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第一章单元窑
第一节单元窑的结构设计
一、单元窑熔化面积的确定
二、熔池长、宽、深的确定
三、池底鼓泡位置的确定
四、窑池结构设计
五、火焰空间结构设计
六、烟道
七、通路结构设计
第二节耐火材料的选用及砌筑
一、单元窑选用的主要耐火材料
二、窑炉的砌筑技术
第三节单元窑的附属设备
一、投料机
二、鼓泡器
三、燃烧系统
四、金属换热器
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
二、纯氧助燃技术的应用
第五节窑炉的启动和投产
一、投产准备
二、燃料准备
三、熟料准备
四、制定窑炉升温曲线五、采用热风烤窑技术
六、点火烤窑注意事项
七、投产
第二章玻璃球窑
第一节窑炉的结构
一、球窑的种类
二、马蹄焰球窑结构设计
三、球窑砖结构和耐火材料
第二节窑炉的熔制
一、玻璃球的熔制
二、玻璃球的成型
三、玻璃球的退火
四、玻璃球生产工艺规程
第三章全电熔玻璃窑
第一节全电熔玻璃窑概述
一、全电熔窑的优缺点
二、全电熔窑的分类
三、全电熔窑一览
四、熔制特性及对配合料要求
五、电熔窑是防止环境污染有力措施
六、玻璃全电熔窑的技术经济分析
第二节全电熔窑的结构设计
一、全电熔窑的形状
二、全电熔玻璃窑炉的加料
三、供电电源和电极连接第四章电助熔技术第一节火焰池窑电助熔的意义
一、池窑电助熔的优缺点
二、电助熔加热的技术分析
第二节电助熔池窑设计和操作
一、熔窑内电极布置和功率配置
二、熔加热功率的计算
第三节电助熔池窑的实例
一、生产硼硅酸盐BL电助熔池窑
二、生产有色BL的电助池窑
三、生产平板BI的电助熔池窑
第五章供料道的电加热
第一节供料道电加热概述
一、供料道工作原理及其加热现状
二、供料道电加热的优越性
三、供料道电加热分类
第二节供料道电加热的设计
一、料道加热方式的选择
二、电加热能耗的计算
三、变压器功率确定、电极配置
第三节供料道电加热的使用
第四节供料道电加热实例
第六章先进经验、技术
一、窑炉新技术二、窑炉富氧然绕技术三、窑炉图片
玻璃窑炉设计及先进经验技术引用
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
表示。式中 F———熔化面积，M2；
g———熔化率，（t/M2〃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窑，g取 0.8—1.0 t/M2〃d，拉制粗直径纱时可取略大一些1.5 t/M2〃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
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120—240KW/m3，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B2O3挥发量较大的那层玻璃液）。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—2.0Kg/h.cm3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Cr2O3含量＞94%,空气孔率＜15%，体积密度＞4.24g/cm3，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，也采用等静压法成型，其技术指标为ZrO2＞65%，显气孔率＜2.0%，体积密度约4.25g/cm3，在E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3.75g/cm3，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
