马蹄焰池窑设计

马蹄焰池窑设计
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〕:

设计计算说明书一套,窑炉图纸两张。

3、课程设计工作进度计划:

指导教师:日期:

教研室主任:日期:

目录

1.绪论

1.1设计依据 6

1.2简述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向 6

1.3对所选窑炉类型的论证 7

1.4有关工艺问题的论证 8

2.设计计算内容 10

2.1日出料量的计算 10

2.2熔化率的选取 10

2.3熔窑基本结构尺寸的确定 10

2.4燃料燃烧计算 14

2.5燃料消耗量的计算 15

2.6小炉结构的确定与计算 17

2.7蓄热室的设计 19

2.8窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定 20

3.主要技术经济指标 20

4.对本人设计的评述 22

5. 参考文献 23

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。同时为毕业设计(论文)奠定良好的基础。

1.1 设计依据

(1)设计内容:年产1.2万吨青白料酒瓶燃油蓄热式马蹄焰池窑设计。

(2)原始数据:

h.产品规格:青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只

i.行列机年工作时间及机时利用率:313 天,95%

j.机速:QD6行列机青白酒瓶38只/分钟

k.产品合格率:90%

l.玻璃熔化温度1430℃

m.玻璃形成过程耗热量q玻=2350kJ/kg玻璃液

n.重油组成(质量分数%),见表1 。

表1-1 重油组成

1.2 玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向

玻璃窑炉是熔制玻璃的热工设备,利用燃料的化学能、电能、或其它能源产生的热量。造成可控的高温环境,使玻璃配合料在其中经传热、传质、和动量传递过程,完成了物理和化学变化,经过熔化、澄清、均化和冷却等阶段,为生产提供一定数量和质量的玻璃液。

玻璃窑炉可分为玻璃熔窑、玻璃退火窑、玻璃加工用的窑炉。我国玻璃行业约拥有玻璃窑炉4000~5000座,生产各种玻璃2800~3500万吨。其中大部分玻璃窑炉基本上都是火焰池窑、其基本结构为:玻璃容制、热源供给、余热回收、排烟供气部分。目前我国主

要耗用能源(主要燃料为煤炭、重油、天然气及电等)折合标准煤1700~2800万吨。平板玻璃国内平均能耗为7800kJ/kg玻璃液,比国际先进水平高出30%,窑炉热效率相比低12%。玻璃窑炉节能潜力很大,走可持续发展的新路。

表1-2 玻璃窑炉发展历程

我国现阶段的玻璃池窑主要由平板池窑、蓄热室马蹄焰流液洞池窑等,其中蓄热室马蹄焰池窑是应用叫普遍的池窑,另外,我国玻璃窑炉还有坩埚窑、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的环保意识的增强,国内国外出现许多新技术、新设备,如减压澄清、纯氧燃烧、纯氧助燃,顶插全电熔窑,澄清池,三通道蓄热室等。通过采用新技术、新工艺,可进一步降低能耗,提高玻璃液质量,减少环境污染,走出一条节能环保的可持续发展道路。

1.3 窑炉类型选用的论证

本设计选用蓄热室马蹄焰流液洞池窑:

优点:

(1)热利用率高,火焰行程长,因而燃烧充分;同时窑体表面积小,热散失量较少,可提高热利用率,降低燃料消耗;

(2)一对小炉,占地小,投资省,燃耗较低,操作维护简便。

缺点:

(1)延窑长方向难以建立必要的热工制度,火焰覆盖面小,窑宽温度分布不均匀,有周期性温度波动和热点的移动;

(2)一对小炉限制了炉宽,也就限制了炉的规模;

(3)燃料燃烧有时喷出的火焰对配合料料堆有推料作用,不利于配合料的熔化澄清,并对花格墙、流液洞盖板和冷却部空间砌体有烧损作用。

其适用范围为各种空心制品、压制品和玻璃球的生产。

1.4 有关工艺问题的论证

合理的玻璃熔制制度是正常生产的保证:

(1)温度制度:一般是指延窑长方向的温度分布,用温度曲线表示,温度曲线是一条由几个温度测定值连成的折线。目前,测温点并不完全一致,一般选择容易测量的位置,室内温度决定于很多可变因素,必须调节影响窑内温度的各个因素,使温度相对稳定,马蹄焰池窑,最重要的是定热点的数值和位置。

图1-4-1 温度制度曲线

“窑温”指胸墙挂钩砖温度,依靠燃料消耗比例调节;马蹄焰和纵焰池窑的热点值取决于熔化玻璃的品种、燃料和耐材质量;热点位置选在熔化部的1/2~2/3处,不易控制。(2)压力制度:池窑压力制度用压力分布曲线表示,在马蹄焰池窑中采用气流压力分布,即整个气体流程的(从进气到排烟)压力分布,窑压控制在微正压,窑压使用仪表测量和控制,采取位置是在澄清带大碹下。

