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浮 法 玻 璃 池 窑
姓名:范恩 班级：材122-1 2015.6.25
日期：目录
摘要.......................................................................................................................................2 玻璃池窑...............................................................................................................................2
一、玻璃熔制部分...............................................................................................................2
1.1投料部分.................................................................................................................3 1.2熔化部.....................................................................................................................3 1.3分隔设备.................................................................................................................4 1.4冷却部.....................................................................................................................4 1.5成型部.....................................................................................................................4
二、热源供给部分...............................................................................................................4
2.1小炉和蓄热室结构.................................................................................................4 2.2对小炉的要求.........................................................................................................5 2.3小炉的作用.............................................................................................................5 2.4小炉钢的结构.........................................................................................................5 2.5烧重油池窑的小炉结构.........................................................................................5 2.6烧重油玻璃池窑的蓄热室结构.............................................................................6
三、余热回收部分...............................................................................................................6
四、排烟供气部分...............................................................................................................6
4.1烟道.........................................................................................................................6 4.2换向设备................................................................................................................7 4.3烟囱........................................................................................................................7
五、池窑主要经济技术指标...............................................................................................7
六、池窑主要结构特点.......................................................................................................7
七、展望...............................................................................................................................9 参考文献：...........................................................................................................................9
摘要
玻璃窑，是玻璃制造中用于池制配合料的热工设备。将成分配好的粉料和碎玻璃在窑内高温融化，澄清并形成符合成型要求的玻璃液。玻璃池窑是玻璃工厂中的最重要，投资最大的设备，玻璃池窑的设计，牵涉面广，涉及因素很多。玻璃池窑的设计是否合理先进，对玻璃溶制的质量，池窑的融化率，单位能耗，窑龄等有很大影响。因此保证窑龄，延长寿命保证池窑能连续的制造一定数量的玻璃是非常重要的一个工作。在玻璃工业中，耐火材料是窑炉实际的基础，因为在一系列的技术实施中，没有好的耐火材料是很难实现的。本设计通过对现有的了解和深入，要求对玻璃窑各部进行合理的设计，达到节能减排的目的。
关键词：玻璃
池窑 浮法 澄清 溶化 冷却 耐火材料 玻璃池窑
浮法玻璃池窑是由玻璃熔制部分，热源供给部分，余热回收部分和排烟供气部分四大部分组成。
浮法成型平板玻璃池窑（横焰窑）
一、玻璃熔制部分
平板玻璃池窑的玻璃熔制部分由投料部分，池化部（分隔设备之前），分隔设备（包括气体空间分隔设备和玻璃液分隔设备），冷却部（分隔设备之后），成型部这五部分组成。
1.1投料部分
投料部分包括投料机，投料口和投料池，前脸墙。投料池的作用是使供熔制玻璃的配合料及碎玻璃能顺利地送进窑中.由于浮法玻璃池窑的熔化量较大,采用横火焰窑,其投料池都设置在熔化池的前端。投料池的尺寸和结构，随熔化池的尺寸和投料方式的不同而不同。
浮法玻璃采用正面投料，投料口设在窑炉纵轴的前端，由投料池和上部挡墙（前脸墙）组成，它突出于窑池外面和窑池相通的矩形小池。传统的投料池宽是熔池宽的85%左右，投料池的池壁上面与池窑的上平面相齐，使用的耐火材料与池化部池壁相同。在实际生产中，投料池受侵蚀严重，尤其在投料池的拐角处，散热面小，冷却条件差，受配合料的化学侵蚀和机械磨损共同作用，是池窑中最容易损坏的部位之一。投料池温度一般在1100~1300摄氏度，对配合料起预池作用，即配合料从投料口入窑后，受火焰空间和玻璃液传来的热量，在投料口处配合料部分预热。适当延长投料池长度，有利于配合料的预池，减少飞料对耐火砖的侵蚀，延长窑龄，同时改善了投料的操作环境。
1.2熔化部
熔化部是进行配合料融化和玻璃液澄清，均化的部分，由于采用火焰表面加热的融化方式，融化部分上下两部分，上部称为火焰空间，下部称为池窑。
上部结构有胸墙、大碹、前脸墙和后山墙组成。在玻璃液面以上，由胸墙、大碹、前脸墙和后山墙所包围的充满火焰的空间叫作池化部的火焰空间，也称上部空间。火焰空间的容积大小与窑的规模，燃料的种类，燃料消耗大小有关，窑余越大、燃料消耗量越大、燃料所需空间越大，火焰空间的尺寸越大。当采用重油为燃料时，由于重油在窑内的燃料与煤气的燃料不同，重油的雾化，油滴的蒸发，燃分解，扩散，混合及燃料等过程都是在火焰空间内进行的。因此，就必须有足够的燃烧空间，以保证油雾完全燃烧，所以从燃料的角度来讲，燃油池窑的火焰空间要比燃煤气的池窑稍大一些。1.3分隔设备
