玻璃馬池焰窯爐課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論1</b></p><p><b>　　2. 計(jì)算內(nèi)容4</b></p><p>　　2.2 熔化率的選取4</p><p>　　2.3熔窯基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定5</p><

2、;p>　　2.4 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定6</p><p>　　2.5 燃料燃燒計(jì)算8</p><p>　　2.6燃料消耗量的計(jì)算8</p><p>　　2.7 小爐結(jié)構(gòu)的確定與計(jì)算10</p><p>　　2.8蓄熱室的設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.9 窯體主要部位所用材料的選擇和

3、厚度的確定12</p><p>　　3.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)13</p><p>　　4.對本人設(shè)計(jì)的評述14</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用《玻璃窯爐及設(shè)計(jì)》課程

4、的理論和專業(yè)知識解決實(shí)際問題，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)運(yùn)算，使用專業(yè)資料等能力。目的是使學(xué)生受到設(shè)計(jì)方法的初步訓(xùn)練，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新能力和綜合能力，逐步掌握窯爐及其他熱工設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識和技能，并對所學(xué)窯爐熱工設(shè)備理論知識進(jìn)行驗(yàn)證和深化，為將來從事生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究及教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)為畢業(yè)論文打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)依據(jù)</b><

5、;/p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：年產(chǎn)12000噸高白料酒瓶燃油蓄熱式馬蹄焰池窯</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只 </p><p>　　行列機(jī)年工作時(shí)間及機(jī)時(shí)利用率：313 天，95%

6、 </p><p>　　機(jī)速：QD6行列機(jī) 青白酒瓶38只/分鐘 </p><p>　　產(chǎn)品合格率：90% </p><p>　　玻璃熔化溫度1430℃

7、 </p><p>　　玻璃形成過程耗熱量q玻=2350kJ/kg玻璃液 </p><p>　　重油組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），見表1﹣1 </p><p><b>　　表1－1 重油組成<

8、/b></p><p>　　1.2 述玻璃窯爐的發(fā)展歷史及今后的發(fā)展動(dòng)向</p><p>　　玻璃窯爐是熔制玻璃的熱工設(shè)備，利用燃料的化學(xué)能、電能或其它能源產(chǎn)生熱量，造成可控的高溫環(huán)境，使玻璃配合料在其中經(jīng)傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞過程，完成物理和化學(xué)變化，經(jīng)過熔化、澄清、均化和冷卻等階段，為生產(chǎn)提供一定數(shù)量和質(zhì)量的玻璃液。</p><p>　　我國的玻璃窯爐古已有

9、之，其經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展史，通過燃料和技術(shù)的發(fā)展提高，玻璃窯爐現(xiàn)在已經(jīng)有了較大的進(jìn)步。我國的玻璃窯爐基本上都為火焰池窯，其基本結(jié)構(gòu)為：玻璃熔制、熱源供給、余熱回收、排煙供氣四部分。目前我國玻璃窯爐的主體要燃料有煤、重油、發(fā)生爐煤氣、天然氣，其中最普遍采用的是煤和重油，為節(jié)能降耗減少污染，也有許多窯爐采用發(fā)生爐煤氣和天然氣，如下表1-2介紹了我國玻璃窯爐的發(fā)展史：</p><p>　　表1-2介紹了我國玻璃窯爐的

10、發(fā)展史</p><p>　　我國現(xiàn)階段的玻璃池窯主要有平板池窯，橫焰流液洞池窯、換熱式單（雙）碹池窯、蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯，另外我國玻璃窯爐還有坩鍋窯、電熔窯和浮法玻璃池窯。</p><p>　　近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，國內(nèi)國外新技術(shù)，新設(shè)備，如減壓澄清、全氧燃燒、純氧助燃、頂插全電熔窯、深澄清池、三通道蓄熱式等。通過采用新技術(shù)、新工藝，可進(jìn)一步降低能耗，提高玻璃液

11、質(zhì)量，減少環(huán)境污染，走出一條僅能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路。</p><p>　　1.3 所選窯爐類型的論證</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯。</p><p><b>　　其優(yōu)點(diǎn)有：</b></p><p>　　a. 熱利用率高，火焰行程長，因而燃料燃燒充分，同時(shí)窯體表面積小，熱散失少，可提高熱利用率，降