图1-4-2压力分布图

(3)泡界限制度:人为确定玻璃液热点位置。马蹄焰池窑稳定性不很强。

(4)液面制度:液面的玻璃不仅能加速池壁砖的侵蚀,还严重影响成形工作,玻璃液面之所以波动是因为投料量和成形量不平衡。目前难以做到连续投料,力求减小波动。本设计为±0.5mm,控制仪表用激光液面控制系统,安装在供料道或工作池,依靠控制加料机的加料速率来进行调节。

(5)气氛制度:一般来说玻璃池窑内要求燃料燃烧充分,所以火焰都是氧化焰或中性。本设计采用氧化焰,所以d﹥1。

(6)换向制度:池窑定期倒换燃烧方向。使蓄热室格子体系统吸热和换热交替进行。换向间隔一般为20~30/min,烧重油熔窑,换向时先关闭油阀,然后关小雾化剂阀,留有少量雾化剂由喷嘴喷出。

(7)加料方式:采用单侧加料。

2.设计计算内容

2.1 日出料量的计算

由年产量和原始数据确定:

行列机年产合格瓶量(吨/年)m为

单台QD

6

m=机速(只/分钟)3603243瓶重310-63行列机年工作时间3机时利用率3产品合格率:m=383603243400310-63313395%390%=5857.55712吨/年(2-1-1)

QD

6

因设计要求年产量为12000吨/年的玻璃酒瓶,则选用

行列机台数n=12000/5857.6=3

QD

6

故玻璃熔窑日出料量G(t/d)

G=机速(只/分钟)3603243瓶重(g/只)310-63台数

G=383603243400310-633

=65.7t/d (2-1-2)2.2 熔化率的选取

熔化率是玻璃熔窑的一个重要的技术指标,它是指窑池每平方米熔化面积每昼夜熔化玻璃液量,单位kg/(m22d)。熔化率的选择与玻璃品种、原料组成、配合料中碎玻璃的掺入率,熔化温度,燃料种类与质量,制品质量要求,窑型结构,熔化面积,加料方式和新技术的采用有关,考虑熔化率时还要考虑玻璃的熔制质量,窑炉寿命和管理水平,要从实际出发,全面考虑,力求取得较好的经济效果。

,表4-2,取熔化率为K=2.0 t/(m22d)

参考教材A,P

92

2.3 熔窑基本结构尺寸的确定

2.3.1 各部位面积的计算与确定

(1)熔化部面积计算

一般蓄热室马蹄焰池窑的熔化面积为15~60 m2,熔化部面积按已定的熔窑规模(日产

量)和熔化率k 估算,由教材A ,P 98,式(4-1)有: 熔化池面积:

F 熔=G/K (G-日出料量,K-熔化率,t/(m 22d)

得:F 熔=65.78/2.0=32.9m 2 (2-3-1) ⑵ 冷却部面积的计算

根据经验值,参考教材P 98 表(4-9)取F 冷/F 熔=20%。

根据玻璃品种供料道条数,成形机部位和操作条件等来决定冷却部形状;玻璃液应均

匀分配,减少死角,池深逐步变浅,提高垂直方向温度均匀性和

减少回流。本设计采用扇形供料道,冷却部一般比熔化池浅300 mm ,取900mm

图2-3-1 冷却部

F 冷=1/233.1432.12=6.92 m 2 (2-3-2)

所以F 冷/F 熔=21.0%

2.3.2 窑池长度、宽度的确定

由教材p 43表4-3看出,烧重油时马蹄焰池窑的长宽比较发生炉煤气时大些,这是由于采用了高压外混喷嘴,特别是直流式,喷出的火焰射程长,冲量大,刚性强,火焰转弯困难,为避免冷却部温度过高,流液洞盖板砖过早烧损以及窑池横向出现明显的温差,必须把窑池放长。另外,烧重油后火焰温度升高,加快了熔化速度,增大了出料量,为确保玻璃液的质量,也有必要将窑池适当放长,但长宽比过大时,在火焰喷出的正前方空间燃烧产物喷出困难,着渐积聚,压力增大,使火焰变短,基于此原因,马蹄焰池窑的长不宜小于4米,熔化面积较大时,长宽比可取低些,否则窑池过长火焰很难同时满足熔化与澄清的要求,本设计取长/宽=1.6 实际熔化池长L=7.2m B=4.5m

7.2m

1.0m

0.5

4.5m

R=2.1m

图2-3-2 熔化池

调整后:实际熔化部面积:

F 熔=7.234.5—1/230.53(4.5-1.0)=31.5m 2 (2-3-3) 实际熔化率

K=G/F 熔=65.7t/d/23.6 m 2=2.09 t/(m 22d) (2-3-4) 2.3.3 池窑深度的确定

确定合理的池深,必须综合考虑到玻璃颜色、玻液粘度、熔化率、制品质量、燃料种类、池底砖质量、池底保温和新技术采用(鼓泡、电助熔)等。

根据教材A P93页表4-4,初选h=0.9m

h=0.4+(0.5±a )l g v (2-3-5) 式中 V —熔化池容积,m 3

a —系数,其值0~0.135(由玻璃液的颜色和窑的熔化率确定) 故

h=0.4+(0.5-0.02)lg(31.530.9)=1.1m (2-3-6)

