从实践角度看浮法窑炉的设计
2009-11-10 03:36
窑炉是玻璃厂心脏，无论从投资、能耗、产品质量与产量等各方面，对企业的生产、成本起着举足轻重的作用，本文力求从生产使用角度分析窑炉参数、结构、及设计细节对实际工作状态影响，力求能对国内同行有所参考和帮助
几年来，顺应建材行业的大好形势，集团得到飞速发展，我作为一名技术生产负责人，亲身投入了我公司浮法一线（400吨级，02年2月投产）、浮法二线（600t/d，04年2月投产）施工建设、达标达产工作，随之浮法三线（600t/d）进入施工建设阶段。浮法窑炉是整条线的心脏，无论其投资额在整条线中所占比重，还是其重要程度，都是其他环节所无法比拟的。窑炉结构尺寸是窑炉设计的细节，直接影响玻璃的产量、质量、能耗等主要生产指标，并对生产成本产生决定性影响。本人结合本公司浮法一线、二线的几年来实际生产情况，从生产使用角度，谈一下对现有窑炉参数及结构的几点粗浅认识和建议。
1 熔化率
熔化率是指玻璃窑池每平方米熔化面积每昼夜熔化的玻璃液量，它反映了窑炉的熔化能力，是一项重要的综合性指标。目前，国内浮法窑炉熔化率取值一般2.0～2.2左右，我公司浮法一线、二线、三线熔化率取值分别如下：
由上可见，三条线熔化率取值均有较大富余量，从已投产两条线实际操作来看，较低的熔化率指标，对生产是极为有利的，表现为以下几方面：
①窑炉有较强的熔化能力，玻璃熔化质量好，熔化阶段形成缺陷较少，对料的适应能力强，我公司二线为例，产品质量在用在线自动缺陷检测仪检测的条件下，实际汽车级率12mm在70％以上，10mm及以下厚度在80％左右。
②实际拉引量可在较大范围内调整，以适应生产不同规格板材需要，以我公司二线为例，拉引量可以在560～650吨/日达到较为平稳调整而对生产无影响。
③对窑炉烧损轻，可有效延长窑炉寿命，从目前实际情况来看，已投产两条生产线窑炉运行保持较好状态，窑体烧损较轻，池壁侵蚀量不大，以一线（400t/d）为例，该线已成功运行40个月，池壁最薄处尚有70mm厚，大碹完好，蓄热室畅通，无堵塞感觉，窑压调节自如。
可以看出，我公司熔化率取值是成功的。
2 浅池结构
三条线均采用浅池结构，池深均为1.2m，其优势在于：
①减少玻璃对流量，节能效果好。
②由于上层玻璃液液流厚度与熔化池深度成正比，熔化池变浅，上层液流厚度随之减少，有利于玻璃液澄清，提高玻璃液质量。
但池深改浅后，池底温度将会提高较多，尤其浮法玻璃，含铁量较低（一般0.1％左右），玻璃液热透射性较强，所以池底玻璃液流动性很强，增加了对池底砖的冲刷和侵蚀。所以，在池底结构上有所加强，400t/d一线为底层粘土大砖，上加一层锆质捣打料，最上层铺75mm电熔AZS 及烧结AZS铺面砖。二线、三线上层全部为75mm电熔AZS铺面砖。
3 熔化区的几何尺寸（长宽比）
三条线熔化区尺寸如下：
一线（400t）二线（600t）三线（600t）
长度mm224002940025600
宽度mm110001170012200
长宽比 2.04 2.51 2.10
从表中可以看出，一线长宽比最小，熔化池宽度相对较宽，实际操作中，其优势在于：
①提高火焰对玻璃液的传递长度，火焰热量被充分吸收，提高热效率。
②增加热点附近返回窑头配合料底面玻璃液温度，有利于提高熔化率。
③因为窑池相对较宽，减缓配合料流动速度，从而有利于减少对池壁的冲刷速度，目前一线已运行三年多，池壁剩余厚度最薄点约为70mm其侵蚀速度在合理范围之内。
④ 格子体的烧损和堵塞。
二线限于二线在厂区内位置有限，长宽比做得较大，熔窑显得较为狭长，八对小炉，准等宽投料池结构，从实际操作情况来看，有以下特点：
①由于熔窑宽度绝对值并不小，为11.7m，油枪火焰在熔窑宽度方向上可以达到有效覆盖，热量可以被充分吸收，有较高的热效率。
②料堆区、泡沫区、泡界线、镜面区层次分明，根据拉引量的不同，收放自如，操作上带来较大灵活性。
③但料垄易靠池壁，对池壁冲刷量大，需提高1＃小炉温度以及勤调料或辅以其他手段（导料水包等），有所改善。
浮法三线则介于一线和二线之间。本人总体认为，小吨位窑炉长宽比取值可小一点，大吨位窑炉应适当加大。
4 澄清部长度及微气泡
三条线澄清区参数如下：
一线（400t）二线（600t）三线（600t）
长度mm140001660015000
面积m2154194.22183
澄清部长度，从理论及生产要求讲，应以使玻璃液在澄清区停留时，玻璃液气泡完全排除为准，以确保玻璃质量，满足成型要求。玻璃在澄清区排除气泡，除要有较高温度外，必须有足够停留时间，也就是要求有足够长度，衡量澄清质量的一项关键指标为微气泡，国内目前平均水平为中厚板每平方几十个左右。
从表中可以看出，二线澄清区最长，从实际操作效果来看，一线、二线都在冷却部微调风可控的情况下，取澄清温度上限，一线中厚板可达到每平方小于10个，二线玻璃微气泡相更少，几乎看不到，效果最好，当然这与深层水包的使用也有一定关系，但本人认为，略长的澄清区，对最大限度降低微气泡是有很大好处的。
5 前脸墙至1＃小炉距离
三条线前脸墙至1＃小炉距离分别如下：
从表中可以看出，前脸墙至1＃小炉距离在3600～4200mm之间，较我国以往老式平板玻璃窑炉2.5m左右的距离长出不少（如我公司六机窑炉），其优势在于：
①可适当提高1＃小炉火焰温度，加速配合料熔化，提高熔化率和热效率。