12、低燃料消耗；</p><p>　　b. 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，只有一對小爐布置在熔化部端墻上。</p><p>　　(2) 但該窯也有缺點(diǎn)：</p><p>　　a. 沿窯長方向難以建立必要的熱工制度，火焰覆蓋面積小，在爐寬上溫度分布不均勻，尤其是火焰換向帶來的周期性的溫度波動(dòng)和熱點(diǎn)移動(dòng)；</p><p>　　b. 一對小爐限制了爐寬，進(jìn)而限制

13、了生產(chǎn)的規(guī)模；</p><p>　　c. 燃料燃燒噴出的火焰誘使對料堆有堆料作用，不利于配合料的熔化和澄清，并對花格墻、流液洞蓋板和冷卻部空間砌體有燒損作用。</p><p>　　其適用于各種空心制品、壓制品和玻璃球的生產(chǎn)。</p><p>　　1.4關(guān)工藝問題的論證</p><p><b>　?。?）溫度制度：</b>

14、</p><p>　　“窯溫”指胸墻掛鉤磚溫度，依靠燃料消耗比例調(diào)節(jié)。馬蹄焰和縱焰池窯的熱點(diǎn)值取決于熔化玻璃的品種、燃料和耐材質(zhì)量。熱點(diǎn)位置選在熔化部的1/2~2/3處，不易控制。</p><p>　?。?）壓力制度：壓強(qiáng)或靜壓頭，沿氣體流程。玻璃液面處靜壓微正壓（+5Pa），微冒火。測點(diǎn)在澄清帶處大碹或胸墻。用煙道的開度調(diào)節(jié)抽力壓強(qiáng)。</p><p><b&

15、gt;　　(3) 泡界限制度</b></p><p>　　人為確定玻璃液熱點(diǎn)位置。馬蹄焰池窯穩(wěn)定性不很強(qiáng)。</p><p>　?。?）液面制度：穩(wěn)定。波動(dòng)會加劇液面處耐材侵蝕。對成型也有影響。日用玻璃池窯要求±0.5mm，輕量瓶為±0.1~0.3mm）。</p><p>　　探針式和激光式測量方法。安裝在供料道或工作池。依靠控制加料機(jī)

16、的加料速率來進(jìn)行。</p><p>　?。?）氣氛制度：通過煙氣中O2含量和CO含量判斷。多數(shù)玻璃需氧化焰，但芒硝料要求還原焰。通常借助改變空氣過剩系數(shù)來調(diào)節(jié)窯內(nèi)氣氛的性質(zhì)（空氣口大小和鼓風(fēng)用量）。</p><p>　　Fe2+——深綠色，透光性差，透熱差。 </p><p>　　Fe3+——淺黃色，透熱、透光性強(qiáng)。</p><p>　　火焰

17、亮度判斷，明亮為氧化焰，不大亮為中性焰，發(fā)渾者為還原焰。</p><p>　?。?） 換向制度:蓄熱式池窯定期倒換燃燒方向，使蓄熱室格子體系統(tǒng)吸熱和換熱交替進(jìn)行。換向間隔一般為20~30/min，燒重油熔窯 ，換向時(shí)先關(guān)閉油閥，然后關(guān)小霧化劑閥，留有少量霧化劑由噴嘴噴出，為的是避免排走廢氣時(shí)噴油嘴被加熱，噴嘴內(nèi)重油碳化，堵塞噴油嘴。</p><p>　?。?）加料方式：采用單側(cè)加料。<

18、;/p><p><b>　　2.計(jì)算內(nèi)容</b></p><p>　　2.1 日出料量的計(jì)算</p><p>　　日出料量由年產(chǎn)量和原始數(shù)據(jù)計(jì)算得：</p><p>　　單臺DQ6列機(jī)年產(chǎn)合格瓶量（噸/年）m為</p><p>　　m=機(jī)速(只/分鐘)×60×24×瓶重&

19、#215;10-6×行列機(jī)年工作時(shí)間×機(jī)時(shí)利用率×產(chǎn)品合格率</p><p>　　QD6 ：m=38×60×24×400×10-6×313×95%×90%=5857.55712噸/年 </p><p>　　因設(shè)計(jì)要求年產(chǎn)量為12000噸/年的玻璃酒瓶，則選用</p>&

20、lt;p>　　QD6行列機(jī)臺數(shù)n=12000/5857.6=3</p><p>　　故玻璃熔窯日出料量G（t/d）</p><p>　　G=機(jī)速(只/分鐘)×60×24×瓶重(g/只)×10-6×臺數(shù)</p><p>　　G=38×60×24×400×10-6×