由于此池窑熔化率较大,所以熔池深度深一些,取h=1.2m

熔化池设窑坎以强化熔化效率,取窑坎高600mm ,一般置于熔化池长2/3处,玻璃液的平均密度为2. 45g/cm 3, 即2.45t/m 3则玻璃液停留时间

t=31.531.232.45/65.7=1.41天 (2-3-7)

因玻璃液在窑内停留一天以上,故冷却算合理,冷却部池深取浅,本设计取h=900mm

7.2m

1.0m

0.5

4.5m

R=2.1m

2.3.4 窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定

⑴窑池结构设计

①池壁:玻璃液的主要侵蚀为横向砖缝处,因此应尽量避免在高温区出现横向砖缝,池壁通常采用整块大砖。要求立砌排砖的尺寸必须相当精确,结合面应磨制加工达到砖缝密接,其目的是减少玻璃液对砖才侵蚀。结构为

300mmAZS33QX—Y + 30mm锆质捣打料+115mmLZ-55(NZ—40)+100mm硅钙板

②池底:随着温度的提高,出料量的增加,炉龄的增加,更主要的是为减少散热损失,节约能源,现代熔窑池底多采用多层式

复合池底结构

75mmAZS33WS-Y + 35mm锆质捣打料 + 32mm烧结锆英石砖+ 30mm锆质捣打料+300mm

浇注大砖+280mm轻质粘土砖+10mm石棉板+8mm钢板(从上到下)

⑵火焰空间

400mm,本设计取400mm,则火焰火焰空间长度与窑池相等,宽度比窑池宽多200mm

~

空间L=7200mm,B=4500+400=4900mm。火焰空间的高度由胸腔高度和大碹碹股升高合成,表4-8,取大碹升高为1/8,则得碹股升高为f=4700/8=587.5,则火焰空间容积参考教材P

96

V=L3B3(1+2/3f)=4.937.23(1+2/330.5875)=49.1 m3 (2-3-8)

火焰分隔方式为全分隔

⑶流液洞

马蹄焰池窑一般只取一个流液洞,本设计采用下沉式流液洞,它可以选择质量好的玻璃液,可以提高降温效果,提高玻璃液质量。

本设计选取流液洞:洞宽洞高 400mm300mm

流液洞的长度控制着玻璃

液的降温程度,愈长则降温愈150mm

多,洞长一般为9001200mm,

本设计采用1000mm,下沉量

150mm

则流液洞的长3宽3高为

100034003300

图2-3-4 流液洞

流液洞流量负荷

K

=65.731000/(40330324)=2.28kg/( cm23h) (2-3-9)流

表4-6可知,该流液洞满足要求

由教材P

96

材质:侧墙、盖板、挡砖均用电熔锆刚玉砖

⑷投料口

按加料机形式确定投料口长度和宽度

本设计采用薄层加料方式,加料口向喷火方向倾斜。取长为1350/1450mm,窑内宽800mm,窑外宽600mm,深比熔化池浅些,取900mm。

2.4 燃料燃烧计算

2.4.1 理论空气需要量及燃烧产物量的计算

式4-20可知理论空气量为

参考教材P

238

=100/213(C/12+H/231/2+S/32-O/32)322.4/100

V O

a

=100/213(89.43/12+6.5/4+0.43/32-0.01/32)322.4/100

=9.7Nm3/kg重油(2-4-1)

式4-22有

取空气过剩系数a=1.15,根据教材P

241

实际空气量Va=1.1539.7=11.2 Nm3/kg重油

2.4.2 理论烟气量的计算

参考教材P

240

式4-25可计算理论烟气量

V o=0.089C ar+0.323H ar+0.0124M ar +0.033S ar +0.008N ar -0.0263O ar

=0.089389.43+0.32336.5+0.012433+0.03330.43+0.00830.6-0.026330.01

=10.1 Nm3/kg重油 (2-4-2)

根据教材P

241

式4-27有实际烟气量V =V o +V a o (-1)

=10.1+9.73(1.15-1)

=11.6 Nm3/kg重油 (2-4-3)

根据教材P

238

式4-20可计算1kg液体燃料燃烧所需理论氧气量

V

O2

=21/1003Va0=9.730.21=2.04 Nm3/kg重油(2-4-4)

实际烟气组成:

V N2 =N/28322.4/100+aVo

2

79/21=0.6/28322.4/100+1.1532.04379/21=8.7 Nm3/kg重油

(2-4-5)

V

CO2

=C/12322.4/100=89.43/12322.4/100=1.67 Nm3/kg重油 (2-4-6)

