【文章內(nèi)容簡介】 重油溫度為25℃時，= kj/(kg℃)，則；3）空氣帶入的物理熱，實際空氣消耗量為=，空氣預熱到200℃時，空氣的比熱容為= kj/(m3℃)，則。熱支出項有：燃燒產(chǎn)物帶走的物理熱，實際煙氣生成量為= m3/kg，則，其他熱支出項為零。熱支出項與熱收入項相等，則有設=4400℃時，查表得= kj/(m3℃)，則設=4500℃時，查表得= kj/(m3℃)，則有因此，有 解得 =℃~。則實際燃燒溫度為：第6章 池窯結構設計 玻璃熔制部分 熔化部設計池窯的設計1）熔化區(qū)尺寸設計對熔化量為600t/d的浮法玻璃池窯，其熔化率取K=(m2d)[12]，則池窯的熔化區(qū)面積為：根據(jù)經(jīng)驗公式可計算熔化區(qū)寬度為：熔化區(qū)長度有三種不同的計算方法，需要根據(jù)三種方法計算出的長度進行調(diào)整。（1）第一種方法計算出的熔化區(qū)長度為：（2）第二種計算熔化區(qū)長度的公式為：~4m之間，通常在3~，本設計取=4m，=。則可計算出熔化區(qū)長度為：（3）第三種計算方法是根據(jù)熔化區(qū)長度與熔化部寬度存在的比例關系進行計算，其計算式如下：式中：—熔化區(qū)的長寬比，有6~8對小爐時，=~（大型窯取低值）。則可計算出熔化區(qū)長度為：綜合考慮之后。2）澄清區(qū)尺寸設計對熔化量為600t/d的池窯，其澄清率取K= t/(m2d)[13]，則澄清區(qū)面積為：因為熔化區(qū)寬度與澄清區(qū)寬度相同，則澄清區(qū)長度為：3）熔化池深度。熔化池淺一些，不僅可以減少玻璃液的對流量，有利于節(jié)能，而且由于上層玻璃液流厚度與熔化池的深度成正比，熔化池改淺，上層流厚度隨之減小，有利于玻璃液的澄清，有利于提高玻璃液的質(zhì)量。本設計的玻璃組分中氧化鐵含量%。4）池壁與池底的砌筑池壁采用整塊大磚豎縫干砌，與玻璃液相接觸的池壁最上一層磚容易被玻璃液侵蝕、沖刷，因此最上一層200mm高的磚厚度減薄50mm。 池底用1000mm400mm300mm的粘土大磚砌筑，砌筑時磚縫縱橫對齊砌筑，并在粘土大磚上先鋪一層25mm的鋯英石搗打料，再在其上鋪一層75mm厚的電熔鋯剛玉磚。耳池本設計的耳池布置在熔化部最末一對小爐之后、卡脖之前，耳池大小設計為2m2m，耳池與所在部位的窯池深度相同，其拱高設為跨度的1/10，為200mm?；鹧婵臻g的設計火焰空間主要有大碹、碹碴及胸墻組成。1）大碹大碹的跨度，根據(jù)熔化池的寬度而定，一般的跨度比熔化池寬度大400~500mm；大碹的厚度以大碹跨度的1/20~1/25來考慮；大碹的股跨比，大型窯為1/~1/8，可計算大碹的拱高度。，厚度為660mm。大碹分為四節(jié)，每節(jié)碹之間預留的膨脹縫為100mm。2）碹碴碹碴承受大碹的水平推力和重力，碹碴必須與大碹緊密吻合。3）胸墻對于燃油池窯，~2m之間。胸墻其下的掛鉤磚頭部做成階梯狀，胸墻從其上沿砌起，胸墻的托板用平頭螺釘與下巴掌鐵固定。池窯冷卻由于玻璃池窯熔化部的池壁，尤其是液面線附近、投料池的拐角處等部位比玻璃池窯其他部位更容易受到玻璃液的高溫蝕損，從而大大縮短池窯的壽命，因此需要在這些部位進行人工冷卻。