②有利于减轻由于1＃小炉温度升高后对前脸墙的烧损和飞料对1＃～2＃蓄热室格子体的堵塞和侵蚀。
熔窑玻璃液流及卡脖深层水包的节能作用
2009-11-10 03:39通过系统阐述玻璃熔窑中玻璃液的流动状态，结合浮法玻璃熔窑实际操
作经验，为熔化工艺指标的调整提供了理论依据。对设置卡脖水包有了更进一步的认识，尤
其对其节能作用的观点在生产实践方面得到了验证。
１引言
浮法玻璃熔窑中玻璃液纵向和横向方向都存在温度差，由于各处的温度不均匀，必然导
致玻璃液的密度不均匀，根据流体力学的原理，产生了池窑中玻璃液的流动，在投料机的连
续给料和锡槽的连续取料的共同作用下，窑池中玻璃液存在着复杂的流动，对熔化的影响很
大，正确掌握池窑中玻璃液的流动状态及规律并予以有效控制是生产优质浮法玻璃的保证，
同时也为延长窑龄，节约能耗方面起到积极作用。作者正是在对池窑中玻璃液流分析研究的
基础上，通过在生产线上实践，对卡脖水包的功效有了更深刻的了解，它的节能效果是在原来认识基础上的突破，尤其是生产透热性差的颜色玻璃时，其节能更为显著。
２熔窑中玻璃液流的研究
２.１池窑内玻璃液流的成因
众所周知，窑池内玻璃液流动是由温度差所引起，而玻璃液的密度与温度成反比，因此，温度差必然造成密度差，窑池内各部位存在不同密度玻璃液的情况下，就难免产生玻璃液的流动，从理论上作以解释：（见图一）
设Ａ是温度高的部位，其密度为＆Ａ，Ｂ是温度低的部位，其密度为＆Ｂ，显然＆Ａ〈＆Ｂ，假设在Ａ、Ｂ两处玻璃液之间用隔板将其隔开，使其不能相互流通，但仍保持它们对窑底的静压强相等，则有：
Ｐ＝ＨＡ＆Ａg＝ＨＢ＆Ｂg
式中：Ｐ──静压强
ＨＡ、ＨＢ──分别为Ａ、Ｂ两处的液面高度
＆Ａ、＆Ｂ──分别为Ａ、Ｂ两处玻璃液的密度
g──重力加速度
因为＆Ａ〈＆Ｂ，所以ＨＡ>ＨＢ，密度差越大，其高度差也越大，如果将隔板移开，在高度差的作用下，Ａ处上部的玻璃液必然要向Ｂ处流动，由于高度差的变化，会造成对池底的静压强变化，在ＯＯ"平面以上，玻璃液由Ａ流向Ｂ，而在ＯＯ"平面以下，玻璃液又从Ｂ流回Ａ，在不考虑外界影响因素的情况下，Ａ、Ｂ要达到相同的液面，从Ａ流向Ｂ的玻璃液量和由Ｂ回到Ａ的玻璃液量是相同的，只有这样玻璃液的高度才处于稳定，由此，可以得出结论：熔窑中玻璃液上部是由高温区流向低温区，而下部是由低温区流回高温区。我们把这种循环流动称为对流，玻璃液的温度梯度越大，其对流越激烈。
２.２影响池窑玻璃液对流的因素
２.２.１玻璃液的温差
前面已经论述，由于温度差引起玻璃液的密度差和静压差，随着静压差的增大，其对流增强。
２.２.２玻璃液的粘度
玻璃液的流动必须要克服各层之间的相互滑动摩擦力，这就与玻璃液的粘度有关，粘度越大，相应摩擦力增大，对流减弱，玻璃液的粘度除与温度有关外，还与玻璃的化学成分有关，粘度随温度的提高而减小，所以，池窑中玻璃液表面温度较高，故流速也最大，越往池底温度越低，其流动性也变差，靠近池底，玻璃液几乎成了“不动层”。
２.２.３玻璃液的颜色
玻璃液的颜色不同，其透热性也不同，透热性差的玻璃液，延深度方向上温降也大，流动层也减薄，对流也随之减弱，如生产透热性较好的白玻璃时，池窑液面附近玻璃液的温降为5－15℃／厘米，而生产透热性较差的绿色玻璃时，在液面附近的温降一般为10－20℃／厘米。故一般生产透热性较差的玻璃时，容易出现投料口处“冻料”以及流道处玻璃液温度下降的现象，这是窑中纵向对流减弱的原因。
２.２.４池窑的结构
由于池窑结构不同而造成散热条件的不同，相应造成对流的变化，尤其是玻璃液的分隔装置──卡脖大水包影响更大。
２.２.５投料推力、成型引力、火焰长度及油枪角度等都会不同程度地影响对流。
３池窑中玻璃液流的组成
池窑中玻璃液的对流，按成因可分为生产流和热对流，按流动方向可分为纵向对流和横向对流。
生产流是由于锡槽不间断地取用玻璃液和投料口不停地投料所形成的流动，我们也可称之为强制对流；热对流是由于窑中各处玻璃液的温度差所造成的流动，也可称为自然对流，这两种对流在浮法玻璃池窑中是同时发生作用的。根据模拟研究资料表明：投料循环液流是熔窑总体标准澄清潜力值的５０％-７０％，为池窑总体标准均化值的７０％－９０％，由此可以看出玻璃液的澄清和均化大部分是在投料对流中进行，所以，投料对流在浮法生产中起到很重要的作用。
３.１横向对流
横向对流是在池窑宽度方向上由于温度差的存在而引起的玻璃液流动。
见图二，以化料区为例对玻璃液的横向对流状态予以概述：
化料区的主要作用是将入窑的配合料熔化成熔融的硅酸盐，由于盐类的分解需要的热量很大，中间的料层较厚，吸收的热量必然也更多，造成料堆下面的玻璃液温度下降，密度增高往下移动，而受到料堆覆盖较少的池窑两侧温度较高，这就形成了玻璃的横向对流。这里需要强调的是，上面所述是一种理想的状态，它的先决条件是投料的严格控制和窑中温度制度保持稳定，而实际熔窑操作中，很难实现窑两侧对流的对称分布，往往是配合料偏斜到窑的一侧，而另一侧很少甚至没有配合料，造成的危害很大，一是可降低玻璃质量，如果料堆接触池壁，必然加剧池壁砖的熔蚀，因为池壁砖一般使用的是电熔ＡＳＺ砖，它的主要矿物组成是：斜锆石、玻璃相和刚玉，其中玻璃相的比例约为２０％，析出温度一般大于1400℃，砖中玻璃相的析出进入玻璃液就会造成玻璃板上出现结石，刚玉和斜锆石受玻璃液的侵蚀后也会发生如下反应：
