением волокна может существенно снизить потери теплоты, если ее нанести на структуру регенераторов. Этот простой и экономически эффективный метод позволяет снизить структурные потери теплоты регенераторов на 50 % и обеспечить экономию энергии порядка 5 %.
- Управление горением и выбор источника энергии
Наиболее распространенным топливом для производства стекла в России является природный газ. Использование природного газа ведет к более низким выбросам SOX, но обычно более высоким выбросам NOX. Это связано с тем, что пламя природного газа обладает меньшей светимостью и обычно приводит к большему, приблизительно на 7 %—8 %, потреблению энергии. Однако с накоплением опыта использования природного газа уровни результативности постепенно растут и позволяют достичь величин, сравнимых с использованием жидкого топлива. Природный газ также имеет более высокое отношение доли водорода к углероду и, таким образом, приводит к меньшим, вплоть до 25%, выбросам С02при фиксированном съеме стекломассы.
Развитие систем с низким выделением N0X при сжигании также привело к экономии энергии. При уменьшении количества воздуха горения до уровня, близкого к стехиометрическому отношению, снижаются потери теплоты с дымовыми газами. Улучшения в системах горения, теплообмена и общие усовершенствования в управлении процессом, направленные на снижение выбросов N0X, во многих случаях также