21、3</p><p>　　=65.7t/d 計(jì)算玻璃熔窯日出料量G（t/d）</p><p>　　2.2 熔化率的選取</p><p>　　熔化率K是玻璃窯爐一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，它是指窯池每平方米面積上每天熔制的玻璃液量，單位是kg/(m2d)或t/(m2d)。</p><p>　　熔化率K的選擇依據(jù)：</p><p&g

22、t;　?。?）玻璃品種與原料組成；</p><p><b>　　（2）熔化溫度；</b></p><p>　?。?）燃料種類與質(zhì)量；</p><p>　?。?）制品質(zhì)量要求；</p><p>　?。?）窯型結(jié)構(gòu)，熔化面積；</p><p>　?。?）加料方式和新技術(shù)的采用；</p>

23、<p>　?。?）燃料消耗水平；</p><p>　?。?）窯爐壽命和管理水平。</p><p>　　參考教材A,P92表4-2。K=2.0~2.2 t/(m2·d) 取熔化率為：K=2.0t/d</p><p>　　2.3熔窯基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　2.3.1 熔化部面積計(jì)算</p>&l

24、t;p>　　熔化部池窯面積根據(jù)已定的熔窯規(guī)模（日產(chǎn)量）和熔化率K估算，由教材A,P91式（4-1）有：</p><p>　　熔化池面積F熔=G/K=65.78/2.0=32.9m2</p><p>　　2.3.2 冷卻部面積計(jì)算</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，參考教材A,P98表4-9，取F冷/F熔=20%，則F冷=32.9×20%= 6.58m2

25、</p><p>　　根據(jù)玻璃品種、供料道條數(shù)、成型機(jī)部位和操作條件來決定冷卻部形狀，本設(shè)計(jì)采用扇形供料道，冷卻部一般比窯池淺300mm,取900. </p><p>　　F冷、=32.9×20%=6.58 m2</p><p><b>　　如圖2-1所示</b></p><p>　　則F冷=1/2 = 1/2

26、×3.14×2.12=6.92 m2 </p><p>　　所以F冷/F熔=21.0%</p><p>　　2.3.3 窯池長度和寬度的確定</p><p>　　由教材A，P93，表4-3可知，燒重油時(shí)馬蹄焰池窯的長寬比較燒發(fā)生爐煤氣的稍大些。這是由于采用了高壓外混噴嘴，特別是直流式，噴出火焰射程長，沖量大，剛性強(qiáng)，火焰轉(zhuǎn)彎困難，為了避免冷卻部

27、溫度過高，流液洞蓋板過早燒損一囧窯池橫向出現(xiàn)溫度差，必須把窯池放長；另外，燒重油后火焰溫度升高，加快了熔化速度，增大了出料量。為了確保玻璃液的質(zhì)量，有必要將窯池適當(dāng)放長。但長寬比過大時(shí)，在火焰噴出的正前方空間燃燒產(chǎn)物排除困難，逐漸積聚，壓力增大，是火焰變短?；谝陨显瓌t，馬蹄焰池窯池長不宜小于4m，熔化面積較大時(shí)，長寬比可取低些，否則窯池過長，火焰很難同時(shí)滿足熔化與澄清的要求。本設(shè)計(jì)長寬比取1.6.</p><p&g

28、t;　　則F熔 =1.6×B2 </p><p>　　解得：L=7.2m , B=4.5m</p><p><b>　　如圖2-1所示</b></p><p>　　實(shí)際熔化面積：F熔實(shí)際=7.2×4.5=32.4m2 （2-3-3）</p><p>　　實(shí)際熔化

29、率：K=G/ F熔實(shí)際= 65.7t/d/32.4 m2=2.03t/(m2·d) （2-3-4）</p><p><b>　　2.3.4熔化池深</b></p><p>　　同玻璃液質(zhì)量關(guān)系很大,池深須使窯內(nèi)不形成不動(dòng)層。深影響窯容量，即窯內(nèi)停留時(shí)間,停留1.5~2天。合理的池深必須綜合考慮到玻璃顏色、玻液粘度、熔化率、制品質(zhì)量、