V

H2O

=(H/2+M/18) 322.4/100=0.765 Nm3/kg重油 (2-4-7)

V

SO2

=S/32322.4/100=0.43/32322.4/100=0.03 Nm3/kg重油 (2-4-8) 2.5 燃料消耗量的计算

2.5.1 燃料消耗量

本设计采用近似计算的方法计算燃料消耗量

⑴熔化玻璃消耗的热量Q1=Pq

其中P—熔化玻璃液量,kg/(m2h)

q—单位耗热量 kJ/Kg

Q

1

=65.731000/2432350=6.433106 KJ/h (2-4-9)

⑵烟气离开蓄热室带走的热量Q

2

Q

2=K

1

Q K

1

=0.2~0.3 取K=0.25 (2-4-10)

⑶全窑散失热量Q

3

取决于窑的大小,窑愈小,单位熔化面积散热量愈大,热效率愈低,Q

3

以W表示。W=61650w/ m2

本设计采用全保温,减少25~30%

Q

3

=(1-25%)w =4.31553104 kj/h (2-4-11)

总的热量Q=Q

1+Q

2

+Q

3

=Pq

+K

1

Q+W

Q=( Pq

玻+W)/(1-K

1

=(6.433106+6.053106)/(1-0.25) =1.663107kj/h=4.003108 kj/d (2-4-12) 根据经验公式进行校核

经验公式Q’=(52.75+0.0588 F

热)

+5.697T

其中:Q为每天耗热量,3106kJ;

F为窑池加热面积,m2;

T为每天熔化玻璃液量,t。

Q’=52.75+0.0588 331.5 +5.697365.7×103kj/d=3.73108 kj/d (2-4-13) Q’与Q想近,由于采用了全保温式,所以散热少,故实际耗热量比经验值小,可取

2.5.2窑炉热量收入

Q

入=B

(Q

+q

油物

+q

介物

其中B

=重油消耗量kg/(m2.h)

Q

=低热值kj/kg

q

油物

=物理热kj/kg

q

介物D

=雾化介质物理热kj/kg

本设计中为简化计算,忽略了q

油物和q

介物D

从而得到

Q

入=B

Q

参考教材P

38

式1-82,得

Q

油=339C

ar

+1030H

ar

-109(O

ar

-S

ar

)-2533.00=36888.81kj/kg重油(2-4-14)

Q

入=Q

=1.663107kj/h (2-4-15)

所以B

=1.663107/36888.81=450.0kg重油/h

2.5.3 校核各项经济指标

⑴火焰空间热负荷

q= B

油Q

/V

=450336888.8131000/(3600349.1)=93.0kw/m3 (2-4-16)

所得满足要求

⑵热负荷值——每小时每m2熔化面积上消耗热量,W/ m2;

Q=Q/F=1.663107/31.533.6=1.463105W/m2 (2-4-17) ⑶单位耗热量——熔化每千克玻璃液所耗总热量,kJ/kg玻璃;

q’=Q/D=1.663107324/65.73103=6063.9kJ/kg玻璃液 (2-4-18) ⑷耗煤量或耗油量——熔化每千克玻璃液耗用的标准煤量或油量,kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。

t=m/D=450324/(65.73103)=0.164kg油/kg玻璃 (2-4-19) 根据经验值,查表可知,上述指标都符合要求

2.5.4熔化热效率η熔

η熔=(熔化过程有效耗热量/供给系统热量)3 100%

= pq

/Q3100% =6.433106/1.66 31073100%

=38.7% (2-4-20) 根据经验值,上述结果符合要求

2.6 小炉结构的确定与计算

一般油喷嘴安装在小炉口下面。本设计采用小交角式小炉特点:空、煤气交角小,预燃室长,舌头探出(长舌)。小炉火焰平稳、较长,火根与火梢温差较小,易控制,自然通风,检修方便;但体积较大,散热损失大,占地多。

本设计中,油嘴中心距取500mm,油嘴直径为30mm,油嘴中心距液面高度为300mm,油嘴距池墙外壁300mm.

2.6.1 初定小炉尺寸

见教材P

103

表4—15,射喷火口空气预热温度为1050℃烟气排出温度1450℃取空气出口速度

为W

=8.5m/s,则根据教材A,P99式4-3,确定喷火口面积

F 喷=V

×V

×t

+272÷273/W

(2-6-1)

其中F喷为喷火口面积, m2;

V

空、V O煤为小炉的空气、煤气量,Nm3/s;

t喷为喷火口处火焰温度,℃;

W喷为火焰喷出速度,m/s。

代入数据得F

=(11.23450)3(1+1050/273)/(360038.5)

=0.8m2 (2-6-2)

