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[精品文档]玻璃窑炉设计技术之单元窑玻璃窑炉设计技术之单元窑
第一章单元窑
用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉～通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长～用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器～使燃烧火焰与玻璃生产流正交～而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长～比其它窑型在窑内停留时间长～适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器～该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出～经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心～助燃空气从四周包围雾化燃料～能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比～燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧～通过调节燃料与助燃空气接触位臵即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器～分别调节各自的助燃风和燃料量～则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求～这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作～窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定～这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配臵有池底鼓泡～窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统～保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。
单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大～窑炉外围散热面积也大～散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火～缺点是空气预热温度～受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的
制约～一般设计金属换热器的出口空气温度为650，850?。大多数单元窑热效率在15%以内～但如能对换热器后的废气余热再予利用～其热效率还可进一步提高。
配合料在单元窑的一端投入～投料口设在侧墙的一边或两边～也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。
第一节单元窑的结构设计
一、单元窑熔化面积的确定
单元窑熔化面积可用公式
F= G/g
2表示。式中 F—熔化面积～M,
2 g—熔化率～,t/M〃d,。
熔化率反映单元窑的设计和生产管理水平～包括原料成分、水分、质量的控制和窑炉运行的控制水平等～同时还与纤维直径有关。一般拉制纺织纱的单元22窑～g取 0.8，1.0 t/M〃d～拉制粗直径纱时可取略大一些1.5 t/M〃d。早期的技术资料表明当年的单元窑平均日产玻璃的熔化面积～可见现在已有较大进步。
二、熔池长、宽、深的确定
,1,池长L和池宽B是根据熔化面积和熔池长宽比,L/B,来决定的。即:
F
B=————平方米
L/B
L/B越大～投入窑炉的玻璃原料从熔化到完成澄清～其间的玻璃“行程”越长～也越有利于熔化和澄清。早期设计的单元窑熔他是很长的～日产量在8—50t/d ～,L/B,5，4。随着单元窑配合料微粉化及熔制工艺和鼓泡技术的发展与成熟～以及窑体耐火材料的质量提高和采用保温技术等措施～使熔池长宽比在3左右～也同
样可以获得满意的玻璃质量。现在设计取,L/B,值时～只有在考虑为下届窑炉有较大扩产需要时才选取,L/B,大一些～一般情况下取,L/B,为 3，4。
,2,他深h主要取决于玻璃的透热性及池底耐火材料能承受的温度。早期池底铺面砖选用致密结砖时～池底温度一般控制在1350?以内～而池底温度又直接影响玻璃熔化质量和窑炉熔化率。现在的F 玻璃单元窑～由于池底部位采取保温和鼓泡技术措施～在提高熔化率的同时～使热点附近的池底玻璃温度也提高到1440，1470?～因此池底 2/3以上高温区域的铺面层砖改用耐温和耐侵蚀性能更好的致密铬砖。有时也可通过适当加高池深来达到降低池底温度。一般而言～E玻璃单元窑单产在以下30t/ d～池深选600，700mm～随着单产的增大～目前的最高池深可达900mm左右。
三、池底鼓泡位臵的确定
单元窑池底设臵鼓泡装臵～按其作用大致有以下几种方式。
,1,将鼓泡器布臵在配合料生料堆聚集层最厚的部位有助于打散生料堆。但由于投料口和投料机的改进～目前已没有必要使用这种方法了。
,2,将鼓泡器排布在生料堆消失的位臵～该部位的玻璃液温度已经比较高了～因此通过鼓泡可强制较高温度的玻璃液向生料区推移～底部的玻璃液也可翻到面上吸收窑炉火焰空间更多热量～起到助熔作用～通过物理和数学模拟也都能证明这一点。要注意的是不能让生料层覆盖在鼓泡区域的玻璃液面上～否则将无法起助熔作用。
,3,将鼓泡器布臵在窑池玻璃液最高温度区～一般约为池长2/3 处～鼓泡作用可使更多的含气泡玻璃翻至玻璃液面排泡～起到促进澄清和均化的效果。
E玻璃单元窑的池底鼓泡位臵通常按以下两种原则确定:一是在池长1/3处布臵一排鼓泡器起助熔作用～在池长2/3，4/5处布臵另一排鼓泡器～起促进澄清和均化作用。这种布臵也是轻工窑炉鼓泡常用的方式,二是第一排鼓泡布臵在池长 1m
附近～第二排紧随其后～二排间相距约E或更近。这种布臵是近年来E玻璃单元窑常用的方式～理由是当采用细而干的微粉原料熔制 * 玻璃时～熔化不再是难题～但由于玻璃液中存在大量的气泡～因此良好的澄清和均化是确保玻璃液质量和提高熔化率的主要因素～采用两排鼓泡集中布臵可起到类似窑坎阻挡生料流的作用和加强玻璃液均化的作用。
四、窑池结构设计
,1,E玻璃单元窑的池壁结构有多种排列方式～适合小型池窑～池壁内侧没有横缝～池壁使用期一般不超过5年～在窑炉运行后期部分池壁要进行喷水冷却保窑。该结构对部分低温区可用致密锆砖替代昂贵的致密铬砖～节约部分投资。适用于较低温的池壁～这种结构一般不用喷水冷却保窑～而用外层加贴新砖来延长窑炉运行期。结构的池壁采用致密铬砖横向排列～因为致密铬砖不同于致密锆和AES, 砖～其横缝与竖缝的侵蚀速度差别不大。
,2,池底结构。A.适合于池底温度长期不高于1350?～短期不高于1370?的窑池。B.采取鼓泡孔二侧的致密铬砖高出池底面～而鼓泡头又高于两侧铬砖的方式～这样可在鼓泡头位臵以下形成液滞流区～减少由于玻璃液冲刷对池底造成的侵蚀。
C.采取鼓泡砖高出池底面而鼓泡头又高出鼓泡砖50mm左右的方式～同样
也可使池底耐火材料少受玻璃液的冲刷侵蚀。
,3,流液洞结构。当熔化池中已熔化、澄清好的玻璃液流经流液洞时～被强制降温并流入作业部的主通路。因此流液洞的作用既是熔池和通路间的连通道～也是熔化部和作业部的分隔区。E玻璃单元窑除了采用通常结构流液洞外～也常采用一种带有挡砖的流液洞结构。挡砖一般用优质错砖或铬砖做成～厚度为100，150mm ～包覆合金皮～浸入玻璃液部分的铂合金皮厚1mm～露在玻璃液上面的铂合金皮厚0.5mm。包铂合金皮的挡砖应伸进两边侧墙各150mm～以致当侧墙砖被侵蚀时～挡砖依然完整。为安全起见～在制订窑炉砌筑计划时～要使得包铂挡砖能在砌窑收尾
阶段插进去。挡砖以下的流液洞尺寸一般是洞高为洞宽的1/2，4/5～这种洞口形式更有利于从熔化池获取熔制质量好的玻璃进入主通路。此外玻璃液进入流液洞的流速不宜过快～以4，12m/h范围为宜～同时流速比较高的玻璃对底砖的侵蚀也较大～因此在流液洞处底砖要用铬砖面衬。
铂铑合金包皮长期在高温玻璃液中浸泡～晶体会长大、变脆～在玻璃液的冲刷下便容易损坏。为延长挡砖使用时间～可考虑在挡砖侧面开两个直径 25mm的孔～通入水管冷却或吹风冷却～这适合于日产量比较大的单元窑和玻璃液在洞内流速较快的情况。
五、火焰空间结构设计
火焰空间指大碹以下、玻璃液面以上的空间～它的周边包括胸墙、前墙和后墙。
窑池长、宽确定之后～影响火焰空间大小的就是胸墙高度。对火焰空间容积的确定～主要考虑燃料的燃烧和发热状况。玻璃窑炉内燃料的燃烧属于扩散式燃烧。除了高温环境及充足的助燃空气条件外～燃烧速度还取决于氧气的扩散和不断与燃料混合 ! 燃烧的过程～氧气扩散速度将直接影响燃烧的速度～同时必须提供足够的扩散空间和时间～使燃料达到完全燃烧。送入窑炉空间的燃料的化学能及燃料与空气的物理能之和与空间容积之比～称为容积发热强度。根据窑炉运行经验及充分考虑到窑炉耐火材料所允许的承受强度～一般取容积发热强度为
3120，240KW/m～通过该数值可以计算或核算胸墙高度。一般轻工窑炉的胸墙较高～约为1，2m～而单元窑熔化率低～胸墙高度为0.8，1.0m。
一般胸墙重量都是独立支撑在立柱上～池壁与胸墙间用挂钩砖分隔～挂钩砖砌筑时应与池壁留有鼓胀间隙～烤窑结束后再用锆泥把余留的缝隙密封。
在胸墙部位沿窑长方向分设多对烧嘴。支撑烧嘴的烧嘴砖～插入两侧胸墙～彼此相对放臵。烧嘴间距为600，1000mm～采用气体燃料或低粘度燃料油～烧嘴间距
一般取600mm左右～采用高粘度重油时～烧嘴喷油孔过小容易堵塞～这时可适当放大油孔～烧嘴间距也相应放大。在投料口区第一对烧嘴与后池墙之间的距离对生料熔化和排烟温度都有影响～距离越小该区温度高～化料快～但排烟温度高～会降低热效率～甚至使金属换热器过热。距离太大不利化料～影响熔化率。一般距离为1.2，1.6mm。前池壁与最末一对烧嘴间距～一般为0.3，0.5mm。为了监视窑内熔化状况和便于对燃烧嘴观察和调节～应在胸墙上设臵一定数量可开闭的观察孔。
六、烟道
从熔窑通到换热器的烟气～先经水平烟道～再过垂直烟道进入换热器。水平烟道的截面尺寸～通常按1—2m/s的烟气流速来选取～高度宜大于宽度。垂直烟道截面又略大于水平烟道截面。烟道耐火材料的侵蚀通常是很严重的。这不仅由于排出气体的速度快～而且还由于烟气中夹带有配合料粉尘。所以在水平烟道入口处底面～使用质量好的致密铬砖～稍后部位才用致密锆砖～再往后的底面、侧墙、磁砖则使用标准铬砖或电熔AZS砖。垂直烟道与换热器接口砖采用铬刚玉砖。
