年產(chǎn)1.2萬(wàn)噸玻璃酒瓶燃油馬蹄焰池窯設(shè)計(jì)

1、陜 西 科 技 大 學(xué)窯爐及設(shè)計(jì)（玻璃）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院材料科學(xué)與工程 專業(yè)無(wú)機(jī)非金屬材料工程 班級(jí) 學(xué)生： 題目：年產(chǎn)1.2萬(wàn)噸玻璃酒瓶燃油馬蹄焰池窯的設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)從 20 年 月 日起到 20 年 月 日1、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： (1) 原始數(shù)據(jù): a. 產(chǎn)品規(guī)格：青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只 b. 行列機(jī)年工作時(shí)間及機(jī)時(shí)利用率：313 天，95% c. 機(jī)速：QD6行列機(jī) 青白酒瓶38只/分鐘 d. 產(chǎn)品合格率：90% e. 玻璃熔化溫度1430 f. 玻璃形成過(guò)程耗熱量q玻=2350kJ/kg玻璃液 g. 重油組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%

2、），見(jiàn)表1 。 表1 重油組成CarHarNarOarSarMarAar合計(jì)89.436.500.600.010.433.000.03100 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)組成（手寫(xiě)于課程設(shè)計(jì)專用紙上） 參考目錄如下 1. 緒論 1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1.2 簡(jiǎn)述玻璃窯爐的發(fā)展歷史及今后的發(fā)展動(dòng)向 1.3 對(duì)所選窯爐類型的論證 1.4 有關(guān)工藝問(wèn)題的論證 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 2.1 日出料量的計(jì)算 2.2 熔化率的選取 2.3 熔窯基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 2.4 燃料燃燒計(jì)算 2.5 燃料消耗量的計(jì)算 2.6 小爐結(jié)構(gòu)的確定與計(jì)算 2.7 蓄熱室的設(shè)計(jì) 2.8 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定 3. 主

3、要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 4. 對(duì)本人設(shè)計(jì)的評(píng)述 參考文獻(xiàn) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)格式見(jiàn)陜西科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)格式暫行規(guī)范。 （3）圖紙要求 采用繪圖紙鉛筆繪制，圖紙斷面見(jiàn)參考圖。圖幅大小見(jiàn)表3。各斷端面繪圖比例必須一致。 表3 圖紙要求序號(hào)圖紙名稱圖幅1窯爐水平斷面-,-圖A32窯爐縱立斷面A-A圖A32、對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求包括圖表、實(shí)物等硬件要求： 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一套， 窯爐圖紙兩張。 3、課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃：時(shí)間設(shè)計(jì)任務(wù)及要求4天計(jì)算及設(shè)計(jì)窯爐結(jié)構(gòu)，繪草圖3天繪正式圖3天編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1天校核，打印，裝訂，裝袋，上交作業(yè)。 指導(dǎo)教師： 日期： 教研室主任： 日期： 目錄1 緒論11.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1

4、1.2 玻璃窯爐的發(fā)展歷史及今后的發(fā)展動(dòng)向11.3 窯爐類型選用的論證31.4 有關(guān)工藝問(wèn)題的論證32 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容52.1 日出料量的計(jì)算52.2 熔化率的選取52.3 熔窯基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定62.3.1 各部位面積的計(jì)算與確定62.3.2 窯池長(zhǎng)度、寬度的確定62.3.3 池窯深度的確定72.3.4 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定72.4 燃料燃燒計(jì)算92.4.1 理論空氣需要量及燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算92.4.2 理論煙氣量的計(jì)算92.5 燃料消耗量的計(jì)算102.5.1 燃料消耗量102.5.2 窯爐熱量收入102.5.3 校核各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)112.5.4 熔化熱效率熔112.6 小爐結(jié)

5、構(gòu)的確定與計(jì)算112.6.1 初定小爐尺寸122.6.2 小爐的尺寸122.6.3 燃油燒嘴類型及個(gè)數(shù)122.6.4 小爐口材質(zhì)122.7 蓄熱室的設(shè)計(jì)122.8 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定133 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)144 除塵與環(huán)保155 對(duì)本人設(shè)計(jì)的評(píng)述15參 考 文 獻(xiàn)161 緒論 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)課程的理論和專業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)、運(yùn)算、使用專業(yè)資料等能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。目的是使學(xué)生受到設(shè)計(jì)方法的初步訓(xùn)練，逐步樹(shù)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，初步掌握窯爐及其它熱工設(shè)備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能，并對(duì)所學(xué)窯爐熱工理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)