F 喷/F

=0.89/31.5=2.5% 符合要求

参考教材P

103

表4-16,取空气出口宽度为1000mm,高取250mm

出口宽高比为1000/250 =4.0

2.6.2 小炉的尺寸

由于小炉口宽度约占池宽的50~60%,所以取宽为1300mm,宽高比为2.5,则高取520mm,小炉口碹升高1/10,则碹升高f’=1300/10=130mm,

小炉口面积

1.33(0.45+2/330.13)=0.7 (2-6-3) 小炉口间距取800mm,空气下倾角取220小炉水平长度取2800mm

小炉口热负值

q=450/0.7=642.86kg重油/(m2h) (2-6-4) 查表4-15,知设计符合要求

2.6.3 燃油烧嘴类型及个数

本设计每只小炉采用高压内混式喷嘴3个,属GNB型

2.6.4 小炉口材质

喷火口碹砖、喷火口侧墙砖、底板砖、斜碹夹层砖、舌头砖和喷嘴砖均用电熔AZS-33砖

2.7 蓄热室的设计

蓄热室为周期性换热设备,属周期性不稳定温度场,传热过程为不稳态传热。本设计采用箱式蓄热室,格子体采用八角筒砖16031603150,砖厚40mm

由教材A,P

107

表4-l8初步确定一侧蓄热室的比受热表面。取A=35m2/ m2

比受热面积:每平方米熔化面积所需的格子体的受热表面。

A=F

蓄/F

F

蓄= F

3A=35331.5=1102.5m2 (2-7-1)

f

为单位格子体所具有的受热面积m2/ m3查表得14.94

格子体体积: V

格= F

/f

=1102.5/14.94=73.8 m3

经验确定格子体高度H 取n=43 故H=0.15343=6450mm

长度和宽度。L=400n+40 取n=10 故L=400310+40=4040mm B=400n+40 取n=7 故L=40037+40=2840 mm

故格子体结构为L3B3H=40403284036450

计算实际格子体体积:

V=4.0432.8436.45=74.0m3 (2-7-2) 受热面积:

F

= V3f=74.0314.94=1105.6 m2 (2-7-3) 格子体稳定系数:

H/(LB)0.5=6.45/(4.0432.84)0.5=1.9 (2-7-4)格子体流通面积:

F

=4.0432.8430.6=6.9m2 (2-7-5)空气的流速

w 空=V

/F

=11.23450/(6.933600)=0.203Nm/m2 (2-7-6)

烟气的流速

W 底=V

/ F

=11.63450/(6.933600)=0.210Nm/m2 (2-7-7)

教材P

108

表4-l9校核,格子体设计合理。

2.8 窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定

耐火材料的选择关系到整个窑炉的运行情况,对于能否得到优质的制品,能耗的多少与窑炉寿命的长短有关,选择时应充分考虑到各部分的受热情况,受玻璃液中的冲刷情况,受火焰的蚀损情况等,而且更重要的是经济性,根据实验本设计各部分耐火材料选样如下:大碹(由内向外):

300mm硅砖+30mm硅质密封料+115mm轻质硅砖+50mm硅质保温层料

胸墙(由内向外):

300mm硅砖+6mm硅质密封料+65mm轻质硅砖+115mm轻质高铝转+50mm硅钙板

池壁(由上到下):

300mm电熔锆刚玉砖+35mm锆质捣打料+115mm轻质粘土砖+50mm硅钙板+4mm钢板

池底(由内向外):

70mm电熔锆刚玉砖+35mm锆质捣打料+40mm锆英石砖+35mm锆质捣打料+300mm浇注大砖

+280mm轻质粘土砖+10mm石棉板+8mm钢板

格子体:上部电熔高纯镁砖、中部镁橄榄石或镁铝砖、下部低气孔粘土砖。

3.主要技术经济指标

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〕: 设计计算说明书一套,窑炉图纸两张。

玻璃马蹄焰窑炉结构设计

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℃

玻璃马蹄焰窑炉介绍

玻璃窑炉马蹄焰池窑简介 1.熔化池结构 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。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。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。 2.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。 3.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。 4.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。 5.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。 6.小炉 小炉是球窑的关键部位,小炉喷出口角度和喷出的速度对燃料燃烧和火焰形状有重要的影响。不合理的设计会使火焰冲击胸墙和大碹,并造成不完全燃烧。燃料在球窑内的燃烧属于扩散式燃烧,助燃空气从小炉口喷出的速度、厚度及与

玻璃马蹄焰池窑课程设计说明书

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,

马蹄焰窑炉安全检查标准

1 目的 规范对公司窑炉进行日常巡检,以便及时发现问题,及时维修保养,发挥分公司的检查、监督、整改力度,确保窑炉安全运行、延长窑炉使用寿命。 2 适用范围 本标准适用于各生产公司窑炉检查。