30、燃料種類、池底磚質(zhì)量、池底保溫和新技術(shù)采用（鼓泡、電助熔）等。</p><p>　　參考教材A,Pg93表4-4和近似式（4-2）</p><p>　　池壁高度 即為池深，一般取0.8-0.9m。初取h=0.9m..</p><p>　　校核：池深h可按近似公式計(jì)算</p><p>　　h=0.4+（0.5±a）lgV <

31、;/p><p>　　V——熔化池容積，m3；</p><p>　　a——系數(shù)，其值0~0.135.</p><p>　　h=0.4＋（0.5-0.02）lg(31.5×0.9)=1.1m解得：h=1.1m</p><p>　　由于此池窯熔化率較大，所以池窯深度應(yīng)深一些，因此h取1.2m. </p><p>　　熔

32、化池窯坎可以強(qiáng)化熔化率，取窯坎高600mm，一般置于熔化池長的2/3處。</p><p>　　玻璃液的平均密度為2.45g/cm3,即2.45t/m3則玻璃液停留時(shí)間</p><p>　　t=31.5×1.2×2.45/65.7=1.41天 </p><p>　　因玻璃液在窯內(nèi)停留一天以上，故上述計(jì)算合理。</p><p&g

33、t;　　冷卻部池深取淺（比熔化池淺300mm），本設(shè)計(jì)取h=0.9m</p><p>　　冷卻率=正常流動(dòng)負(fù)荷/冷卻部面積。（t/d·m2）3~13范圍。</p><p>　　K冷=G/F冷=65.7/6.58=9.98 符合范圍</p><p>　　t=冷卻部容積/正常流動(dòng)負(fù)荷（m3/d）=6.58x0.6x24x2.45/65.7=3.53h

34、符合要求</p><p>　　玻璃液停留時(shí)間。愈長愈穩(wěn)定，但需更多空間，回流多。最小存3小時(shí)玻璃流量。 </p><p>　　2.4 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定</p><p>　　2.4.1 窯體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）池壁</b></p><p>　　玻璃液的主

35、要侵蝕為橫向硅縫處。因此應(yīng)盡量避免在高溫區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，通常采用整塊大磚立砌，要求立砌排磚尺寸必須相當(dāng)精確，結(jié)合面應(yīng)加工磨制加工達(dá)到硅縫密接。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用300mmAZS33QX—Y + 30mm鋯質(zhì)搗打料+115mmLZ-55（NZ—40）+100mm硅鈣板 </p><p><b>　?。?）池底 </b></p><p&g

36、t;　　結(jié)構(gòu)：隨著溫度的提高，出料量的增加，爐齡的增加，更主要的是為減少散熱損失，節(jié)約能源，現(xiàn)代熔窯池底多采用多層式復(fù)合池底結(jié)構(gòu)。有：主體層：黏土大磚</p><p>　　75mmAZS33WS-Y + 35mm鋯質(zhì)搗打料 + 32mm燒結(jié)鋯英石磚+ 30mm鋯質(zhì)搗打料+ 300mm澆注大磚+280mm輕質(zhì)粘土磚+10mm石棉板+8mm鋼板</p><p><b>　?。?）火焰

37、空間</b></p><p>　　火焰空間長度與窯池長度相等，寬度比窯池寬度多200~400mm，本設(shè)計(jì)取400mm,則火焰空間寬度B=4500+400=4900mm，長度L=7200mm.火焰空間高度由胸墻高度和大碹碹股高度合成，參考教材A，P96表4-8，取大碹升高為1/8，則得碹股f=4700×1/8=587.5mm。胸墻設(shè)取1000mm，則火焰空間容積為：</p>&l

38、t;p>　　V= V=L×B×(1+2/3f)=4.9×7.2×(1+2/3×0.5875)=49.1 m3 (2-3-8)</p><p>　　火焰分隔方式為全分隔。</p><p><b>　　2.4.3 流液洞</b></p><p>　　馬蹄焰池窯一般只取一個(gè)

39、流液洞，本設(shè)計(jì)出料量大，采用下沉式流液洞,下沉式對玻璃液的選擇作用、冷卻作用好，減少回流。它可以選擇質(zhì)量較好的玻璃液，可以提高降溫效果，提高玻璃液質(zhì)量。 本設(shè)計(jì)選取流液洞幾何尺寸：希望為長方形.</p><p>　　寬度：控制玻璃液的均勻性。</p><p>　　越寬越均勻。一般中小型池窯250~500mm， 取寬為400mm</p><p>　　高度：控制玻璃液的