6、證和深化，為將來(lái)從事生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究及教學(xué)等方面工作打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）奠定良好的基礎(chǔ)。1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）設(shè)計(jì)內(nèi)容：年產(chǎn)1.2萬(wàn)噸青白料酒瓶燃油蓄熱式馬蹄焰池窯設(shè)計(jì)。 （2）原始數(shù)據(jù): 產(chǎn)品規(guī)格：青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只 行列機(jī)年工作時(shí)間及機(jī)時(shí)利用率：313 天，95% 機(jī)速：QD6行列機(jī) 青白酒瓶38只/分鐘 產(chǎn)品合格率：90% 玻璃熔化溫度1430 玻璃形成過(guò)程耗熱量q玻=2350kJ/kg玻璃液 重油組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），見(jiàn)表1 。 表1-1-1 重油組成CarHarNarOarSarMarAar合計(jì)89.436.500.600.010.433.0

7、00.031001.2 玻璃窯爐的發(fā)展歷史及今后的發(fā)展動(dòng)向 玻璃生產(chǎn)專用熱工設(shè)備統(tǒng)稱為玻璃窯爐。 玻璃窯爐是玻璃行業(yè)生產(chǎn)的心臟，是能源消耗的主要設(shè)備。目前我國(guó)正在運(yùn)行的窯爐以火焰爐為主，能耗水平較高（一般在300500公斤標(biāo)煤/噸成品左右，國(guó)際先進(jìn)水平為相當(dāng)于150200公斤標(biāo)煤/噸成品）；熔化率低（一般在1.52噸玻璃液/平方米熔化面積天，國(guó)際先進(jìn)水平為33.6噸工字鋼玻璃液/平方米熔化面積天），周期熔化率低（國(guó)際可超過(guò)10000噸玻璃液/窯爐運(yùn)行周期，國(guó)內(nèi)在24006200噸玻璃液/窯爐運(yùn)行周期）這也與我們企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、窯爐熔化面積的大小、生產(chǎn)線的合理配置有關(guān)；在能源結(jié)構(gòu)方面，我們目前主

8、要選用煤和油，熱利用率低且污染嚴(yán)重，而目前國(guó)際上則普遍采用天然氣和電等清潔能源，熱利用率高污染少。即使用油為燃料的企業(yè)，大部分都采用電助熔和純氧燃燒技術(shù)，以提高熱效率和熔化率減少污染。在窯爐壽命方面，我們的窯爐一般在46年，而國(guó)際先進(jìn)水平都在10年左右，有少數(shù)的窯爐壽命超過(guò)12年。當(dāng)然在采用耐火材料和一次性投資造價(jià)較高，但算總賬可能比45年搞一次窯爐停產(chǎn)大修的投入還要低一些，我們需要結(jié)合國(guó)情有針對(duì)性地吸取國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。在窯爐自動(dòng)控制方面，國(guó)外幾乎都采用了玻璃液熔化過(guò)程的自動(dòng)控制技術(shù)，而我們的大多數(shù)窯爐沒(méi)有安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，要提高熔化質(zhì)量、延長(zhǎng)窯爐壽命及做好節(jié)能減排，窯爐自動(dòng)控制系統(tǒng)是不可缺少的

9、。 玻璃制造有5000年歷史，以木柴為燃料、在泥罐中熔融玻璃配合料的制造方法延續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。1867年德國(guó)西門子兄弟建造了連續(xù)式燃煤池窯。1945年后，玻璃熔窯迅速發(fā)展。我國(guó)玻璃行業(yè)約擁有玻璃窯爐40005000座，生產(chǎn)各種玻璃28003500萬(wàn)噸。其中大部分 玻璃窯爐基本上都是火焰池窯、其基本結(jié)構(gòu)為：玻璃容制、熱源供給、余熱回收、排煙供氣部分。目前我國(guó)主要耗用能源（主要燃料為煤炭、重油、天然氣及電等）折合標(biāo)準(zhǔn)煤17002800萬(wàn)噸。平板玻璃國(guó)內(nèi)平均能耗為7800kJ/kg玻璃液，比國(guó)際先進(jìn)水平高出30%，窯爐熱效率相比低12%。玻璃窯爐節(jié)能潛力很大，走可持續(xù)發(fā)展的新路。我國(guó)平板玻璃熔窯的發(fā)展

