毕业设计与论文(马蹄焰窑炉的设计 )
玻璃马蹄焰池窑课程设计说明书
玻璃马蹄焰池窑课程设计说明书集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-玻璃窑炉及设计课程设计说明书题目：年产42200吨高白料酒瓶燃油蓄热式马蹄焰池窑设计学生姓名：\学号：院（系）：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料工程指导教师：2013年6月20日目录1绪论课程设计是培养学生运用《窑炉及设计（玻璃）》课程的理论和专业知识，解决实际问题，进一步提高设计、运算、使用专业资料等能力的重要教学环节。
目的是使学生受到设计方法的初步训练，逐步树立正确的设计观点，增强设计能力、创新能力和综合能力，初步掌握窑炉及其它热工设备设计的基本知识和技能，并对所学窑炉热工理论知识进行验证和深化，为将来从事生产、设计、研究及教学等方面工作打下良好的基础。
同时为毕业设计（论文）奠定良好的基础。
1.1设计依据：（1）设计题目：年产42200吨高白料酒瓶燃油马蹄焰玻璃池窑的设计(2) 原始数据:产品规格：高白酒瓶容量550mL, 重量450g/只行列机年工作时间及机时利用率：325 天，95%机速：QD8行列机高白酒瓶75只/分钟QD6行列机高白酒瓶42只/分钟产品合格率：90%玻璃熔化温度1430℃玻璃形成过程耗热量q玻=2350kJ/kg玻璃液重油组成（质量分数%），见表1 。
1.2简述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向玻璃生产专用热工设备统称为玻璃窑炉。
玻璃窑炉是玻璃行业生产的心脏，是能源消耗的主要设备。
目前我国正在运行的窑炉以火焰炉为主，能耗水平较高（一般在300~500公斤标煤/吨成品左右，国际先进水平为相当于150～200公斤标煤/吨成品）；熔化率低（一般在1。
5~2吨玻璃液/平方米熔化面积·天，国际先进水平为3~3。
6吨工字钢玻璃液/平方米熔化面积·天），周期熔化率低（国际可超过10000吨玻璃液/窑炉运行周期，国内在2400～6200吨玻璃液/窑炉运行周期）这也与我们企业的产品结构、窑炉熔化面积的大小、生产线的合理配置有关；在能源结构方面，我们目前主要选用煤和油，热利用率低且污染严重，而目前国际上则普遍采用天然气和电等清洁能源，热利用率高污染少。
马蹄焰池窑设计
马蹄焰池窑设计窑炉及设计（玻璃）课程设计说明书题目：年产1.2万吨玻璃酒瓶燃油马蹄焰池窑的设计学生姓名：学号：院（系）：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料工程指导教师：2012 年 6 月 17 日陕西科技大学窑炉及设计（玻璃）课程设计任务书材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业班级学生：题目：年产1.2万吨玻璃酒瓶燃油马蹄焰池窑的设计课程设计从2012 年6 月4 日起到2012 年6 月17 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：(1) 原始数据:a.产品规格：青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只b.行列机年工作时间及机时利用率：313 天，95%c.机速：QD6行列机青白酒瓶38只/分钟d.产品合格率：90%e.玻璃熔化温度1430℃f.玻璃形成过程耗热量q玻=2350kJ/kg玻璃液g.重油组成（质量分数%），见表1。