人工冷卻的方法包括吹風冷卻和水冷卻，本設計采取吹風冷卻方法，并在熔化部池壁液面線附近及投料池拐角處等部位合理布置冷卻風嘴。冷卻風嘴一般布置在池壁頂端以下80~100mm處，風口上傾角約15176。~30176。，風嘴到池壁的距離要適中，一般在20~30mm之間。風嘴形狀一般為鴨嘴型，出口斷面要平整。池壁風管布置在池窯兩側，并且對稱安裝。風管內(nèi)風速采用經(jīng)驗值：主風管內(nèi)為10~15m/s，支風管和垂直支風管內(nèi)為8~12m/s。本設計風管為圓形，本設計冷卻風量為121270m3/h，則根據(jù)風管內(nèi)風速經(jīng)驗值，~，~，本設計取主風管半徑為1m。投料機的選型目前，投料機類型有很多，主要有：螺旋式投料機、壟式投料機、振動式投料機、輥筒式投料機、傾斜毯式投料機及弧毯式投料機等。壟式投料機投入的料層較厚，料會堆成壟狀，對加速熔化很不利，同時還存在“飛料”和“漏料”現(xiàn)象，容易堵塞2號小爐對應的蓄熱室內(nèi)格子體，并且窯頭揚塵也較為嚴重；輥筒式投料機的使用效果也不是很理想。經(jīng)試驗，傾斜毯式與弧毯式投料機比較適合大型浮法平板玻璃池窯。本設計采用傾斜毯式投料機。投料池尺寸對于采用傾斜毯式投料機的池窯，其投料池寬度80%的熔化池寬度，~。，則可計算出投料池寬度9m。本設計取投料池寬度為10m，投料池長度為2m。前臉墻前臉墻主要有普通碹結構、變形平碹結構、普通碹外加碹結構和L型吊墻結構四種。本設計采用L型吊墻結構，采用耐熱鋼件吊掛，其寬度與熔化池等寬。L型吊墻分為直段部分和L形部分，直段部分用優(yōu)質(zhì)硅磚，L形部分采用燒結AZS磚。 分隔裝置設計玻璃液分隔裝置玻璃液分隔裝置即卡脖，浮法玻璃池窯的卡脖寬度為熔化部寬度的40%~50%[14]，此處取值40%。如果采用攪拌器，~，本設計采用水平式攪拌器?？ú鄙疃扰c熔化池深度相同。在卡脖池底適當位置需設置窯坎，以達到延長玻璃液在熔化部的停留時間，減少冷卻部向熔化部的玻璃液回流量，從而減少其二次加熱的能耗，加速冷卻玻璃液，以及迫使玻璃液向上流動，起到淺層澄清的作用。對于冷卻水管，采用一對冷卻水管，從卡脖的兩側插入，采用矩形的水管。氣體空間分隔裝置氣體空間分隔裝置為卡脖的上部空間，其類型主要有矮碹、吊矮碹、U型吊碹和雙J型吊墻等。本設計選用矮碹作為氣體空間分隔裝置。矮碹的胸墻高度≤，；前、后山墻的厚度為分別與熔化部和冷卻部胸墻厚度相同；~，；，則取熔化部后山墻碹、卡脖碹、其股跨比一般在1/10~1/12之間，~。 冷卻部設計冷卻部尺寸玻璃池窯冷卻部的作用是使玻璃液在冷卻部均勻冷卻降溫到成型要求的溫度，因此冷卻部的尺寸是否合理的標準是玻璃液能否均勻冷卻到成型溫度。如果冷卻面積過大，玻璃液就可能會冷卻過頭；如果冷卻面積過小，則又會使玻璃液冷卻不到成型的溫度。玻璃池窯冷卻部面積的計算過程較為繁瑣，本設計參考選取前人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，冷卻部散熱量為4589745kj/h，(m2h)，（m2d）。~10m之間，本設計取10m。