第二章 玻璃马蹄焰窑炉结构设计

第二章结构设计

2.1熔化部设计

2.1.1熔化率K值确定

瓶罐玻璃池窑设计K值在2.2—2.6t/m2.d为宜。熔化率取的过小，窑炉不节能，取得过大，熔化操作困难，或是达不到设计容量，本次取2.5t/（m2·d）。理由如下：目前国外燃油瓶罐玻璃窑炉熔化率均在2.2

（1

（2

。

2。

5000mm×1200mm

并考虑到砖窑材料的

2/3处。窑长应≥4m 。

一般小炉之间的通道宽度取

。

池底一

综上，本次选用L=8m ，B=5m。

窑池深度一般根据经验确定。池深一般在900—1200mm为宜。池深不仅影响到玻璃液流和池底温度，而且影响玻璃液的物理化学均匀性以及窑炉的熔化率。一般池底温度在1200—1360℃之间较为合适。池底温度的提高可使熔化率提高。但池底温度高于1380℃时，需要提高池底耐火材料的质量及品种，否则则会加速池底的侵蚀并降低炉龄，且会增加玻璃球的结石含量，这对后道拉丝生产是不利的，影响池底温度的决定性因素是玻璃的铁含量和玻璃气氛。当Fe2O3含量在0.25—0.3%范围内时，池深800—1200mm的玻璃球窑，其垂直温降约为15—30℃/100mm[6]。

表2-1 中国池窑熔化池池宽

，后面

并有助

本设计采用大的火焰空间结构，因为尽量大的火焰空间适合燃油火焰的刚性好，不发飘的特点，有利于充分燃烧。所以在窑宽5000mm的基础上，两边总共加宽400mm即这样可以保证在高的熔化

率的同时降低熔化部的热负荷。

2.1.4 加料口的设计

投料时熔制过程中的重要工艺环节之一，它关系到配合料的熔化速度、熔化区的热点位置、泡

界线的稳定，最终会影响到产品的质量和产量。

加料口是马蹄焰玻璃池窑的重要部位之一。熔化工艺和所选用的加料机对加料口的要求,其设计

必须能使配合料呈薄层或小堆状均匀稳定地进入熔化池,形成一个便于熔化作业调节的“圈式”配合料流型,均布在熔化部玻璃表面,加料口是池窑结构上的薄弱环节,容易损坏,设计时应合理加大、加长配合料进入熔化池的通道,以减少玻璃液因接触耐火材料的损坏。同时,还要对火焰有较好的密封,防止火焰对加料口上部材料造成损坏并减少滋流热量损失[3]。

设一个加料池, 单侧加料，加料口呈斜喇叭形, 向前墙倾斜10°,向后墙倾斜3°，预熔池长1600mm。配以悬挂式密封加料机, 既减少了料粉飞扬, 又减少了辐射热损失, 同时还加速了配合料的熔化。

（1）采用单侧加料

口的热损失，降低投资成本[15]

1300mm，

厚的砖错缝。

窑坎高度600mm，为双层砖铺排，

火焰空间的分隔采用全分隔结构（两道墙），全分隔能消除熔化部温度的波动对工作池的影响，这样比较稳定的控制了工作池内玻璃液的温度，保证了制瓶机成型温度的稳定。

2.2.2 玻璃液分隔装置

用倾斜式流液洞，熔化部与工作部两道墙完全分隔流液洞尺寸。

流液洞长×宽×高＝1200×400×300mm。

2.3冷却部的设计(工作池)

一般工作池半径小于等于熔化池池宽，工作池深度浅于熔化池池深300—400mm[8]。工作池面积

占熔化面积20-25%。

本次设计：矩形工作池，长×宽×高＝1200×5000×600mm

工作池面积：6.0m2，占熔化部面积的15%。

现在的工作池正在朝着小面积浅工作池发展，工作池由于与熔化池相对独立，所以其形状不受其他因素影响，一般马蹄焰池窑工作部占熔化面积的10—15%，深度一般为0.6~0.9m。

小面积的工作池设计，池深较浅，静压小，从而减少了玻璃液的回流，保证玻璃液的质量。

2.4热源供给部分的设计（小炉）

第一，小炉长度取3m；小炉下倾角为23

第二，小炉底下操作空间尺寸，由于该处的操作环境差，

。

小

200mm，油枪上倾5 o。

（2喷嘴直径为4.0mm,油喷嘴

（31300℃为考虑。

3%——空气出口面积为0.2m。

（4有

，出口宽取1500mm，高取357mm；

5°，

2750mm[6]。

（5）再次，小炉中心线与熔化池中心线要有一定的夹角3~6度。这样可以避免火焰冲刷胸墙，也有利于火焰的转向。最后，小炉通道后部用竖向缝与蓄热室分开。这样可以确保窑炉

与蓄热室这两部分结构的热膨胀不受阻碍[17]。

2.5余热回收部分的设计（蓄热室）

本次设计：采取在国内外普遍使用的多通道箱型蓄热式，使空气获得较高的预热温度，死角较少，也可选用最适宜的耐火材料，经济实惠。先进蓄热室首先要具有高的蓄熔比和高的预热温度，高的余热回收效率。为了实现这些目标设计中采用了各项性能指标优越的八角筒形格子砖，增加了

格子体高度使，使通道内气体保持了最有利的速度。

蓄熔比为51：1左右，格子体体积/熔化面积=3.07m3/m2。格子体体积为122.8 m3，细长比2.56,采用八角筒形状为格子体，格子体主要尺寸：4180×3200×9600mm，格孔尺寸160×160mm。

经验设计：

蓄熔比：51：1，F=51×40=2040m2 F=2040 m2

=[4×(160×160)]/[2×(160+160)]=160 mm

格子体当量直径 d

G

单位格子体受热表面积为:14.94 m2

格子体体积为3

细长比取H/LB=2.56 H/LB

所以

100 mm膨胀

120 mm 所以格子体为80

到烟囱根的温度约为400℃左右）

烟囱高度采用40m,玻璃池窑采用高度﹤50m的砖烟囱。

烟道中废气流速取2（标）/s；烟道截面高度取700mm,宽度取600mm。爬坡高度取30°。

2.7结论

实践证明，引进窑的熔化率、能耗及炉龄等主要技术指标与国内自行设计的池窑相比确实有明显的优点。综合上述的研究成果，国外设计的瓶罐玻璃池窑有几个突出的优点，本次设计选择性的

引鉴了一些。

第一、采用一系列有助于强化熔融的措施

（1）小炉具有足够的宽度，以便布置多支油枪。