40、質(zhì)量。</p><p>　　越低質(zhì)量越好，而溫降越大。中小型池窯200~400mm，取高為300mm</p><p>　　長度：控制玻璃液的降溫程度。</p><p>　　越長降溫越多，洞長一般取900~1200mm，本設(shè)計(jì)選洞長為1000mm，下沉量取150mm.</p><p>　　則流液洞的長×寬×高為1000

41、15;400×300，如圖2-1所示</p><p>　　流液洞流量負(fù)載K流= K流=65.7×1000/(40×30×24)=2.28kg/( cm2×h)（2-3-9）</p><p><b>　　一般為2~4</b></p><p>　　由教材A,P96,表4-6可知，該流液洞滿足要求。&

42、lt;/p><p>　　材質(zhì)：側(cè)墻、蓋板、擋磚均用電熔鎬剛玉磚.</p><p><b>　　2.4.4 投料口</b></p><p>　　按時(shí)按量加入、液面穩(wěn)定，薄層加入，預(yù)熔作用，減少粉料飛揚(yáng)。</p><p>　　馬蹄焰池窯為側(cè)面投料，只放一臺投料機(jī)。寬稍大于投料機(jī)寬，兩側(cè)留50~100mm。深比窯池淺些。</

43、p><p>　　本設(shè)計(jì)采用薄層加料方式，加料口向噴火方向傾斜。取長為1350/1450mm,窯內(nèi)寬800mm，窯外寬600mm,深比熔化池淺些，取900mm</p><p>　　2.5 燃料燃燒計(jì)算</p><p>　　2.5.1 理論空氣需要量及燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算</p><p><b>　　參考教材B,</b></p

44、><p>　　V空氣 =100/21×（C/12+H/2×1/2+S/32-O/32）×22.4/100</p><p>　　=100/21×（89.43/12+6.5/4+0.43/32-0.01/32）×22.4/100</p><p>　　=9.7Nm3/kg重油</p><p>　　取空

45、氣過剩系數(shù)a=1.15，根據(jù)教材及課件</p><p>　　實(shí)際空氣量Va=1.15×9.7=11.2 Nm3/kg重油</p><p>　　2.5.2 理論煙氣量的計(jì)算</p><p>　　V=0.089Car+0.323Har+0.0124Mar+0.033Sar+0.008Nar-0.0263Oar</p><p>　　=0.

46、089×89.43+0.323×6.5+0.0124×3.00+0.033×0.43+0.008×0.6-0.0263×0.01</p><p>　　=10.1 Nm3/kg重油</p><p>　　實(shí)際煙氣量V產(chǎn)=V0產(chǎn)+V0空氣(a-1)</p><p>　　=10.1+9.7×(1.15-1

47、)</p><p>　　=11.6 Nm3/kg重油</p><p>　　1kg液體燃料燃燒所需理論氧氣量</p><p>　　VO2 =21/100×Va0=9.7×0.21=2.04 Nm3/kg重油</p><p><b>　　實(shí)際煙氣組成：</b></p><p>　　

48、VN2 =N/28×22.4/100+aVo2 79/21=0.6/28×22.4/100+1.15×2.04×79/21=8.8 Nm3/kg重油</p><p>　　VCO2 =C/12×22.4/100=89.43/12×22.4/100=1.67 Nm3/kg重油</p><p>　　VH2O =(H/2+M/18) &#

49、215;22.4/100=0.765 Nm3/kg重油</p><p>　　VSO2 =S/32×22.4/100=0.43/32×22.4/100=0.003 Nm3/kg重油</p><p>　　2.6燃料消耗量的計(jì)算 </p><p>　　本設(shè)計(jì)采用近似計(jì)算方法計(jì)算燃料消耗量</p><p>　　2.6.1 窯爐熱量

50、支出</p><p>　　全窯熱平衡熱支出主要有三項(xiàng)，即</p><p>　?。?）熔化玻璃消耗的熱量Q1</p><p>　　Q1=Pq 其中：P ——玻璃液熔化量，kg/（m2h）</p><p>　　q ——玻璃形成過程耗熱量</p><p>　　Q1=65.7×1000/24×2350&

51、lt;/p><p>　　=6.43×106 KJ/h</p><p>　　（2）煙氣離開蓄熱室?guī)ё叩臒崃縌2 </p><p>　　Q2=K1Q（K1=0.2~0.3），本設(shè)計(jì) K1取0.25</p><p>　?。?）全窯散失熱量Q3</p><p>　　取決于窯的大小，窯愈小，單位熔化面積