3 窑炉炉体巡检 3.1 检查方法 3.1.1 目视和仪器检查 对于肉眼能看到的部位,可以用肉眼或者借助看火镜来观察此部位(砖和钢板)的情况,并定性地进行判断是否正常;当认为有异常时,可以借助测温计等测量设备进行定量检测,为进一步采取措施提供依据。 3.1.2 在线检测 对于安装有在线检测的监控点,可以根据测量的数据变化来判断相关部位是否有异常?每月要检查测温仪器的可靠性(包括稳固性)。 3.1.3 触摸与观察 对于冷却风系统,可以用手(戴棉纱手套)在风口感觉,或用木条/小钢筋捆绑约20×160mm布条做小旗,观察风口“风力”大小。在总管安装在线“U”型差压(水柱)计,就更加直观。 3.1.4 新炉时,就要画好编号标记;日常检查时,采取对应标记点的测量与扫描 标记点周围测量相结合的办法。 3.1.5 检查的记录 检查要有记录,要做好电子档案记录处理,每周比对发现差异、进行分析汇报。 3.2 巡检制度 为确保窑炉安全运行,各相关人员对自己管辖窑炉,要按表1的要求对窑炉进行四级检查。 表1:窑炉检查制度表(指形成记录的最低要求,要打印张贴在窑炉现场与窑炉控制室) 注①:残炉-----是指存在重大安全隐患的窑炉。对于残炉,管理人员应根据隐患的部位制定特别的检查规定(包括检查频率),并张贴在窑炉现场。 注②:重点部位-----指与玻璃液接触的部位和影响窑炉安全运行的部位,如池壁砖、加料口拐角砖、流液洞、碹顶、鼓泡砖、电极砖、池底热电偶砖、炉膛内火 焰、窑炉冷却系统(风、水或气)。 注③:全面检查-----指检查窑炉的各个部位,包括蓄热室的格孔、烟道、各走廊平台与栏杆影响窑炉安全运行的附属设备。

马蹄焰池窑设计

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〕:

玻璃窑炉马蹄焰池窑简介

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。

玻璃马蹄焰池窑课程设计说明书

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 (2) 设计依据: (2) 简述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向 (2) 对所选窑炉类型的论证 (3) 有关工艺问题的论证 (4) 2.设计计算内容 (5) 日出料量的计算 (5) 熔化率的选取 (5) 熔化部面积计算 (5) 冷却部面积的计算 (6) 窑池长度、宽度的确定 (6) 池窑深度的确定 (7) 熔窑基本结构尺寸的确定 (7) 窑体结构设计 (7) 火焰空间 (8) 流液洞 (8) 投料口 (9) 燃料燃烧计算 (9) 理论空气需要量及燃烧产物量的计算 (9) 理论烟气量的计算 (9) 燃料消耗量的计算 (10) 全窑热平衡热支出主要有三项 (10) 窑炉热量收入 (10) 校核各项经济指标 (11) 熔化热效率η熔 (11) 小炉结构的确定与计算 (11) 初定小炉尺寸 (12) 小炉喷嘴 (12) 小炉口材质 (12) 蓄热室的设计 (12) 窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定 (13) 3.主要技术经济指标 (13) 4.对本人设计的评述 (14) 参考文献 (15)

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。 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 。 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。即使用油为燃料的企业,大部分都采用电助熔和纯氧燃烧技术,以提高热效率和熔化率减少污染。在窑炉寿命方面,我们的窑炉一般在4~6年,而国际先进水平都在10年左右,有少数的窑炉寿命超过12年。当然在采用耐火材料和一次性投资造价较高,但算总账可能比4~5年搞一次窑炉停产大修的投入还要低

玻璃马池焰窑炉课程设计说明书

目录 1.绪论 (1) 2. 计算内容 (4) 2.2 熔化率的选取 (4) 2.3熔窑基本结构尺寸的确定 (4) 2.4 窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定 (6) 2.5 燃料燃烧计算 (7) 2.6燃料消耗量的计算 (8) 2.7 小炉结构的确定与计算 (10) 2.8蓄热室的设计 (11) 2.9 窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定 (12) 3.主要技术经济指标 (12) 4.对本人设计的评述 (14) 参考文献 (14)

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。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,逐步掌握窑炉及其他热工设备设计的基础知识和技能,并对所学窑炉热工设备理论知识进行验证和深化,为将来从事生产、设计、研究及教学奠定良好的基础,同时为毕业论文打下坚实的基础。 1.1设计依据 设计内容:年产12000吨高白料酒瓶燃油蓄热式马蹄焰池窑 (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1﹣1 1.2 述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向 玻璃窑炉是熔制玻璃的热工设备,利用燃料的化学能、电能或其它能源产生热量,造成可控的高温环境,使玻璃配合料在其中经传热、传质和动量传递过程,完成物理和化学变化,经过熔化、澄清、均化和冷却等阶段,为生产提供一定数量和质量的玻璃液。 我国的玻璃窑炉古已有之,其经历了一个漫长的发展史,通过燃料和技术的发展提高,玻璃窑炉现在已经有了较大的进步。我国的玻璃窑炉基本上都为火焰池窑,其基本结构为:玻璃熔制、热源供给、余热回收、排烟供气四部分。目前我国玻璃窑炉的主体要燃料有煤、重油、发生炉煤气、天然气,其中最普遍采用的是煤和重油,为节能降耗减少污染,也有许多窑炉采用发生炉煤气和天然气,如下表1-2介绍了我国玻璃窑炉的发展史:

马蹄焰窑炉设计说明书.

