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说说蓄热室的发明

来源:张婕转载 作者:O-I中国(上海)管理有限公司 赵民生 日期:2014年05月14日 访问次数:

 

 

      玻璃窑炉是耗能大的设备,在早期英国每日每月要消耗大量的煤.但是煤的热效率非常低,真正用在熔化玻璃上的热能少之又少。
      为此许多发明家与工程师为提高热效率而苦心研究。这个研究持续了200年,但目的却没有达到。
      为什么玻璃窑炉的热效率如此的低呢?
      1.因为许多煤在燃烧过程中变成热可达900°C以上的烟气,它顺着烟囱飞到外面的空气里。煤的热能就这样白白浪费掉了。
      2.此外,炉内的火焰还被外面流进来的冷空气冷却。众所周知,窑炉燃烧时,需要大量的空气(因为空气含有21%的氧)。炉内火焰温度约1300°C,这些四周的空气,却是冷的。在英国寒冷的冬天,其室外只有-10C°C的温度。它进入炉内,这二者间的温差是如此的巨大。这冷空气猛烈地、连续不断地、一股一股地望炉内流,它必定会消耗很大一部分热量。
      3.空气是个冷东西,煤(煤气)也是一个冷冰冰的物质。为了使煤着火燃烧,也要先将其烧热,这样又白白浪费不少热量。
      冷空气和煤(煤气)进炉后,向炉内掠夺了一部分热量。燃烧后的烟气又把另一部分的热量带走。这一进一出,有多少热量就这样白白浪费掉。
      解决此难题的是德国农民的儿子,名叫弗利德里西•西蒙斯的解决了。
      他的想法很简单:进入炉的是冰冷的空气与煤块,从炉内排出的却是毫无用处的热烟。将热烟气捕集起来,让它“交给”空气和煤块。问题不是解决了吗?
      首先,西蒙斯先将煤块变成煤气,这在当时技术已成熟。德国许多城市已有煤气厂,许多家庭已用上煤气。
      西蒙斯开始用排出的热烟气,用此热量来加热进入炉内的空气与煤气。请见西蒙斯窑炉的构造图:

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      炉外燃烧系统中有二组管道(烟道),左右各有一组。
      废热烟气由烟囱向外排出之前,先通过一组管道(蓄热室),譬如说:先通过左面一组,这组的管壁(炉壁)与栅网(砖格体)很快被烧得通红、滚烫。此时我们交换一下燃烧方向。右面热烟气通向烟囱向外排出。左面此时空气和煤气通过,左空气和煤气经过被烧热的管道(蓄热室),空气与煤气均得到了温度,随着冷空气与冷煤气不断地进入,它取得的温度越来越低。此时怎么办呢?西蒙斯的方法很简单,只要将它们燃烧方向再交换一下即可。左面热烟气再次通向烟囱向外排出,右面此时冷空气和冷煤气通过蓄热室,进窑炉燃烧。
      空气和煤气在燃烧时,它的废热烟气就像为空气和煤气开路。把另一组管道(蓄热室)烧热,储备好热量,为下次燃烧作好准备。这样周而复始,空气和煤气在燃烧前,总被加热到很高的温度。因此近代人称此类炉叫蓄热室玻璃窑炉。
      西蒙斯聪明地解决了二大问题:窑炉中的热量已经不再白白随煤烟飞出去,煤与空气也不再向火焰掠夺热量,这样节约了大量能源。同时窑炉它很容易达到1450°C或更高的温度,可以提高玻璃的熔制质量与产量。.
      今天我们使用的窗玻璃、膜墙玻璃、汽车玻璃、电视、电脑玻璃、各种玻璃瓶、玻璃器皿、节能灯等等,均是采用蓄热室玻璃窑炉生产出来的。

 

□O-I中国(上海)管理有限公司 赵民生

 

 
 
 

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