该砖ZrO2含量约为66%，容重为3.7g/cm3，具有较好的热稳定性和抗剥落性。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
该砖化学组成为Al2O3＞74%;SiO22.2%。容重2.5g/cm3，主要用途是标准铬的背衬砖，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
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。
[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）；
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。
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
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
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
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。
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，
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)
玻璃窑炉设计及先进经验技术引用 第一章单元窑 第一节单元窑的结构设计 一、单元窑熔化面积的确定 二、熔池长、宽、深的确定 三、池底鼓泡位置的确定 四、窑池结构设计 五、火焰空间结构设计 六、烟道 七、通路结构设计 第二节耐火材料的选用及砌筑 一、单元窑选用的主要耐火材料 二、窑炉的砌筑技术 第三节单元窑的附属设备 一、投料机 二、鼓泡器 三、燃烧系统 四、金属换热器 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 二、纯氧助燃技术的应用
第五节窑炉的启动和投产 一、投产准备 二、燃料准备 三、熟料准备 四、制定窑炉升温曲线五、采用热风烤窑技术 六、点火烤窑注意事项 七、投产 第二章玻璃球窑 第一节窑炉的结构 一、球窑的种类 二、马蹄焰球窑结构设计 三、球窑砖结构和耐火材料 第二节窑炉的熔制 一、玻璃球的熔制 二、玻璃球的成型 三、玻璃球的退火 四、玻璃球生产工艺规程 第三章全电熔玻璃窑 第一节全电熔玻璃窑概述 一、全电熔窑的优缺点 二、全电熔窑的分类 三、全电熔窑一览
四、熔制特性及对配合料要求 五、电熔窑是防止环境污染有力措施 六、玻璃全电熔窑的技术经济分析 第二节全电熔窑的结构设计 一、全电熔窑的形状 二、全电熔玻璃窑炉的加料 三、供电电源和电极连接第四章电助熔技术第一节火焰池窑电助熔的意义 一、池窑电助熔的优缺点 二、电助熔加热的技术分析 第二节电助熔池窑设计和操作 一、熔窑内电极布置和功率配置 二、熔加热功率的计算 第三节电助熔池窑的实例 一、生产硼硅酸盐BL电助熔池窑 二、生产有色BL的电助池窑 三、生产平板BI的电助熔池窑 第五章供料道的电加热 第一节供料道电加热概述 一、供料道工作原理及其加热现状 二、供料道电加热的优越性 三、供料道电加热分类
玻璃窑炉马蹄焰池窑简介 1.结构尺寸 （1）熔化面积。 窑炉的熔化率主要取决于熔化温度，因为中碱和无碱玻璃球窑的熔制温度比较高，如果进一步提高熔化温度来提高熔化率，会加速对耐火材料的侵蚀，降低球质和影响炉龄。而采取鼓泡和电助熔技术可以相应提高中下层玻璃温度，促进玻璃的均化，并且提高熔化率。 （2）熔池长宽比。 长宽比越大，玻璃原料从熔化到澄清的行程也大，这有利于玻璃质量的控制和提高，而长宽比又受到小炉结构设计、火焰长度及拐弯要求的限制。采用高热值燃料的球窑池长可达到10mm，所以可选择较大的长宽比。而采用低热值燃料的球窑应选择较小的长宽比。一般长宽比选用范围为1.4—2.0。