玻璃的池化和冷却对池窑热工制度提出了各自不同的要求。萎了减少池化部高温气体对冷部的影响，以保证各自独立的作业制度，需在上部空间交界处设置分隔装置，为了不使池化部未池好的粉料及泡沫等物进入冷却部，常在池化部和冷却部的窑池交界处设置玻璃液分隔设备。所以玻璃池窑化部与冷却部之间的分隔设备包括气体空间分隔设备和玻璃液分隔设备两类。
气体空间分隔设备主要有矮碹、吊矮碹、吊碹等。下面主要介绍矮碹和吊矮碹分隔装置。
1.4冷却部
玻璃池窑冷却部的结构和溶化部基本相同，也分为下部窑池和上部空间。下部池窑由池底和池壁组成；上部空间由胸墙和大碹组成。冷却部的窑池深度比溶化部稍浅或同深，冷却部的窑池宽度比溶化部稍窄，冷却部的高度比溶化部稍低。
1.5成型部
锡槽是浮法玻璃生产过程的成型部。约1050~1100℃的玻璃液从玻璃池窑的冷却部流入锡槽内后，在表面张力，自身重力，锡液浮力，锡槽后面辊道的拉引力等内力与外力的作用下，历经摊平，展薄，抛光，冷却，固形等阶段从而在锡液表面上逐渐成型为具有一定厚度的玻璃带。
二、热源供给部分 2.1小炉和蓄热室结构
小炉是玻璃池窑重要组成部分，是使燃料和空气预热、混合，组织燃烧的装置。蓄热室是利用耐火材料做蓄热体（称为格子砖）蓄积从窑内排出烟气的部分热量，用来加热进入窑内的空气、煤气。蓄热室结构简单，可加热大量气体，并且可以把冷气体加热到较高温度。2.2对小炉的要求
空气和煤气在小炉中进行部分混合预热，当从喷入火焰空间后，能以最少得过剩空气达到强烈的完全的燃烧；喷出的火焰要有一定的长度和宽度，呈一定的下倾角贴近斜堆，液面进入窑中，火焰部分层部法飘，对液面覆盖面积大，火争长度要适合。
2.3小炉的作用
空气和煤气分别由蓄热室预热后经过垂直道（上升道）和水平通道进入预热室。在预热室内进行混合和部分燃烧，并以一定方向和 速度喷入窑内继续燃烧，燃烧后所产生的烟气(废气)，则进入对面小炉，通过小炉舌头碹分别进入到空气，煤气蓄热室。烧重油的小炉取消了煤气蓄热室，只是将由蓄热室预热的助燃空气经通道到小炉喷出口后，以一定的方向和速度喷出与喷枪射出的经雾化的重油在窑内火焰空间内混合燃烧，燃烧后烟气则进入对面小炉。所以小炉还具有接纳烟气的作用。
2.4小炉钢的结构
小炉砖砌体大部分重力是经前墙、后墙和侧墙传到蓄热室半圆碗上，预热室部分的重力由铸铁板承担，铸铁的一端搁在小炉前墙，另一端搁在胸墙铸铁板上或大角铁上，最终由工字钢立柱承担。
小炉斜坡碹由2-3对各有上、下拉条的工字钢立柱紧固，上拉条要求于碹顶，一般在50毫米左右，下拉条横穿小炉托板以上。小炉顶碹一般由2-4对立柱用上拉条将其紧固，立柱柱脚在半圆碹找平砖处以上用钢管或角钢顶牢固定。小炉垛的重力由胸墙铸铁板承担。在小炉平碹碹查处加平碹顶丝顶紧。小炉前、后墙四角均用角钢包住，再用纵向拉条拉紧，在烤窑中随着窑碹的膨胀要及时紧小炉纵向拉条。对烧发生炉煤气的小炉设有小炉舌头碹结构，小炉舌头碹碹查处单加舌头碹横梁，用顶丝使之顶紧。
2.5烧重油池窑的小炉结构
烧重油池窑的小炉结构与烧发生炉煤气池窑的小炉结构大体相同。由于重油的燃烧是用燃油喷枪，故小炉取消了预热室、舌头及煤气通道，只有空气通道和喷出口两部分，燃油小炉是由喷出口、喷嘴砖、空气通道、小炉平碹、斜坡碹、小炉底板、小炉前墙、后墙构成。小炉后墙上设有夹板口和看火眼等。燃油池窑由于取消了煤气通道与煤气蓄热室，在结构上比燃烧气小炉简单。燃油小炉只是导入助燃空气和排出废气的通道。助燃空气对燃烧好坏起着重要作用。在使用煤气的小炉内，空气与煤气经小炉舌头在小炉内进行预先混合并部分燃烧再进入池窑，煤气与空气呈两股扁平气流相遇，故接触面积较大，混合较完全。
2.6烧重油玻璃池窑的蓄热室结构
烧重油池窑的小炉结构与烧发生炉煤气池窑的小炉结构大体相同。由于重油的燃烧是用燃油喷枪，故小炉取消了预热室、舌头及煤气通道，只有空气通道和喷出口两部分，燃油小炉是由喷出口、喷嘴砖、空气通道、小炉平碹、斜坡碹、小炉底板、小炉前墙、后墙构成。小炉后墙上设有夹板口和看火眼等。燃油池窑由于取消了煤气桶道与煤气蓄热室，助燃空气对燃烧好坏起最重要的作用。在使用煤气的小炉内，空气与煤气经小炉舌头在小炉内进行预先混合并部分燃烧再进入池窑，煤气与空气呈两股扁平气流相遇，故接触面积较大，混合较完全。
三、余热回收部分
预热空气，煤气的设备主要是换热器和储热室。它们都有与之相应的窑型。换热器只能够预热空气，而储热室既可以预热空气也可以预热煤气。由于换热器的环热效率不及储热室，；所以储热室在玻璃厂比换热器得到了更为广泛的应用。
储热室回收余热的原理是：利用废气与空气交替的通过其内的格子体，以格子体为传热的中间体，从而使空气间接地获得废气的余热。
四、排烟供气部分
储热式玻璃池窑的排烟供气部分包括：烟道，换向设备和烟囱。4.1烟道