七、通路结构设计
通路的作用是接受从熔窑流液洞或挡砖下通道流过来的玻璃～逐渐降温、恒温～并使之达到合适的成型温度。尽管通路和熔窑两者实际是相连的～但通路的操作和控制完全与熔窑分开。并在多段通路的情况下～每段也都要单独控制～以保证满足拉丝所必须的成型温度。通常习惯称与熔窑相连接的通路部分为主通路,装有拉丝漏板的通路称为成型通路或作业通路～而从通路到各段作业通路间的连接通道称为过渡通路。
为了有助于玻璃液的均化和温度调制～不少专业人士认为主通路宜长～如5，8m～甚至更长些。而过渡通路的长度以方便拉丝作业为原则～一般取4.5，5.5m。
通路深度:主通路液深自流液洞后分几个台阶逐渐减低～最后一个台阶的液深为 100，160mm～常在该台阶前再设臵一块铂铑合金包皮的挡砖～挡砖浸入玻
璃50，80mm,也有在挡砖前设玻璃液溢流装臵～可放掉上层BO挥发量较大的23那层玻璃液,。过渡通路液深在100，160mm间。成型通路的液深与拉丝作业区玻璃的温度有关～目前常设计为100，110mm。
通路宽度:在通路液深确定后～通路的内部宽度取决于流过它的玻璃量。如果不考虑玻璃和耐火材料之间流动阻力的差别～一般E玻璃选取1.0，
32.0Kg/h.cm的玻璃流量来计算宽度。成型通路的宽度还要充分考虑漏板配臵的需要～如果漏板台数较多～也有在同一条成型通路上采用前后段两种不同宽度的结构。
第二节耐火材料的选用及砌筑
耐火材料在单元窑内长期受到高温、温度急剧变化及火焰、粉料、玻璃液的物理化学侵蚀和机械冲刷作用～因此随着时间的推移～将会逐渐地被剥落和熔入玻璃液～并给玻璃液造成气泡、波筋及难熔结石等缺陷～严重时使拉丝作业产生困难。当耐火材料被侵蚀到一定程度～便迫使单元窑停产冷修。因此从玻璃熔化质量和单元窑运行寿命等项要求来考虑～必须根据单元窑不同部位和不同热工制度～来正确选择适用的耐火材料。
一、E玻璃单元窑选用的主要耐火材料
1.致密氧化铬砖
它具有最佳抗高温E玻璃侵蚀性能～其侵蚀物基本上对玻璃液不造成污染～所以已成E玻璃单元窑的首选优质耐火砖材。
致密氧化铬采用等静压法成型～其致密度非常高～主要技术指标为CrO含23 3量,94%,空气孔率,15%～体积密度,4.24g/cm～侵蚀损耗只有致密锆砖的
1/10。用在E玻璃单元窑直接接触高温玻璃液的熔化部池壁、熔化部高温部位池底、主通路池壁和池底、过渡通路池壁等。
国际上常用的致密氧化铬砖牌号有美国CORHARP公司生产的 .C—1215、C—1215Z、CR—100等～德国VGT—DYKO公司生产的GR95WA 及日本品川株式会社生产的UC—PC—95。
2.致密氧化锆砖
该砖的抗高温 & 玻璃液侵蚀性能略低于致密氧化铬砖～也采用等静压法成3型～其技术指标为ZrO,65%～显气孔率,2.0%～体积密度约4.25g/cm～在E2 玻璃中温度超过1370?就有侵蚀。用在E玻璃单元窑接触玻璃液温度稍低的熔化部池底～过渡通路、成型通路的池底以及成型通路流液槽和漏板托砖等。此外致密锆砖还作为致密铬砖的背衬砖被使用。
国际常用牌号有美国CORHARP公司生产的ZS—1300、ZS—1500、ZS—835和ZS—78等～德国PGT—DYKO公司生产的ZS65WA～日本品川株式会社生产的UC—Z、UC—CZ、UC—CZB等。
近年来～我国广州岭南耐火材料有限公司引进国外技术和设备～也生产出了采用等静压法成型的烧结致密锆砖～已为国内玻璃、玻纤窑炉部分应用。
德国KGT—DYKO公司研制开发了一种新型粗粒结构致密氧化锆砖～大大改善了砖材的内部组织结构～进而提高了砖材的耐急冷急热性能。其体积密度为
33.75g/cm～其气孔率为17%。该砖牌号为ZS65AR～具有良好的抗热震性～最适用于拉丝流液槽及漏板托砖。
3.标准锆砖
3 该砖ZrO含量约为66%～容重为3.7g/cm～具有较好的热稳定性和抗剥落性。2
使用在粉料侵蚀较严重的投料口区胸墙及后墙～熔窑观察孔砖及通路火焰空间的胸墙和顶盖砖、烧嘴砖。但也有采用AZS的烧嘴砖与采用莫来石砖为过渡砖及窑炉二侧的间隙砖等。
4.烧结莫来石砖
3 该砖化学组成为AlO,74%;SiO2.2%。容重2.5g/cm～主要用途是标准铬的232
背衬砖～熔化部胸墙及前端墙砖、通路烟道内衬砖、大碹碹脚及放料口外层砖、换热器入口烟道外墙砖等。还有一种采用融熔法形成莫来石晶体后再烧结成的莫来石砖,具有更优良的抗高温蠕变性和耐热震性～可用作窑炉大碹和火焰空间胸墙～使用效果很好～目前国产化也已成功。
5.电熔锆刚玉砖,AZS砖,
3 该砖化学组成为ZrO 34%～AlO 49.2%;SiO15.9%。容重为 3.85g/cm～主2232
要用途是熔化部烧嘴砖及投料口砖。
6.电熔铬刚玉砖
3 该砖化学组成为CrO 28.3%～AlO58.3%～MgO～FeO 5.2%。容重约3.4g/cm。2323 23
主要使用在换热器入口处的烟道接口砖。
二、窑炉的砌筑技术
精心设计的窑炉～必须精心砌筑～砌筑质量对窑炉寿命、燃料消耗～玻璃熔化及拉丝作业都有很大影响。为了满足窑炉对砖材砌筑尺寸和窑体热膨胀等基本要求～因此窑炉的池壁砖、池底铺面砖都要进行切磨。此外窑炉耐火砖之间膨胀缝的合理预留也是极其重要的环节。下面对砌筑技术要点作一简单介绍。
1.钢架验收和预砌筑
,1,根据窑炉施工基准线和窑炉中心线～进行钢结构放线施工。按钢结构设计
要求和施工允许偏差铺设主、次梁和扁钢～同时也对通路钢结构进行施工。
,2,为确保砌筑施工质量和施工进度～对尺寸和砖缝有严格要求的池壁砖、池
底铺面砖及所有承重拱砖应进行预砌筑。但如果上述砖材的尺寸精度很高～完全符
合设计要求～也可不进行预砌筑。凡进行预砌筑的砖必须按顺序编号～正式砌筑时对号入座。
2.砌筑顺序和方法
,1,在池底钢结构验收合格的基础上～按窑炉施工基准线与窑炉中心线放出相关的投料口、前后排鼓泡及成型通路上各台拉丝漏板的中心线。
,2,池底砌筑～包括通路底。砌好保温砖和高岭土大砖后～在砌筑池壁处内外放宽30，50mm找平。多层型地底结构在砌筑时必须按标高负偏差控制～池底总厚度的允许偏差一般为-3mm。在池底高岭土大砖上面铺设一层铬质捣打料作为密封层～可防止玻璃液渗透至抗腐蚀性差的粘土砖层。
,3,池壁砌筑～包括通路池壁。砌池壁的底砖必须保证水平度～否则要对该部位底面砖进行加工～直至达到要求。多层池壁砖砌筑时～先里后外地操作～要确保炉膛内尺寸～严禁砖材砍凿面朝向炉膛。墙角需交错压缝砌筑～严格保持垂直度。
,4,吊装立柱。采取临时措施稳住立柱～然后按设计要求安装碴碴角钢～立柱与碴碴角钢必须紧靠～同时定准标高。
,5,砌筑大碹。制作碹胎～经拱架做承载沉降试验和相应尺寸检查后～大碹由两侧同时向中心砌筑～并要求连续作业～尽量控制在 !*+ 内完成。大碹保温层施工待烤窑结束后进行。
,6,砌筑胸墙、前墙、后墙和通路火焰空间。胸墙的砌筑应在仔细检查托架、托板和支撑架安装合格后进行。砌筑挂钩砖与胸墙砖要有采取防止向窑内倾倒的措施。
,7,砌筑烟道、烟囱。必须在清除窑内杂物～并用吸尘器吸净后进行砌筑。熔窑烟道和烟囱的砌筑～还要与金属换热器相配合～通路烟囱必须等通路砌筑完毕后再砌筑。
,8,砌筑方法分干砌和湿砌两种。
干砌部位:熔化部和通路的池底、池壁～火焰空间部位的挂钩砖～熔化部和烟道的碹碹砖～电熔砖砌体及通路顶盖砖。
湿砌部位:熔化部火焰空间的侧墙和碹顶～烟道、烟囱及窑炉的保温层砖～湿砌所用泥浆应根据所用耐火砖材配制相应耐火泥。
3.砌筑的质量要求和检验
,1,砖缝。要求砖与砖间的缝隙要小～空间各部位砌体的砖缝允许厚度一般不超过2mm。碹顶砖缝要求小于1mm～保温砖可扩大至 3mm。
,1,膨胀缝。耐火砖材受热会膨胀～应根据所用砖材及所处部位的温度状况来留设膨胀缝。每1m长的砌体内留设膨胀缝的平均值可用平均线膨胀系数!均求出。池底砖、池壁砖～要适当减少～以防胀不满E玻璃单元窑所用主要耐火材料致密铬砖、致密锆砖的膨胀缝平均值约为5mm。膨胀缝要均匀分段,间距不大于2m,留设～内外砖层间按封闭式留设～上下砖层间按交错留设～胀缝内应保持清洁～外层用胶带密封砖缝。
,2,允许误差。对标高、水平度、垂直度、线尺寸和砌体表面平整度都有严格的允许误差范围。砌体砖缝用塞尺检查～塞尺厚度等于被检验砖缝的规定厚度。平整度用2m靠尺在所有方向检查。在全部检查结束并对窑内多次清洁后进行密封处理～尽量减少外界杂物、尘
第三节单元窑的附属设备
一、投料机
E玻璃原料采用了100—300目的细干粉料～其中含硼原料受高温又容易结
块～所以比较适合的投料机是螺旋式投料机。这样给料仓可以放臵在离开熔窑一段距离的位臵处～减少受炉体高温散热的影响。投料机出口端插入胸墙上部～为了避免该处受窑炉热量辐射而温度过高～通常在投料机前段装配有水冷夹套～该夹
套用不锈钢板焊接～内通循环冷却水。由于废气中含有玻璃原料分解产生的SO、燃料中含硫物质的燃烧产物SO及玻璃助熔剂分解和挥发的氟化物～从而使22 废气呈较强的酸性。因此这种工作环境对投料机金属材料会有一定的腐蚀影响。
螺旋投料机可通过变速来调节给料量～并能保持连续稳定地投料。E玻璃单元窑一般采用相对布臵的两台投料机～如果其中一台要检修时～另一台也应能满足投料量的需要。拉制粗直径纤维为主的单元窑也可以采用单侧投料～但也应安装两台投料机～一台作备用。
二、鼓泡器
前节单元窑结构设计中～已对鼓泡器的作用及安装位臵等作了介绍。鼓泡器的关键结构是鼓泡头～由于要长期插入熔窑的玻璃中～因此必须选用耐高温和耐玻璃液腐蚀的材料来制作。对E玻璃单元窑通常铂铐合金材料～它可确保在窑龄期内的安全使用。鼓泡头端部开有流通空气的小孔～根据泡径要求一般为直径0.8—
3.0mm的圆孔。在熔窑运行期内是不允许堵孔的～所以开孔也不能过小～同时要求进入鼓泡管的空气必须经过过滤干燥处理～达到含尘量小于 "+,-+%～3尘粒径小于1mg/cm～干燥常压露点 / (#0的技术指标。供气系统应该设三路～其中两路作为备用气源～包括一旦孔口堵塞时以一路高压空气冲通堵孔。
鼓泡气压的大小与玻璃液深有关～一般正常管路进入系统气压在 #)%123 左右～备用冲孔管路气压在 #)4123 以上～随液深增加～气压也要适当加大。此外还要根据泡频～即每分钟的鼓泡数量进行气量调节。如泡频为0.3MPa～鼓泡空气消耗量约为0.7MPa。实际运行时泡频应视窑内熔化状态稍作调整。要注意鼓泡压力和流量都不能过大～不允许鼓泡区域出现沸腾状态。
三、燃烧系统
1.熔窑燃烧系统
