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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。
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。
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。
５４．６㎡蓄热室马蹄焰池窑说明书目录一、窑炉概况.................................................... - 3 -1、结构尺寸................................................... - 3 -(1) 熔化面积................................................ - 3 -(2) 熔池长宽比.............................................. - 3 -(3) 池深.................................................... - 3 -(4) 工作池.................................................. - 4 -(5) 投料池.................................................. - 4 -(6) 流液洞.................................................. - 4 -(7) 胸墙高度................................................ - 4 -2、小炉设计................................................... - 4 -3、蓄热室热工计算............................................. - 6 -二、设计中主要技术参数.......................................... - 6 -1、设计的基础条件............................................. - 6 -2、熔化面积及窑型的确定....................................... - 6 -3、主要技术内容............................................... - 6 -4、主要技术参数............................................... - 7 -5、关键部位的结构设计及材料的匹配............................. - 8 -（1）关键部位的耐火材料的匹配............................... - 8 - （2）关键部位的几个有特点的结构设计......................... - 9 -6、结论...................................................... - 10 -三、操作与维护................................................. - 11 -1、操作原理.................................................. - 11 -2、全煤气发生炉的基本操作规则：.............................. - 12 -3、烟道引风机的安全管理：.................................... - 15 -一、窑炉概况名称：蓄热式马蹄焰窑炉1、结构尺寸(1) 熔化面积窑炉的熔化率主要取决于熔化的温度，因为玻璃窑炉的熔制温度比较高，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，降低玻璃液质量和影响炉龄，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。
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。
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。
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1成分SiO2Al2O3CaO MgO Na2O K2O BaO B2O3Sb2O3Fe2O3 Wt% 52.6516.70 10.46 5.01 3.51 1.55 5.63 4.00 0.43 0.06 4、原料所用原料及基本要求表2原料原料化学组成(%) 外加水分名称SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O Fe2O3 其它烧失量(%) 石英砂99.8 0.05 0.15 12 钾长石60 18.5 0.3 10.7 0.15 0.54氢氧化铝65.3 34.57方解石55.5 / 0.03 43.61白云石30.5 21.5 0.05 47.93 纯碱/ / / / 58.48 / Na2CO3:99.98 41.5硝酸钠/ / / / 36.46 / NaNO3:99.98 63.52碳酸钡/ / / / / 0.07 BaCO3:99.98 22.23 硼酸/ / / / 0.1 H3BO3:99.98 44.29澄清剂/ / / / / 0.3 Sb2O3:93.505、配合料的水分：4.51%，通过石英砂引入，不另加。
6、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3元素组成(%) 低热值(kJ/kg)C H O N S A W84 13.5 0.5 0.5 0.45 0.05 1.0 42361.4510、重油雾化介质：压缩空气,温度80℃，用量0.5Bm3/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。