表1 重油组成(2) 设计计算说明书组成（电子纸质版）参考目录如下1.绪论1.1设计依据1.2简述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向1.3对所选窑炉类型的论证1.4有关工艺问题的论证2.设计计算内容2.1日出料量的计算2.2熔化率的选取2.3熔窑基本结构尺寸的确定2.4燃料燃烧计算2.5燃料消耗量的计算2.6小炉结构的确定与计算2.7蓄热室的设计2.8窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定3.主要技术经济指标4.对本人设计的评述参考文献设计说明书格式见《陕西科技大学课程设计说明书撰写格式暂行规范》。
（3）图纸要求采用绘图纸铅笔绘制，图纸断面见参考图。
图幅大小见表3。
各断端面绘图比例必须一致。
表3 图纸要求2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：1、绪论课程设计是培养学生运用《玻璃窑炉及设计》课程的理论和专业知识，解决实际问题，进一步提高设计、运算、使用专业资料等能力的重要教学环节。
目的是使学生受到设计方法的初步训练，逐步树立正确的设计观点，增强设计能力、创新能力和综合能力，初步掌握窑炉及其它热工设备设计的基本知识和技能，并对所学窑炉热工理论知识进行验证和深化，为将来从事生产、设计、研究及教学等方面工作打下良好的基础。
马蹄焰课程设计说明书
2
n
MgO
=
= 0.10
Байду номын сангаас
n
Na2O
=
= 0.22
n
Al2O3 / SiO2
=
= 0.013
n Na2O/ SiO2 =
= 0.18
n CaO/ SiO2 =
= 0.12
n MgO/ SiO2 =
= 0.083
所以 A=-1.4788x0.18+1.6030x0.12 +5.4936x0.083 -1.5183x0.013 +1.4550= 1.8723 B=-6039x0.18-3919.3x0.12 +6285.3x0.083 +2257.4x0.013+5736.4= 4730.0901 T0=-25.07x0.18+544.3x0.12-384.01x0.083+294.4x0.013+198.1= 230.8578 T =T0 +B/(logη +A)= 230.8578+4730.0901/(log102 +1.8723) =1452.3782 在 1452.3782℃时 CO2 、 H2O 的比热计算：
合计 玻璃成 分
1. 生成硅酸盐耗热 以 1kg 湿粉料计 单位是 kj/kg 由 CaCO3 生成 CaSiO3 时反应耗热量 q1 q1 =1536.6 Gcao = 1536.6x（0.00033+0.0274）=42.61 由 MgCO3 生成 MgSiO3 反应耗热量 q2 q2 =3466.7Gmgo =3466.7x（0.025/120+0.36/120）=11.12 由 CaMg（CO3）2 生成 CaMg（SiO3）2 时耗热量 q3 q3 =2757.4Gmgo = 2757.4x（6.1/120+4.23/120）=273.37 由 NaCO3 生成 NaSiO3 时反应耗热量 q4 q4 =651.7GNa2O =951.7x 15.18/120=120.39 1Kg 湿粉料生成硅酸盐耗热 Q Q=42.16+11.12+273.37+120.39=447.04 2. 120kg 湿粉逸出的气体的计算 原料名称 白云石 石灰石 纯碱 湿粉料 质量/kg 体积（标准状态） 所占体积分数/% 逸出气体组成计算 20.59*0.96*0.463=9.15 7.17*0.96*0.400=2.75 28.37*0.96*0.360=16.34 120*0.04=4.8 21.70 11.04 64.90 CO2 9.15 2.75 9.80 4.8 4.8 5.97 35.10 H2O SO2 总数 9.15 2.75 9.80 4.8 26.50 17.01 100
马蹄焰窑炉设计说明书
