前言
    玻璃纤维以其具有高强度、耐腐蚀、耐高温、稳定性好等特点广泛应用于航空、航大、国防军工等领域，是21世纪复合材料领域的“新秀”。在我国，玻璃纤维工业正处在高速发展时期，其发展速度远高于其他材料工业，2007年累计生产玻璃纤维纱约116万t，比去年增加22.1个百分点，其发展速度在玻璃发展史上都是一个奇迹。但随着玻纤企业的蓬勃发展，特别是对能源消耗控制的不断加强，能耗问题日益突出。资料显示：目前玻纤全行业年耗标准煤300万t，其中池窑法玻纤产量85万t耗标煤100万t，铂金坩埚法玻纤产量25万t耗标煤100万t，明令禁止的陶土坩埚玻纤一年耗标煤100万t，由此可见，玻纤行业节能、降耗势在必行。
1 目前玻纤生产中的能源
    在当前我国的玻纤生产中，其利用的能源主要有：煤气、天然气、城市煤气、液化石气、重油、电、发生炉煤气等。其各能源的发热量为：煤21 318 kJ／kg；电3 595 kJ／kw；液化石油气108 680kJ／m³；天然气40 379 kJ／m³；城市煤气14 630kJ／m³；重油40 128 kJ/kg；发生炉煤气6 270 kJ/m³。进入21世纪，能源系统将发生重大变革，石油、天然气等到21世纪中叶将趋于枯竭，能源委员会（WEC）预计：21世纪将由以石油、天然气、煤炭等化石燃料为主体转为可再生能源为主体系统，而我国为煤炭生产和消费大国，目前煤炭占我国能源消耗的比例很大；而以重油为燃料的玻璃纤维池窑生产，受国际原油市场价格不断攀升的影响，成本压力也越来越大，由此可见节能工作迫在眉睫。
    众所周知，玻璃熔窑是玻璃纤维生产中的耗能大户，占全厂的75％～85％左右，搞好节能降耗是玻璃纤维生产企业降低生产成本、增加效益的一项紧迫任务，根据对玻璃熔窑的热工测试和实践，采用池窑拉丝工艺其能源主要消耗在玻璃液的熔化和拉丝通路保温，能源利用率很低，一般为 10％左右，高的仅有15％，低的仅达7％左右。因此节能降耗成了玻纤行业生产经营的头等大事。但对窑炉的保温不能“盲目”进行，不能以“牺牲”窑炉的使用寿命为代价，要有合理的保温步骤、工艺制度和工艺管理，进行及时的改进、调整，终达到稳定生产、延长窑炉使用寿命、节约能源的目的。
2 应用及实践
    为了充分发挥窑炉保温的作用，我厂在这次33m²马蹄焰窑技改工程中，合理选用耐火材料和保温措施，并通过充分的论证，在原设计基础上合理改进，取得了良好的效果。
2.1 熔化部保温[-page-]
2.1.1 熔化部池底保温
    上期池窑池底结构简单，仅在池底铺设了一层粘土大砖，总厚度仅300mm，池底外层温度超过200℃。在这期窑炉中，我厂对窑炉池底进行了保温，采用了多层式复合结构，增加了池底保温的厚度和隔热效能，总厚度达830mm，池底外层温度降低到175℃。同时为保证池底的使用寿命，防止玻璃液的“渗漏”，在池底增设了面DM-500A密封层和DM-50B垫层，它除了具有在经过池底高温的烧结中形成一层“保护”层，防止玻璃液渗人池底的作用外，还起到加热过程中由于膨胀引起的池底变形的“填补”密封作用。
    在运行中，为进一步节能，我厂对池窑底采用保温棉等几种材料进行了二次保温，温度得到大幅下降，达到70℃，较好的节省了能耗。
2.1.2  熔化部大碹保温
    熔化部大碹处于高温、“飞料”及“碱蒸气”的“恶劣”环境中，同时要承受一定的大碹重量，是熔化部侵蚀较严重的部位，也是热量损失主要的部位，有资料显示其热量的损失约占熔窑全部热损失的35％～42％左右，可见，对熔窑的大碹采用保温措施是窑炉节能的关键。以前，由于受耐火材料的限制，许多企业一般认为在大碹上采取保温，无疑将加剧碱蒸气对碹顶侵蚀，从而担心尤其造成大碹塌落事故的发生。但随着耐火材料的“诞生”，大碹的保温也就势在必行。我厂通过对大碹进行“复合式”的保温结构，即碹砖十密封层十保温层结构取得了较满意的结果，大碹外层温度仅达96℃，虽然其温度较先进大碹保温技术还有差距，有待进一步探讨在保温层针对不同的保温特性使用不同的保温材料的技术应用，但较上期窑炉有了明显的改观。
    同时，在熔化部大碹高度的设计中，要充分考虑燃料的充分燃烧性，虽然提高火焰空间并不能有效改善大碹的散热损失，但其有利于燃料的完全燃烧，减少能源燃烧不充分造成的浪费，同时也对热工制度产生深远的影响。