燃油系统的流程是:从厂总油站送出的燃料油～一般先进入设在池窑拉丝车间内的中间油罐。该油罐内装有蒸汽盘管加热～以保持油温为#$ % #&’左右～处于可流动状态。在出中间油罐之后～便经油过滤器到油泵～油泵出口的一路又回到中间油罐,采用手动回油阀～最好并连一个过压回油阀～当油压超过后面系统所能承受的压力时～即打开或开大回油～以始终保持在安全油压之下,,另一路送至二级加热器。若使用粘度大的重油时～先进入二级加热器中的蒸汽加热器～使油温上升到!($ % !(&’～再进入电加热器～将燃油继续加热到!)&% !*$’。如果是使用粘度小的燃料油时～油温在+$ % !($’即可满足燃烧器雾化要求～则原二级串联加热器改为蒸汽和电加热器并联～互为备用,二级串联加热器之后～通常还增加一路备用电加热器,。从加热器流出的燃油最好再经过一道二级过滤装臵～然后通过电磁阀、减压阀、流量计及调节阀等装臵～最后送到炉前的每一个油烧嘴。油雾化后～与助燃空气同时从燃烧器喷入窑内燃烧。采用低粘度燃油可以使用($,-. 低压空气雾化,使用高粘度重油必须用压缩空气雾化。雾化空气系统～在雾化空气管路上装有调节阀和流量计～空气量应是雾化空气量和通过金属换热器送出的二次预热空气量之和～该调节阀是为了根据燃油量变化来调节空气量的～目的是确保良好的雾化效果。金属换热器送出的二次预热风～被分配到各燃烧嘴时～可通过入口处的蝶阀～单独调节进入各烧嘴的助燃空气量。有的设计为了提高对窑温的调控能力和防止换热器温度过高受损坏～也可以在金属换热器出口的热风总管上装有自动放空阀～一旦出现预热空气高于控制范围时～立即将部分热空气放空来达到降温目的。金属换热器最大流量的选择要考虑窑炉燃烧温度的要求。
燃烧系统调节过程必须保证熔窑始终处于微氧化气氛。因此窑温低于控制值时～在开大燃料调节阀之前～必须先开大助燃空气调节阀,相反窑温过高要减少燃料消耗量时～应先关小燃料调节阀～后关小助燃空气调节阀。在调节过程中燃料量与空气量成比例变化。助燃风机与安全切断阀、油泵实行连锁。
天然气燃烧系统的流程相对简单一些。天然气从工厂调压房送到车间～其压力一般是$"/0-.～经过滤器～安全切断阀、减压阀～将气压降到 $"!$ % $"!)0-.～再经流量计和调节阀到达炉前总管后分送至各个燃烧器供燃烧。它不再需要雾化系统～而助燃空气部分与燃油系统相同。需要增加说明的是安全切断阀除与风机连锁之外～还受天然气进气压力控制。当进气压力高于过滤器及其后的仪表所能承受的压力时～为保护系统仪表～安全切断阀立即切断,而当进气压力低于正常工作所需要的压力时～也立即自动关闭～以防自控系统混乱。
单元窑燃烧系统经常采用的是一种复合型燃烧器。它由热风风套和油烧嘴,或燃气烧嘴～或油和燃气组合烧嘴,组成。为了调节火焰长短～在风套外面有一套调节喷嘴出口～到燃烧器喷口距离的装臵。国内自行设计制造的燃油燃烧器～已在多座单元窑上用过。设计采用两级压缩空气雾化～当使用高粘度重油时也能满足熔制玻璃的要求。
2.通路燃烧系统
玻璃从熔窑流入通路后～为了最终达到拉丝所要求的温度～应该有一个稳定的降温和保温过程。由于对燃烧的调节量小～一般都使用天然气、石油液化气等气体燃料。在进入燃烧嘴前～燃气与空气已按燃烧比例混合好～所以在负荷调节过程中～空气和燃气的比例是不变的。不过有一点必须指出～目前各种预混燃烧装臵都要求燃气的热值和相对密度要稳定～否则就达不到比例调节的目的～不能保持燃烧气氛。采用石油液化气作热源时～要在液化气站内预先除去 #$ 等高气化点碳氢化合物～因为这类物质在常温下易凝结成液体～不仅影响燃气热值的稳定～有时还会排入下水道而造成隐患。初混的液化气热值保持在～最好通过化验或在线质谱仪经常性检测～并随时根据检测的结果调节初混空气量～保持进入
燃烧系统的燃气热值。
通路燃烧系统又可分为大系统和小系统两种形式～分别做如下介绍。
,1,大系统式空气、燃气预混燃烧装臵～引入车间的燃气依次经由过滤器、安
全切断阀、压力调节阀,如需减压时,、流量计、到达零压阀。这时燃气压力为零值,相当于当地大气压力,～并与也经过滤后的另一路空气同时被吸入机械混合器,由于燃气风机的抽吸造成混合器负压,。位于混合器顶的手轮用来变化空气或燃气的进口截面积,或阻力～这样可以调节空气和燃气的比例。空气和燃气按一定比例通过燃气风机进行搅拌混合～并同时提高压力达到%’+23 左右。预混气从燃气风机送出后先经多孔板阻火器,保护风机用,再到流量计。在多孔板与流量计之间又设臵了爆破头放空管和人工放空管～供开车时先放掉空气和燃气比例不合格的预混气。然后分成多路。每一路都可以独立控制～并设臵独立的调节阀、多功能阻火器,一用一备,～分送到多组预混气分配管。每一分配管又通过金属软管分送到各个烧嘴。预混气从烧嘴喷出后～在烧嘴砖内燃烧～从观察孔看通路～可见到发亮的各个烧嘴砖孔和温度均匀的通路玻璃液面。
通路的温度通过插入顶盖砖以下 $(00 的热电偶来检测,先由变送器变成调节
器能接受的讯号～再由调节器经过比例、积分、微分运算～并与控制值进行比较后送出电流讯号。如调节阀采用气动式～则电流讯号转换成压缩空气的压力讯号,如调节阀采用电动式～则弱电流讯号放大而后送到调节阀。当通路温度低于控制值时调节阀会自动开大～以增加预混气量～使通路温度上升～反之也一样。关于安全保护～首先要有正确的设计～保证燃烧调节过程始终在安全运行范围～不会产生回火。如果预混气管路受外部高温影响～造成管内温度高于着火温度～必定产生回火。这时多功能阻火器能将回火阻隔～多功能阻火器除阻断火焰之外～还有另两个功能:一是阻火器内有双金属阀片～一旦阻火器温度过高～有可能烧坏不锈钢丝网时～阀片先发生变形来阻断预混气通过阻火器,二是阻火器上有一个微动开关～一旦发生回火～便发出电讯号让调节阀关闭。 ,2,小系统式空气燃气预混燃烧装臵。其工作原理是助燃空气由离心风机送出～经蝶阀、总风管分送到各独立的小系统,
按主通路、过渡通路和成型通路组成的池窑拉丝通路系统～分为若干个独立的温控系统,。各小系统的助燃空气又经调节阀送到混合器的喷嘴～空气经喷嘴变为高速气流～并产生负压。燃气,液化气或天然气,经减压阀、流量计后也被分送到各独立小系统的燃气入口～并经电磁阀、零压阀将燃气压力降至零压,相当于当地大气压,～再通过微调阀被高速空气流产生的负压吸入混合器。空气和燃气二者在混合器内混合、扩散后分送至各个烧嘴进行燃烧。经过混合的燃烧气体的压力要略高于输送管路和烧嘴处的阻力。混合气体在通路烧嘴砖内就已基本完成燃烧～所以一般在通路空间是见不到火焰的。
通路空间温度由插入顶盖砖以下的热电偶检测～经温度变送器显示和记录温度～送到调节器进行比例、积分、微分运算～并与设定温度值进行比较后送出调节信号～通过电气转换器和气动调节阀进行调节。调节阀门开大,或关小,～则空气量增大,或减小,～燃气量也会按比例同时增大,或减小,～于是通路温度随之相应升高,或降低,。通路火焰空间控制点的温度波动可在 ! "#范围内。整套装臵的关键是混合器品质要可靠～如在燃气热值和相对密度稳定的条件下～始终保持进入混合器的空燃气量符合一定比例～这样才能达到比例调节控制温度的目的。
各独立小系统均设有多种安全保护装臵～如混合器出口气管路上设有爆破头～爆破头上的微动开关与电磁阀,安全切断阀,联锁～当某一系统发生回火时～爆破头内$%$&’’ 厚的铝膜破裂～微动开关动作～使该系统的人工复位阀、电磁阀失电而切断燃气～但其余各独立系统照样可正常运行。此外在混合器入口管路上还设有压力开关～如遇到助燃风机压头突然下降～有可能造成混合气喷出速度降到临界速度以下～这时压力开关可提前使电磁阀失电并自动断开～防止发生回火。电磁阀还与助燃风机联锁～即风机不启动～电磁阀就不会打开～进一步保证系统安全运行。
小系统的调节阀设臵在助燃空气管路上～这样更安全些～并可以不设阻火器。调节阀采用气动薄膜阀和气点方式～在调试时先设臵好调节阀的流量下限位～这样
可保证在运行操作过程中始终有一定量的混合气流过烧嘴～可防止因烧嘴处流速过低而造成回火。
大系统和小系统二者都能满足池窑拉丝生产的要求～设计者可根据实际条件选用。
四、金属换热器
E玻璃单元窑熔制温度高～烟气温度也相应高些～一般水平烟道进口的烟气温度在1500?以下,在经水平烟道和垂直烟道的冷却后～也仍可能达1350—1450?左右。通过金属换热器回收余热～可使助燃空气温度预热到700—850?。相当于增加30—40%的热能利用率。实际上预热后的助燃空气～提高了燃料的理论燃烧温度～增强了火焰辐射强度～对提高单元窑熔化能力也很有好处～所以其综合节能效果还要大。
辐射式金属换热器又有普通双筒式和喷流强化式两类。喷流式换热器多了一层喷流板。有 .$/左右的冷空气在喷流板与内筒壁间流动和进行热交换～而其余冷空气通过喷流板上的小孔,喷嘴,～以较高速度喷向内筒壁～不仅直接冷却内筒壁～而且对主空气流产生扰动～从而提高了内筒壁对空气的放热系数～由于烟气对内筒壁的放热系数比筒壁对空气的放热系数高得多～因此也提高了烟气对空气的传热系数～降低了内外筒壁的温度差。这种形式的换热器～其结构和制造较复杂～目前国内的 ( 玻璃单元窑上还使用不多。
选择金属换热器材料时～应以内外壁最高温度和适当考虑意外情况下可能超出的温度及加上合理的余量作为依据。而且还要考虑材料的抗氧化性能和高温蠕变性能等因素。
金属换热器的安全使用是单元窑设计者和工厂必须认真考虑的事。在烤窑升温阶段～换热器刚投入使用时～随着窑内烟气温度不断升高～换热器自身温度也随之升高～其材料就会发生快速热膨胀。换热器筒壁和管道的胀缩～均由各自的波纹状
膨胀环来吸收～而整体结构的热膨胀则必须通过人工操作来进行调控。如及时松开定位装臵上方的螺栓～增加平衡砝码并保证平衡装臵的自由上下移动等措施。一个重要的经验是升温前在吊装换热器时～保证换热器底部平面提升到离烟道出口耐火砖的肩部约 !"#$$～这样当温度升高后～换热器可自由向下延伸。一般情况下～延伸量不超过 !##$$。但一旦向下延伸量较大～使换热器底面与烟道砖肩部距离缩至"#$$ 时～应采取人工向上拉升措施,增加平衡铁,。当换热器进入正常运行状态,即膨胀已完全释放,时～可把换热器底部的定位螺母固定～并保持换热器底面与烟道砖肩部距离约为 "#$$。
换热器上、下段内壁及空气进、出口等部位均应设臵热电偶～显示测点的温度状况。在内壁高温段温度点及预热空气出口温度点还应设有报警信号～以便及时处% 玻璃单元窑燃烧工艺的要求～理换热器的工况变化。根据换热器所用材料及一般设定预热空气报警温度为设计温度加 "#&～内壁报警温度为材料允许长期工作温度减 "#&。如预热空气温度报警～可打开放空风口蝶阀排放掉一定量的热空气～并同时加入冷空气进入量来降低换热温度。当然也可通过降低烟气温度的办法来处理。此外为保证安全还要注意两点:一是运行过程中只要烟气温度超过’"#&～换热器内就要有足够的空气流量,二是出现预热空气温度过高时～还应判断是否有未完全燃烧的燃料进入换热器内继续燃烧,一旦出现应迅速减少燃料供给量,。
第四节助熔易燃技术的应用
一、辅助电熔在单元窑上的应用
在火焰窑的熔化地插入若干电极～并向电极供电～交流电通过电极在熔融玻璃液内产生焦耳热～从而改善玻璃的熔制、澄清与对流～这就是电辅助加热～也称电助熔。一般电助熔可提高窑炉日产量20—40%。由于电助熔基本上不增加窑