耳池布置由于耳池有加強橫向對流的作用，可以使玻璃液通過卡脖后較快的向冷卻部兩邊拉開流向耳池，減少卡脖后的死角面積。因此，本設計在卡脖后的冷卻部適當位置設置一對耳池。耳池大小為2m2m。冷卻部氣體空間冷卻部的氣體空間結構與熔化部火焰空間的結構基本相同，也包括大碹、碹碴及胸墻。，大碹股跨比一般在1/8~1/9，~，大碹厚度取350mm；碹碴選用鋼碹碴；冷卻部胸墻高度不宜太高，一般在500~700mm為宜，本設計取500mm。流道流道有收縮型、直通型、喇叭型三種。收縮型存在液流死角，目前使用較少；直通型結構簡單，一般使用于較小規(guī)模的生產(chǎn)；喇叭型結構復雜，玻璃液流通暢，沒有死角，一般使用于較大規(guī)模的生產(chǎn)。流道主要由安全閘板、調(diào)節(jié)閘板、流槽蓋板磚，坎磚等組成。本設計采用喇叭型流道流道。 熱源供給部分 小爐設計小爐尺寸計算本設計的熔化量為600t/d，因此取小爐對數(shù)為6對。小爐噴出口的面積計算公式如下：[12]式中：—池窯熔化面積，m2；—小爐對數(shù)。已知熔化面積=，~。，則經(jīng)計算綜合考慮后取第一對小爐中心線到前臉墻距離=4m，相鄰小爐中心線間距=。因為小爐寬度尺寸大小與各小爐中心距有關，一般為小爐中心距的45%~55%，~。小爐噴出口高度為：小爐結構布置小爐平碹采用插入式，即小爐平碹從大碹碹碴下面插入。小爐平碹做成上平下成弧形，以使小爐平碹與大碹碹碴連接不必找平。平碹內(nèi)弧的中心角不小于80176。，本設計取平碹內(nèi)弧的中心角為90176。，平碹中心處的平碹磚厚度為250mm。平碹磚的塊數(shù)為奇數(shù)，所有平碹碹碴磚底面與小爐垛磚的磚縫與胸墻上層磚的磚縫成一水平，保證其能夠自由膨脹。小爐頂碹做成傾斜狀，一般下傾角在20176。~25176。之間，本設計取20176。小爐脖底做成水平狀。小爐脖底下的操作空間尺寸即熔窯池壁外側到蓄熱室內(nèi)側墻處的距離，這里的環(huán)境條件較差。因此，~，；脖底到操作走臺的高度，以使工人操作不彎腰為準，~。 燃油燒嘴的選型設計燃油燒嘴選型在玻璃行業(yè)，我國傳統(tǒng)上多使用由國內(nèi)自行設計的高壓內(nèi)混式GNB系列重油燒嘴，本設計選用由GNBⅢ型燒嘴改進而來的GNBⅣ型燒嘴。其具有火焰覆蓋面積較大、霧化質(zhì)量較好、油耗較低、噪音減小，煙氣中NOx含量較小，并且操作簡便，還能延長窯齡等優(yōu)點；克服了GNBⅢ型燒嘴所具有的氣壓和油壓要求較高、內(nèi)混室易結焦、火焰不易轉向等缺點。燃油燒嘴安裝位置的選擇重油燒嘴的安裝位置主要有：小爐底燒系統(tǒng)、小爐底下插入式燃燒系統(tǒng)、小爐側墻插入式燃燒系統(tǒng)、小爐頂插入式燃燒系統(tǒng)、小爐頂燒式燃燒系統(tǒng)及碹頂插入式燃燒系統(tǒng)。本設計采用小爐底燒系統(tǒng)，燒嘴磚設在緊靠小爐底面的橫梁下面，即玻璃液面和小爐脖底面之間。燃燒器的安裝燃燒器噴嘴磚的中心線距離液面150mm，燃燒器調(diào)節(jié)成仰角2176。~6176。，燃燒器距離噴火口前端200~500mm[15]，本設計采用3個燃燒器，取仰角5176。