10、歷史大致可分為三個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期是50年代至70年代的有槽垂直引上時(shí)期。第二個(gè)時(shí)期是80年代的無(wú)槽引上、格拉威伯爾法的發(fā)展時(shí)期。第三個(gè)時(shí)期是90年代及以后的浮法大發(fā)展時(shí)期。近年來(lái)，前景廣闊的玻璃熔窯富氧助燃技術(shù)是建材企業(yè)“脫困增效”的重要途徑，研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用玻璃熔窯節(jié)能降耗的新方法、新技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)玻璃行業(yè)節(jié)能降耗乃至“脫困增效”目標(biāo)的當(dāng)務(wù)之急。玻璃熔窯富氧助燃技術(shù)在節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益等方方面面均具有顯著的優(yōu)越性，因此，建材工業(yè)“九五”計(jì)劃和年遠(yuǎn)景目標(biāo)明確提出要開(kāi)發(fā)和推廣此項(xiàng)技術(shù)。本世紀(jì)年代，美國(guó)康寧玻璃公司為促進(jìn)配合料的熔化和補(bǔ)充熱量，開(kāi)始在玻璃熔窯上采用天然氣氧氣燃燒技術(shù)，從

11、而開(kāi)創(chuàng)了玻璃熔窯富氧助燃的先河。近年來(lái)，由于燃料成本和環(huán)保因素，國(guó)外對(duì)富氧助燃技術(shù)的研究與應(yīng)用方興未艾。我國(guó)對(duì)該技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用才剛剛起步，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)國(guó)外出現(xiàn)許多新技術(shù)、新設(shè)備，如減壓澄清、純氧燃燒、純氧助燃，頂插全電熔窯，澄清池，三通道蓄熱室等。通過(guò)采用新技術(shù)、新工藝，可進(jìn)一步降低能耗，提高玻璃液質(zhì)量，減少環(huán)境污染，走出一條節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路。表1-1-2 玻璃窯爐發(fā)展歷程階段燃料窯型窯齡古代木材直火式坩堝窯幾個(gè)月奠基煤炭坩堝窯,發(fā)明池窯0.5年1.0年緩慢煤炭19201945年池窯12年飛躍高熱值19451960年池窯34年持續(xù)高熱值1960至今池窯

12、78年我國(guó)現(xiàn)階段的玻璃池窯主要由平板池窯、蓄熱室馬蹄焰流液洞池窯等，其中蓄熱室馬蹄焰池窯是應(yīng)用叫普遍的池窯，另外，我國(guó)玻璃窯爐還有坩堝窯、電熔窯和浮法玻璃池窯。 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)國(guó)外出現(xiàn)許多新技術(shù)、新設(shè)備，如減壓澄清、純氧燃燒、純氧助燃，頂插全電熔窯，澄清池，三通道蓄熱室等。通過(guò)采用新技術(shù)、新工藝，可進(jìn)一步降低能耗，提高玻璃液質(zhì)量，減少環(huán)境污染，走出一條節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路。1.3 窯爐類型選用的論證 本設(shè)計(jì)選用蓄熱室馬蹄焰流液洞池窯，其優(yōu)缺點(diǎn)如下:（1） 優(yōu)點(diǎn)： 熱利用率高，火焰行程長(zhǎng)，因而燃燒充分；同時(shí)窯體表面積小，熱散失量較少，可提高 熱利用率，

13、降低燃料消耗； 一對(duì)小爐，占地小，投資省，燃耗較低，操作維護(hù)簡(jiǎn)便。 （2）缺點(diǎn)： 延窯長(zhǎng)方向難以建立必要的熱工制度，火焰覆蓋面小，窯寬溫度分布不均勻，有周期性溫度波動(dòng)和熱點(diǎn)的移動(dòng)； 一對(duì)小爐限制了爐寬，也就限制了爐的規(guī)模； 燃料燃燒有時(shí)噴出的火焰對(duì)配合料料堆有推料作用，不利于配合料的熔化澄清，并對(duì)花格墻、流液洞蓋板和冷卻部空間砌體有燒損作用。 其適用范圍為各種空心制品、壓制品和玻璃球的生產(chǎn)。 1.4 有關(guān)工藝問(wèn)題的論證 合理的玻璃熔制制度是正常生產(chǎn)的保證:（1） 溫度制度 一般是指延窯長(zhǎng)方向的溫度分布，用溫度曲線表示，溫度曲線是一條由幾個(gè)溫度測(cè)定值連成的折線。目前，測(cè)溫點(diǎn)并不完全一致，一般選擇