炉散热量～只有电极保护套的冷却水带走少许能量～因此热效率比较高。1tE 玻璃辅助电熔的耗电量约为～对E玻璃或 1 玻璃耗电约降低)左右。有关电熔窑内容详见本章第五节。
二、纯氧助燃技术的应用
众所周知～自然状态下空气中的氧气含量约为21%。通常玻璃窑炉燃料燃烧所需的氧气由空气供给～因此在空气助燃的燃烧过程中～约占空气79%的氮气有害无益。大量氮气被加热后作为废,烟,气排入大气～造成热量损失～氮气在高温下有少量氮与氧气化合～成为极有害的氮氧化合物NO污染环境。含大量氮气2 的烟气流过蓄热室或换热器等设备后还加速腐蚀～缩短设备使用寿命。
增加助燃空气中氧气含量的助燃工艺始于20世纪40年代～美国康宁玻璃公司开创了玻璃熔窑富氧助燃的先河。近几年来～由于对环保因素和节能效益的重视～以美国为代表的国外玻璃行业已开始推广应用纯氧助燃技术。从目前的应用情况看～纯氧助燃技术十分适合于熔化量较小的单元窑、马蹄焰窑等。
以全氧或高纯氧气作燃油雾化介质～或与燃气在喷枪内混合～经充分雾化后喷入玻璃窑～形成燃烧火焰称为氧&燃料燃烧或纯氧助燃。该项工艺在单元窑上应用的关键之一是喷枪的选用。由于氧气直接输入到喷枪内～对燃烧特性影响大～国外采用的喷枪一般都具有火焰易调整、火焰亮度大、寿命长、运行费用低及氧化氮散发量少等特性。喷枪的布臵～第一对与投料端呈10?角～其余各对交错布臵～为避免因纯氧助燃产生的火力大和温度高的火焰直接冲击对面胸墙。
供氧气的方法有用管道输送气态氧、用推车输送液态氧以及现场制氧等。
纯氧助燃技术的应用具有如下诸多良好的效果。
1.节能。由于燃料燃烧更为充分～火焰强度大～热辐射能力强,由于废气及其带走的热量减少～热效率提高。据报道～纯氧助燃工艺的节能效果达到 #$)以上。
2.减少废气和粉尘排放。主要是氮氧化合物废气含量大大减小～所携带的粉尘量也相应减少。据报道采用纯氧助燃工艺时～每吨玻璃的排放量可减少左右～最高可减少～粉尘排放量可减少。这对美国等环保立法控制排放量的国家～更具有推广应用的价值。
3.提高玻璃产量和熔化质量。国外采用纯氧助燃工艺改造后的窑炉～其熔化
率和产量提高左右～玻璃气泡,灰泡,减少了 *-)。
4.其它效果。由于减少其它的环保措施费用～减少配合料损失～减少熔窑耐火材料侵蚀～以及由于不需要庞大的换热器或蓄热室～因此具有降低成本、节约投资等效果,不计算制氧设备投资,。
我国目前已认识到纯氧助燃工艺所带来的一系列优点～已开始重视对这项新技术的开发和应用。
第五节窑炉的启动和投产
一、投产准备
,1,窑炉钢结构和窑体砖结构施工过程中应该建立分项验收制度。首先是对钢材、砖材、保温材料及耐火泥等提供理化指标、外形尺寸和允许误差～由厂和车间分析人员对各种材料的理化指标及外形尺寸进行抽查～凡不合格者应退换或重新加工。窑炉主梁、次梁和立柱安装结束～应及时分别检测安装误差～凡不符合者应及时修正～直到合格为止。做好记录并经施工者与厂方共同签字认可。对于多层砌筑的耐火砖～每层泥缝或干砌间隙都应分层验收～特别要注意致密锆砖和致密铬砖必须保证膨胀缝间隙符合设计要求～干缝内清洁无杂物～验收后用胶带纸封贴～防止脏物进入干缝内。内层胶带只胶上部～外部施工时即揭去,外层胶带纸在点火封炉时揭去。点火检查时先查验上述验收文件和记录。
,2,抽查窑炉内外表面的膨胀缝、泥缝尺寸是否符合验收文件～检查后对窑炉材料和砌筑进行评价～合格后立即封窑。
景德镇陶瓷大学《窑炉课程设计》说明书 题目：日产8500m2抛光砖辊道窑设计 院（系）： 专业： 姓名： 学号： 指导教师: 年月日
目录 摘要 (1) 前言 (2) 1.设计任务书 (3) 2.烧成制度的确定 (4) 2.1温度制度 (4) 2.2 气氛制度 (5) 2.3压力制度 (5) 3.窑体主要尺寸的确定 (6) 3.1窑内宽 (6) 3.2 窑长 (6) 3.3三带长度与比例 (7) 3.4窑内高 (8) 4.工作系统的确定 (9) 4.1.排烟系统 (9) 4.2 燃烧系统 (9) 4.3 冷却系统 (10) 4.4传动系统 (11) 4.5窑体附属结构 (13) 5.燃料燃烧计算 (15) 5.1 理论空气量 (15) 5.2实际空气量 (15) 5.3理论烟气量 (15) 5.4实际烟气量 (15) 5.5燃烧温度 (15) 6.窑体材料及厚度的确定 (16) 6.1窑墙 (16) 6.2窑顶 (16) 6.3窑底 (17)
7.物料平衡计算 (188) 7.1.每小时烧成制品质量： (18) 7.2.每小时烧成干坯的质量 (18) 7.3每小时欲烧成湿坯的质量 (18) 7.4.每小时蒸发自由水的质量 (18) 7.5每小时从精坯中产生的CO2 (18) 8.热平衡计算 (199) 9.窑体材料概算 (299) 10.后记 (311) 参考文献 (322)
摘要 本设计的题目是日产8500m2抛光砖辊道窑设计。说明书中具体论述了设计时应考虑的因素,诸如窑体结构、排烟系统、烧成系统和冷却系统等等.同时详细的进行了对窑体材料的选用、热平衡、传动设计等的计算。 本设计所采用的燃料为液化石油气，在烧成方式上采用明焰裸烧的方法，既提高了产品的质量和档次，又节约了能源，辊子运输可减少窑内装卸制品，和窑外工序连在一起，操作方便，同时具有很高的自动化控制水平。 本说明书内容包括：烧成制度确定、窑体主要尺寸的确定、工作系统的确定、窑体材料和厚度的确定、燃料燃烧计算、物料平衡计算、传动计算、工程材料概算等。 关键词：辊道窑; 液化石油气;
年产3000万片西瓦辊道窑生产线工程设计设计说明
年产3000万片西瓦辊道窑生产线工程 设计说明书 黄冈市中蓝窑炉有限责任公司 黄冈市中南窑炉设计研究所
第一论总论 1.1 项目概况 1.1.1 项目名称 年产3000万标块煤矸石烧结西瓦生产线。 1.1.2 项目组成 该项目是由原料制备系统、成型系统、烧成系统组成。 1.1.3 项目建设单位及设计施工单位 1、建设单位： 2、设计施工单位：黄冈市中蓝窑炉有限责任公司 1.1.4 初步设计的范围 1、工艺技术方案设计及设备选型； 2、热工工艺方案设计及设备选型； 3、环境保护、消防、职业安全与职业卫生方案设计； 4、总概算与技术经济评价。 1.2 设计依据与指导思想 1.2.1 设计依据 1、国家有关工业废料综合利用及墙体材料改革与建筑节能的法令和政策。 2、结合本地原料资源的特性和投资者对投资的要求。 3、所估评的材料设备价格是依据现在国内市场价格。 1.2.2 设计指导思想 根据项目的性质和产品要求，设计工作遵循“切合实际、经济合理、安全适用、符合基本建设要求”的原则进行设计，并充分考虑到周边地区对该类产品的接受能力和认可的程度。 1、有利于保证产品质量 该项目是利用煤矸石为原料的烧结西瓦生产线，生产过程较一般粘土普通砖复杂，工艺要求更为严格。因此，为保护产品质量，设计中采用了以下有效措施： (1)在原料处理阶段，加强原料的细化制备，采用强力搅拌对（煤矸石）进行细化处理。 (2)为了生产方便、节约投资、采用辊道窑烧成工艺。 2、贯彻节能原则
所有工艺设备，均选用高效节能产品。在保证产品质量的前提下，降低了装机容量，从而达到节能的目的。 3、做好环保、劳保、消防设计 搞好环保和劳动保护，利用切实有效的措施治理粉尘和噪音。同时选用先进的工艺设备，严格遵守防火规范。 1.3 项目提出的背景 西瓦是我国传统的建筑材料，在以往我国的城乡建设中曾起到过十分重要的作用。但是，传统红瓦生产及使用过程的弊端也是显而易见的，破坏植被，大量毁坏良田、污染环境；浪费能源、功能低下等缺陷成为世界各国试图请出市场的对象。在我国经济建设发展的今天，已成为了影响基本国策的社会问题。但是，由于烧结建材制品优异的生态指标和良好的施工性能，既使在现今发达国家建材市场中仍占有相当大的比重。在我国西瓦和工业废渣综合利用是今后砖瓦工业发展的主导方向。 1988年国家建材局、建设局、国家土地局等联合组成全国墙体材料改革领导小组和办公室，运用系统工程方法开展新型墙体材料的推广工作。联合发出《在框架结构建筑中限制使用实心粘土砖的规定》，制定了一系列限制使用实心砖，推广新型墙体材料的政策和法规。在上述工作的推动下，国务院于1992年发出了《关于加强墙体材料革新和推广节能建筑意见》的通知(国发[1992]66号)，在该通知推动下，地方各级政府先后均制定了与此相适应的地方性法规、政策，积极推动墙体材料革新和建筑节能工作，有些地方已将这些工作内容当作地方行政官员的政绩进行考核。 1999年12月13日建设部、国家经贸委、质量技监局、建材局建住房[1999]295号文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》中明确规定：“自2000年6月1日起，各直辖市、沿海地区的大中城市和人均占有耕地面积不足0.8亩的大中城市的新建住宅，应根据当地实际情况，逐步限时禁止使用实心粘土砖，限时截止期限为2003年6月30日。”今年国家发改委及国家墙改办已明确发文规定在全国的大中城市中继续进行限时禁用粘土实心砖，并且各省、市、自治区及重点城市均已制定出限时禁用粘土实心砖的政策或政府令。1999年12月7日国家建筑材料工业局、建设部建材行管发[1999]330号文《关于发布推荐建材产品目录的通知》明确指出：对于“符合GB13544-92、GB13545-92技术性能的要求，年单条线生产能力在3000万片瓦以上生产能力的，在有煤矸石、和页岩的地区，应尽量用此类产品，少用或不用粘土制品”。 国务院1996年发出《关于进一步开展资源综合利用意见》的通知(国发[1996]36号)，在此文件精神指导下，国家经贸委、煤炭工业部、财政部、电力工业部、建设部、国家税务局、国
国外玻璃窑炉设计现状 １引言 玻璃窑炉设计实际上是综合考虑客户对玻璃窑炉投资，窑炉寿命和运行与维护成本的需求；对玻璃窑炉技术选择，节能和排放问题的设想；以及环境保护，卫生安全等相关法律规定。然后，按照一定的步骤程序提交完整的设计方案，确保窑炉所有重要的性能指标的过程。 由于全球经济相互融合，外国耐火材料企业集团不断以合资、独资、控股等方式进入中国市场，中国耐火材料企业也要走出去。即使在国内，企业最终面临的竞争对手也必然是外国企业。我国虽于2006年9月取消了包括耐火材料等产品的出口退税政策，但是参与国际竞争对激励耐火材料企业提高工艺技术和生产效率，提高耐火原料资源的利用率，强化社会节约意识，控制资源消耗等均起到积极推动作用。如果企业在未知国际化市场资源的情况下，贸然参与竞争是危险的。为此，从合同管理、工程设计和计算机仿真设计三个方面，介绍国外玻璃窑炉设计现状，有助于国内企业开拓窑炉耐火材料出口渠道，稳步进入国际市场。 ２玻璃窑炉设计合同管理 国外玻璃窑炉设计代表性的合同管理程序流程如图1所示，它表示出窑炉设计者必须处理的典型问题。 该管理流程有利于客户在招投标过程及合同签署前。获得所有供决策的信息，特别是涉及投标预算编制中有关设备、建筑材料和工程成本的详尽计算数值，尽管这类信息的收集要牵涉到合同签署后的一些程序。