，燃燒器距離噴火口前端300mm，燃燒器出口直徑為100mm，燃燒器中心距為500mm。 余熱回收部分 蓄熱室形式蓄熱室的形式主要有連通式結構、分隔式結構、半分隔式結構、兩小爐分隔式結構及兩段式結構。本設計的蓄熱室形式采取分隔式結構。分隔式結構是將蓄熱室以每個小爐分成若干個室，每個室的氣體不能串通，氣體分配靠每個室的支煙道上的閘板來調(diào)節(jié)。這種結構形式的優(yōu)點是氣體分配調(diào)節(jié)比較方便，熱修時條件較連通式大大改善，所以這種結構形式的蓄熱室在我國使用比較普遍。 蓄熱室結構蓄熱室的結構主要包括頂碹、承重碹、格子體、分隔墻、爐條碹以及鋼結構等。頂碹蓄熱室的頂碹結構有很多形式，最為常用的就是連通式的半圓碹結構，這種結構既適合連通式蓄熱室，也適合分隔式結構的蓄熱室，拱碹可以設置為90176。本設計采用分隔式的碹結構，且拱碹設計為90176。格子體格子體是蓄熱室結構中最為重要的組成部分，格子體結構的設計原則是格子體的使用壽命長、蓄熱效能好、周期溫度波動小。因此，格子體設計合理與否，直接影響到其使用壽命及蓄熱效能。分隔墻分隔式蓄熱室的分隔墻厚度一般為465~585mm，本設計采用580mm的分隔墻。此分隔墻的兩頭與兩邊側墻咬砌，不能留直縫，即與兩側墻砌成整體，以防止分隔墻倒塌。分隔墻的頂部與蓄熱室的頂碹之間留出膨脹縫。爐條碹爐條是承受蓄熱室內(nèi)格子體重力的磚材結構，爐條是由單一碹磚砌成的一條一條的拱碹結構，條碹與條碹之間有間隙，以便讓氣體通過。爐條的砌筑采用在拱碹上面用爬碴磚砌平的形式。一般，爐條碹的寬度≥150mm，高度≥300mm，爐條間距≥150mm。本設計取爐條碹寬度為300mm，高度為600mm，爐條間距為200mm，爐條厚度取350mm。鋼結構蓄熱室的鋼結構的作用是為了使蓄熱室在高溫作業(yè)下的磚結構安全穩(wěn)定，尤其是當蓄熱室的高度比較高時，鋼結構的處理尤為重要。 蓄熱室尺寸蓄熱室的長度決定于小爐的對數(shù)及其間距，其計算公式如下：[13]式中：—1號小爐中心線到蓄熱室前端墻內(nèi)側的距離，m，一般=~，或=/2；—小爐對數(shù)；—小爐中心線的間距，m；—末對小爐中心線到蓄熱室后端墻內(nèi)側的距離，一般=。本設計取=，則=，=，則可計算出蓄熱室長度為：分隔式蓄熱室內(nèi)格子體長度計算公式如下：[13]式中：—分隔墻的厚度，m。本設計取分隔墻厚度=580mm，則蓄熱室格子體長度為：因為在格子體周圍預留50mm的縫隙。格子體受熱面積公式如下：[12]式中：—比例系數(shù)，燒重油時，=15~30。已知熔化區(qū)面積，取=29，則格子體受熱面積為：本設計采用連續(xù)通道式格子體，格子磚采用160mm160mm，磚厚為40mm的筒子磚，則單位格子體體積的受熱面積：格子體體積：格子體要滿足構筑系數(shù)=~，并且，則格子體寬度：格子體高度：又 滿足。驗證蓄熱室內(nèi)格子體的熱負荷，其公式如下：[12]式中：—玻璃池窯一側蓄熱室內(nèi)格子體的總受熱面積，m2；—燃料的低位熱值，kj/kg燃料；—池窯的燃料消耗量，kg燃料/h。本設計消耗重油量=3500kg/h，重油低位熱值=，可計算出蓄熱室內(nèi)格子體的熱