在玻璃的生产中，熔窑是消耗能量最大的热工设备，对其采取有效的节能措施降低能量消耗、尽量技术先进，满足施工可能，操作方便，经济合理。
窑体结构应满足以下要求：1、满足成型工艺的要求。
2、保证既定的温度制度、足够的澄清时间、充分均化的条件等。
3、保证所要求的火焰形状和尺寸。
4、便于控制、调节和改变窑内的温度、压力和气氛制度。
5、热效率要高，燃料消耗量要小。
6、减轻日常操作和维修时的劳动强度。
7、能适应原料粒度、水分、碎玻璃加入量、燃料成分等的波动。
8、便于测量和控制生产过程中的各项热工参数。
选择合理的窑型至关重要。
选择窑型时应考虑产品品种、质量要求、产量、熔化温度、成形制度、燃料种类、厂房条件、投资费用等因素。
国家相关法律、法规及设计标准（1）环境保护标准《玻璃工业污染物排放标准-容器玻璃》；《建设项目环境保护管理条例》；《中华人民共和国环境影响评价法》；《中华人民共和国水污染防治法》；《中华人民共和国大气污染防治法》；《中华人民共和国环境噪声防治法》；《环境空气质量标准》；（2）职业安全卫生标准《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《工厂安全卫生规程》《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）马蹄焰窑炉的特点我国现阶段的玻璃池窑主要有平板池窑，横焰流液洞池窑、换热式单（双）碹池窑、蓄热式马蹄焰流液洞池窑，另外我国玻璃窑炉还有坩锅窑、电熔窑和浮法玻璃池窑。
近年来随着科学技术的进步和人们环保意识的增强，国内国外新技术，新设备，如减压澄清、全氧燃烧、纯氧助燃、顶插全电熔窑、深澄清池、三通道蓄热式等。
本设计采用蓄热式马蹄焰流液洞池窑。
马蹄焰窑炉是窑内火焰成马蹄形流动（在窑内成U型），仅在熔化部的前端设置一对小炉的玻璃池窑。
马蹄焰流液洞池窑优点：①热利用率高，火焰行程长，因而燃料燃烧充分，同时窑体表面积小，热散失少，可提高热利用率，降低燃料消耗；②结构简单，造价低，只有一对小炉布置在熔化部端墙上。
马蹄焰流液洞池窑缺点：①沿窑长方向难以建立必要的热工制度，火焰覆盖面积小，在炉宽上温度分布不均匀，尤其是火焰换向带来的周期性的温度波动和热点移动；②一对小炉限制了炉宽，进而限制了生产的规模；③燃料燃烧喷出的火焰诱使对料堆有堆料作用，不利于配合料的熔化和澄清，并对花格墙、流液洞盖板和冷却部空间砌体有烧损作用。
其适用于各种空心制品、压制品和玻璃球的生产。
2物料平衡计算2.1配料计算100公斤湿粉料中形成氧化物的数量表4原料名称湿料配合比%氧化物量%SiO2Al2O3CaO MgO Na2O K2O BaO B2O3Sb2O3Fe2O3石英砂37.5631.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02钾长石10.28 6.17 1.87 0.00 0.00 0.03 1.10 0.00 0.00 0.00 0.01氢氧化铝15.310.00 10.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00方解石 4.300.00 0.00 2.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 白云石16.550.00 0.00 5.05 3.56 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 纯碱 2.210.00 0.00 0.00 0.00 1.29 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 硝酸钠 3.210.00 0.00 0.00 0.00 1.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 碳酸钡 5.150.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.00 0.00 0.00 0.00 硼酸 5.100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.84 0.00 0.00 澄清剂0.330.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.31 0.00 合计71.0437.41 11.86 7.43 3.56 2.49 1.10 4.00 2.84 0.31 0.04百分比% 100.00 52.6516.70 10.46 5.01 3.51 1.55 5.63 4.00 0.43 0.06计算过程如下：石英砂：%Si02=37.56*99.80/120=31.24Fe2O3=37.56*0.05/100=0.02钾长石:%Si02=10.28*60.00/100=6.17Al2O3=10.28*18.50/100=1.87Na2O=10.28*0.30/100=0.03K2O=10.28*10.70/100=1.10Fe2O3=10.28*0.15/100=0.01氢氧化铝：%Al2O3=15.31*65.30/100=10.00方解石：%CaO=4.30*55.5/100=2.38Fe2O3=4.30*0.03/100=0.00白云石：%CaO=16.55*30.5/100=5.05 MgO=16.55*21.5/100=3.56 Fe2O3=16.55*0.05/100=0.01 纯碱：%Na2O=2.21*58.48/100=1.29 硝酸钠：%Na2O=3.21*38.46/100=1.17 碳酸钡：%Fe2O3=5.15*0.07/100=0.00BaO=5.15*71.65/100=4.00 硼酸：%B 2O3=5.10*55.59/100=2.84Fe2O3=5.10*0.1/100=0.00澄清剂：%Fe2O3=0.33*0.3/100=0.00Sb2O3=0.33*93.5/100=0.31配料计算％表5配料计算SiO2Al2O3CaO MgO Na2O K2O Fe2O3BaO B2O3Sb2O3其它LOSS 合计石英砂99.8 0.05 0.15 100钾长石60 18.5 0.3 10.7 0.15 0.54 99.98 氢氧化铝65.3 34.57 99.87 