52、散熱量愈大，熱效率愈低，Q3以W表示,W=61650w/ m2.</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用全保溫，減少25~30%</p><p>　　Q3=(1-25%)w=46237.5w/ m2</p><p>　　將單位轉(zhuǎn)化為kJ/h,有W =46237.5×31.5×10-3×3600kJ/h=5.24×106 kJ/h<

53、;/p><p>　　總的熱量Q=Q1+Q2+Q3=Pq+K1Q+W</p><p>　　Q =（ Pq+W）/（1-K1）</p><p>　　=（6.43×10 6+6.05×106）/(1-0.25)</p><p>　　=1.66×107 kJ/h</p><p>　　=6.91

54、5;105 kJ/d</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核</p><p>　　Q`=(52.75+0.0588 F熱) +5.697T</p><p>　　其中：Q` ——每天耗熱量×106kJ；</p><p>　　F熱——窯池加熱面積，m2；</p><p>　　T ——每天熔化玻璃液量，t。<

55、;/p><p>　　Q`=(52.75+0.0588×31.5) +5.697×65.7×103kJ/d=3.7×105 kJ/d</p><p>　　Q`與Q想近，由于采用了全保溫式，所以散熱少，故實(shí)際耗熱量比經(jīng)驗(yàn)值小，可取。</p><p>　　2.6.2 窯爐熱量收入</p><p>　　Q入=B油（

56、Q油+q油物+q介物）</p><p>　　其中B油——重油消耗量kg/(m2.h)</p><p>　　Q油——低熱值kJ/kg</p><p>　　q油物——物理熱kJ/kg</p><p>　　q介物D ——霧化介質(zhì)物理熱kJ/kg</p><p>　　本設(shè)計(jì)中為簡化計(jì)算，忽略了q油物和q介物從而得到</

57、p><p><b>　　Q入=B油Q油</b></p><p>　　參考教材A,P38，式（1-82）得</p><p>　　Q油=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25×Mar</p><p>　　= 339×89.43+1030×6.5-109×(0.01-0

58、.43)-25×3.00</p><p>　　= 36982.55kJ/kg重油</p><p>　　Q入=Q出=3.17×107 kJ/h</p><p>　　所以B油=3.17×107 kJ/h /36982.55kJ/kg重油=857.16kg重油/h</p><p>　　2.6.3校核各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)<

59、/p><p>　?。?）火焰空間熱負(fù)荷——每單位空間容積每小時(shí)燃料燃燒所放出的熱量，單位是W/ m2。</p><p>　　q= B油Q油/V火</p><p>　　=857.16×36982.55×1000/(3600×134)</p><p>　　=65.71 kw/m3</p><p>

60、　　參考教材A，P103.表4-7，所得q在58~93（×103 w/m3 ）所以q滿足要求。</p><p>　　（2）熱負(fù)荷值——每小時(shí)每m2熔化面積上消耗熱量，W/ m2；</p><p>　　Q=3.17×107/76.9=4.12×105W/m2</p><p>　　（3）單位耗熱量——熔化每千克玻璃液所耗總熱量，kJ/kg玻

61、璃；</p><p>　　q’=Q/D=3.17×107×24/(157.464×103)= 4831.58KJ/kg玻璃液</p><p>　　（4）耗煤量或耗油量——熔化每千克玻璃液耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量或油量，kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。</p><p>　　t=m/D= 857.16×24/(157.464×

62、103)=0.131kg油/kg玻璃</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值0.120~0.137，查表可知，上述指標(biāo)都符合要求</p><p>　　2.6.4熔化熱效率η熱</p><p>　　熱效率是指對外界供給熱量有效利用的程度。</p><p>　　η熱=（熔化過程有效耗熱量/供給系統(tǒng)熱量）× 100% </p>&l

63、t;p>　　= pq油/Q×100%</p><p>　　=15.42×106/(36982.55×857.16) ×100%</p><p><b>　　=48.6%</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，上述結(jié)果符合要求</p><p>　　2.7 小爐結(jié)構(gòu)的確定與計(jì)算

