燃油、燃氣火焰爐主要以天然氣、煤氣、石油、化石等稀缺的不可再生能源為燃料，由于我國近年來稀缺資源供需矛盾日益突出，同時受到國際價格波動的大幅度影響，所以企業(yè)生產(chǎn)成本不斷上漲，傳統(tǒng)火焰爐一次性投入較高，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中僅能源耗用成本就高達總成本的40%以上，而且火焰爐結(jié)構(gòu)特殊，對產(chǎn)品質(zhì)量存在一定的影響和制約。而電熔窯爐以電力為主要能源，價格穩(wěn)定，成本可控，在用電低谷時使用還能有效節(jié)約成本，便于加強企業(yè)管理和核算，電熔窯爐因其一次性投資少、運行成本低廉、操作簡便、污染小等優(yōu)勢，在當前資源緊張的情況下應(yīng)用越來越廣泛。

電熔窯爐節(jié)能原理

電熔窯爐以電能為唯一能源，其在高溫下將玻璃熔化成玻璃液體并直接作為焦耳熱效應(yīng)的電導(dǎo)體，隨后憑借玻璃液自身的導(dǎo)電性繼續(xù)熔化。此時再向窯爐電極通電，玻璃液體便自動發(fā)揮導(dǎo)體作用借助自身熱量實現(xiàn)窯爐加熱。玻璃液面覆蓋著一層生料，其以上空間內(nèi)溫度為80~150℃，所以玻璃液體導(dǎo)電過程中所生成的熱量能被100%吸收，僅加熱過程中由熱氣帶走少量的熱能，故而熱效率和熔化率都十分高。據(jù)統(tǒng)計，電熔窯爐在生產(chǎn)中僅有20%左右的熱量無謂散失，比燃油、燃氣火焰爐節(jié)能率能提高至少25%。

電熔窯爐的推廣使用符合國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策及能源利用政策，燃油、燃氣火焰爐在燃燒過程中必將排放大量的CO2、SO2和氨氮化合物等有害氣體，污染環(huán)境，同時還會消耗大量的水，最終成為廢水，如果不加處理直接排放，還將造成環(huán)境的再度污染。但電熔窯爐由于全過程只是用電能而基本不產(chǎn)生有害氣體，每天所耗用的水量也在10t以內(nèi)。

電熔窯節(jié)能技術(shù)優(yōu)化及應(yīng)用要點

（1）熔化池設(shè)計及耐火材料的選用

電熔窯爐在熔制過程中，玻璃自上而下垂直分布，最頂層由配合料覆蓋所形成的冷爐頂主要通過玻璃液中加熱電極，各層溫度梯度變化，而且能進行分層控制，所以要求電熔窯爐熔化池深度必須達標，高硼硅玻璃生產(chǎn)窯爐熔化池深度必須>2m。熔化池由上部的熔化部和下部的澄清部構(gòu)成，熔化部主要有配合料覆蓋層、硅酸鹽層、玻璃層等，澄清部主要是均化區(qū)、冷卻區(qū)和澄清區(qū)。電熔窯爐的生產(chǎn)過程是一系列快速、短時而激烈的物化反應(yīng)過程，所以熔化部所需空間較小，而玻璃釋放出氣泡后必須經(jīng)過生料層才能溢出，這需要時間和空間，所以澄清部區(qū)間相對較大。

與燃油、燃氣火焰爐不同的是，電熔窯爐對耐火材料的選用更加注重材料的耐高溫、耐侵蝕及導(dǎo)電性能。導(dǎo)電率越高的耐火材料由于運行中可能發(fā)生打火、熔融和漏料而安全隱患較大，所以耐火材料的選用也是電熔窯爐節(jié)能技術(shù)優(yōu)化的重要課題之一。

（2）流液洞設(shè)計

流液洞是澄清結(jié)束玻璃液冷卻后上升的必然通道，也是電熔窯爐中的薄弱環(huán)節(jié)，很容易受到侵蝕，所以在電熔窯爐設(shè)計中必須引起重視，重點關(guān)注玻璃液回流及流液洞蓋板磚侵蝕等問題。

玻璃液從熔化池流出，經(jīng)過流液洞后到達上升通道，如果其流出量超出出料量，則富余的部分將反向流回熔化池，隨后的二次加熱必將增加窯爐能耗，但是這一過程又能對回流玻璃液進行二次均化，避免質(zhì)量缺陷，所以在實踐中必須尋求能耗與玻璃液質(zhì)量之間的均衡。具體而言，在設(shè)計過程中應(yīng)保證流液洞截面大小的合理性，對于出料量30t的電熔窯爐，截面應(yīng)保持在900cm2;控制流液洞高度，為降低蓋板磚的侵蝕，流液洞高度應(yīng)控制在20~30cm;加大流液洞長度，當前電熔窯爐流液洞長度應(yīng)保持在2~3m。

為控制和減輕流液洞蓋板磚的侵蝕，實踐中可以考慮采用AZS41型電熔鋯剛玉磚，并配合以沉降式流液洞設(shè)計，在確保流液洞位置遠低于池底的情況下，溫度有所降低的玻璃液對蓋板磚的侵蝕也會降低。為保證蓋板磚性能并延長其使用壽命，在電熔窯爐使用的中后期應(yīng)當采取有效措施進行蓋板磚的冷卻。

（3）電極和功率分布

當前電熔窯爐普遍使用鉬電極，存在底插、橫插和頂插三種電極插入方式，生產(chǎn)企業(yè)普遍改進了底插方式并采用側(cè)插的做法，這種技術(shù)能有效保證電場分布及玻璃液的均勻性，雖然要在池底開孔，但是只要電流密度選擇恰當，并在電極磨損時及時頂進，這種側(cè)插方式發(fā)生漏料的可能性很小，同時由于池底存在高粘度保護層，能有效保護池底材料和電極孔免于侵蝕，安全性還是有所保障的。

電極與功率則應(yīng)均勻分布，并實行多對電極和多臺變壓器均勻布置，電極直徑和單臺變壓器容量都不應(yīng)過大，電極均勻分布才能杜絕偏電流現(xiàn)象的發(fā)生，確保電力線和熱能的均勻分布以及熔融工藝的穩(wěn)定。

此外，在電熔窯爐運行之初經(jīng)常會遇到電壓低、電流過大但功率反而不高的現(xiàn)象，為了增大功率首先應(yīng)提高電流，但是要注意電流過高可能擊穿熔融電極磚并燒毀電控機械設(shè)備，進而影響材料熔化質(zhì)量。為防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，必須保持玻璃爐內(nèi)玻璃溶液熔化均勻、不同點電阻相等，尤其是電阻小的區(qū)域發(fā)生偏流的可能性更大，偏流必將引起偏相，從而導(dǎo)致整個電熔窯爐電功率失衡，熔融不均。

結(jié) 論

冷頂式電熔窯爐徹底改變了傳統(tǒng)的火焰加熱窯爐能耗模式，能有效彌補傳統(tǒng)窯爐技術(shù)工藝方面的不足，當前，我國電熔窯爐技術(shù)有了很大進展，電熔窯爐配套性耐火材料和電極材料紛紛已達設(shè)計要求，全電熔窯爐設(shè)計日趨成熟。通過對電熔窯爐項目投運后的生產(chǎn)過程進行跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電熔窯爐不僅能提升企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)，降低生產(chǎn)經(jīng)營成本，帶來良好的經(jīng)濟效益，還能落實和響應(yīng)國家的產(chǎn)業(yè)政策，體現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展對節(jié)能環(huán)保的要求，社會效益和生態(tài)環(huán)境效益顯著。