ＺrＯ2＋ＳiＯ2=ＺrＯ2.ＳiＯ2
３Ａl2Ｏ3＋２ＳiＯ2=３Ａl2Ｏ3.２ＳiＯ2
尤其值得注意的是配合料接触池壁使池壁砖处于三相界面处，比单纯玻璃液接触池壁对ＡＺＳ砖的侵蚀严重得多，ＡＺＳ砖中Ａl2Ｏ3 溶入玻璃液形成莫来石的速度很慢，粘度极大，可使玻璃板产生波筋和小波纹，而ＺrＯ2溶入玻璃液形成的锆英石不熔物，在板成上可产生白色夹杂物。
二是可缩短熔窑的寿命，如果配合料经常靠近池壁，必然会加剧对ＡＺＳ砖的侵蚀，减少池壁的厚度，一般偏料严重的池壁一年半左右就要进行绑砖，绑砖次数一般不能超过两次，作者曾对国内１３家玻璃熔窑迫使冷修的原因进行调查了解，其中８家是由于池壁砖受侵严重而引起的，由此可看出严格控制“料偏”在延长窑龄方面起到了至关重要的作用。
关于对池壁砖的保护，美国比较常用的办法是在池壁砖的内侧增设沉入式石墨条，这样必须解决石墨材质的高温氧化和正常生产阶段的更换问题；英国一般在池壁砖的上部采用水包的方法，但对水质和水压的保证提出了更严格的要求。国内也进行了卓有成效的探索，并在生产实践中进行了验证，一种办法是在投料池中间穿入引料水包，一般是在两台斜毯式投料机中间设置，其理论依据是上述的横向对流原理，增加横向对流强度，将料堆集中到中部，以减轻对池壁的侵蚀，但通过生产使用，它并不能根本解决偏料问题，而且也相应增加了部分能耗，故原来使用的厂家多数已弃之不用。另一种办法是沿化料区池壁内侧（距池壁100－200mm）两侧各伸入一支挡料水包，其主要目的是降低池壁处的温度，增大玻璃液的粘度以减少该处玻璃液的流动性，同时水包也阻挡住了料堆紧靠池壁的现象，减轻了对ＡＺＳ砖的侵蚀，起到了较为理想的效果。总之，无论采用那种措施，要解决偏料的根本问题，必须要加强熔化操作人员的责任心，在控料技术和前脸密封方面还要下大功夫。
３.２纵向对流
浮法池窑在长度方向上的温度是成山形分布，最高温度处我们称之为“热点”，从热点到投料口以及从热点到出料口存在很大温度差，再加上连续地投料和取料，这就在纵向形成
两大对流，在这里我们称它们为投料流和成型流。（见图三）
图三
３.２.１投料流
该流股分布在投料口和热点之间，其深度是逐渐减浅的，即化料区较深，热点处较浅，配合料入窑后，漂浮在玻璃液的上表面，在空间火焰辐射热和回流玻璃液传导热的共同作用下，进入硅酸盐形成阶段，伴随着大量的气泡排出，料堆逐渐变小，直至消失，在配合料中分离出的初步排出气体的玻璃液，由于温度较低，密度较大，就要向下运行，上表面存在有一部分融熔物，还会有相当多的气体残留在其中，密度较小，仍然漂浮在玻璃液面上形成多孔状的熔融物在投料推力的作用下往热点处移动，生产中常称之为“泡沫区”，虽然该区域已看不到料堆，但仍然存在着剩余ＳiＯ2的溶入和气泡的排出。投料流的上层运动方向是与配合料的运行方向相反，这样从热点处返回的高温玻璃液进一步促使了泡沫区中末熔硅质颗粒以及配合料的熔化。在上表面返回流股和泡沫区之间就形成泡沫与镜面之间的明显的抛物线形状的分界线，生产中称之为“泡界线”，投料流的下层流股在接近泡界线时逐渐上升，在泡界线处大部分流股从上表面又返回到投料口，一部分进入成型流，在生产正常情况下进入成型流的玻璃液量与投料量是一致的。从以上分析可以看出，泡界线在熔化作业中起到了相当重要的作用，从表面上看它是泡沫区与镜面区的分界线，同时也是投料流与成型流的分界线，它是衡量熔化工况好坏的主要标志，我们常看到的泡界线“前移”、“后移”、“偏斜”、“不突出”等都是熔化作业不正常的表现，如果泡界线“很活”必然会在玻璃板上出现夹杂物，影响玻璃板面质量，这一点早已引起同行们的共识，故“泡界线稳”被列为熔化操作的“四小稳”之一。作者认为，其它“三稳”也是为“泡界线稳”而服务的。
３.２.２成型流
由于流道口的不间断取料以及热点与流道口处的温差造成了成型流的存在，在玻璃液表面层是由热点流向流槽口，而下部的回流是由流槽口至热点，在热点处逐渐上升到上表面又与投料流进入的流股汇合，再一同流向流道口，形成这样一个循环流动过程，通过流道流入锡槽的玻璃液量是由该处设置的流量调节闸板进行调节，其流量与从投料流进入成型流的玻璃液量相一致，同样也与投料量相一致，但流股中的大部分会被暂时阻挡在流槽口前，由于温度的逐渐降低随之密度的提高，还要逐渐下沉，参与玻璃液下层的回流中去。投料流和成型流下部流股都是在热点附近逐步上升，这样就会在热点下部形成一个三角形的滞流区，在生产正常情况下，其流速极慢，该区会沉积一部分由投料流带来的个别末熔硅质颗粒，滞流三角区随两纵向对流的增强而减小，滞流三角区变化时，难免要将部分末熔颗粒引入成型流，影响玻璃质量，从这个角度看，保持两纵向对流的稳定，相对也保持了滞流三角区的稳定，是稳定泡界线，提高玻璃质量的前提。
４. 卡脖水包的节能效果
４.１我厂浮法一线熔窑简况
熔窑运行时间：一年半
日熔化量：３００吨／日
熔化部池深：１.５米
冷却部池深：１.２米
玻璃液分隔装置：卡脖对穿深层方水包
存在的缺陷：由于窑炉基础的问题，熔化部北２＃小炉处池壁砖上平面比流道的上平面低５５mm。
４.２我厂卡脖水包的使用情况
我厂浮法一线在充分市场调查的基础上决定转产绿玻璃，转产时已考虑到该玻璃液的透热性较差，流动层会减薄，对流减弱，必然会引起流道口处的玻璃液温度下降，再加上浮法一线熔窑池壁的现状又不适宜生产绿玻璃，所以，我们除对熔化工艺指标进行调整和冷却部保温外，为增加成型流还将卡脖水包上抬，由原来沉入玻璃液2/3改为1/3。