课程设计任务书学生姓名: 专业班级:指导教师:工作单位:题目: 33 t/d蓄热式马蹄焰池窑的设计初始条件:1、产品的品种：陶瓷熔块2、产量： 33 吨/天3、玻璃的成分陶瓷熔块成分(wt/%)表14、原料所用原料及基本要求表26、纯配合料熔化，不外加碎玻璃。
7、玻璃的熔化温度：1509 ℃；熔化部火焰空间温度： 1559 ℃。
8、助燃空气预热温度：1198 ℃。
9、燃料：重油重油的元素组成表310、重油雾化介质：压缩空气,温度80℃，用量0.5Bm/kg油11、空气过剩系数：α取1.112、窑型：蓄热式马蹄焰流液洞池窑要求完成的主要任务：一、撰写设计说明书，主要内容包括：1、设计依据及相关政策、法律、法规及设计规范2、物料平衡计算（列出计算过程）2.1配料计算2.2去气产物及组成计算3、热平衡计算（列出计算过程）3.1燃料燃烧计算3.2玻璃形成过程所消耗的热量计算3.3燃料消耗量近似计算4、窑炉的结构设计详细说明各部位的作用，各主要参数选择依据，并进行方案对比。
4.1熔化部设计包括熔化部的面积、长、宽、深度、火焰空间及投料口的尺寸。
4.2工作部的设计包括工作部的面积、长、宽、深度及火焰空间的尺寸。
4.3玻璃液的分隔设备的设计4.4出料口的设计4.5小炉口的计算与设计4.6蓄热室的计算与设计4.7烟道与烟囱尺寸的确定5、窑炉耐火材料的设计与选择包括池壁、池底、胸墙、大碹、蓄热室的耐火材料及保温材料的设计与选择。
要求作方案对比，阐述选择依据。
6、窑炉主要技术经济指标①熔化量：②熔化率：③熔化部面积：④冷却部面积：⑤一侧蓄热室格子砖的受热面积：⑥单位熔化部面积所占格子砖受热面积：⑦每公斤玻璃液所消耗的热量：⑧燃料消耗量：⑨玻璃熔成率。
二、用CAD绘制一张窑炉总图（3#图打印）时间安排:18周讲课、查阅资料、设计计算、绘制草图；19周 CAD制图；20周撰写设计说明书、答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.设计依据及相关的法律法规 (1)1.1设计的依据：课程设计任务书 (1)1.2国家相关法律、法规及设计规范 (1)1.3马蹄焰窑炉的特点 (2)2.物料平衡计算 (2)2.1配料计算 (2)2.2去气产物及组成计算 (4)3.热平衡计算 (5)3.1燃料燃烧计算 (5)3.2玻璃形成过程中所消耗的热量 (6)3.3燃料消耗量近似计算 (7)4.窑炉的结构设计 (8)4.1熔化部的设计 (8)4.2工作部的设计 (11)4.3玻璃液的分隔设备（流液洞）的设计 (11)4.4出料口的设计 (12)4.5 小炉口的计算与设计 (12)4.6蓄热室的计算与设计 (13)4.7烟道与烟囱尺寸的确定 (15)5. 主要技术经济指标 (16)6. 参考文献 (16)7. 总结 (16)设计题目：33 t/d蓄热式马蹄焰池窑的设计1 设计依据及相关的法律法规设计依据及其基本原则：随着工业生产现代化水平的日益提高，能源供应日趋紧张，在本设计中，为了节约能源、降低成本，采用有效的保温措施。
马蹄焰窑炉设计说明说-大连工业大学祥解
一、原始资料1、产品：高白料机制玻璃瓶罐。
2、出料量：每天熔化玻璃60吨。
3、玻璃成分（设计）（%）：SiO2Al2O3CaO+MgO BaO Na2O+K2O71% 3.5% 10.5% 0.5% 14.5%4、料方及原料组成：原料料方%原料化学组成（%）外加水分% SiO2Al2O3CaO MgO Na2O Fe2O3其它失量石英砂51.985 99.350.2 0.1 0.05 0.05 15.0长石28.858 65.1319.940.24 0.11 14.03 0.12 0.43石灰石18.926 1 0.255.260.3 0.02 碳酸钠 99.2硝酸钠 98.12硫酸钠 0.14等等纯碱18.06 57.87 7.0 硝酸钠 1.162 1.5重晶石0.524 1.16 氧化钡 63.35合计119.5155、碎玻璃数量：占配合料量的33%。
