Kostenreductie en Efficiëntieverbetering, Groene Productie: Uitgebreide Strategieën en Praktijken voor het Verminderen van Energieverbruik in de Productie van Glasverhardingsovens

Kostenreductie en Efficiëntieverbetering, Groene Productie: Uitgebreide Strategieën en Praktijken voor het Verminderen van Energieverbruik in de Productie van Glasverhardingsovens

In de huidige industriële omgeving, die duurzame ontwikkeling en kostenbeheersing benadrukt, is energieverbruik een kernprobleem dat de maakindustrie niet kan vermijden. Voor de glasverwerkende industrie is de verhardingsoven, als een essentieel stuk apparatuur, ook berucht als een "grote elektriciteitsverbruiker" en een "aanzienlijke gasverbruiker". Het energieverbruiksniveau heeft direct invloed op de productiekosten, het concurrentievermogen en de milieuverantwoordelijkheid van een onderneming. Daarom is het systematisch analyseren en implementeren van energiebesparende en verbruiksreducerende maatregelen voor glasverhardingsovens niet alleen van aanzienlijke economische waarde, maar ook van diepgaande sociale betekenis. Dit artikel zal uitgebreide strategieën verkennen voor het verminderen van energieverbruik in glasverhardingsovens vanuit meerdere dimensies, waaronder apparatuur, processen, beheer en technologische grenzen.

I. Apparatuur als de Basis: Het Verbeteren van de Energie-efficiëntie van de Verhardingsoven Zelf

Om goed werk te verrichten, moet men eerst zijn gereedschap slijpen. Een technologisch geavanceerde, goed ontworpen en goed onderhouden verhardingsoven is de basis voor het bereiken van energiebesparing.

1. Optimaliseren van de Thermische Isolatieprestaties van de Oven:

Het verwarmingsproces in een verhardingsoven houdt in wezen in dat elektrische of gasenergie wordt omgezet in thermische energie en zo efficiënt mogelijk wordt overgedragen op het glas. De thermische isolatieprestaties van de ovenbody zijn cruciaal. Hoogwaardige isolatiematerialen (zoals hoogwaardige keramische vezelwol, aluminiumsilicaatplaten, enz.) en een wetenschappelijk isolatielaagontwerp kunnen warmteverlies door de ovenbody minimaliseren. Ondernemingen moeten de ovenafdichting regelmatig inspecteren en verouderde of beschadigde isolatiematerialen onmiddellijk vervangen om ervoor te zorgen dat de ovenkamer de temperatuur gedurende langere perioden kan handhaven, zelfs in een niet-werkende staat, waardoor het energieverbruik dat nodig is voor het opnieuw verwarmen wordt verminderd.

2. Efficiëntie en Indeling van Verwarmingselementen:

• Elektrische Verwarmingsovens: Het gebruik van stralingsbuis-elektrische verwarmingselementen is efficiënter, heeft een langere levensduur en zorgt voor een gelijkmatiger warmteverdeling dan verwarming met blote draad. Het redelijk rangschikken van de kracht en plaatsing van verwarmingselementen om een uniform thermisch veld in de oven te garanderen, kan energieverspilling voorkomen die wordt veroorzaakt door langere verwarmingstijden als gevolg van lokale oververhitting of onvoldoende verwarming.
• Gasverwarmingsovens: Het gebruik van hoogrendements, lage-stikstofbranders in combinatie met intelligente proportionele regelsystemen maakt een nauwkeurige regeling van de gas-luchtmengverhouding op basis van de oventemperatuur mogelijk, waardoor een volledige verbranding wordt bereikt en warmteverlies als gevolg van onvolledige verbranding of een overmatige lucht-brandstofverhouding wordt voorkomen. Regeneratieve brandertechnologie (RTO) is volwassen in industriële ovens met hoge temperaturen; het recupereert voelbare warmte uit de rookgassen om de verbrandingslucht voor te verwarmen, wat het gasverbruik aanzienlijk kan verminderen.

3. Onderhoud van de Keramische Rollen:

Keramische rollen die onder langdurige hoge temperaturen werken, zullen glas -vluchtige stoffen (voornamelijk verbindingen met een laag smeltpunt gevormd uit natriumoxide en zwaveloxide) en stof op het oppervlak ophopen, waardoor een glazuurlaag ontstaat. Deze laag belemmert de warmteoverdracht naar het glas, wat leidt tot langere verwarmingstijden en een hoger energieverbruik. Het regelmatig (aanbevolen wekelijks) reinigen en polijsten van de keramische rollen om hun oppervlaktegladheid en goede thermische geleidbaarheid te behouden, is de eenvoudigste en meest directe effectieve maatregel om de verwarmingsefficiëntie te garanderen.
4. Nauwkeurige Regeling van het Koelsysteem:
De koelfase van het verhardingsproces verbruikt ook enorme hoeveelheden energie (voornamelijk elektriciteit voor de ventilatoren). Het gebruik van frequentiegeregelde hogedruk-centrifugaalventilatoren maakt een nauwkeurige aanpassing van de winddruk en het volume mogelijk op basis van de glas-dikte, specificatie en verhardingsgraadvereisten, waardoor de energieverspilling van "het gebruik van een voorhamer om een noot te kraken" wordt voorkomen. Het optimaliseren van de lay-out en hoek van de luchtrooster-sproeiers om ervoor te zorgen dat de koelluchtstroom uniform en efficiënt op het glas-oppervlak inwerkt, kan de koeltijd verkorten of het ventilatorvermogen verlagen en tegelijkertijd de verhardingskwaliteit waarborgen.