（3）池深。 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。 （3）工作池。 选择半圆形工作池时，其半径R决定于制球机台数与布置方式。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。 （4）投料池。 为了获得稳定的玻璃质量，一般在池壁两侧设置一
对投料池，随换火操作交替由火根投料。投料池中心线与窑炉池壁的距离主要决定于小炉喷火口的温度，温度越高距离可缩小。一般其距离可定在0.8—1.0m。 （5）流液洞。 流液洞的功能是降温和均化。采用沉式流液洞比采用直通式流液洞温降大。而均化效果受液洞高度影响较大。如高度越小则均化效果越好。所以设计流液洞宽度一般应大于其高度。在不考虑玻璃回流的情况下，玻璃流经流液洞的平均速度可取5—20m/h。 （6）胸墙高度。 胸墙高度应根据窑炉容积发热强度来确定，目前容积发热强度设计值一般取60—200KW/m3(相当于50—180*103kcal/N.m3），比早期的数据已有明显下降，这说明提高了胸墙高度，而且采用质量改善的耐火材料和较好的保温效果，使窑炉热损失减少，大容积空间更有利于燃料的完全燃烧和增强其容积辐射强度，有利于提高熔制质量和降低能耗。
玻璃窑炉介绍 成都东方凯特瑞环保催化剂有限责任公司（以下简称东方凯特瑞，英文缩写DKC）坐落于四川省成都市武侯工业园，是国内首家集SCR脱硝催化剂研究、开发、设计、制造、检验、销售及服务为一体的国家级高新技术企业。 公司成立于2004年，系中外合资企业，由东方锅炉股份有限公司（其控股公司是中国东方电气集团有限公司）、成都汇联住房经营管理股份有限公司、德国环保热力有限公司（Envirotherm GmbH）合资组建。 公司引进了德国环保热力有限公司（ENV）成熟的烟气脱硝催化剂设计、制造、检验技术及整条生产线，出产的蜂窝式脱硝催化剂具有国际先进水平，广泛应用于火力发电厂、化工厂、垃圾焚烧炉（脱除二恶英）、玻璃制造厂、钢铁厂、水泥厂等的烟气净化，也可为轮船、重型卡车等脱除氮氧化物（NOx）。 公司拥有催化剂性能分析系统、X射线荧光分析仪、X射线衍射分析仪、万能强度实验机、BET比表面积、气相色谱仪等先进的实验、试验设备，并从德国引进了移动式催化剂再生设备专业从事失效催化剂的评估和再生，从而最大程度地提升用户价值。 公司是质量管理体系（GB/T19001-2008）、环境管理体系（GB/T24001-2004）和职业健康与安全管理体系（GB/T28001-2001）"三标合一"管理的规范化企业。 我公司于2011年10月在福建漳州旗滨玻璃窑炉3#炉，成功运行第一条日产600 t浮法玻璃生产线SCR脱硝工程，其后2012年3月又在旗滨4#炉，日产800 t浮法玻璃生产线SCR 脱硝工程中顺利运行。 2012年4月，我公司与江苏亿金环保、浙江大学合作签订江苏华尔润集团浮法七线玻璃窑炉烟气脱硝工程技术协议。 “保护地球环境，建设和谐社会”是东方凯特瑞责无旁贷的历史使命。东方凯特瑞将秉承“励精图治,和谐发展”的企业理念，立足脱硝市场，面向环保产业，不断产出高质量的环保催化剂，不断“催化”出更为清洁的绿色能源，造福人类社会。
玻璃窑炉设计技术研究与探讨 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置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。现代单元窑都配置有池底鼓泡，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。