合同管理要求工程文件清晰规范，所有文件诸如图纸、会议记录和概算必须归档便于查询。设计公司利用数据管理系统，集中存储一个工程的所有信息，通过内部电子通讯系统(局域网)等数据共享的管理方式，让专业人员随时查找工程设计数据、工程进度、专业衔接与改进方案，保证工程进展顺畅，避免差错的产生。 ３玻璃窑炉的工程设计 玻璃窑炉工程技术因素如窑炉熔化率、能耗及其窑龄，财务因素如投资成本、风险和清偿期限，以及燃料污染程度与燃烧技术的选择等生态环保因素，它们相互关联、互为因果。窑炉工程设计因而需经历一个反复比较、筛选的过程。在国外，该工程设计的许多部分仍建立在经验的基础上。但是，数学模型和测试手段的发展对玻璃窑炉工程设计中工艺参数的检验作用正在增强。表１所列是国外玻璃窑炉设计中应用的有关方法。 客户生产需求理论设计与实验方法 玻璃质量经验，数模仿真，颗粒示踪，气泡示踪排放经验，数模仿真，实验 节能热平衡计算 窑龄经验，试验室试验，无损探伤成本比较经济核算每个玻璃窑炉的熔化系统设计和技术选择取决于客户对玻璃生产数量和质量的需要。通常，在该设计阶段开始利用数学模型进行检验。有关窑炉实际运行性能的详尽知识的积累是数模合理设定的关键，数学模型的精度通过对颗粒示踪方法在模型和实际窑池中结果的比较加以验证。 滞留时间是颗粒示踪方法结果之一，该参数具常规可靠性，能用于预先评估所能获得的玻璃质量。数学模型近年来己发展至预测玻璃中气泡的变化过程。需要指出的是数学模型不能用于设计改变很小的窑炉，玻璃窑炉运行中几个不确定变量的影响足以左右数模的计算精度。数模计算即趋势分析，利用数学模型可以研究确定玻璃窑炉设计显著改善所产生的重大变化。图２所示为数学模型仿真中典型的颗粒示踪路径，其滞留时间较短。 预测玻璃窑炉排放级别的数学模型仍在开发之中，这类数学模型将来对窑炉设计的支持作用会不断增
摘要介绍了260～300td一窑四线平拉玻璃熔窑的设计情况，包括：熔化部设计，分支通路的布置原则，分支通路长度尺寸的设计，全窑池底结构形式和不同池深的窑底结构处理。 关键词平拉玻璃熔窑设计 天津玻璃厂是我国采用平拉工艺(格法)生产平板玻璃的重点骨干企业。该厂于1986年全套引进了比利时格拉威伯尔公司(Glaverbe1)的平拉玻璃生产技术及主要设备。建设初期为一窑二线，并留有可热接第三线的接口。后来在不停产的情况下，成功地热接了第三线，建成了国内第一条一窑三线的平拉玻璃生产线。长期稳定地生产2 mm厚优质薄玻璃，工厂取得了良好的经济效益，同时为国内多家平拉玻璃企业提供了技术支持。 随着天津市城市建设的发展和环境保护的要求，该生产线所在的地理位置已被规划为商住区，玻璃厂需要搬迁到新址。由于原一窑三线已经完成了两个窑期近17年的运行，拆后可利用的设施已不多，以及要扩大生产能力的考虑，工厂决定新建一条一窑四线平拉玻璃生产线。设计熔化能力260～300t／d，燃料为重油，窑龄8年，玻璃原板宽 度4000 mm，耐火材料立足于全部国产，现将有关设计情况介绍如下： 1 熔化部设计 在80年代引进的一窑三线平拉玻璃熔窑，从窑型尺寸到各部位细部结构看，该熔窑的熔化部在现在看来仍是一座200 t／d级的技术比较先进的熔窑。本次工厂搬迁需要新建同样技术先进的一窑四线，熔化能力为260～300 t／d的熔窑，并要积极采用近年来的各项熔窑新技术。 本设计确定一窑四线平拉玻璃熔窑的熔化部，采用近年来在国内浮法玻璃熔窑上广泛采用的熔化部结构形式，并以某建成投产多年的300 t／d浮法线熔窑做为参照，进行熔化部设计。 1．1 熔化部主要尺寸的确定 按照熔化部的池宽尺寸计算公式： B=9000+ (P-300) ×7 求得该熔窑(按P=300 t／d)的熔化部池宽为：B=9 000 mm。 对于浮法玻璃熔窑来说，熔化部和熔化区的长宽比分别为：K1=3～3.3；K2=1.8～2.0。对于平拉玻璃熔窑来说，为了保证长通路末端玻璃液的成形温度，这两个比值要取得小一些，初步设定熔化部的长宽比为：K1=2.9；熔化区的长宽比为：K2=1．85。计算出熔化部和熔化区池长的初步尺寸： 熔化部池长：L=9 000×2．9=26100 mm， 熔化区池长：Ll=9 000×1．85=16650 mm。
热工、无非、硅工艺专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2010年5月
目录 课程设计要求与说明 (1) 第一章窑炉制图规格 (2) 第二章窑体图 (9) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19) 第五章设计说明书的编写 (22) 图1 隧道窑窑体主图 (26) 图2 隧道窑预热带典型断面图 (30) 图3 辊道窑窑体主图 (31) 图4 辊道窑窑体断面图 (33)
课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸，目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结，是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识，并学会如何将理论与实践结合，研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能，掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务，在规定的时间里，应围绕自己的题目内容，结合所学知识，认真查阅资料，体验工程设计的过程，同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计要求 通过本课程设计，要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构；掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法，同时要求学生融会贯通所学的理论知识，与实践结合，理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务，要求学生认真负责地进行设计，每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合，课程设计应作为学生的创造性成果，不能抄袭历届学生的设计，也不允许简单照搬现成的资料，要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目：隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 （1）图纸：主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全，线条、文字、图例规范； （2）说明书：确定主要尺寸和工作系统，进行燃烧计算和热平衡计算，要求计算正确，编写完整，格式规范。
[精品文档]玻璃窑炉设计技术之单元窑玻璃窑炉设计技术之单元窑 第一章单元窑 用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉～通常采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长～用横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器～使燃烧火焰与玻璃生产流正交～而燃烧产物改变方向后与玻璃流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长～比其它窑型在窑内停留时间长～适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器～该燃烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出～经烧嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心～助燃空气从四周包围雾化燃料～能达到较好的混合。所以与采用蓄热室小炉的窑型相比～燃料在燃烧过程中更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能完全燃烧～通过调节燃料与助燃空气接触位臵即可方便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器～分别调节各自的助燃风和燃料量～则可以使全窑内纵向温度分布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求～这也是马蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作～窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定～这对熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配臵有池底鼓泡～窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统～保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。 单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较高。这是因为单元窑的长宽比较大～窑炉外围散热面积也大～散热损失相对较高。采用金属换热器预热助燃空气的优点是不用换火～缺点是空气预热温度～受金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的
制约～一般设计金属换热器的出口空气温度为650，850?。大多数单元窑热效率在15%以内～但如能对换热器后的废气余热再予利用～其热效率还可进一步提高。 配合料在单元窑的一端投入～投料口设在侧墙的一边或两边～也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。 第一节单元窑的结构设计 一、单元窑熔化面积的确定 单元窑熔化面积可用公式 F= G/g 2表示。式中 F—熔化面积～M, 2 g—熔化率～,t/M〃d,。 熔化率反映单元窑的设计和生产管理水平～包括原料成分、水分、质量的控制和窑炉运行的控制水平等～同时还与纤维直径有关。一般拉制纺织纱的单元22窑～g取 0.8，1.0 t/M〃d～拉制粗直径纱时可取略大一些1.5 t/M〃d。早期的技术资料表明当年的单元窑平均日产玻璃的熔化面积～可见现在已有较大进步。 二、熔池长、宽、深的确定 ,1,池长L和池宽B是根据熔化面积和熔池长宽比,L/B,来决定的。即: F B=————平方米 L/B L/B越大～投入窑炉的玻璃原料从熔化到完成澄清～其间的玻璃“行程”越长～也越有利于熔化和澄清。早期设计的单元窑熔他是很长的～日产量在8—50t/d ～,L/B,5，4。随着单元窑配合料微粉化及熔制工艺和鼓泡技术的发展与成熟～以及窑体耐火材料的质量提高和采用保温技术等措施～使熔池长宽比在3左右～也同