色料入窑后，流道口温度逐步下降，导致调节闸板脱离玻璃液无法实现流量的控制，我们又采取加大５＃、６＃小炉的油流量，让泡界线后移来提高冷却部的温度，通过调整起到了一定的作用，但泡界线长期在５＃、６＃小炉之间，不但生产难以控制，还时有末熔颗粒越过泡界线，影响玻璃质量。虽然在投绿玻璃料前已将水包上提，但该水包属悬壁式结构，没有水包车而且固定结构不合理，调整后不到三天，前端已经下沉，头部已几乎全部沉入玻璃液中，最后考虑到增加成型流的强度，将卡脖水包抽出，效果明显。
４.３效果对比
水包没抽前油耗５４吨，抽出水包后油耗５９吨，每天油耗相差５吨。
抽出水包后冷却部温度提高４３℃，熔化作业制度恢复了正常，流道口温度达到了工艺要求。
５原因分析
我厂一线熔窑由于前端下沉５５mm，故流道玻璃液很浅，只有１２５mm，再加上生产透热差的绿玻璃，所以造成玻璃液的流出困难，采取的办法只有提高流道玻璃液温度来降低其粘度，以便于玻璃液顺利流出，而抽出卡脖水包正是为了增大回流量使熔化部的热量更多地带到流道口而实现升温之目的。由于大量的回流在熔化部受到二次加热，必然会消耗大量的热量，造成油耗增加。
６结束语
我厂是由于池窑本身存在缺陷（前端下沉），流道玻璃液较浅，冷却部温度较低不能满足绿玻璃生产的情况下才利用对流的原理，抽出卡脖水包，增加回流量，目的是提高熔窑后端的温度，相应也增加了油耗。而对于其它熔窑如果在卡脖处增加深层水包，必将减少能耗，为企业创造更多的经济效益，为此，我厂二线和三线熔窑在运行之初，就已在卡脖处穿入深层水包，使用效果良好，值得在行业内推广应用。
燃气窑炉系统安全技术规 １围 本规规定了燃气窑炉系统中窑炉安全结构、气瓶、瓶组间、气化器、气化间、燃气管道及其配套的附属设备等方面的安全技术要求，试验方法和检验规则。 本规适用于市辖区设计、制造、安装、使用、检验的以液化石油气为燃料，其容积大于１m3，用于瓷制品烧成、烤彩、瓷化工原料煅烧的梭式窑、隧道窑、辊道窑、等各式工业用燃气窑炉系统。 ２规性引用文件 下列文件中的条款通过本规的引用而成为本规的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的容）或修订版均不适用于本规，然而鼓励根据本规达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规。GB/T 1226－1984一般压力表 GB/T 3091－1993低压流体输送用镀锌焊接钢管 GB 5842液化石油气钢瓶 GB/T 8163－1999输送流体用无缝钢管 GB 8334液化石油气钢瓶定期检验与评定 GB 12241安全阀一般要求 GB/T 12771－1991流体输送用不锈钢焊接钢管 GB/T 14976－1994流体输送用不锈钢无缝钢管 GB 50057建筑物防雷设计规 GB 50207建筑设计防火规 在用工业管道定期检验规程（试行） ３燃气窑炉安全结构 3.1燃气窑炉顶面应采用标准拱或倾斜拱。 注：标准拱的拱高为１/３～１/７窑宽度；倾斜拱的拱高为１/８～１/10 窑宽度。 DB445100 2-2004 3.2燃气窑炉的炉墙外侧应安装拱脚横梁和立柱。双侧间立柱上面应有拉杆连接，下面应埋入地面20 cm以上深度，或以其它形式牢固固定于地面。 3.3 拉杆的拉应力应大于或等于拱的横向推力。拱脚横梁、立柱的截面模数应大于或等于其弯曲力矩。 3.3.1 拱的横向推力按式⑴计算 式中： F──拱的横向推力，单位为牛顿（N）； K──温度系数，根据使用的最高温度，在表１中选取； Z──窑炉双侧两立柱间截面至相邻双侧两立柱间截面的拱层质量,单位为千克（kg）; a──拱弧度相向的拱心角，单位为弧度（rad）。
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。
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）；
窑炉有哪些 按煅烧物料品种可分为陶瓷用窑炉、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑等。前者按操作方法可分为梭式窑炉半连续窑和间歇窑。 按热原可分为火焰窑和电热窑。 按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。 按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。 按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。 一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。 窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。 电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。其结构较为简单，操作方便。 此外，还有多种气氛窑等。 窑炉结构是否合理，选型是否正确，直接关系到产品的质量，产量和能量消耗的高低等，是陶瓷生产中的关键设备。 