我国玻璃窑炉的节能[574] 我国玻璃窑炉的节能 王辰亚 （中国节能协会玻璃窑炉专业委员会） 前言：各级领导的关心和重视，中国节能协会玻璃窑炉专业委员会的大力推动，使我国玻璃窑炉节能技术得到了广泛的推广应用，科学节能的经营管理得到了加强，全国玻璃窑炉节能已取得了实效，节能效果显著。 玻璃窑炉的节能，实际是玻璃工业全方位综合性系统工程实施的问题，缺一不可。是玻璃工业节能技术中的一个大课题，本文将试探性的加以论述，以达到抛砖引玉的目的。 一、我国玻璃工业窑炉能耗现况： 我国大约有4000～5500座各种类型的玻璃窑炉，其中熔化面积80m2以下的中小型炉数量大约占总量的80％左右，使用燃料种类分：燃煤炉约占63％，燃油炉约占29％，天然气炉、全电熔炉等约占8％。 2008年全国玻璃产量大约为2000～3000万吨。年耗用标准煤1700～2100万吨。 其中平板玻璃产量为53192万重量箱，所用能耗折合标准煤1000万吨／年。平均能耗为7800干焦／公斤玻璃液，窑炉热效率20～25％，比国际先进指标30％≦低5％～1 0％。每年排放SO2约16万吨、烟尘1.2万吨、NOx14万吨。 玻璃熔窑在玻璃工厂中是消耗燃料最多的热工设备，一般，占全厂总能耗的80～85％左右，目前我国玻璃工业所用的主要能源是：煤、油、电和天然气等燃料。由于燃料价格几年来持续上涨，企业燃料成本逐年增加，效益锐减，在此形势下，玻璃工业根据我国能源蕴藏品种结构、分布、数量和价格等不得不做使用调整。使以前规划设计推行的使用清洁、高热值能源的思路发生了一定的变化。即近几年来企业欲争取较大效益。有不少燃油炉改成燃煤炉，以此带来不小的环境保护问题。当然这几年随着我国电力工业的发展，全氧炉、电助熔、全电熔炉有了较大的发展。 2008年日用玻璃产量1445.7万吨，如成品率平均为90％，年玻璃出料量应为1590万吨，年耗标煤557～636万吨。完成工业产值865.5亿元、出口额2.1亿美元，其单耗平均为350～400公斤标准煤／吨玻璃液，比较好的为每吨玻璃液150～250公斤标准煤(啤酒瓶、农药瓶、普通白料制品等)，较差的多达900～1000公斤标准煤，二者相差3～4倍之多。又如窑炉热有效利用率先进的为25～38％，落后的只有12～22％，之间相差3～26个百分点，国外日用玻璃包装瓶熔窑单耗为110～130 kg标煤／吨玻璃液左右，劳动生产率为200～370吨／年人，熔化率2.5～3.8吨／m2·日。窑炉大都为日出料量180～250吨。热效率在48％左右。国内外差距较大。 我国改革开放以前，全国玻璃工业窑炉的炉型和技术等都比较落后，能耗很高，改革开放以后引进不少国外玻璃窑炉的先进软硬件，配合派人到国外学习参观，结合国情我们的科技工作者经过30多年的引进消化吸收，采用众多新技术创新设计出我国高效、长寿命、节能新型窑炉，使我国玻璃工业窑炉节能技术有了长足的进步，但与国际最先进技术水平比，还有一定差距，以两大玻璃行业窑炉的主要技术指标进行国内外对比，见表一。 表一国内外玻璃窑炉主要技术指标对比
******玻璃有限公司 玻璃窑炉烟气除尘脱硫 设 计 方 案 **********有限公司 建设单位：********玻璃有限公司
工程名称：玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 施工单位：*********有限公司 总经理：***（工程师） 工程负责：***（高级工程师） 总工程师：***（高级工程师） 工艺：*****（教授） 设备：*****（工程师） 机械：******（工程师） 电气：******（工程师） 现场：******（工程师） 目录 1 工程背景4 2 设计原则、依据、指标及范围4 2.1 设计原则4
2.2 设计依据5 2.3 设计治理目标7 2.4 工程范围8 3 脱硫工艺和脱硫剂选择8 3.1 烟气脱硫方法简介8 2.2.2 湿法脱硫技术和脱硫剂的评价与选择11 2.3 钙-钙双碱法（亚硫酸钙法）脱硫工艺12 2.3.1 反应原理12 2.3.2 钙-钙双碱法与钠-钙双碱法及其他低pH值石灰石/石灰法的比较13 2.3.3 配套XP型塔板技术15 2.4方案确定15 2.5 工艺流程15 2.6 工艺设计17 2.6.1 除尘脱硫系统17 2.6.2 烟气系统18 2.6.3 脱硫剂制备环系统19 2.6.4 脱硫产物分离系统20 2.6.5除尘系统21 2.6.6控制系统21