6、配合料水分：靠石英砂和纯碱的外加水分带入，不另加水。
7、玻璃熔化温度：1400℃。
8、工作部玻璃液平均温度：1300℃。
9、重油。
元素组成（%）低热值（千卡/公斤）加热温度（℃）C H O N S A W86.42 12.16 0.55 0.2 0.15 0.02 0.5 10000 125 10、雾化介质：用压缩空气，预热到120℃，用量为0.6m3/公斤油。
11、喷嘴砖孔吸入的空气量：0.5m3/公斤油。
12、助燃空气预热温度：1050℃。
13、空气过剩系数a：取1.2。
14、火焰空气内表面温度：熔化部1450℃，工作部1350℃。
15、窑体外表面平均温度（℃）：窑顶侧胸墙前后胸墙电容锆砖池墙池底熔化部250 180 200 160 130 17516、熔化池内玻璃液温度（℃）：液面窑池上部（平均）窑池上下部交接层窑池下部（平均）池底1400 900 1280 1265 1250池深方向玻璃液温降：窑池上部为2℃/cm，窑池下部为1℃/cm。
蓄热式马蹄焰熔窑的控制系统设计及应用
（Ｓｈａｎｇｈａｉ ＥＮＮ Ｇａｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｈｏｒｓｅ—ｓｈｏｅ ｆｕｒｎａｃｅ， ａｎｄ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｍ ｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｎａｔｕｒａ ｌ ｇａｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｈｏｒｓｅ—ｓｈｏｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｏｒｓｅ－ｓｈｏｅ ｆｕｒｎａｃｅ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
３ 窑炉控 制策略
故碹 顶 温 度无 法 代 表窑 炉 温度 实 现 闭环 控 制 。而 辐 射 温度 易 受干扰 ，也 不适用 于 窑炉温 度控 制 。水 玻 璃窑 炉
３．１ 燃气 紧急 切断控 制 回路及连 锁 运 行人 员在 任何 情况 下都 可 以在操作 员 界面上 关
案 扣 熟
ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＨＥＡＴＩＮＧ
２０１８年 第 ４７卷 第 １期
Ｆｅｂ ． ４７ Ｎ Ｏ ． １ ２０１ ８
图２ 蓄热式马蹄焰熔窑控制系统图
的工业 电视 ，用 于观 察窑 炉 内火 焰燃 烧情况 。
ＴＴ０３已经 明 显下 降 ，而 碹顶 温 度 ＴＴ０１变 化 却很 微 弱 ，
１ 项 目背景
随 着 国家 对 企 业 的环保 考 核 越 来 越严 格 ，清 洁 生 产 已成 为 企 业 升 级改 造 的必 然选 择 。某化 工 企 业 原 有 马蹄焰水玻璃窑炉以发生炉煤气 为燃料 ，对环境污染 较大 ，为 了积 极 响应 国家 节 能减排 号 召 ，厂方 新 建一 座 全保温蓄热式马蹄焰熔窑 ，采用天然气为燃料 。同时为 了提高窑炉系统效率 ，配备一 台立式余热蒸汽锅炉 回 收烟气余热 ，补充工厂内的蒸汽需求 。新奥集团承担了 该 窑 炉 的前 期 节 能 优 化 设 计 、工 程 实 施 、以及 后 期 调 试 ，窑 炉 的 监控 平 台 ＤＣＳ控 制 系 统 与 系统 优 化 节 能设 计相互融合 ，共同实现了窑炉的高效安全运行 ，为其他 天然气马蹄焰水玻璃窑提供重要 的借鉴意义。
马蹄焰窑炉的司炉操作要点
马蹄焰窑炉的司炉操作要点摘要：马蹄焰窑炉的整个运行中，司炉操作是重中之重，特别是窑炉投产之初的工艺摸索及工艺参数的设定，笔者参加过多次马蹄焰窑炉投产之初的司炉操作设计，再此进行总结，以供从事相关专业的人员进行交流切磋。