窑炉结构 ●间歇式窑炉 能耗大，产量较低，排烟温度在６００℃～８６０℃。 影响梭式窑内温度场均匀性的关键因素： ①采用新型烧嘴，如：等温烧嘴，脉冲烧嘴，高速烧嘴。 ②调整烧嘴的布设， ③改善码坯的放置， ④合理布设烟道， ⑤对于梭式窑，余热利用， ⑥选择适当的温度检测点和控制方法。 ●连续式窑炉 ①隧道窑 温差大，特别是预热带；窑墙、窑车蓄热量大，能耗高 ２４００－１２０００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品；采用一些新技术能耗可降至１１００－５２００×４．１８ｋＪ／ｋｇ。采用新技术：无匣裸烧，轻质保温，轻质窑车。存在关键问题：还原烧成气氛的检测与控制②辊道窑 ●能耗较低：最低可达２００－３００×４．１８ｋＪ／ｋｇ产品； ●产量大：窑长２２０ｍ以上，墙地砖产量１００００ｍ２／ｄ以上； ●合理控制雾化风压和助燃风量 ●合理调节排烟风机，抽热风机的抽出量 ●合理设置挡火墙，挡火板 ●延长烧嘴或延长火焰的长度″引火归心″ ●在结构上，将全窑平顶或全窑筑拱的结构改造为烧成带筑拱的结构，可有效的减少断面温差。 窑炉的检修及保养 窑炉整体的检修和保养不可忽略，这关系到窑炉生产能力的大小，能否使窑炉达到设计产量，以及生产出的产品是否符合要求等。一是窑内通道内是否畅通，有没有影响车底冷却系统的障碍，车底冷却风机运转是否良好；二是窑内轨道的运行实际情况，是否有变形的部
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
目录 目录 (1) 工业炉窑简介 (2) 一、工业窑炉简述： (2) 二、工业炉窑历史、现状 (3) 三、行业发展趋势 (4) 四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件 (4) 4.1原理 (4) 4.2工业窑炉的参数 (5) 4.3工业窑炉的工艺条件 (6) 五、工业窑炉节能现状 (6) 5.1 热源改造，燃烧系统改造 (6) 5.2 窑炉结构改造 (7) 5.3 余热回收与利用 (10) 5.4 控制系统节能改造 (12)
工业炉窑简介 一、工业窑炉简述： 窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。按煅烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。按热原可分为火焰窑和电热窑。按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。其结构较为简单，操作方便。此外，还有多种气氛窑等。 在具体行业，窑炉还有更多细分类型，如水泥回转窑、玻璃池窑、钢铁的高炉和转炉，化工行业的一些设备也可归为窑炉。但通常意义上的工业窑炉，范围主要指金属和无机材料的煅烧设备。 窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200～2500℃。可用于ZnO压敏电阻器、避雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、PTC&NTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜
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。
玻璃窑炉结构和各部位使用耐火材料
玻璃窑炉结构和各部位使用耐火材料 发布时间：2014-7-28 14:52:09 点击率：159 玻璃窑窑型结构及内衬耐材 2008-05-12 20:22:42| 分类：默认分类 |举报 |字号订阅 耐火材料是玻璃熔窑的主要构筑材料，它对玻璃质量、能源消耗乃至产品成本都有决定性的影响。玻璃熔制技术的发展在很大程度上依赖于耐火材料制造技术的进步和质量的提高。 玻璃熔窑的炉型结构 对于大型浮法线来说，玻璃窑的构成通常由L型吊墙（通常使用硅砖）、熔化部（与玻璃液直接接触的地方使用电熔砖，靠上部使用硅砖或电熔）、卡脖（通常使用硅砖）、冷却部包括耳池（与玻璃液直接接触的地方通常使用刚玉质材料，不与玻璃液接触的地方使用硅砖或刚玉）、退火窑（）、蓄热室（由黏土、高铝、直接结合镁铬砖）等部分构成。 玻璃熔窑主要部位的使用条件及耐火材料的选择 1、碹顶 玻璃熔窑熔化部和冷却部的碹顶（包括拱角），该部位经常处于1600℃的作业温度下，使用在该部位的耐火材料既要受到高温、荷重而又要受到碱蒸汽及配合料的冲刷作用，因此，用作顶部的材质必须具备高的耐火度、高的荷重软化温度及良好的耐蠕变性，而且导热系数小，高温下的侵蚀物不污染玻璃液，容重较小，高温强度好等特点。而优质高纯硅砖恰恰具备以上特点：1、荷重温度高接近耐火度；2、高温下稳定性好，强度高；3、由于主要成分SiO2，含量＞96%，与玻璃组成的主要成分相同，所以高温下的侵蚀物基本不污染玻璃液；4、价格便宜。所以，目前在大型玻璃碹顶，高纯优质高纯硅砖成为各玻璃生产厂家的首选。