焦炉气，又称焦炉煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（%~3%)、氧气%~%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。 两炉用一个烟囱排烟，烟囱内径3600mm，一炉一昼夜燃烧煤气20000Nm3，煤气含硫（硫化氢）小于1000mg/Nm3，一昼夜烧玻璃原料75t，原材料由石英砂、长石、碳酸钠、硼砂等原料组成，原材料含水率6%，窑炉压力+，一条窑配备一个助燃风机，助燃风机功率为，风量1500～1800m3/h，全压为5000Pa，转速2900，烟道为砖圈，从地下接入烟囱，烟气入烟囱温度为400℃，压力为500Pa，烟囱高度40m。 以下为烟气量计算过程： －反应计算 煤气燃烧发生的主要化学发应： 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O 2CO + O2 = 2CO2 2H2S + 3O2 = 2SO2＋2H2O H2O（液）＋热量= H2O（气）（原料中的水气化） 入口空气和煤气温度按20℃计算， 为便于计算，根据煤气成分含量对各组分进行计算： 氢气含量按57％计算（体积分数）； 甲烷含量按27％计算（体积分数）； 一氧化碳含量按8％计算（体积分数）； 二氧化碳为3％计算（体积分数） 氮气含量按5％计算（体积分数）；
热工、无非、材物、材化专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2014年9月 目录 课程设计要求与说明 (3) 第一章窑炉制图规格 (4) | 第二章窑体图 (10) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (18) 第五章设计说明书的编写 (21)
课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸，目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结，是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识，并学会如何将理论与实践结合，研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能，掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务，在规定的时间里，应围绕自己的题目内容，结合所学知识，认真查阅资料，体验工程设计的过程，同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 ？ 二、课程设计要求 通过本课程设计，要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构；掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法，同时要求学生融会贯通所学的理论知识，与实践结合，理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务，要求学生认真负责地进行设计，每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合，课程设计应作为学生的创造性成果，不能抄袭历届学生的设计，也不允许简单照搬现成的资料，要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目：隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 （1）图纸：主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全，线条、文字、图例规范； （2）说明书：确定主要尺寸和工作系统，进行燃烧计算和热平衡计算，要求计算正确，编写完整，格式规范。
我说设计的生产抛光砖的辊道窑，长131m，宽2m，高1.2m（辊上0.5m，辊下0.7m），年生产任务350万片，属大型辊道窑。最高温度为1350℃，使用的燃料为焦炉煤气。 一：设计任务书及原始资料 院（系）材料学院2010 年7 月1日
二. 窑体主要尺寸的确定
2.1 内宽的确定 2.1.1 窑内宽初步确定内宽 坯体尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）=600/（1-10%）=666.67mm 为计算窑内宽方便取为667mm，我设计的是两片并排烧，两侧坯体与窑墙之间的距离取185mm，两片砖间距300mm. 所以B=2×667+2×185+300=2000mm，取B=2000mm。 2.1.2确定内宽 窑内宽B=667+2×185+300=2000mm，取B=2000mm。 2.2 窑体长度的确定 2.2.1 窑体长度的初步确定 生产任务G 同一列砖砖距取50 mm ，则 装窑密度（件/每m窑长） 所以窑长=129m 2.2.2窑体有效长度的计算 因为是辊道窑，设设三个砖为一节，则每节长度为（667+50） 3=2150mm ， 节数=（节） 取节数为 60节。 因而窑长度为： mm 再加上进口和出口各两米所以总长为129+4=133m 2.3 窑内高度的确定 辊道窑的内高被辊子分隔成辊上高和辊下高两部分。内高是制品在窑内传热和烧成的空间，内高必须合理，既能有利于产品换热满足烟气有足够的流动空间，又
必须满足一定的烧成空间和冷却空间，所以，内高的确定有一定的原则，经过一段时间的查阅资料，我设计的窑炉内高如下表： 三烧成制度的确定 窑炉的烧成制度取决于坯釉料的组成和性质、坯体的造型、大小和厚度以及窑炉结构、装窑的方法、燃料种类等等因素。而烧成制度主要包括温度曲线、压力曲线和气氛控制。 烧成制度的制定原则有以下四点： ?在各阶段应有一定的升降温速度，不得超过; ?在适宜的温度下应有一定的保温时间，以使制品内外温度趋于一致，皆达到烧成温度，保证整个制品内外烧结； ?在氧化还原阶段应保持一定的气氛制度； ?全窑应有一个合理的压力制度，以确保温度制度和气氛制度的实现。 该窑的烧成制度如下: ?烧成周期：50min ?气氛制度：全窑氧化气氛
成都理工大学 窑炉设计说明书 题目：设计一条年产卫生陶瓷10万大件的隧道窑 学号： 200802040315 姓名：赵礼 学院：材料科学与工程学院 班级： 08级材料(三)班 指导教师：叶巧明刘菁
目录 一、前言····················································································· 二、设计任务与原始资料······································································· 三、烧成制度的确定··········································································· 四、窑体主要尺寸的确定······································································· 五、工作系统的安排··········································································· 六、窑体材料以及厚度的确定··································································· 七、燃料燃烧计算············································································· 八、加热带热平衡计算········································································· 九、冷却带热平衡计算········································································· 十、烧嘴的选用级燃烧室的计算·································································十一、烟道和管道计算，阻力计算和风机选型······················································十二、后记··················································································· 十三、参考文献···············································································一、前言 随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活
设计说明书 设计考虑到该厂已引进WELKO公司FRW2000型辊道窑，该窑设计合理，利用余热干燥生坯和进窑坯，热效率高；温度控制准确、稳定；传动用传统链条传动，磨擦式联接辊筒，传动平衡，维护方便，无级调速，控制灵活。设计认为，FRW2000型窑炉适合该厂使用，通过仿制吸收其先进技术，又有助于加深对原窑的认识，更好管理窑炉，新旧窑零部件可互用，节约资金，因此，窑型选择为仿FRW2000型煤气辊道窑。辊道窑的设计计算包括：窑体主要尺寸计算，燃料燃烧计算、热平衡计算、通风阻力计算等，这里以某厂消化吸收引进窑自行设计的一条气烧明焰辊道窑为例来说明辊道窑设计计算步骤。 一、设计依据:设计前必须根据设计任务收集所需的原始资料，该厂已引进一条玻化砖生产线，考虑到原料车间、压机等仍有270000m2富余的生产能力，故进行挖潜技改，对照已有生产线，设计原始资料如下： 1、产量：年产600000m2瓷砖。 2、产品规格：1000×1000×16(mm) 3、年工作日：330天 4、燃料：半水煤气，热值5233.8kJ/m3，压力0.1—0.16MPa，供气量800m3/h。 5、坯入窑含水量：≤2％ 6、原料组成：中粘性土，低粘性土，风化长石各占30％。 还有适量低温溶剂原料。 7、烧成制度 （1）温度制度 ①烧成周期：60min ②各带划分：烧成周期比原引进WELKO公司辊道窑60min增加12min，12min全部用于增加预热及冷却时间，而高温烧成时间仍按原设计不变。各段温度与时间划分如表1。