2.7平面与空间设计22 2.7.1 总平面设计22 2.7.2 总体空间设计23 2.8 基础处理23 2.9主要设备清单23 2.10系统运行分析28 2.10.1 本方案达到的主要技术经济指标28 2.10.2 水、电、脱硫剂消耗及脱硫成本29
玻璃炉窑的设计与运行 摘要：玻璃熔制是玻璃制造中的主要过程之一，是通过燃料的燃烧，将热量传递给配合料，从而达到熔化目的的过程。玻璃的熔制过程是在玻璃窑炉内实现的。着玻璃生产技术的不断发展进步，电子玻璃、浮法玻璃等生产行业在追求高质量和高效益的同时，对玻璃生产的环保也有了更高的要求．传统的玻璃熔制工艺已经很难满足更高的环保要求，此时采用全氧燃烧技术的玻璃窑炉的出现无疑成为解决行业生产“节能、环保”问题的一个有效途径。 关键词：玻璃炉窑节能环保设计与运行全氧燃烧玻璃炉 1.窑炉的设计原则 熔窑是浮法玻璃生产线三大热工设备之首,是实现全线产量、质量目标的关键设备之一,必须做到能耗低、产量高、熔化玻璃质量好、窑龄长等要求。为了实现上述要求,具体提出了如下设计原则： (1)认真总结国外同级别浮法熔窑的经验和教训,结合国内生产线的实际情况、操作特点, 围绕生产优质玻璃液这个重点来进行设计。 (2)着重节能降耗,采用国际先进的节能措施和节能产品,降低生产成本。 (3)全窑工艺尺寸确定既要注重以往的经验数据,同时要有理论创新,要在总结以往经验 数据的基础上对新结构确立理论依据。 (4)本熔窑出现的超出国内设计手册的结构设计,必须确保结构安全,此类结构需建立相 应的力学模型,并经过常温和热态理论论证通过后方可用于设计。 (5)设计中充分考虑延长窑龄的方法和措施,既要注重耐火材料装备水平,又要充分考虑 生产后期保窑操作的可能性及方便性。 (6)节省投资,材料配置上注重实用性,不搞花架子。主要材料立足于国内采购,尽量少引 进硬件,以减少外汇开支。 2.全氧燃烧炉的设计
我国已经有很多大学院校和设计单位对全氧燃烧窑炉进行过理论上的研究探讨，但是目前国内的全氧燃烧窑炉基本上是完全引进国外的设计、技术，甚至整条生产线，不仅投资很大，而且使我们自己的全氧燃烧技术发展缓慢。近年来我院实际参与了国内几台全氧池炉的引进、，设计转化工作，对国外先进技术进行了一些研究，在全氧玻璃池炉的设计上积累了一些经验。由于全氧燃烧窑炉与蓄热室窑炉相比最大的区别在熔化池部分，所以本文只就熔化池部分的设计进行介绍 2.1窑池 全氧燃烧窑炉的窑池的设计与传统空气燃烧窑炉的窑池设计一样，最主要的是确定窑炉的面积和容积。 首先根据已经制定的窑炉规模（日产量）和熔化率指标估算熔化池面积，同时还要综合考虑化料、澄清与均化、料性与成型温度、火焰与燃烧情况等因素，选择合适的长宽比，在电子玻璃行业，长宽比一般为2～3.其次，在估算熔化池面积后，可根据玻璃配合料的熔制过程分别利用热平衡方程对熔化带面积和澄清带面积进行理论计算，以验证估算的窑炉面积。 由于窑炉内部物理、化学以及物理化学的反应复杂，某些数据，如流量系数、流动层厚度、各处的玻璃液温度等误差较大，理论计算不能完全反应窑内复杂的情况，因此，理论计算应与经验值相结合。 2.1.1池底的设计 全氧窑炉的熔化池池底设计与普通空气助燃窑炉的池底设计类似，根据已确定的窑炉面积、长宽比以及对玻璃液熔制质量的要求，合理选择池底的厚度和耐火材料，合理设计保温，另外，还应根据实际玻璃熔制情况设计鼓泡、窑坎、电助熔、热电偶点等。2.1.2池壁的设计 池壁的设计关系到窑炉的深度，作为窑炉设计的～项重要指标，它与玻璃质量关系重大。 由于玻璃液导热性差，透热性更差，所以窑炉越深，玻璃液温度越低，流动性也越差，因此，靠近池底的玻璃液虽然具有1100～1500的温度，却不会流动，形成一层不动层，当窑炉内温度变化时，不动层有可能被带到成型部，影响玻璃液质量。根据以上叙述，窑炉深度的确定必须考虑玻璃液黏度、熔化率、燃料种类、池底保温以及新技术（电助