配合飞料和碱蒸汽与耐火材料的高温化学反应所产生的化学侵蚀，以及由于温度和物相迁移所产生的晶型转化和组织结构致密性变化是造成碹顶砖损毁的主要原因。研究结果表明：碹顶用优质玻璃窑硅砖，在高温作用下的蚀变过程基本上是相变和杂质迁移，化学侵蚀和熔解作用极其轻微。相变和自净化的结果，使工作带逐渐改变性能，其高温性能得到提高。（下图为优质硅砖使用后图片） 2、池壁 （不与玻璃液接触的部位）（与玻璃液接触的部位） A）、与玻璃液接触的部位 熔化部与冷却部池壁与玻璃液直接接触的部分，受到高温玻璃液引起的化学侵蚀和玻璃液流动引起的机械物理冲刷，这个部位对耐火材料最主要的要求是具有良好的抗玻璃液侵蚀性能，同时不污染玻璃液。国内外普遍采用电熔锆刚玉砖和α-β刚玉砖、β刚玉砖砌筑。电熔锆刚玉砖的高温性能和抗玻璃液的性能优异，这是它获得了烧结耐火材料不可能获得的抗侵蚀性极好的斜锆英石与α-Al2O3的共晶体，所以它作为熔化部池壁砖特别合适。α-β刚玉砖、β刚玉砖的主要晶相是刚玉，玻璃相含量仅为1-2%，具有良好的抗侵蚀性能，与电熔锆刚玉砖相比，由于不含有ZrO2晶体，其反应层黏度小，高温下不稳定，所以砖的表面与玻璃液之间的扩散速度较大，窑衬损毁较快。但在使用温度低于1350℃时，α-β刚玉砖、β刚玉砖的抗侵蚀性能优于电熔锆刚玉砖。因此α-β刚玉砖、β刚玉砖是冷却部（工作部）等部位比较理想的耐火材料。 B）、不与玻璃液接触的部位 熔化部与冷却部池壁不与玻璃液直接接触的部分（也叫胸墙），这个部位主要受碱蒸汽及配合料的冲刷作用，根据设计的不同，有的使用刚玉质材质，有的使用硅砖，这2种材料都能满足要求。对于硅砖来说挂钩砖、直型砖都使用在该部位。 3、蓄热室
[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
一、填空题 1. 辊道窑预热带设置搅拌风孔的作用是喷入低温空气，降低窑头温度 2. 窑墙耐火材料结构形式有传统、组合、全耐火纤维。 3. 陶瓷窑炉冷却带分为急冷段、缓冷段和低温冷却段三段。 4. 规定压力制度是为了保证温度制度和气氛制度的实现。 5. 隧道窑内烧成带的温度控制主要控制实际燃烧温度和最高温度点。 6. 辊道窑中辊子之间留有空隙的目的是利于气流通过。 7. 材料的热膨胀系数会影响其耐热震性能。 8. 陶瓷烧成制度包括温度制度、压力制度、气氛制度。 9. 回转窑内火焰过长会使烧成带的最高温度降低，液相出现过早，易引起结圈。 10. 水泥生料的预热效果用表观分辨率和真是分辨率来辨别。 11. 回转窑的支撑结构包括轮带、托轮组、对挡轮。 12. 回转窑内烧成带长度用主窑皮的长度来判定。 13. 气流进入旋风筒的方式有直入式、涡壳式。 14. 在分解炉内，分解是前提，换热是基础，燃烧是关键，分解是目的。 15. 气固悬浮预热效果在很大程度上与生料早气流中分散状况有关。 17. 耳池是指布置在平板玻璃池窑两侧，与窑相通、向外凸出的长方形或正方形小池。 18. 按结构将陶瓷窑炉窑顶耐火材料结构分为拱顶型和平顶型两种。 19. 陶瓷辊子的材质有高铝质、耐热合金、重结晶SiC 等。 20. 搅动气幕是指将一定的热气体以较大的气流速度和一定的角度自窑顶一排的小孔喷出迫使窑内的热气体向下运动，产生搅动，使窑内的温度均匀。 21. 马蹄焰玻璃池窑有滴料法和吸料法两种机械成型方法。 22. 倒焰窑上的吸火孔的作是烟气进入烟道。 23. 湿法生产的回转窑内链条有垂挂和花环两种挂法。 24. NSP是Newsuspension Preheater Kiln 的缩写。 25. 蓄热室内格子体结构是否合理对使用寿命和格子体蓄热效能有影响。 26. 锡槽内调节闸板是指有效调节锡槽生产能力的装置。 27. 悬浮预热器内结皮矿物的组成是硅钙石和硫硅钙石。 28. 分解炉内燃料的燃烧是分解的基础，比分解反应速度慢，是控制因素。 29. 水泥煅烧系统中一次风是指通过喷煤管输送煤粉的空气，二次风是指供燃料燃烧的空气。 30. 回转窑上密封装置的类型有迷宫式和接触式两大类。 31.窑炉(热工设备)即这样一些结构空间，在这些结构空间内,能够用加热的方法,按照工艺要求的烧成制度,使原料(生料)经过一系列的物理化学变化变为产品(熟料)。 32.影响窑炉使用寿命的有关耐火材料的性能指标主要有两个：一是重燃烧变化，二是耐热震性。 33.所谓泡界线，简单来说就是未熔化好的、有许多泡沫的、不透明的玻璃液与熔化好的、透明的玻璃液之间的分界线。辊道窑的工作系统是指燃烧系统、排烟系统和冷却系统。 34.能源技术的进步、耐火材料工艺的进步和烧成技术的进步等方面的进步使陶瓷窑炉技术迅速改观。 35.封闭气幕是指在隧道窑横截面上，自窑顶及两侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，成为一道气帘，由于气体的动压转变为静压，使窑头形成1-2Pa的正压，而避免了漏入窑内。
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：年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书