关键词：马蹄焰窑炉操作要点一、前言马蹄焰窑炉是玻璃窑炉的一种，因其结构与其他玻璃窑炉有着明显的不同，其主要构成有烟道、蓄热室、小炉、熔化池、流液洞、工作池、（料道、马弗炉）等，简要示意如下：马蹄焰窑炉结构示意图二、马蹄焰窑炉的司炉操作要点说明1.燃烧火焰状态的调整窑炉投产运行以后，加料使玻璃液面达到规定的高度，开始调整燃烧火焰的状态。
首先调整窑压，以加料口观察为基准调节总烟道闸板，使窑压处于理想的微正压（5Pa）状态。
调整喷枪，使火焰覆盖面积大而稳定。
调整过程中及时在工作池上方观察孔判断熔化池火焰状态。
燃烧火焰应满足明亮但不透明；贴近液面处的火焰不发卷、不发黑，而且流股平稳；火焰尾部能顺利转向，而没有明显上飘现象。
通过蓄热室换向操作，观察调整的状态要稳定一致2.窑炉熔化温度的测量一般窑炉为监控熔化温度,在窑炉的不同部位设置不同的测温装置，通过显示和操作实现控制。
(1)在加料口近侧设置辐射温度计，测量火焰的温度。
此温度测量值因受火焰直接影响有不稳定现象，但应大致稳定在一定的范围内。
这一温度值表明火焰的燃烧状态，并影响配合料的熔化效果。
(2)在窑炉中后部安装另一辐射高温计，测量窑炉中部低层空间的温度。
这一温度值应相对稳定。
熔化池的控制温度可依此作为参考。
这一温度的高低和变化直接影响玻璃液的澄清和均化过程。
在半分隔玻璃窑炉中，这一温度值同时影响工作池的温度，对玻璃的均化和产品的质量具有实际意义。
(3)在窑炉后2／3碹顶的中央安装热电隅测温装置，测量窑内空间上部温度。
依此作为全窑温度的测量控制点。
此温度因受火焰干扰较小，温度较为稳定。
实测的结果显示温度值略低于玻璃液面实际温度。
另外，这一温度也反映碹顶硅砖的工作温度，大碹的安全情况依此温度实施监控。
燃煤气马蹄焰玻璃窑炉小炉和喷火口的设计及工艺操作控制
燃煤气马蹄焰玻璃窑炉小炉和喷火口的设计及工艺操作控制朱柏杨马蹄焰玻璃窑炉的小炉是窑炉的关键部位，它承担组织燃料产生火焰的任务，是窑炉火焰的初始燃烧部位；它还是连接熔化池和回收高温废气热回收的通道。
小炉和喷火口的设计尺寸大小、角度和火焰喷出的速度对燃料燃烧和火焰形状有重要的影响，小炉、喷火口的不合理设计会使燃料燃烧不合理，会使火焰冲击胸墙和大碹，并造成燃料不完全燃烧和废气中氮氧化合物升高，对玻璃窑炉的节能环保运行不利。
因此，如何设计好小炉和喷火口，或者对已经定型运行的马蹄焰窑炉如何合理组织小炉火焰的燃烧工艺，下面作如下几个方面的分析和探讨：一、马蹄焰玻璃窑炉小炉和喷火口的设计：燃料在玻璃窑炉大璇内的燃烧属于扩散式燃烧，助燃空气从舌拱上部和燃气在舌拱下部喷入小炉的速度、厚度及与喷出的交角、燃气与空气的温度、燃气与空气在小炉的合理配比程度等等；首先取决于小炉和喷火口的原始工艺计算和设计布置，而后续的工艺操作控制管理水平决定了出小炉和喷火口火焰形状、燃料在大璇内的燃烧状况，进而影响到火焰对玻璃熔池的热辐射和玻璃配合料的熔制。
目前小炉和喷火口的设计仍以实践经验设计为主，设计和使用管理人员应能用燃烧理论、火焰传热理论去分析、应用和总结实践经验，下面是一些经验设计数据：1、燃煤气小炉下倾角一般在18°—25°范围内选用，燃油小炉一般选用22°—25°，燃烧焦炉煤气、碳氢化合物含量较高的混合煤气和天然气的小炉下倾角可以大些。
在实际生产行中使用重油和石油焦粉的喷火口处的烧嘴砖喷火口枪有5°左右的上仰角，在采用天然气和焦炉煤气时的仰角还要更大些，其目的是让火焰与玻璃液面平行，烧嘴砖一般安装在距喷火口砖0~600mm的位置。
2、小炉喷火焰出口速度（或喷火口面积），小炉喷出口速度一般参照小炉喷出口处相应温度的空气速度来进行计算比较合适。
同时，小炉内煤气火焰的初期着火燃烧点应控制在小炉长度的1/2~2/3，火焰在喷火口的速度控制在8~10m/s之间，对于碳氢化合物含量较高的混合煤气，小炉的设计宽度以取较大值为好。