14、容易測(cè)量的位置，室內(nèi)溫度決定于很多可變因素，必須調(diào)節(jié)影響窯內(nèi)溫度的各個(gè)因素，使溫度相對(duì)穩(wěn)定，馬蹄焰池窯，最重要的是定熱點(diǎn)的數(shù)值和位置。 “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1/22/3處，不易控制。（2） 壓力制度 池窯壓力制度用壓力分布曲線表示，在馬蹄焰池窯中采用氣流壓力分布，即整個(gè)氣體流程的（從進(jìn)氣到排煙）壓力分布，窯壓控制在微正壓，窯壓使用儀表測(cè)量和控制，采取位置是在澄清帶大碹下。 （3） 泡界限制度 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)。（4） 液面制度液面的玻璃不僅能加速池壁磚的侵

15、蝕，還嚴(yán)重影響成形工作，玻璃液面之所以波動(dòng)是因?yàn)橥读狭亢统尚瘟坎黄胶?。目前難以做到連續(xù)投料，力求減小波動(dòng)。本設(shè)計(jì)為0.5mm，控制儀表用激光液面控制系統(tǒng)，安裝在供料道或工作池，依靠控制加料機(jī)的加料速率圖1-4-1 溫度制度曲線圖1-4-2 壓力分布圖來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。（5） 氣氛制度 一般來(lái)說(shuō)玻璃池窯內(nèi)要求燃。料燃燒充分，所以火焰都是氧化焰或中性。本設(shè)計(jì)采用氧化焰，所以d1。（6） 換向制度 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2030/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。 （7） 加料方式 采用單側(cè)加料。2 設(shè)計(jì)計(jì)

16、算內(nèi)容 2.1 日出料量的計(jì)算 由年產(chǎn)量和原始數(shù)據(jù)確定 單臺(tái)QD6行列機(jī)年產(chǎn)合格瓶量(噸/年)m為m=機(jī)速(只/分鐘)6024瓶重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m(QD6)=38602440010-631395%90%=5857.55712噸/年 因設(shè)計(jì)要求年產(chǎn)量為12000噸/年的玻璃酒瓶，則:需要QD6行列機(jī)臺(tái)數(shù)n=12000/5857.6=2.04臺(tái) 因此選擇3臺(tái)QD6行列機(jī) 故,玻璃熔窯日出料量G（t/d）:G=機(jī)速(只/分鐘)6024瓶重(g/只)10-6臺(tái)數(shù) =38602440010-63 =65.66t/d 2.2 熔化率的選取熔化率k是玻璃熔窯的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)

17、，它是指窯池每平方米熔化面積每晝夜熔化玻璃液量，單位kg/(m2d)。熔化率的選擇依據(jù)：（1） 玻璃品種與原料組成；（2） 熔化溫度；（3） 燃料種類與質(zhì)量；（4） 制品質(zhì)量要求；（5） 窯型結(jié)構(gòu)，熔化面積；（6） 加料方式和新技術(shù)的采用；（7） 燃料消耗水平；（8） 窯爐壽命和管理水平。參考教材一P92，表4-2，取熔化率為K=2.0 t/(m2d) 2.3 熔窯基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定2.3.1 各部位面積的計(jì)算與確定 （1）熔化部面積計(jì)算蓄熱室馬蹄焰池窯的熔化部面積按已定的熔窯規(guī)模（日產(chǎn)量）和熔化率k估算，由教材一，P98，式（4-1）有：F熔=G/K 式中 G-日出料量，t/d， K-熔化率

18、，t/(m2d) 解得：F熔=65.66/2.0=32.8m2 （2）冷卻部面積的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，參考教材一P98表（4-9)，初步確定:F冷/F熔=22%；F冷=32.822%=7.223m2； 根據(jù)玻璃品種供料道條數(shù)，成形機(jī)部位和操作條件等來(lái)決定冷卻部形狀；玻璃液應(yīng)均勻分配，減少死角，池深逐步變淺，提高垂直方向溫度均勻性和減少回流。 本設(shè)計(jì)采用半圓形供料道，其示意圖如圖2-3-1所示。故，實(shí)際冷卻部面積為：F冷=0.793.4+1/23.141.72=7.226m2F冷/F熔=7.226/32.8=22.0% h冷比熔化池淺300mm，取h冷=0.9m。 0.79R1.7圖2-3-1 冷卻