方解石55.5 0.03 43.61 99.14 白云石30.5 21.5 0.05 47.93 99.98 纯碱58.48 41.5 99.98 硝酸钠36.46 63.52 99.98 碳酸钡0.07 77.65 22.23 99.95 硼酸0.1 55.59 44.29 99.98 澄清剂0.3 93.5 93.8湿料配方％表6石英砂钾长石氢氧化铝方解石白云石纯碱硝酸钠碳酸钡硼酸澄清剂合计52.6516.70 10.46 5.01 3.51 1.55 5.63 4.00 0.43 0.06100.002.2去气产物及组成计算表7原料名称去气产物量计算去气产物量H2O CO2O2NO2石英砂100*4.51%=4.51 4.51氢氧化铝34.57*15.31%=5.29 5.29方解石43.61*4.30%=1.88 1.88 白云石47.93*16.55%=7.93 7.93 纯碱41.50*2.21%=0.92 0.92硝酸钠63.52*3.21%*46/85=1.10 1.10 63.52*3.21%*16*2/85/4=0.19 0.19碳酸钡22.23*5.15%=1.14 1.14硼酸44.29*5.10%=2.26 2.26质量25.22 12.06 11.87 0.19 1.10 体积21.72 15.01 6.04 0.13 0.54 体积百分数% 69.11 27.81 0.60 2.493热平衡计算3.1燃料燃烧计算粉料中挥发分占25.22%，由于规定是纯配合料，不添加碎玻璃，则可以得到：1-25.22%=0.75 Kg-玻璃液因此，熔制成1 Kg的玻璃液所需要的粉料量Gb为：Gb=1/0.75=1.33 Kg/Kg-玻璃液所以，熔制1Kg玻璃液所需要的配合料量为：Gb’=Gb=1.33 Kg/kg-玻璃液3.2玻璃形成所消耗热量的计算3.2.1生成硅酸盐耗热：分别计算Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、qb由方解石生成CaSiO3的反应耗热量Q1：Q 1=1536.6*Gb*GCaO=1536.6*1.33*2.38/100=48.64KJ/Kg-玻璃液由白云石生成的CaMg(SiO3)2的反应耗热量Q2:Q 2=2757.4*Gb*GCaO+MgO=2757.4*1.33*(5.05+3.56)/100=315.76KJ/Kg-玻璃液由纯碱生成Na2SiO3的反应耗热量Q3：Q 3=951.7*Gb*GNa2O=951.7*1.33*1.29/100=16.33KJ/Kg-玻璃液由硝酸钠生成Na 2SiO 3反应耗热量Q 4：Q 4=4414.9*G b *G Na2O =4414.9*1.33*1.17/100=68.70KJ/Kg-玻璃液 由碳酸钡生成BaSiO 3的反应耗热量Q 5：Q 5=988.1*G b *G BaO =988.1*1.33*4.00/100=52.57KJ/Kg-玻璃液 由上可知，1kg 湿粉料生成硅酸盐的耗热量q b 为：q b =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5=48.64+315.76+16.33+68.70+52.57=502.00KJ/Kg-玻璃液 3.2.2生成玻璃液耗热Q 6：Q 6=347G b *（1-G fq ）=347*1.33*（1-25.22%）=345.12KJ/Kg-玻璃液 3.2.3加热玻璃液到玻璃熔化温度耗热Q 7： C 1509==0.6718+4.6*10-4*1509=1.37KJ/（Kg.℃） Q 7=C 1510*t=1.37*1509=2067.3KJ/Kg-玻璃液 3.2.4蒸发水的耗热量Q 8：Q 8=2491*G b *G H2O =2491*1.33*12.06/100=399.55KJ/Kg-玻璃液 3.2.5配合料入窑显热：粉料在0~t ℃时的平均比热容c 一般取0.963KJ （Kg.℃） Q 9=G b *c*t=1.33*0.963*20=25.62KJ/Kg-玻璃液 则玻璃形成热为：Q 10=q b +Q 6+Q 7+Q 8-Q 9=502.00+345.12+2067.3+399.55-25.62=3288.35KJ/Kg-玻璃液 3.3燃料消耗量近似计算重油的元素组成 表3元素组成(%)低热值(kJ/kg) C H O N S A M 8413.50.50.50.450.051.042361.45重油低位发热量为：Q net =339C+1030H+109(O-S)-25M=339*84+1030*13.5+109*(0.5-0.45)-25*1.0=42361.45 KJ/Kg表8重油化学组成% 燃烧需氧量 Nm ³/Kg 燃烧方程式 CO 2 O 2 N 2 H 2O SO 2 C 84.00 1.57 C+O 2=CO 2 1.57 H 13.50 0.76 H+1/2O 2=H 2O 1.51 S 0.45 0.00 S+O 2=SO 20.00 N0.500.00M 1.00 0.01 可燃物的需氧量Nm ³ 2.33 O0.50理论氧气量Nm ³ 2.33过剩氧气量Nm ³ 0.23 过剩空气系数为1.1 0.23 实际氧气量Nm ³2.56 被引入氮气量Nm ³ 9.63 9.63 实际空气量Nm ³12.19实际烟气量Nm ³合计：12.95 1.57 0.23 9.63 1.52 0.00 各成分的百分比%合计10012.12 1.78 74.36 11.74 0.00燃料消耗量近似计算：玻璃池窑单位熔化部面积所对应的总耗热量:Q=(P* q g +K 2*W)/(1-K 1K 2)=(54.18*3288.35+1.24*2.508*10^5)/(1-0.25*1.24) =704208.70 KJ/(㎡*h)其中：P=33*10^3/25.38/24=54.18 KJ/(㎡*h) K 1=0.25 K 2=1.24 S=33/1.3=25.38㎡W=60000Kcal/(㎡×h) ×4.18=2.508×10^5 KJ/(㎡.h) 燃料为重油，则单位熔化部面积所对应的燃料消耗量m oil =Q/ Q net =704208.70 KJ/(㎡×h)/ 42361.45 KJ/Kg=16.62 kg/(㎡×h) 4 窑炉的结构设计玻璃池窑是由玻璃熔制部分、热源供给部分、余热回收部分、排烟供气部分组成。