、 表1 各段温度的划分与升温速率 （2）气氛制度：全窑氧化气氛。 （3）压力制度，预热带-40~-25Pa；烧成带<8Pa。 二、窑型选择 设计考虑到该厂已引进WELKO公司FRW2000型辊道窑，该窑设计合理，利用余热干燥生坯和进窑坯，热效率高；温度控制准确、稳定；传动用传统链条传动，磨擦式联接辊筒，传动平衡，维护方便，无级调速，控制灵活。设计认为，FRW2000型窑炉适合该厂使用，通过仿制吸收其先进技术，又有助于加深对原窑的认识，更好管理窑炉，新旧窑零部件可互用，节约资金，因此，窑型选择为仿FRW2000型煤气辊道窑。 三、窑体主要尺寸的计算 1、窑内宽：这里以1000mm×1000mm产品进行计算，参考原引进窑，取内宽2.1m，可并排2片砖。 2、内高取：第1—3节、16-20节：582mm；第4-18节；800mm。 3、窑长： 按式（1—2）计算窑容量： 窑容量=600000*1/（330*24*95%）≈79.7(m2/每窑) 装窑密度K=1000/(1000+40)*2*12≈1.92（m2/每m窑长） 同一列砖砖距取40mm，则： 故窑长=79.7/1.92=41.5
目录 前言 (1) 第一章浮法玻璃工艺方案的选择与论证 (3) 1.1平板玻璃工艺方案 (3) 1.1.1有曹垂直引上法 (3) 1.1.2垂直引上法 (3) 1.1.3压延玻璃 (3) 1.1.4 水平拉制法 (3) 1.2浮法玻璃工艺及其产品的优点 (4) 1.3浮法玻璃生产工艺流成图见图1.1 (5) 图1.1 (5) 第二章设计说明 (6) 2.1设计依据 (6) 2.2工厂设计原则 (7) 第三章玻璃的化学成分及原料 (8) 3.1浮法玻璃化学成分设计的一般原则 (8) 3.2配料流程 (9) 3.3其它辅助原料 (10) 第四章配料计算 (12) 4.1于配料计算相关的参数 (12) 4.2浮法平板玻璃配料计算 (12) 4.2.1设计依据 (12) 4.2.2配料的工艺参数； (13) 4.2.3计算步骤； (13) 4.3平板玻璃形成过程的耗热量的计算 (15) 第五章熔窑工段主要设备 (20) 5.1浮法玻璃熔窑各部 (20) 5.2熔窑主要结构见表5.1 (21) 5.3熔窑主要尺寸 (21) 5.4熔窑部位的耐火材料的选择 (24) 5.4.1熔化部材料的选择见表5.3 (24) 5.4.2卡脖见表5.4 (25) 5.4.3冷却部表5.5 (25) 5.4.4蓄热室见表5.6 (25) 5.4.5小炉见表5.7 (26) 5.5玻璃熔窑用隔热材料及其效果见表5.8 (26) 第六章熔窑的设备选型 (28) 6.1倾斜式皮带输送机 (28) 6.2毯式投料机 (28)
6.3熔窑助燃风机 (28) 6.4池壁用冷却风机 (29) 6.5碹碴离心风机4-72NO.16C (29) 6.6L吊墙离心风机9-26NO11.2D (29) 6.7搅拌机 (29) 6.8燃油喷枪 (29) 6.9压缩空气罐C-3型 (29) 第七章玻璃的形成及锡槽 (30) 第八章玻璃的退火及成品的装箱 (32) 第九章除尘脱硫工艺 (33) 9.1除尘工艺 (33) 9.2烟气脱硫除尘 (33) 第十章技术经济评价 (34) 10.1厂区劳动定员见表10.1 (34) 10.2产品设计成本编制 (35) 参考文献 (38) 致谢 (39) 摘要 设计介绍了一套规模为900t/d浮法玻璃生产线的工艺流程，在设计过程中，原料方面，对工艺流程中的配料进行了计算；熔化工段方面，参照国内外的资料和经验，对窑的各部位的尺寸、热量平衡和设备选型进行了计算；分析了环境保护重要性及环保措施参考实习工厂资料，在运用相关工艺布局的基础下，绘制了料仓、熔窑、锡槽、成品库为主的厂区平面图，具体对熔窑的结构进行了全面的了解，绘制了熔窑的平面图和剖面图，还有卡脖结构图，整个设计参照目前浮法玻璃生产的主要设计思路，采用国内外先进技术，进行全自动化生产，反映了目前浮法生的较高水平。 关键词：浮法玻璃、熔窑工段、设备选型、工艺计算。
萍乡学院 《窑炉课程设计》说明书 题目：窑炉设计7000m2 液化气辊道窑 院（系）：材料与化工学工程系 专业： 学号： 姓名： 指导老师：肖素萍 二〇一三年月日
前言 隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。 隧道窑的最大特点是产量高,正常运转时烧成条件稳定,并且在窑外装车,劳动条件好,操作易于实现自动化,机械化.隧道要的另一特点是它逆流传热,能利用烟气来预热坯体,使废气排出的温度只在200°C左右,又能利用产品冷却放热来加热空气使出炉产品的温度仅在80°C左右,且为连续性窑,窑墙,窑顶温度不变,不积热,所以它的耗热很低,特别适合大批量生产陶瓷,耐火材料制品,具有广阔的应用前景. 本设计为年产10万件高为：0.7m，长为：1.7m，宽为：0.8m的浴缸的隧道窑。窑炉总长为190m，烧成周期为40小时，最高烧成温度为1320℃，采用的是0#柴油。
目录 一原始资料的收集 (4) 二烧成制度的确定 (5) 三窑体主要尺寸的计算 (6) 四工作系统的确定 (7) 五窑体材料及厚度的选择 (9) 六燃料燃烧计算 (11) 七物料平衡计算 (13) 八热平衡计算 (13) 九冷却带的热平衡计算 (18) 十管道尺寸、阻力计算 (21) 十一工程材料概算 (26) 十二后记 (29)
一、原始资料的收集 由设计任务书得到：1、年产量：10万件 2、产品规格：高：0.7m 长：1.7m 宽：0.8m 3、年工作日：330天 4、燃料：0#柴油，Q =41800KJ/Nm3 net 5、入窑水分：1.7％ 6、产品合格率：98％ 7、烧成周期：40小时 8、最高烧成温度：1320℃ 9、坯料组成（％）： 10、燃料组成成分：
一、简述隧道窑产生上下温差的原因及克服方法。答：产生原因：首先，热烟气的密度较小，在几何压头的作用下会向上运动造成上下温差，尤其在预热带，因为该带处于负压下操作，从窑的不严密处，如窑门，窑车接头处，沙封板不密处等漏入大量冷风，冷风密度大，使大部分热气体向上流动，因而大大促进了该带的几何压头的作用，使气体分层严重，上下温差最大可达300－400℃。还有一个原因，窑车衬砖吸收了大量的热，使预热带下部温度降低很多，进一步扩大了上下温差。另外，上部拱顶，窑墙上部空隙大，气体阻力小，几何压头大，上下温差大。克服方法：从窑的结构上1. 预热带采用平顶或降低窑顶（相对于烧成带来说）2. 预热带窑墙上部向内倾斜3. 适当缩短窑长，减少窑的阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量4. 适当降低窑的高度，减少几何压头的影响5. 烟气排除口开在下部近车台面处，迫使烟气多次向下流动6. 设立封闭气幕，减少窑门漏入冷风7. 设立搅动气幕，使上部热气向下流动8. 设立循环气幕流装臵，使上下温度均匀9. 采取提高窑内气体流速的措施，增加动压的作用，削弱几何压头的作用。现多采用高速烧嘴直接造成紊流。从窑车结构上1. 减轻窑车重量，采用高强度高温轻质隔热材料，减少窑车吸热；2. 车上砌气体通道，使一部分热气体从这些通道流过，提高隧道下部温度；3. 严密窑车接头，沙封板和窑墙曲折封闭，减少漏风量。从码坯方法上，料垛码得上密下稀，增加上部阻力，减少下部阻力，使热气体多向下流；1．适当稀码料垛，减少窑内阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量。2．所以稀码可以快速烧窑。3.在预热带长度上很多温度点设高速调温烧嘴，这种烧嘴能调节二次空气使燃烧产物达到适于该点的温度，自车台面高速喷入窑内，大大提高下部温度。 二、隧道窑的膨胀缝如何设臵。答：在窑墙，窑顶每隔2-4m的距离留一热胀缝，该缝的宽度为20-30mm，胀缝应错开留设，以增加窑体的稳定性。 三、论述坯体码装对烧成的影响。答：1.如果料垛内部码得太密，容易造成周边过烧而
日产8吨的高硅硼玻璃的全电熔窑炉设计
1.前言 所谓全电容窑炉，通常是指配合料熔成导电介质后，玻璃液体本身成为电阻组件，实现玻璃的连续融化。但配合料（含有部分熟料）未熔成导电介质之前，即在烤窑阶段，仍需要气体或液体来加热。 玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺生产各种玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价高的地区，对于生产彩色玻璃、乳浊玻璃、硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃也是很合算的。 电熔窑炉产生的废气量少，防止空气污染；能降低挥发性配合料组分的挥发；降低因结石造成的产品损失；而且玻璃成分均匀，在整个窑炉期间可始终保持满负荷的出料量。另外它的建设投资少，占地面积小。玻璃质量好，效率高，但成本低。玻璃电熔窑炉也有耐火寿命短的缺陷，而且窑炉的用电成本和初期安装成本高。 玻璃电熔窑炉工作原理：玻璃在低温下几乎是绝缘的，但在高温下熔融的玻璃是一种良导体。玻璃电熔窑炉就是将电流引入玻璃液中，玻璃液直接通电加热，通电后两极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性，主要是因为电荷通过离子发生迁移。 导电性的难易是以电阻率ρ（Ω·cm）或其倒数σ（（Ω·cm）-1）来表示，ρ值越小，则电导本领越强。玻璃在室温下为绝缘体，它的电导率约为10-13~10-15（Ω·cm）-1。如果提高温度，玻璃的电导率会急剧增加，在熔融状态可达到0.1~1（Ω·cm）-1。电熔化能用来融化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别，对同一种玻璃，电导率则是温度的函数。在网状结构中，含有其他改良剂离子时，能降低Na+离子的迁移和玻璃的电导率。例如，加入Ca2+，Ba2+，Pb2+离子会大大增加玻璃的电导率。 玻璃的电阻率强烈依赖于温度，这是因为网状结构空穴中的改良离子，在