II. Proces als de Kern: Het Optimaliseren van Elke Parameter van het Verhardingsproces

Het "intelligent" gebruiken van apparatuur is belangrijker dan het bezitten van de apparatuur zelf. Het wetenschappelijk instellen van procesparameters is de kernlink om energiebesparing en verbruiksreductie te bereiken.

1. Redelijke Laadschema:

• Volledige Belasting: Het energieverbruik van een verhardingsoven is niet volledig lineair met de laadcapaciteit, maar over het algemeen geldt dat hoe hoger de laadsnelheid per oven, hoe lager het energieverbruik per vierkante meter glas. Daarom moet de productplanning ernaar streven om ervoor te zorgen dat de verhardingsoven bijna op volle capaciteit werkt, waarbij "halfvol" of "sporadische" productie wordt vermeden.
• Wetenschappelijke Rangschikking en Indeling: Het redelijk rangschikken van glasplaten in de oven, waarbij voldoende openingen tussen de platen en tussen het glas en de ovenwanden worden gegarandeerd (meestal 40-60 mm), vergemakkelijkt de hete luchtcirculatie en zorgt voor een gelijkmatige verwarming. Te kleine openingen belemmeren de luchtstroom, waardoor ongelijke verwarming ontstaat; te grote openingen verminderen de capaciteit per oven en verhogen het energieverbruik per eenheid.

2. Geoptimaliseerde Verwarmingscurve:

Dit is het meest kritieke aspect van energiebesparing in het proces. De verwarmingscurve moet individueel worden ingesteld op basis van de glasdikte, kleur, grootte, coating en de werkelijke oventemperatuur.

• Differentiatie per Dikte: Glas met verschillende diktes heeft verschillende warmteabsorptie-eigenschappen en spanningsvrijgave-eisen. Dik glas vereist "lage temperatuur, lange tijd" verwarming om de temperatuur tussen de binnen- en buitenlagen in evenwicht te brengen; dun glas vereist "hoge temperatuur, korte tijd" verwarming om oververhitting en vervorming te voorkomen. Onjuiste instellingen leiden tot energieverspilling en productdefecten.
• Temperatuurinstelling: Op voorwaarde dat het glas het verzachtingspunt bereikt en de spanningsvrijmaking voltooit, mag de oventemperatuurinstelling niet blindelings worden verhoogd. Overmatig hoge oventemperaturen verspillen niet alleen energie, maar kunnen er ook voor zorgen dat het glas oververhit raakt, wat leidt tot kwaliteitsproblemen zoals putjes en golven. Het vinden van de minimale kritische verwarmingstemperatuur voor elk product door middel van experimenten is de voortdurende richting voor continue energiebesparing.
• Verwarmingstijd: Bereken en stel de verwarmingstijd nauwkeurig in, waarbij ineffectieve "vasthoud"-tijd wordt vermeden. Gebruikmakend van het intelligente regelsysteem van moderne verhardingsovens om automatisch over te gaan naar de koelfase direct na het voltooien van de verwarming.

3. Verfijning van het Koelproces:
De koeldruk is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de glas-dikte. Voor 12 mm dik glas is de vereiste winddruk slechts een kwart van die voor 6 mm glas. Daarom moet de winddruk nauwkeurig worden ingesteld op basis van de dikte. Overmatig hoge winddruk verspilt niet alleen elektrische energie, maar kan ook het glas uit elkaar blazen of leiden tot een slechte vlakheid.

III. Beheer als de Garantie: Het Bouwen van een Energiebesparend Systeem met Volledige Deelname

De beste apparatuur en processen vereisen strikte managementsystemen en hoogwaardig personeel om te implementeren.