64、 </p><p>　　馬蹄焰池窯的油噴嘴安裝在小爐口下面。本設(shè)計(jì)采用小交角式小爐特點(diǎn)：空、煤氣交角小，預(yù)燃室長，舌頭探出（長舌）。小爐火焰平穩(wěn)、較長，火根與火梢溫差較小，易控制，自然通風(fēng)，檢修方便；但體積較大，散熱損失大，占地多。</p><p>　　參考教材A,Pg102,本設(shè)計(jì)中，油嘴中心距取700mm,油嘴直徑為30mm,油嘴中心距液面高度為350mm,油嘴距池墻外壁300mm.&

65、lt;/p><p>　　2.7.1 初定小爐尺寸</p><p>　　參考教材教材A,Pg103表(4-15)，射噴火口空氣魚人溫度為1050℃煙氣排出溫度1450℃，取空氣出口速度為W空=8.5m/s。則根據(jù)教材教材A,Pg99，式(4-3)，確定噴火口面積</p><p>　　F噴= 【（V0空+VO煤）×（1+t噴/273）】/W噴</p>

66、<p>　　F噴 ——噴火口面積, m2； </p><p>　　V0空——每秒流過小爐的空氣量，Nm3/s；</p><p>　　VO煤——每秒流過小爐的空氣量，Nm3/s，燒油時(shí)取0；</p><p>　　t噴 ——為噴火口處火焰溫度， ℃；</p><p>　　W噴——火焰噴出速度，m/s。</p><p

67、><b>　　帶入數(shù)據(jù)，得</b></p><p>　　F噴=（11.2× 857.16）×（1+1050/273）/(3600×8.5)</p><p><b>　　=1.52m2</b></p><p>　　校核： F噴/F熔=1.52/76.9 =2.0%，符合2.0%~3.0%的

68、范圍要求。</p><p>　　參考教材A，P103.表（4-16），取空氣出口寬度為2000mm，高取450mm，出口比為2000/450=4.4。</p><p>　　2.7.2 小爐尺寸的確定</p><p>　　由于小爐口寬度約占池寬的20~30%，所以取寬為2000mm,寬高比為3.2，則高取625mm,小爐口碹升高1/10,則碹升高f’=2000/10=

69、200mm,</p><p>　　小爐口面積：2×（0.625+2/3×0.2）=:1.52</p><p>　　小爐口間距取1000mm,空氣下傾角取220小爐水平長度取2500mm</p><p>　　小爐口熱負(fù)值q= 857.16/1.52= 563.92kg重油/(m2h)</p><p>　　查教材A，P103.

70、表（4-15），知小爐口熱負(fù)值(550~650),設(shè)計(jì)符合要求</p><p>　　2.7.3 噴嘴的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)每只小爐采用高壓內(nèi)混式噴嘴3個(gè)，共6個(gè)，屬GNB型</p><p>　　2.7.4 小爐口材質(zhì)</p><p>　　噴火口碹磚、噴火口側(cè)墻磚、底板磚、斜碹夾層磚、舌頭磚和噴嘴磚均用電熔AZS-33磚<

71、/p><p>　　2.8蓄熱室的設(shè)計(jì) </p><p>　　蓄熱室周期性換熱設(shè)備，屬周期性不穩(wěn)定溫度場，傳熱過程為不穩(wěn)態(tài)傳熱。</p><p>　　工作特點(diǎn)類似于逆流換熱器，將蓄熱室看作逆流式換熱器對整個(gè)周期進(jìn)行傳熱分析，主體為格子體，作用是蓄熱和換熱。</p><p>　　格子體的排列方式有：西門子式、李赫特式、連續(xù)通道式和編藍(lán)式。一般以標(biāo)

72、型磚碼砌，磚厚65mm。近年來出現(xiàn)波形磚、十字磚、筒形磚等。提高了格子體強(qiáng)度、增加了換熱面積，磚厚40mm。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用箱式蓄熱室，格子體采用八角筒磚160×160×150mm，磚厚40mm</p><p>　　由教材A,Pg107表(4-l8)初步確定一側(cè)蓄熱室的比受熱表面。</p><p>　　比受熱面積：每平方米熔化面積

73、所需的格子體的受熱表面。</p><p>　　取A=35m2/ m2,則</p><p><b>　　A=F蓄/F熔 </b></p><p>　　F蓄= F熔×A=35×76.9=2691.5 m2</p><p>　　格子體體積V格= F蓄/f蓄=2691.5/14.94=180.15 m3<