目录 前言 一、设计任务书 (4) 二、烧成制度的确定 2.1 温度制度的确定 (5) 三、窑体主要尺寸的计算.. 3.1棚板和立柱的选择 (5) 3.2窑长及各带长的确定 (5) 3.2.1 装车方法 (5) 3.2.2 窑车尺寸确定 (6) 3.2.3窑内宽、内高、全高、全宽的确定 (6) 3.2.4 窑长的确定 (7) 3.2.5 全窑各带长的确定 (7) 四、工作系统的确定 4.1 排烟系统 (7) 4.2 燃烧系统 (8) 4.3 冷却系统 (8) 4.4 传动系统 (8) 4.5 窑体的附属结构 (8) 五、窑体材料及厚度的选择 (8) 六、燃料燃烧计算 (12) 七、物料平衡计算 (13) 八、热平衡计算 (14) 九.冷却带的热平衡计算 (18) 十、烧嘴的选用 (21) 十一、心得体会 (22) 十二、参考文献 (23)
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。是以一条类似铁路隧道的长通道为主体，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成的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底形成的一种烧成过程。 随着经济的不断发展，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，某一种特定的窑炉可以烧制出其他窑炉所不能烧制的产品，而有时需要一种特定的产品，就需要对其窑炉的条件加以限制，因此，配方和烧成是陶瓷制品优化的两个重量级过程，每个过程都必须精益求精，才能得到良好，称心的陶瓷制品。 隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，以窑车为运载工具，具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产效率及质量，更好的向环保节能型窑炉方向发展。 所以，我们作为新一批的陶瓷制作学习者，要求经过这个设计周，全面了解一个合适，高校的烧成窑炉在生产实践中都应注意的问题，将自己学的理论知识与现实生产进行紧密贴合。了解隧道窑的设计过程，和在设计过程中应注意的问题。
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
目录 目录...........................................................................................................................................I （一）原始资料 .. (1) 1.产品:机制啤酒瓶 (1) 2.出料量： (1) 3.玻璃成分（设计）（%）： (1) 4.料方及原料组成 (1) 5.碎玻璃数量： (1) 6.配合料水分： (2) 7.玻璃熔化温度： (2) 8.工作部玻璃液平均温度： (2) 9.重油。 (2) 10.雾化介质： (2) 11.喷嘴砖孔吸入的空气量： (2) 12.助燃空气预热温度： (2) 13.空气过剩系数α： (2) 14.火焰空间内表面温度： (2) 15.窑体外表面平均温度（℃） (2) 16.熔化池内玻璃液温度（℃） (3) 17.熔化部窑顶处压力： (3) 18.窑总体简图见图。 (3) (二)玻璃形成过程耗热量计算 (4) 1.生成硅酸盐耗热（以1公斤湿粉料计，单位是千卡/公斤） (5) 2.配合料用量计算 (7) 3.玻璃形成过程的热平衡（以1公斤玻璃液计，单位是千卡/公斤，从0℃算起） (7) (四)熔化部面积计算 (9) 1.各尺寸的确定 (9) 2.确定火焰空间尺寸： (9) 3.熔化带火焰空间容积与面积计算 (10) 4.火焰气体黑度（ε气）计算 (10) 5.火焰温度计算 (10) （五）燃料消耗量及窑热效率计算 (11) 1.理论燃料消耗量计算： (11) （1）熔化部收入的热量 (11) （2）熔化部支出的热量 (12) 2.近似燃料消耗计算 (16)
陶瓷窑炉设计 2007-04-19 18:13 在设计窑炉时，一般需要考虑两个问题：一是窑体本身的材质和结构等方面的问题；二是向被烧产品的传热问题。不言而喻，不管窑体建造得如何坚固，只要烧出的产品不好也是没有用的。因此，设计窑炉时不重视对被烧制品的传热问题是一个重大失误，因为向被烧制品传热是建窑的唯一目的。 窑的用途是烧制一件件个别制品，但几乎所有人对窑的这一用途缺乏正确的理解。许多窑炉建造者认为窑的用途是为烧制大量制品提供一个受热的容器。许多窑炉使用者也持有这种观点。 窑内的每一件制品必须受到同样的热处理。如果制品在造型、规格以及重量方面越接近，那么制品的平均质量就会越高。哪一件制品受热越均匀，哪一件制品在烧成质量就越高。整个窑炉的温度越均匀，窑内所有制品的烧成质量也越高。那些在设计中适当考虑了加热方式的窑炉，总是比未考虑传热原则的窑炉更好用。 尽管谁也不愿意在窑炉设备上多耗资，但高质量产品所获取的利润足以弥补较高的设备投资。事实上，与那些廉价设备生产的制品相比，好设备在每件制品上所消耗的设备成本更低。 表1是现代化窑炉与传统窑炉的比较。数据表明，新型窑炉的生产能力提高了50%。甚至在采用与传统窑炉相同烧成周期的情况下使用，新型窑炉的使用费用也仍然较低。若按照新型窑炉的生产效率使用时，不仅其单位重量制品的烧成成本降低了20%，而且所产量也提高了50%。 表1 传统窑炉与新型窑炉的比较 表2是具有较小尺寸但却有相同年产量的新型窑炉与传统窑炉的比较。表2说明：新型窑炉不但造价较低，而且单位重量制品的烧成成本也比传统窑炉降低16%。 表2 传统窑炉与产量相同但容量更小的新型窑炉的比较