从熔窑通到换热器的烟气，先经水平烟道，再过垂直烟道进入换热器。水平烟道的截面尺寸，通常按1—2m/s的烟气流速来选取，高度宜大于宽度。垂直烟道截面又略大于水平烟道截面。烟道耐火材料的侵蚀通常是很严重的。这不仅由于排出气体的速度快，而且还由于烟气中夹带有配合料粉尘。所以在水平烟道入口处底面，使用质量好的致密铬砖，稍后部位才用致密锆砖，再往后的底面、侧墙、磁砖则使用标准铬砖或电熔AZS砖。垂直烟道与换热器接口砖采用铬刚玉砖。
4.2换向设备
常用的换向设备有跳罩室煤气换向器，圆盘阀水冷闸板空气换向器，闸板式空气换向设备，水冷闸板式空气换向设备。
4.3烟囱
玻璃池窑排气系统中烟囱的作用是将池窑内的废气经小炉，储热室和烟道排入大气，使池窑内保持适当的压强，以保证正常生产。
五、池窑主要经济技术指标
1)池化能力:600t/d;
2)设计窑龄:6a;
3)池化率:1.74t/(m2d);
4)单位能耗:1750kcal/kg玻璃液;
5)成品厚度规格:4~19mm;
6)燃料种类:焦炉煤气;7)池化部面积:507m2;
8)卡脖、冷却部面积:170m2。
六、池窑主要结构特点
1.窑体采用全保温结构、池化部池底、冷却部池底保温结构在生产中可以拆装。
2.采用宽池化池,投料池宽度设计成与窑池宽度全等宽结构形式。将投料池宽度设计成与窑池宽度全等宽结构形式,可使入窑的配合料在窑内得以充分展开,能实现配合料的快速池化,使得窑内料山缩近,不会产生!八字料∀现象,且料山稳定不致在窑内左右摆动。投料口采用45CourierNewpB@L型吊墙,并用挡焰砖结构取代传统的挡焰水包,在投料口设置全密封装置。
3.该吊墙的使用,一方面提高了前脸结构的稳定性,结构安全可靠,延长了池窑的使用寿命,另一方面其增加了对生料的覆盖面积,有利于配合料的预池和池化质量的提高,并减少了粉料对窑体的侵蚀。同时用挡焰砖结构取代传统的挡焰水包,减少投料口处热量的损失,以促进配合料的预池;投料机与挡焰砖之间设一层挡飞料的耐火盖板。
4.优化设计1#小炉中心线至前脸的距离,可充分发挥1#小炉的潜力,进一步促进配合料的池化。
5.窑池池底采用台阶式结构形式,即在卡脖的入口窑底设成抬升式斜底,池化部池深1.2m,卡脖、冷却部池深1.05m,由于抬升后玻璃液的表面流层厚度变浅,确保了进入冷却部成型流玻璃液质量最优化。
6.窄长卡脖的设计,可适当拉长深层水包与水平搅拌器之间的间距,避免搅拌器落在从深层水包后的死区内,并且适当加深搅拌器的搅拌深度,使成形液流得到充分的搅拌,以进一步提高玻璃液的化学均匀性和热均匀性,改善玻璃液的质量。并设双J型吊墙,既能保证卡脖前后山墙的稳定,又可有效地隔断池化部火焰空间对冷却部的影响,稳定了冷却部成型制度。
7.冷却部两侧胸墙设加热和风冷却调温系统,自动调节流液道内玻璃液温度,以保证供给流液道的玻璃液温度的稳定。
8.蓄热室格子体高8.5m,采用!全分隔∀的方式,蓄热室的格子砖选用换热比表面积大的筒型格子砖。焦炉煤气火焰黑度低,辐射传热效果差与温度增高的因素结合在一起,导致池窑废气的温度比燃重油、天然气的废气温度高。因此,增大蓄热室格子体的体积,加大蓄热室格子体的蓄热面积,既能提高助燃风的预热温度,又能提高蓄热室的蓄热效率,降低废气的排放温度,降低了池窑的能耗。
9.小炉采用侧烧式喷枪,侧烧增大火焰厚度,小炉口做成喇叭状,带有扩散角,能使火焰覆盖面积增大,有利于提高池化效率。选用国外先进、成熟可靠、参数可调性好的天然气喷枪。每对小炉的焦炉煤气流量采用定值控制。焦炉煤气总管设安全放散阀,每对小炉的焦炉煤气流量采用定值控制,选用密封性能好调节精度高的调节阀,为池窑稳定和合理的温度制度提供了保证。小炉口宽2m,小炉间距3.5m,小炉口喷出速度大约为9m/s,火焰覆盖率超过了50%。10)大碹中心角取60#。玻璃窑炉内,热量的传递:Q=CA(T/100)4。式中,C为辐射系数;A为受热面积;T为火焰温度。对油和天然气而言,C值较高,火焰本身能将热量充分的传递玻璃液。而对于焦炉煤气,由于其主要成分为氢,C较低,火焰本身不能将热量充分地传递给玻璃液,只有增大火焰气体的体积,提高火焰的温度T,将热量传给大碹,再由大碹将热量反向给玻璃液。因此,大碹承受了较高的温度损害,将碹中心角取60#。一方面可减小大碹的横向推力进而保护钢结构的稳定,另一方面可增大大碹的股高,增大了大碹与玻璃液间的空间,减少大碹的侵蚀。
10.由于焦炉煤气自身的稳定性较差,热值波动较大因此为保证窑炉在整个窑期内能够稳定正常的生产,设计时考虑了用煤焦油作备用燃料,油系统采用底插方式,可在焦炉煤气不稳定时使用。
七、发展前景
玻璃池窑现已投产使用,产品各项指标均已达到设计时指定要求。由于采用的是焦炉煤气作燃料,其产品成本大大降低,极大的提高了竞争优势,并已开始创造巨大的经济效益。同时,该生产线的成功投产,证明了用焦炉煤气作燃料在大吨位浮法玻璃窑炉中应用的潜力,为设计更大吨位的池窑提供了宝贵的经验。相信在不久的将来,焦炉煤气将在浮法玻璃生产中发挥出更大的作用。
参考文献：
无机非金属材料热工设备
百度文献
玻璃窑炉设计及先进经验技术引用
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