74、;/p><p>　　其中：f蓄為單位格子體所具有的受熱面積m2/ m2 ，查得14.94</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)確定格子體高度H=0.15×60=9.0m .一般取值7.0~9.0</p><p>　　則格子體底面積S=V/H=180.15/9.0=20m2</p><p>　　格子體長L=（160+40×2+1

75、60）n+40 mm</p><p>　　=0.4n+0.04m</p><p>　　當(dāng)n=12時(shí)，L=0.4×12+0.04=4.84m</p><p>　　格子體寬B=S/L=20/4.84=4.123m</p><p>　　B=（160+40×2+160）n+40 mm</p><p>　　n

76、=10.2，取n=10，則B=4.04m</p><p>　　經(jīng)排列得格子體長×寬×高=4.84×4.04×9.0mm。</p><p>　　則格子體實(shí)際體積為V=4.84×4.04×9.0=176 m2</p><p>　　實(shí)際F蓄=V格×f蓄= 176×14.94= 2629.44m

77、2</p><p>　　穩(wěn)定系數(shù)：H/(LB)0.5=9.0/(4.84×4.04)0.5= 2.0</p><p>　　格子體流通面積：F空=4.84×4.04×0.6= 11.73 m2</p><p>　　空氣的流速:W空=V0/F空=11.2×857.16/(11.73×3600)=0.23Nm/m2<

78、/p><p>　　煙氣的流速:W底=V蓄/ F蓄=11.6×856.16 /（11.73×3600）=0.24Nm/m2</p><p>　　參考教材A，Pg108，表（4-l9）校核，格子體設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　確定格子體上中下材質(zhì)：上部電熔高純鎂磚、中部鎂橄欖石或鎂鋁磚、下部低氣孔粘土磚。</p><p>　　2

79、.9 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定 </p><p>　　耐火材料的選擇關(guān)系到整個(gè)窯爐的運(yùn)行情況，對于能否得到優(yōu)質(zhì)的制品，能耗的多少與窯爐的壽命長短有關(guān)。選擇時(shí)應(yīng)充分考慮到各部分的受熱情況，受玻璃液的沖刷情況，受火焰的蝕損額情況等，而且更為重要的事經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本設(shè)計(jì)各部分耐火材料選用如下：</p><p>　　碹頂（由內(nèi)向外）：300mm優(yōu)質(zhì)硅磚+30mm硅質(zhì)密封料+115m

80、m輕質(zhì)硅磚+50mm硅質(zhì)保溫層料</p><p>　　胸墻（由內(nèi)向外）：300mm硅磚+6mm硅質(zhì)密封料+65mm輕質(zhì)硅磚+115mm輕質(zhì)高鋁轉(zhuǎn)+50mm硅鈣板</p><p>　　池壁（由內(nèi)向外）: 300mm電熔鋯剛玉磚+35mm鋯質(zhì)搗打料+115mm輕質(zhì)粘土磚+50mm硅鈣板+4mm鋼板</p><p>　　池底（由上到下）: 70mm電熔鋯剛玉磚+35mm鋯

81、質(zhì)搗打料+40mm鋯英石磚+35mm鋯質(zhì)搗打料+300mm澆注大磚+280mm輕質(zhì)粘土磚+10mm石棉板+8mm鋼板。</p><p>　　3.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) </p><p>　　4.對本人設(shè)計(jì)的評述</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主題是對年產(chǎn)42200噸高白料酒瓶蓄熱室馬蹄焰池窯的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)過程中的基本原理和基本理論主要來自教材，設(shè)計(jì)中使用的數(shù)據(jù)來自理論

82、數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與實(shí)際操作可能有較大的差異看，但本設(shè)計(jì)作為一次操作性練習(xí)，可以說達(dá)到了預(yù)期的效果。</p><p>　　還有，在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，采用了近似處理，忽略了Q油、物和q介、物，因此熱效率比實(shí)際高出許多，同時(shí)也導(dǎo)致了廢氣和格子體流速相應(yīng)減少。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的熔化率為2.0t/(m2.d),不屬于先進(jìn)水平，燃料利用率不高，造成的熱耗偏大，所以有待于改進(jìn)。在實(shí)際操作中，

83、為提高玻璃液的質(zhì)量，減小對環(huán)境的污染，可采用富氧和全氧燃燒或其他先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，我基本掌握了窯爐設(shè)計(jì)的過程，為將來從事生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究等方面打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　教材A：陳國平，畢潔主編. 玻璃工業(yè)熱工設(shè)備. 北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2007.&