1. Optimalisatie van Productieplanning en -planning:
De productieplanningsafdeling moet nauw samenwerken met de verkoop en de opslag om te proberen de productie te plannen voor glas-bestellingen van dezelfde dikte, kleur en specificatie in batches. Dit kan de temperatuuraanpassingen en wachttijden verminderen die nodig zijn voor de verhardingsoven als gevolg van frequente wijzigingen in procesparameters, waardoor de productiecontinuïteit en -stabiliteit behouden blijven, waardoor het totale energieverbruik wordt verminderd.
2. Institutionalisering van Apparatuuronderhoud:
Stel een preventief onderhoudsplan (PM) voor de apparatuur op en implementeer dit strikt. Dit omvat, maar is niet beperkt tot: regelmatige reiniging van de ovenkamer, reiniging van keramische rollen, inspectie van verwarmingselementen en thermocouples, kalibratie van temperatuursensoren en onderhoud van het ventilatorsysteem. Een "gezond" stuk apparatuur is de voorwaarde voor een efficiënte en energiezuinige werking.
3. Personeelstraining en Bewustmaking:
Operators staan in de frontlinie van energiebesparing. Versterk hun training zodat ze de impact van procesparameters op energieverbruik en kwaliteit diepgaand begrijpen en energiebesparende gewoonten cultiveren. Bijvoorbeeld het ontwikkelen van goede operationele gewoonten zoals het snel sluiten van de ovendeur, het verlagen van de stand-by temperatuur tijdens niet-productieperioden en het nauwkeurig invoeren van glasparameters.
4. Energiemeting en -bewaking:
Installeer submeters voor elektriciteit en gas om het specifieke verbruik van de verhardingsoven (bijv. kWh/vierkante meter of kubieke meters gas/vierkante meter) in realtime te bewaken en statistisch te analyseren. Door middel van gegevensvergelijking kunnen energieverbruiksafwijkingen intuïtief worden geïdentificeerd, oorzaken worden getraceerd en een kwantitatieve basis worden geboden voor het evalueren van energiebesparende effecten.

IV. Innovatie is de Toekomst: Het Omarmen van Nieuwe Technologieën en Materialen

Energiebesparing en verbruiksreductie zijn continue processen die constante aandacht en de introductie van nieuwe technologieën vereisen.

1. Oxy-Fuel Verbrandingstechnologie:
Voor gasovens kan het gebruik van oxy-fuel verbranding in plaats van luchtgeassisteerde verbranding het uitlaatgasvolume drastisch verminderen, de vlamtemperatuur en de warmteoverdrachtsefficiëntie verhogen en theoretisch 20%-30% energie besparen. Hoewel de initiële investering hoog is, zijn de economische en ecologische voordelen op lange termijn aanzienlijk.
2. Intelligentisering en Big Data:
Gebruik IoT-technologie om de verhardingsoven te verbinden met een cloudplatform, waarbij enorme hoeveelheden productiegegevens (temperatuur, druk, tijd, energieverbruik, enz.) worden verzameld. Door middel van big data-analyse en AI-algoritmen kan het systeem zelflerend zijn en optimale procesparameters aanbevelen, waardoor "adaptieve" energiebesparende productie wordt bereikt. Dit is de ontwikkelingsrichting van toekomstige slimme productie.
3. Warmteterugwinning en -benutting:
Het uitlaatgas dat uit de verhardingsoven wordt afgevoerd, heeft een hoge temperatuur van 400-500°C en bevat een grote hoeveelheid thermische energie. Warmtewisselaars kunnen worden gebruikt om deze restwarmte te benutten voor het voorverwarmen van verbrandingslucht, het verwarmen van huishoudelijk water of het leveren van warmte voor andere processen, waardoor cascadegebruik van energie wordt bereikt.
4. Uitdagingen en Reacties bij het Gebruik van Hoogtransmissie Low-E Glas:
Met toenemende eisen aan de energie-efficiëntie van gebouwen groeit de vraag naar het verharden van online of offline Low-E glas. De coating op dit type glas heeft een hoge reflectie voor ver-infraroodstralen, waardoor verwarming moeilijk wordt en het energieverbruik onder traditionele processen aanzienlijk toeneemt. Voor dergelijk glas heeft de verhardingsoven een krachtiger convectieverwarmingssysteem nodig. Geforceerde convectie in de oven, waarbij hete lucht direct op het glas-oppervlak wordt geblazen om de "barrière" van stralingsverwarming te doorbreken, kan de verwarmingsefficiëntie effectief verbeteren en de verwarmingstijd verkorten. Dit is een sleuteltechnologie voor het bereiken van koolstofarme productie in de diepe verwerking van hoogwaardig energiebesparend glas.

Conclusie

Het verminderen van het energieverbruik van glas-verhardingsovens is een systematisch project waarbij apparatuur, processen, beheer en technologie betrokken zijn. Geen enkele "silver bullet" kan alle problemen oplossen. Het vereist dat bedrijven een full life-cycle kostenbeeld en een concept van groene ontwikkeling opbouwen, te beginnen met het investeren in efficiënte apparatuur, tot het minutieus beheren van elk productiedetail en het continu nastreven van technologische innovatie en personeelsversterking. Alleen door deze veelzijdige en aanhoudende inspanning kunnen bedrijven een kostenvoordeel behalen in de felle concurrentie op de markt, terwijl ze tegelijkertijd hun sociale verantwoordelijkheid voor milieubescherming nakomen, en uiteindelijk een win-winsituatie bereiken voor zowel economische als sociale voordelen.