2.1.3 熔化部投料口的节能
    熔化部投料口的节能是玻璃纤维生产企业中容易被忽略的环节，但对其进行的节能却收效巨大。以前投料口的设计都是开放的，在玻璃料的熔化过程中，大量的热能从投口散发损失。我厂本期窑炉一改上期窑炉中的双投料口为单侧投料，有效的减少了热能损失，但在设计中还应充分考虑其密封性及投料量和出料量之间的平衡，以达到进一步节能的目的。
2.2 通路节能
2.2.1 通路电加热技术
    通路采用全电熔加热方式。与传统的火焰辐射加热相比，其有许多优点：①由于电熔技术是基于玻璃在高温下具有导电性的原理，将电能输入玻璃液内部加热，因而就实现了垂直熔化、“冷”火焰空间的特点。②因内部加热，其热效率高，一般通路用火焰辐射加热热效率只有10％左右，而电熔内加热可高达89％，因而节省了能源消耗，提高了热效率。③相对于火焰辐射加热，玻璃液表面温度低，原料的挥发损失减少，即减少了火焰空间的耐火材料侵蚀。④电熔相对于燃重油，可能避免重油对玻璃液造成的二次“污染”。[-page-]
2.2.2 通路保温
    在本期窑炉中，较不理想的就是通路底的保温，没有达到理想的目的，有待于改进。我厂通过对窑炉的运行数据的分析，对其侧壁及顶部采用了保温材料，其温度明显下降，由原来的142℃降到了目前的56℃，月可节电36 000 kW以上。通过定期的数据测定并未因保温造成池壁侵蚀的加速，可见合理的保温在不影响窑炉寿命的前提下，达到了有效节能的目的。
2.2.3 总通路池底保温
    经过分析，我厂对总通路池底进行了二次保温，经测定温度也下降到了60℃，减少了能源浪费，同时也改善了拉丝作业的温度环境。
2.3 蓄热室保温
    蓄热室作为余热回收即空、煤气的预热设备，其结构应有足够的受热面积和蓄热能力，能保证达到足够高的预热温度且预热温度稳定，同时要有较高的换热效率，充分回收烟气余热外，要尽量减小气体流动的阻力和占地面积，要有足够的结构强度，其次要充分考虑其四周的热量损失，其表面积比较大，一般的企业只是在四壁增加了一层或二层保温砖，我厂在应用中表面温度还是较高达104℃，在采用了保温砖加保温涂料后，表面温度降到了54℃，起到了一定的节能效果；同时我厂通过对蓄热室采取的余热利用也取得了较理想的节能效果。
2.4 合理的工艺制度保证
2.4.1 池底鼓泡技术
    有相关研究文献指出，若在熔化池热点附近设置鼓泡点，可显著提高玻璃质量，提高玻璃的熔化率，减少能耗：①由于鼓人的气泡是空气的大气组分，它与熔解于玻璃液内的气体组成不同，可致其气体的分压减小，促使玻璃液内的气体聚积成大气泡，增大浮力而逸出液面，加快其澄清，同时其上升过程中又带动了附近的深层低温玻璃液上升而使玻璃液得到均化，而且其温度的提高，也使气泡体积增大逸出，加速熔融玻璃的澄清均化，减少了玻璃中的气泡量。②加强了火焰与玻璃液的热交换作用，加速配合料的熔化过程，可减少燃料消耗。③鼓泡系统的气泡上升就像一堵“墙”，以其为分界而形成两个大的环流，推动没有熔化的配合料回流而得到充分的再加热，阻止“跑料”。④鼓泡气泡可起到打散生料堆的作用，提高熔化速度。⑤鼓泡系统加强了玻璃液垂直方向的对流，从而促使了表面层的环流与玻璃液之间的热交换，相应地提高了热利用率，增加了熔化率。
2.4.2 熔化部池底辅助电加热
    熔化部底采用辅助电加热，其热工制度稳定，同时也可在不增加熔化面积的同时，通过提高其使用功率达到提高产量的目的。
2.4.3 合理的热工制度
    熔化温度的提高，可有效提高熔池熔化能力，提高熔化率，但其制度的不合理也将造成大量的热量被废气带走，终导致能耗浪费；要调整窑炉合理的燃烧空气过剩系数，避免大量空气过剩造成的能耗损失；合理的熔窑压力，避免外部冷空气进入熔窑和过大的窑压引起的辐射能耗的增加。当然还可采用目前的富氧、纯氧燃烧等先进技术，使燃料充分的燃烧，提高燃料的利用率。
3 结束语
    通过对我厂的窑炉进行的保温，达到了节能目的，其收效相当可观，经济效果明显，当然也有不尽完善之处。从生产实践中我们也进一步认识到窑炉的保温节能是一项系统工程，要达到预期的节能目的，合理的熔窑耐火材料的选用，保温方案及其材料的实施是至关重要的，要做好每一个环节的工作，并在使用中精心维护和保养才能达到真正节能的目的。