国外玻璃窑炉设计现状 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。 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强。玻璃窑炉窑龄的预测情况与此人体相似，目前的预测仍建立在试验室模拟玻璃窑炉条件下耐火材料试样蚀变试验的基础上。图３所示为超声波无损探伤设备，用于测定玻璃窑炉耐火砖的剩余厚度和辅助助熔电极的更换，对于合理延续玻璃窑炉寿命，减少玻璃池窑漏料危险具有重要作用。
目录 1 前言············································· 1设计任务书及原始资料····························· 2烧成制度的确定··································· 3窑体主要尺寸的确定······························ 4工作系统的确定·································· 5窑体材料及厚度的选择···························· 6燃料燃烧计算······································ 7燃料消耗量计算·································· 8冷却风量的计算······································9排烟道与通风管道计算和阻力计算·······················
1 前言 陶瓷工业窑炉是陶瓷工业生产中最重要的工艺设备之一，对陶瓷产品的产量、质量以及成本起着关键性的作用。它把原料的化学能转变成热能或直接把电能转变成热能，以满足制品焙烧时所需要的温度，在期间完成一系列的物理化学变化，赋予制品各种宝贵的特性。因此，在选择窑炉时，为了满足陶瓷制品的工艺要求，应充分了解窑炉类型及其优缺点，考察一些与已投入生产的陶瓷厂，然后结合本厂实际情况和必要的技术论证，方可定之。判断一个窑炉好坏的标准，通常由以下几个方面来评价： 1.能满足被烧成制品的热工制度要求，能够焙烧出符合质量要求的陶瓷制品。 2.烧窑操作要灵活，方便，适应性强，能够满足市场多变的要求。 3.经济性要高。包括热效率要高，单位产品的综合能源消耗要少，炉龄要长。 4.容易实现机械化，自动化操作，劳动生产率高。 5.劳动条件好，劳动强度小，环境污染小。 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.
玻璃窑炉过程控制系统设计及实现 0 引言 玻璃窑炉作为玻璃工业主要的热工设备，是一个多变量、多回路、高阶、时变的非线性系统，许多参数之间相互关联、相互耦合。而对于换向玻璃窑炉（每隔一定时间进行左右燃烧的切换）来说，除具有以上特点外，在换向期间，由于燃料和助燃风的突然关闭和开启，窑炉内温度大幅度下降、窑压大幅度波动以及由此引起的玻璃液位波动等问题，大大地破坏了窑内的热工平衡。所有这些对象特性都大大增加了对玻璃窑炉自动控制的难度。 1 工艺过程及控制要求 某厂200t 容量玻璃窑炉的炉体结构如图1所示。 从投料到原料在窑炉内熔化、澄清、均化和冷却，经过一系列的物理、化学和物理$ 化学反应，最终形成均匀、无气泡、符合成型温度要求的熔融玻璃液（从通道流出后用以压制电视机荧屏的后部锥体），是一个复杂的工艺过程。整个过程要求玻璃液的温度、液位必须满足工艺要求，以保证产品质量。主要控制内容包括熔化池及工作池的温度、助燃风流量、天然气流量、玻璃液位、窑炉压力的自动调节以及通道温度的自动调节、燃烧系统的定时交换控制等。整个被控对象共有44! 个检测和控制点，需要4! 个模拟量调节回路及较多逻辑顺序控制。 2 DOS配置策略 根据工艺过程的特性及控制要求，选择了HEUHOO 公司于2003年新推出的EPKS系统，该产品在石化领域的控制技术更趋完善，使得整个项目的运作开发、现场调试安装和投运后的维护都变得相对简单，充分体现了分散控制、集中管理的工作模式。整个系统分别由1台工程师站、2台操作站（互为冗余热备）、3台监视站和2台过程控制站（互为冗余热备）构成。控制系统总体结构如图2 所示。 3 过程控制难点剖析及算法实现 3.1 窑炉温度控制 窑炉温度控制是熔化池温度控制、工作池温度控制和通道温度控制的统称，其控制效果的好坏直接关系到成品玻璃液质量的优劣，因此说窑炉温度的稳定极为重要。由于测温电偶与燃烧喷枪喷火口在同一截面上，测温点与燃烧火头的距离很近，因此通道燃料的改变能迅速引起测温点的温度变化，使得通道温度对象惯性较小，几乎没有滞后，用单回路控制系统即可。 由于在实际生产过程中需要加工不同规格的产品，此时相应的工艺要求也随之改变，因此需要在上位机不断更改温度的设定值。在这种情况下，以往的控制系统对设定值如此频繁变化的场合就显得调整周期过长，而且当设定值迅速变化时，在PID算式中会引起控制输出变量过大增长，对系统造成冲击，影响窑炉系统的动态品质。故这一部分采用了微分先行PID 控制器。这样得到如图! 所示的窑炉温度单回路控制系统方框图。微分先行PID 与传统PID的主要不同之处是，