19、部示意圖2.3.2 窯池長(zhǎng)度、寬度的確定 長(zhǎng)度L：保證玻璃液在窯內(nèi)停留一段時(shí)間，滿足其澄清。滿足燃料充分燃燒，不造成大溫差，不直接燒吸火口。寬度B：火焰擴(kuò)散范圍，小爐寬，中墻寬和小爐與胸墻間距來(lái)定。窯池長(zhǎng)寬有一定比例保證玻璃充分熔化和澄清，與火焰燃燒配合。已知池底磚規(guī)格300mm300mm1000mm本設(shè)計(jì)取長(zhǎng)寬比L/B=1.65實(shí)際熔化池長(zhǎng)L=7.1m，寬B=4.7m 具體形狀如下圖所示：6.8 0.3圖2-3-2 熔化池調(diào)整后,實(shí)際熔化部面積為：F熔=6.84.7+1/20.5(4.7+1.0)=32.8m2 實(shí)際熔化率為：K=G/F熔=65.66/32.8=2.0t/(m2d)2.3.3

20、 池窯深度的確定確定合理的池深，必須綜合考慮到玻璃顏色、玻液粘度、熔化率、制品質(zhì)量、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。根據(jù)教材一P93頁(yè)表4-4，高白料池深一般為9001000mm，初選h=1.0m,若池底采取保溫則增加20%30%，故本設(shè)計(jì)池深為：h=1.0(1+20%)=1.2m 取窯坎高800mm，厚400mm,一般置于熔化池長(zhǎng)2/3處，即7.12/3=4.73m。 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t=32.81.22.45/65.66=1.47天 因玻璃液在窯內(nèi)停留一天以上，故冷卻算合理，冷卻部池深取淺，本設(shè)計(jì)取

21、h=900mm。2.3.4 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定 （1）窯池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 池壁：玻璃液的主要侵蝕為橫向磚縫處，因此應(yīng)盡量避免在高溫區(qū)出現(xiàn)橫向磚縫，池壁通常采用整塊大磚。要求立砌排磚的尺寸必須相當(dāng)精確，結(jié)合面應(yīng)磨制加工達(dá)到磚縫密接，其目的是減少玻璃液對(duì)磚才侵蝕。結(jié)構(gòu)為： 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。 池底：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)，其具體結(jié)構(gòu)為： 70mm電熔鋯剛玉磚+35mm鋯質(zhì)搗打料+300mm澆注大磚+280mm輕質(zhì)粘土磚

22、+10mm石棉板+8mm鋼板。 （2）火焰空間 火焰空間長(zhǎng)度與窯池相等，寬度比窯池寬多200mm400mm，本設(shè)計(jì)取300mm，則火焰空間L=7100mm，B=4700+300=5000mm?；鹧婵臻g的高度由胸墻高度和大碹碹股升高合成，參考教材一P96表4-8，對(duì)燒重油馬蹄焰熔窯，取胸墻高h(yuǎn)=1000mm，大碹升高為1/8，則碹股升高為f=5000/8=625mm，故火焰空間容積為：V火=LB(H+2/3f)=7.15.0(1.0+2/30.625)=50.3m3 火焰分隔方式為全分隔。 （3）流液洞馬蹄焰池窯一般只取一個(gè)流液洞，本設(shè)計(jì)采用下沉式流液洞，如圖2-3-3所示。圖2-3-3 下沉式

23、流液洞示意圖 一、流液洞的作用流液洞的作用是撇渣器和冷卻器，具體包括：對(duì)玻璃液的選擇作用；玻璃液的冷卻作用好；減少玻璃液的循環(huán)對(duì)流，減少熱損失；提高玻璃液的均勻性；下沉式流液洞對(duì)玻璃液的選擇作用、冷卻作用好，可減少回流。二、流液洞的幾何尺寸 寬度：控制玻璃液的均勻性。越寬越均勻。一般中小型池窯300500mm，大型可達(dá)700mm。本設(shè)計(jì)選擇流液洞池寬B=400mm。 高度：控制玻璃液的質(zhì)量。越低質(zhì)量越好，而溫降越大。中小型池窯200400mm，大型可達(dá)500mm。本設(shè)計(jì)選擇流液洞高度H=300mm。 長(zhǎng)度：控制玻璃液的降溫程度。越長(zhǎng)降溫越多。一般洞長(zhǎng)9001200mm，降溫速度1.21.5/c