课程设计说明书 题目: 年产800万件8寸汤盘隧道窑设计 学号: 201xxxxxcccm 姓名: xxxxx 院 ( 系) : fffff学院工程系 专业: xxxjj金属材料工程 日期: .05.26- .06.13
目录 1 前言 (1) 2 设计任务书 (3) 3 窑体主要尺寸的确定 (4) 3.1 窑内宽的确定 (4) 3.2 窑体长度的确定 (5) 3.3 窑内高的确定 (5) 4 烧成制度的确定( 主要指温度制度) (6) 5 工作系统的确定 (7) 5.1 预热带系统 (7) 5.2 烧成带系
统 (7) 5.3 冷却带系统 (8) 5.4 传动系统 (8) 5.5 窑体附属结构 (8) 5.5.1 事故处理孔 (8) 5.5.2 测温测压孔及观察孔 (8) 5.5.3 膨胀缝 (8) 6 燃料燃烧计算 (8) 6.1 空气量 (8) 6.2 烟气量 (9) 6.3 燃烧温度 (9) 7 窑体材料及厚度的确定: 列表表示全窑所用材料及厚
度 (10) 8. 物料平衡计算 (11) 9 热平衡计算 (12) 9.1 预热带及烧成带热平衡计算 (12) 9.1.1 热平衡计算基准及范围 (12) 9.1.2 热平衡框图 (13) 9.1.3 热收入项目 (13) 9.1.4 热支出项目 (15) 9.1.5 列出热平衡方程式 (17) 9.1.6 列出预热带烧成带热平衡表 (17) 9.2 冷却带热平衡 (18)
9.2.1 热收入项目 (18) 9.2.2 热平衡框图 (18) 9.2.3 热支出项目 (19) 9.2.4 列热平衡方程式 (19) 9.2.5 列出预冷却带热平衡表 (20) 9 烧嘴的选用 (21) 10.1 每个烧嘴所需的燃烧能力 (21) 10.2 每个烧嘴所需的油( 气) 压 (21)
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以上，而我国却在2.0左右，偏低的原因： （1）整个池窑缺少有助于强化熔融的配套设计。 （2）操作管理，设备，材料等使得窑后期生产条件恶化。 由于这些影响熔化能力的因素，现在瓶罐玻璃K值偏小。在全面改进窑炉结构和有关附属设备后，根据国内耐火材料配套情况和玻璃原料量与制备情况。采取了K=2.5 t/（m2·d）。 2.1.2熔化池设计 （1）确定来了熔化率K值：熔化部面积 100/2.5=40m2。 （2）熔化池的长、宽、深：L×B×H=8000mm×5000mm×1200mm 本设计取长宽比值为1.6。 长宽比确定后，在具体确定窑池长度时，要保证玻璃液充分熔化和澄清，并考虑到砖窑材料的质量以及燃烧火焰的情况，一般要求火焰转向点在窑长的2/3处。窑长应≥4m 。 在确定窑池宽度时，应考虑到火焰的扩展范围，此范围取决于小炉宽度、中墙宽度（两个小炉的间距，小炉的间距，既要便于热修，又不要降低火焰的覆盖面积，一般小炉之间的通道宽度取0.9~1.2 m ）。窑池宽度约为2~7m。 长宽选定后，当然具体尺寸还要按照池底排砖情况（最好是直缝排砖）作出适量调整，池底一般厚为200~300m。具体的池底排列会在后面设计的选材方面进行说明。这里先不做细讲。 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
景德镇陶瓷学院 《窑炉课程设计》说明书 题目：日产12000平米玻化砖发生炉煤气辊道窑设计 学号： 姓名： 院（系）：材料科学与工程学院 专业： 指导教师： 二○一零年七月二日
目录 1 前言 .............................................................................３ 2 设计任务书 .......................................................................４ 3 窑体主要尺寸的确定................................................................５ 3.1 窑内宽的确定................................................................５ 3.2 窑体长度的确定..............................................................５ 3.2.1 窑体长度的确定........................................................５ 3.2.2 窑体各带长度的确定....................................................５ 3.3 窑内高的确定................................................................６ 4 烧成制度的确定....................................................................６ 5 工作系统的确定....................................................................７ 5.1 排烟系统....................................................................７ 5.2 燃烧系统....................................................................７ 5.2.1 烧嘴的设置............................................................７ 5.2.2 发生炉煤气输送装置....................................................７ 5.3 冷却系统....................................................................７ 5.3.1急冷通风系统..........................................................７ 5.3.2 缓冷通风系统..........................................................７ 5.3.3 快冷通风系统..........................................................８ 5.4传动系统....................................................................８ 5.4.1 辊子材质的选择........................................................８ 5.4.2 辊子直径与长度的确定..................................................８ 5.4.3 辊距的确定............................................................８ 5.4.4 传动系统的选择........................................................８ 5.4.5 传动过程..............................................................９ 5.4.6 传动过程联接方式......................................................９ 5.5 窑体附属结构................................................................９ 5.5.1 事故处理孔............................................................９ 5.5.2 测温测压孔及观察孔....................................................９ 5.5.3 膨胀缝.............................................................. １０ 5.5.4 挡墙................................................................ １０ 5.6 窑体加固钢架结构形式...................................................... １０ 6 燃料燃烧计算 ................................................................... １０ 6.1 空气量 ................................................................... １０ 6.1.1 理论空气量的计算.................................................... １０ 6.1.2 实际空气量的计算.................................................... １１ 6.2 烟气量 ................................................................... １１ 6.2.1 理论烟气量的计算.................................................... １１ 6.2.2 实际烟气量的计算.................................................... １１ 6.3 燃烧温度.................................................................. １１ 7 窑体材料及厚度的确定............................................................ １１ 8 热平衡计算 ..................................................................... １３ 8.1 预热带及烧成带热平衡计算.................................................. １３