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 Sb2O3:93.50 5、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 W 84 13.5 0.5 0.5 0.45 0.05 1.0 42361.45 10、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1.1 12、窑型:蓄热式马蹄焰流液洞池窑

玻璃熔窑设计

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)

窑炉设计说明书end-

景德镇陶瓷学院 《窑炉课程设计》说明书 题目:日产12000平米玻化砖发生炉煤气辊道窑设计 学号: 姓名: 院(系):材料科学与工程学院 专业: 指导教师: 二○一零年七月二日

目录 1 前言 .............................................................................3 2 设计任务书 .......................................................................4 3 窑体主要尺寸的确定................................................................5 3.1 窑内宽的确定................................................................5 3.2 窑体长度的确定..............................................................5 3.2.1 窑体长度的确定........................................................5 3.2.2 窑体各带长度的确定....................................................5 3.3 窑内高的确定................................................................6 4 烧成制度的确定....................................................................6 5 工作系统的确定....................................................................7 5.1 排烟系统....................................................................7 5.2 燃烧系统....................................................................7 5.2.1 烧嘴的设置............................................................7 5.2.2 发生炉煤气输送装置....................................................7 5.3 冷却系统....................................................................7 5.3.1急冷通风系统..........................................................7 5.3.2 缓冷通风系统..........................................................7 5.3.3 快冷通风系统..........................................................8 5.4传动系统....................................................................8 5.4.1 辊子材质的选择........................................................8 5.4.2 辊子直径与长度的确定..................................................8 5.4.3 辊距的确定............................................................8 5.4.4 传动系统的选择........................................................8 5.4.5 传动过程..............................................................9 5.4.6 传动过程联接方式......................................................9 5.5 窑体附属结构................................................................9 5.5.1 事故处理孔............................................................9 5.5.2 测温测压孔及观察孔....................................................9 5.5.3 膨胀缝.............................................................. 10 5.5.4 挡墙................................................................ 10 5.6 窑体加固钢架结构形式...................................................... 10 6 燃料燃烧计算 ................................................................... 10 6.1 空气量 ................................................................... 10 6.1.1 理论空气量的计算.................................................... 10 6.1.2 实际空气量的计算.................................................... 11 6.2 烟气量 ................................................................... 11 6.2.1 理论烟气量的计算.................................................... 11 6.2.2 实际烟气量的计算.................................................... 11 6.3 燃烧温度.................................................................. 11 7 窑体材料及厚度的确定............................................................ 11 8 热平衡计算 ..................................................................... 13 8.1 预热带及烧成带热平衡计算.................................................. 13

玻璃窑炉的节能

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

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

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。 3、小炉和喷火口宽度的选择:马蹄焰池窑要求有一定的火焰覆盖面积,马蹄形火

玻璃马蹄焰池窑课程设计说明书

玻璃窑炉及设计 课程设计说明书 题目:年产26000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): 专业: 指导教师: 2012 年6月29日

目录 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熔化部面积 2.4熔窑基本结构尺寸的确定 2.5燃料燃烧计算 2.6燃料消耗量的计算 2.7小炉结构的确定与计算 2.8蓄热室的设计 2.9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 5. 参考文献

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。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,逐步掌握窑炉及其他热工设备设计的基础知识和技能,并对所学窑炉热工设备理论知识进行验证和深化,为将来从事生产、设计、研究及教学奠定良好的基础,同时为毕业论文打下坚实的基础。 1.1设计依据 (1)设计内容:年产26000吨高白料酒瓶燃油蓄热式马蹄焰池窑 (2)原始数据: a)产品规格:高白酒瓶容量550mL, 重量450g/只 b)行列机年工作时间及机时利用率:335 天,95% c)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 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 ﹣1 表1-1 重油组成 1.2 述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向 玻璃窑炉是熔制玻璃的热工设备,利用燃料的化学能、电能或其它能源产生热量,造成可控的高温环境,使玻璃配合料在其中经传热、传质和动量传递过程,完成物理和化学变化,经过熔化、澄清、均化和冷却等阶段,为生产提供一定数量和质量的玻璃液。 我国的玻璃窑炉古已有之,其经历了一个漫长的发展史,通过燃料和技术的发展提高,玻璃窑炉现在已经有了较大的进步。我国的玻璃窑炉基本上都为火焰池窑,其基本结构为:玻璃熔制、热源供给、余热回收、排烟供气四部分。目前我国玻璃窑炉的主体要燃料有煤、重油、发生炉煤气、天然气,其中最普遍采用的是煤和重油,为节能降耗减少污染,也有许多窑炉采用发生炉煤气和天然气,如下表-2介绍了我国玻璃窑炉的发展史:

玻璃马蹄焰窑炉结构设计

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=2.5t/(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[6]。 表2-1中国池窑熔化池池宽 注:池底保温时,表1-2中池深值增加20%-30%[6]。 故熔化池深度预先取:H=1.2m。 熔化池的深度,在本设计中我们一改以往国内设计的传统经验即:熔化区与澄清区池深一致的设计观点,改为更科学有效的加深澄清区,加深幅度为200mm,加深到1400mm,即H=1400mm,后面会进行复核。同时加设窑坎和鼓泡装置。 2.1.3火焰空间 本次设计:采用B 火=5400mm,B 熔 =24KJ/m3·h。

马蹄焰池窑单侧加料与偏心式流液洞

马蹄焰池窑单侧加料与偏心式流液洞 陈 兴 孝 重庆北碚莱弗玻璃工程有限公司 重庆·北碚 400700 Chongqing Beibei Life Glass Engineering Corp.Ltd. 摘要:介绍了马蹄焰玻璃窑炉单侧加料与偏心式流液洞的关系,偏心式流液洞能提高玻璃液熔制质量的原理,窑炉设计以及窑炉运行时应注意的几个问题。 关键词:单侧加料、偏心式流液洞、设计、运行注意事项 马蹄焰池窑常考虑单侧加料(上火加料),特别是场地较窄的厂。单侧加料有占地面积少、投资少、设备利用率高、孔口溢流损失少、热效率高等优点。但是单侧加料也有许多不足。 一、单侧加料的不足 1、加料口对面的池墙砖易腐蚀 单侧加料,特别是进出料量稍大时,加入到窑内的配合料料堆较厚,来不及熔化(即熔化速度跟不上加料速度)的料堆一直延伸到加料口对面池墙形成料垅,前面料堆在后面料堆推力作用下(实为加料机的推力)在加料口对面池墙与喷火口下部池墙间充满后开始向前方移动,如果料堆较厚,配合料料堆厚度高出液面线太多,甚至高出池墙砖端面高度时,池墙就极易被腐蚀,最后连挂钩砖都被腐蚀,如图(1)所示,此处成为池窑的薄弱环节,一般在两年左右,甚至不到两年就蚀穿漏火漏玻璃液。由于池墙内侧被腐蚀成一倾斜面,补也不好补,因而严重影响窑炉寿命。据我们了解,单侧加料的许多池窑都发生过这类问题。 注:本文经华东理工大学博士生导师孙承绪教授指导修改。

2、加料口另一侧的供料道在临界状态下易产生气泡。 1980年重庆某玻璃厂1座28m 2窑炉,两条供料道生产盐水瓶,在加料口另一侧的供料道生产的盐水瓶,整个窑期始终有少量针尖大小的灰泡,而靠加料口一侧供料道生产的盐水瓶就没有这种小灰泡。当时怀疑是否是供料道电极所产生,但是靠加料口侧供料道内也有电极,由于当时认识水平所限,一直没有找到原因。 1991年,四川广汉某玻璃厂一座30m 2用简易煤气发生炉产生的煤气来生产盐水瓶的窑炉,它没有工作池,而是从窑炉前端两侧各设一个流液洞进入供料道。在运行中如果炉温波动或出料量过大,首先是加料口另一侧的供料道内玻璃液产生气泡,过2-4小时后,加料口一侧供料道内玻璃液才有气泡。由于该窑设有耳池,我们打开耳池仔细观察液面料堆的流动情况,发现配合料加入到窑内后,在加料机的作用下,一直延伸到加料口对面池墙,然后沿池墙向流液洞方向移动,在移动过程中,料堆逐渐消失。见图(2)所示: 通过观察分析,上述28m 2窑炉靠加料口 另一侧供料道内始终有少量灰泡的原因找到 了。实际上是加料机宽度不够,加进去的配合 料料堆较厚,配合料料垅一直过了窑池长度的3/5才消失。这样,玻璃液在炉内停留时间 短,澄清时间不够,较先进入加料池另一侧的供料道所致。我们将在这种温度条件在这种出料量的情况下的状态称之为临界状态,若温度高一些,或出料量低一些,玻璃液内小灰泡都能消失。最近本人在山东参加全国玻璃窑炉节能会议,在某厂看过三座窑炉,就看见有两座窑炉有上述类似的现象。 二、偏心式流液洞的产生 根据单侧加料的不足,如何延长配合料在炉内的停留时间(即在炉内的行程),这是我们常思考的问题。如果把流液洞不设在窑池中心线上,而是向加料池一侧方向移动,不就能达到这个目的吗。1995年我们在重庆某厂一座25m 2燃煤池炉上试验,结果反映很好,出料量和玻璃液质量都有所提高。从那以后我们先后在10多座窑炉上结合深澄清池、倾斜式流液洞,再应用偏心式流液洞取得了较好的

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