24、m。本設(shè)計(jì)選擇流液洞高度L=1000mm。故，本設(shè)計(jì)流液洞尺寸：LBH=1000mm400mm300mm。流液洞流量負(fù)載：K流=G/BH=65.661000/(403024)=2.28kg/(cm2h) 由教材一P96表4-6可知，流量負(fù)荷要求在2.14之間，故該流液洞滿足要求。三、流液洞材質(zhì)側(cè)墻、蓋板、擋磚均用電熔鋯剛玉磚 （4）投料口按加料機(jī)形式確定投料口長(zhǎng)度和寬度。馬蹄焰池窯為側(cè)面投料，只放一臺(tái)投料機(jī)。寬稍大于投料機(jī)寬，兩側(cè)留50100mm。深比窯池淺些。 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(zhǎng)為1350/1450mm,窯內(nèi)寬800mm，窯外寬600mm,深比熔化池淺些，取9

25、00mm。2.4 燃料燃燒計(jì)算 2.4.1 理論空氣需要量及燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算 參考教材二P238式4-20可知，理論空氣量V0a為：V0a=100/21(Car/12+Har/21/2+Sar/32-Oar/32)22.4/100 =100/21(89.43/12+6.5/4+0.43/32-0.01/32)22.4/100 =9.7 Nm3/kg重油 由教材二P239，空氣過(guò)剩系數(shù)a=1.151.25，取a=1.15,由式4-22,實(shí)際空氣量Va：Va=1.159.7=11.2 Nm3/kg重油2.4.2 理論煙氣量的計(jì)算 參考教材二P240式4-25，理論煙氣量V0： V0=0.089Ca

26、r+0.323Har+0.0124Mar+0.033Sar+0.008Nar-0.0263Oar =0.08989.43+0.3236.5+0.01243+0.0330.43+0.0080.6-0.02630.01 =10.1 Nm3/kg重油 參考教材二P241式4-27，實(shí)際煙氣量V： V=V0+(-1)V0a =10.1+9.7(1.15-1) =11.6 Nm3/kg重油 參考教材二P238式4-20，1kg液體燃料燃燒所需理論氧氣量V0O2：V0O2 =21/100Va0=9.70.21=2.04 Nm3/kg重油 實(shí)際煙氣組成： VN2 =Nar/2822.4/100+Vo279/

27、21=0.6/2822.4/100+1.152.0479/21 =8.7 Nm3/kg重油 VCO2 =Car/1222.4/100=89.43/1222.4/100=1.67 Nm3/kg重油 VH2O =(Har/2+Mar/18)22.4/100=(6.5/2+3/18)22.4/100=0.765 Nm3/kg重油 VSO2 =Sar/3222.4/100=0.43/3222.4/100=0.03 Nm3/kg重油 2.5 燃料消耗量的計(jì)算 2.5.1 燃料消耗量 本設(shè)計(jì)采用近似計(jì)算的方法計(jì)算燃料消耗量（1） 熔化玻璃消耗的熱量Q1：Q1=Pq玻式中 P熔化玻璃液量，kg/（m2h）

28、q單位耗熱量，kJKgQ1=65.661000/242350=6.43106 kJ/h=1.54108kJ/d （2）煙氣離開(kāi)蓄熱室?guī)ё叩臒崃縌2 Q2=K1QK1=0.20.3，取K1=0.25，則：Q2=0.251.65107=4.13106kJ/h=9.9107kJ/d （3）全窯散失熱量Q3： 取決于窯的大小，窯愈小，單位熔化面積散熱量愈大，熱效率愈低，Q3以W表示，查課件得單位面積散熱W單=67500w/ m2。 本設(shè)計(jì)采用全保溫，減少2530%，取25%，有窯體總散熱Q3：Q3=W=(1-25%)W單F熔 =(1-25%)6750032.83600/1000 =5.98106kJ/

29、h=1.43108kJ/d 總熱量Q=Q1+Q2+Q3=Pq玻+K1Q+W，故有：Q=(Pq玻+W）/（1-K1） =(6.43106+5.98106)/(1-0.25) =1.65107kJ/h=3.97108 kJ/d 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核:Q=(52.75+0.0588 F熔)+5.697T式中 Q為每天耗熱量，106kJ； F為窯池加熱面積，m2； T為每天熔化玻璃液量，t。Q=(52.75+0.058832.8)+5.69765.66=4.29108 kJ/d 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。2.5.2窯爐熱量收入 燃料為重油時(shí)，窯收入熱量為

