玻璃行业余热锅炉受热面积灰积渣与换热效率衰减问题分析

在玻璃生产过程中，玻璃窑炉会产生大量高温烟气，余热锅炉作为回收这些烟气热量、实现能源循环利用的关键设备，其运行效率直接关系到玻璃企业的能耗水平与生产成本。然而，受玻璃窑烟气成分复杂、工况波动等因素影响，余热锅炉受热面极易出现积灰积渣现象，导致换热效率大幅衰减，成为制约玻璃行业余热回收效果的核心问题之一。新力锅炉将围绕这一问题，系统剖析积灰积渣的特征、成因及危害，并提出针对性应对思路。

一、玻璃行业余热锅炉受热面积灰积渣的特征

玻璃窑烟气与其他工业烟气存在显著差异，其含有的粉尘成分以二氧化硅、氧化钠、氧化钾等玻璃熔融相关物质为主，这使得余热锅炉受热面的积灰积渣呈现出独特特征：

1. 灰渣成分复杂且黏性强：烟气中的氧化钠、氧化钾等碱金属氧化物在高温下易形成熔融态物质，与粉尘颗粒结合后，会在受热面形成黏性较强的灰层，初期为松散灰垢，随时间推移逐渐硬化成致密渣层，难以通过自然脱落清除；

2. 积渣部位集中且不均：积灰积渣多集中在锅炉高温段受热面（如省煤器、蒸发器）及烟气流速较低的区域，受烟气流动轨迹影响，同一受热面不同部位的积渣厚度差异明显，导致局部换热效率失衡；

3. 灰渣导热系数低：形成的灰渣层导热系数远低于锅炉受热面金属，一旦附着在受热面表面，会形成显著的热阻，直接阻碍烟气热量向工质的传递。

二、受热面积灰积渣的成因分析

结合玻璃行业生产工艺与余热锅炉运行特点，受热面积灰积渣的形成主要源于以下三方面因素：

（一）玻璃窑烟气特性的先天影响

玻璃窑在熔融玻璃原料时，会产生含尘浓度较高的烟气，且粉尘颗粒粒径细小，易随烟气流动附着在受热面；同时，烟气中的碱金属氧化物在特定温度区间内易发生升华，遇冷的受热面后会凝结成液态或固态，与粉尘颗粒结合形成黏性灰渣，为积灰积渣提供“黏结剂”。

（二）余热锅炉结构设计的适配性问题

部分余热锅炉在设计时，未充分考虑玻璃窑烟气的黏性与腐蚀性：例如，受热面管排间距过小，导致烟气流动阻力增大，粉尘易在间隙处堆积；或烟气导流结构不合理，造成局部区域烟气流速过低，粉尘沉降速率显著加快，加速灰渣沉积。

（三）运行工况的波动与控制不当

玻璃生产过程中，窑炉温度、投料量的调整会导致烟气温度出现明显波动：当烟气温度骤降时，碱金属氧化物与粉尘的凝结速率加快，易在受热面形成厚灰层；此外，若锅炉给水温度控制不当，导致受热面壁温过低，会进一步加剧灰渣的黏附与硬化，形成“积渣 - 温度降低 - 积渣加剧”的恶性循环。

三、积灰积渣对换热效率及锅炉运行的影响

（一）换热效率大幅衰减

受热面积灰积渣形成的热阻，会直接降低烟气与锅炉工质（水或蒸汽）的传热系数。根据工业实测情况，当受热面灰渣厚度达到一定程度时，换热效率会显著下降；若灰渣长期未清除，厚度持续增加，换热效率衰减将更为严重，导致余热锅炉无法达到设计产汽量，原本可回收的烟气热量被浪费，增加玻璃企业的外购能源消耗。

（二）锅炉运行能耗上升与寿命缩短

为弥补换热效率不足，部分企业会通过提高玻璃窑出口烟气温度的方式维持锅炉产汽量，这不仅增加了窑炉的燃料消耗，还会导致锅炉受热面长期处于更高温度环境中，加速金属材料的氧化与蠕变；同时，黏性灰渣中的碱金属会与受热面金属发生化学反应，形成腐蚀层，进一步削弱受热面的传热能力与结构强度，缩短锅炉的服役周期，增加设备维修与更换成本。

（三）运行安全隐患凸显

不均的积灰积渣会导致受热面各区域温度分布失衡：积渣较厚的部位，工质吸热不足，壁温升高，可能超过材料的安全使用温度，引发炉管局部过热、鼓包甚至爆管事故；而积渣较薄的部位，因烟气流量集中，易出现冲刷磨损，同样存在安全风险。此外，灰渣脱落时若堵塞锅炉烟道或省煤器管道，还可能导致烟气流通不畅，引发锅炉正压运行，影响生产现场环境与操作人员安全。

四、针对性解决措施与优化思路

（一）优化余热锅炉设计与选型

在玻璃行业余热锅炉设计阶段，应充分结合烟气特性：采用较大的管排间距与合理的烟气导流结构，确保烟气流速稳定在合理区间，减少粉尘沉降；同时，可在高温段受热面采用防黏附涂层（如陶瓷涂层），降低灰渣与金属表面的结合力，从源头减少积渣形成。

（二）加强运行工况控制

玻璃企业需建立余热锅炉与窑炉的联动控制机制：稳定窑炉投料量与燃烧工况，避免烟气温度大幅波动；通过精准控制锅炉给水温度，确保受热面壁温处于合理区间，避免碱金属凝结；此外，定期监测受热面温度与烟气阻力，当发现换热效率出现明显下降或烟气阻力显著上升时，及时启动清灰作业，打破积渣恶性循环。

（三）采用高效清灰技术

根据积灰积渣类型选择适配的清灰方式：对于松散灰层，可采用机械振打清灰（如气动振打装置），通过周期性振动使灰层脱落，适合省煤器等低温段受热面；对于黏性较强的渣层，可采用高压水射流清灰技术，或采用低温等离子清灰技术，利用等离子体破坏灰渣的黏性结构，提高清灰效果；需注意的是，清灰作业应避免对受热面造成机械损伤，清灰周期建议结合实际运行数据设定，定期进行全面清灰。

受热面积灰积渣导致的换热效率衰减，是玻璃行业余热锅炉运行中需长期关注的核心问题。其形成与玻璃窑烟气特性、锅炉设计及运行控制密切相关，不仅影响能源回收效果，还会带来能耗上升、设备寿命缩短及安全隐患等连锁问题。通过优化锅炉设计、加强工况控制与采用高效清灰技术，可有效缓解积灰积渣现象，提升余热锅炉运行效率，为玻璃行业实现节能降本与绿色生产提供支撑。未来，随着智能化技术的发展，可进一步探索基于在线监测与自动清灰的一体化系统，实现对积灰积渣的动态管控，推动余热回收技术在玻璃行业的深度应用。