30、：Q入=B油（Q油+q油物+q介物）式中 B油，重油消耗量kg/(m2.h) Q油，低熱值kJ/kg q油物 ，物理熱kJ/kgq介物D，霧化介質(zhì)物理熱kJ/kg 本設(shè)計(jì)中為簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略了q油物和q介物D從而得到：Q入=B油Q油參考教材一P38式1-82，得：Q油=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-253.00=36888.81kJ/kg重油 Q入=Q出=1.65107kJ/h B油=1.65107/36888.81=447.3kg重油/h=10.7t/d2.5.3 校核各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （1）火焰空間熱負(fù)荷q=B油Q油/V火=447.336888.811000/(3600

31、50.3)=91.12kw/m3 所得q值在5893(103w/m3)之間，故滿足要求。 （2）熱負(fù)荷值每小時(shí)每m2熔化面積上消耗熱量，W/ m2；Q=Q總/F=1.65107/(32.83.6)=1.40105W/m2 （3）單位耗熱量熔化每千克玻璃液所耗總熱量，kJ/kg玻璃；q=Q/D=1.6510724/(65.66103)=6031.1kJ/kg玻璃液 （4）耗油量熔化每千克玻璃液耗用的標(biāo)準(zhǔn)油量，kg油/kg玻璃；t=m/D=447.324/(65.66103)=0.163kg油/kg玻璃 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，查表可知，上述指標(biāo)都符合要求2.5.4熔化熱效率熔熔 =（熔化過(guò)程有效耗熱量/供給

32、系統(tǒng)熱量）100% = pq油/Q100% = 6.43106/1.65107100% = 39.0% 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，上述結(jié)果符合要求2.6 小爐結(jié)構(gòu)的確定與計(jì)算 一般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(zhǎng)，舌頭探出（長(zhǎng)舌）。小爐火焰平穩(wěn)、較長(zhǎng)，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。見(jiàn)教材一P102頁(yè)。 本設(shè)計(jì)中，油嘴中心距取700mm,油嘴直徑為3.0mm,油嘴中心距液面高度為300mm,油嘴距池墻外壁300mm.2.6.1 初定小爐尺寸 見(jiàn)教材一P103表415，射噴火口空氣預(yù)熱溫度為1000，煙氣排出溫度140

33、0，取空氣出口速度為W空=8.0m/s，則根據(jù)教材一P99頁(yè),式4-3，確定噴火口面積F噴：F噴=V0空(t噴+273)/(273W噴)其中 F噴為噴火口面積, m2； V0空為小爐的空氣量，Nm3/s； t噴為噴火口處火焰溫度，； W噴為火焰噴出速度，m/s。代入數(shù)據(jù)得：F噴=11.2447.3(273+1000)/(36002738.0) =0.81m2 故，F(xiàn)噴/F熔=0.81/32.8=2.5%，符合要求。 參考教材一P103表4-16，取空氣出口寬度為1000mm，高取250mm，則出口寬高比為1000/250 =4.0。2.6.2 小爐的尺寸 由于小爐口寬度約占池寬的5060%，所

34、以取寬為1300mm,寬高比為(1.52.0,最大取2.5),取2.5，則高取520mm,小爐口碹升高1/10,則碹升高f=1300/10=130mm, 小爐口面積F爐：F爐=1.3(0.52+2/30.13）=0.79m2 小爐口間距取800mm,空氣下傾角取220，小爐水平長(zhǎng)度（20003000mm），取2800mm。 小爐口熱負(fù)荷值:q=447.3/1.11=566.2kg重油/(m2h) 由教材一P103頁(yè)表4-15，小爐口熱負(fù)荷值在550650kg/(m2h)，故設(shè)計(jì)符合要求。2.6.3 燃油燒嘴類型及個(gè)數(shù) 本設(shè)計(jì)每只小爐采用高壓內(nèi)混式噴嘴2個(gè)，屬GNB型。2.6.4 小爐口材質(zhì) 噴

35、火口碹磚、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。2.7 蓄熱室的設(shè)計(jì) 蓄熱室為周期性換熱設(shè)備，屬周期性不穩(wěn)定溫度場(chǎng)，傳熱過(guò)程為不穩(wěn)態(tài)傳熱。本設(shè)計(jì)采用箱式蓄熱室，格子體采用八角筒磚160mm160mm150mm，磚厚40mm。 由教材一,P107表4-l8初步確定一側(cè)蓄熱室的比受熱表面。取A=35m2/m2 比受熱面積：每平方米熔化面積所需的格子體的受熱表面。A=F蓄/F熔F蓄= F熔A=32.831.5=1033.2m2 式中 f蓄為單位格子體所具有的受熱面積m2/ m3，查表得14.94 格子體體積: V格= F蓄/f蓄=1102.5/14.94=73.8 m3根

36、據(jù)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定格子體尺寸： 長(zhǎng)度：L=400n1+40，取n1=8，故，L=4008+40=3240mm 寬度：B=100n2+40，取n2=7，故，B=4007+40=2840mm 高度：H=0.15n3，取n3=54，故H=0.1554=8100mm 故，格子體實(shí)際尺寸為L(zhǎng)BH=3240mm2840mm8100mm 計(jì)算實(shí)際格子體體積： V格=3.242.848.10=74.53m3 受熱面積:F蓄= Vf=74.5314.94=1113.5m2 比受熱面積：A=F蓄/F熔=1113.5/32.8=33.95m2/m2 格子體穩(wěn)定系數(shù):H/(LB)0.5=8.10/(3.242.84)0.

37、5=2.67 格子體流通面積：F空=3.242.840.6=5.5m2 空氣的流速：W空=V0/F空=11.2447.3/(5.53600)=0.253Nm/m2 煙氣的流速：W底=V蓄/F蓄=11.6447.3/(5.53600)=0.262Nm/m2 根據(jù)教材一P108表4-l9校核,格子體設(shè)計(jì)合理。2.8 窯體主要部位所用材料的選擇和厚度的確定 耐火材料的選擇關(guān)系到整個(gè)窯爐的運(yùn)行情況，對(duì)于能否得到優(yōu)質(zhì)的制品，能耗的多少與窯爐壽命的長(zhǎng)短有關(guān)，選擇時(shí)應(yīng)充分考慮到各部分的受熱情況，受玻璃液中的沖刷情況，受火焰的蝕損情況等，而且更重要的是經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)本設(shè)計(jì)各部分耐火材料選樣如下： 大碹（由內(nèi)

38、向外）：300mm硅磚+30mm硅質(zhì)密封料+115mm輕質(zhì)硅磚+50mm硅質(zhì)保溫層料 胸墻（由內(nèi)向外）：300mm硅磚+10mm硅質(zhì)密封料+65mm輕質(zhì)硅磚+115mm輕質(zhì)高鋁轉(zhuǎn)+50mm硅鈣板 池壁（由上到下）: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 池底（由內(nèi)向外）:70mm電熔鋯剛玉磚+35mm鋯質(zhì)搗打料+300mm澆注大磚+280mm輕質(zhì)粘土磚+10mm石棉板+8mm鋼板小爐：小爐碹：250mm硅磚+30mm石英砂+115mm輕質(zhì)硅磚+20mm石棉泥；小爐墻：350mm硅磚+6mm硅質(zhì)密封料+65mm輕質(zhì)硅磚+50mm硅鈣板；蓄熱室

39、：蓄熱室碹：250mm硅磚+30mm石英砂+115mm輕質(zhì)硅磚+20mm石棉泥；蓄熱室墻：230mm粘土磚+120mm輕質(zhì)粘土磚+240mm建筑磚。3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)1產(chǎn)品類型青白料酒瓶2玻璃品種青白料玻璃3成型設(shè)備QD6制瓶機(jī)4成型機(jī)速385日出料量t/d65.76燃料種類重油7熔窯型式蓄熱室馬蹄焰流液洞池窯8熔化率t/(m2d)2.09熔化面積m232.810熔化池長(zhǎng)寬m7.14.711熔化池深m1.212流液洞長(zhǎng)寬深mm100040030013加料口長(zhǎng)寬深mm1350800/60090014火焰空間長(zhǎng)寬胸高/碹升高m7.15.01.0/0.62515冷卻部面積m27.22616F冷/F熔%22.017燃料消耗量t/d10.718噸玻璃燃料消耗量kg/t16319火焰空間熱負(fù)荷W/m39.11210420空氣口寬高mm100025021空氣下傾角2222燃油噴嘴型號(hào)及個(gè)數(shù)GNB323蓄熱室型式箱式24格子體排列方式及格孔尺寸八角筒型16016025格子體長(zhǎng)寬高mm32402840810026蓄熱面積m21