《玻璃专业熔制车间毕业设计》指导书

玻璃专业熔制车间毕业设计指导书一、说明书1．总论：内容：生产方法概况、特点、设计指导思想以及设计原则。

2．玻璃的成分设计内容：设计原则、成分确定及性质计算（熔化温度、温度-粘度曲线、退火温度和密度）3．总工艺计算内容：（1）主要技术经济指标的确定；①年工作日：冷修年，310~320天；非冷修年365天。

③玻璃原板宽度：2.5~4.5m。

④机组利用率：96~98%。

⑤总成品率：72~75%。

可达90~95%。

⑥碎玻璃损失率：0.5%。

（2）工艺平衡计算；①玻璃成品产量的计算：计算出各种规格产品的产量；各种规格产品的全年平均生产天数。

②玻璃液熔化量：③配合料需要量：4．熔窑设计内容：（1）熔窑种类的确定；（2）熔窑结构设计；①熔化部设计：熔化率的初步确定：平板池窑：熔化率K=2.0~3.0（t/m2d）；500吨窑，K=2.35（t/m2d）；700吨窑，K=2.78（t/m2d）；熔化部面积的初步确定：熔化面积：F m = Qk（m2）式中：Q —熔窑的产量（t/d）熔化部窑池的长度和宽度的确定：熔化区宽度的确定：平板池窑：B m = 0.75Х10-2Q + 6.75 （m）TOLETO公司的经验公式：B m = 95002.5Q/400 （m）熔化区长度的确定：l m = K1ХB m （m）式中：K1—熔化区的长宽比，一般为1.8~2.4。

l m = d1 + d2（n-1）+ 1.0式中：d1—1#小炉中心线到前脸墙的距离，一般为3~4m，900吨窑达6.8mm。

d2—小炉中心线间距，一般为2.8~3.5m。

n—小炉对数。

澄清区长度的确定：一般在8.3~19m。

熔化部窑池深度的确定：熔化部窑池深度为1.2m。

熔化部面积的调整和复核：熔化率的复核：熔化部窑池大碹股跨比的确定：大型窑为17.5~ 18，中小型窑为18~19。

大碹的厚度确定：熔化部胸墙的高度和厚度的确定：熔化部胸墙的高度：由燃料的种类、喷嘴的安装方式确定。

平板池窑：烧煤气时，为0.8 ~ 0.9m；烧油时，为1.5 ~ 2.0m。

熔化部胸墙的厚度：450 ~ 500mm；熔化部火焰空间的高度和宽度的确定：火焰空间的宽度：比窑池宽400 ~ 500mm；火焰空间的高度：等于胸墙的高度加大碹的股高；熔化部火焰空间尺寸的复核：用火焰空间容积热强度来复核：平板池窑：烧煤气时，为700 ~ 815Х102（W/m3）；烧油时，为930~1232Х102（W/m3）；②分隔装置的设计：气体分格装置的设计：气体分格装置的种类：平板池窑多使用矮碹和U型吊碹结构；气体分格装置的尺寸确定：宽度与卡脖的宽度相等。

玻璃液分格装置的设计：玻璃液分格装置的种类：平板池窑多使用卡脖；玻璃液分格装置的尺寸确定：卡脖的宽度：为熔化池宽度的35 ~ 50%；卡脖的长度：不用搅拌器，长度为2.4 ~ 3.0m；使用搅拌器，长度为4.2 ~ 4.5m；如再穿大水管为4.8 ~ 5.5m；使用垂直搅拌器时，卡脖碹顶留宽度300mm的长缝；使用水平搅拌器时，在两边胸墙开宽800mm,高400mm的孔。

③投料口设计：加料口的布置方式：分正面投料和侧面投料；加料口的尺寸设计：加料口的宽度：正面投料：为池窑宽度的85%~100%；垅式投料机：B = 900n + 300 （mm）式中：n—投料机的台数斜毯式投料机：B = n b+ 200 （mm）b—投料机宽度；侧面投料：800 ~ 1000mm；加料口的长度：正面投料：垅式投料机：1200 ~ 1600mm；斜毯式投料机：2000 ~ 2400mm；侧面投料：1200 ~ 1600mm；④冷却部设计：窑池：冷却部窑池形状的确定：冷却部面积的确定：用冷却部面积与熔化部面积之比来确定（F n /F m）；一般，平板池窑：FnFm= 0.5 ~ 0.6冷却部长度、宽度和池深的确定：冷却部宽度：可与熔化部池窑宽度的80~90%或等宽；冷却部长度：Ln = Fn Bn冷却部池深：平板池窑：900 ~ 1200mm；冷却部尺寸的复核：气体空间：冷却部胸墙的高度和厚度的确定：冷却部胸墙的高度：500 ~ 800mm冷却部大碹的股跨比、厚度和高度的确定：与熔化部相同；（3）窑体耐火材料的选择；确定窑体各部位耐火材料的结构、种类、厚度。

（4）燃料消耗量与燃烧计算；①燃料消耗量的计算：理论消耗量的计算：列出熔化部的热平衡表，然后计算出燃料消耗量。

具体的计算步骤见樊德琴主编的《玻璃工业热工设备及热工测量》第120页至123页。

燃料消耗量的近似计算：具体的计算步骤见樊德琴主编的《玻璃工业热工设备及热工测量》第124页至125页。

②燃料热值的计算：固体和液体燃料的热值计算：Q net，ar= 339C ar + 1030H ar—109（O ar—S ar）—25M ar （kJ/kg）气体燃料热值的计算：Q net= 126CO + 108H2 + 358CH4 + 590C2H4 + 637C2H6 + 806C3H6+ 912C3H8 + 1187C4H10 + 232H2S （kJ/m3）③空气量的计算：理论空气量的计算：固体和液体燃料的计算：V a o = 0.089C ar + 0.267H ar + 0.033（S ar —O ar ） （Bm 3/kg ）气体燃料的计算：V a o = 0.0238（CO+H 2）+ 0.0952CH 4 + 0.0476（m + n/4）C m H n+ 0.0714H 2S — 0.0476O 2 （Bm 3/kg ）实际空气量的计算：V a = αV a o （Bm 3/kg ）烟气量的计算：固体和液体燃料的计算：V L = 0.01865C ar + 0.112H ar + 0.01243M ar + 0.0068S ar+ 0.21（α—1）V a o + 0.008N ar + 0.79V a （Bm 3/kg ）气体燃料的计算：理论烟气量的计算：V L o = [CO + CO 2 + H 2 + H 2O + 3CH 4 +（m+n/2）C m H n + 2H 2S+ N 2]% + V O2o x2179 （Bm 3/kg ）实际烟气量的计算：V L = V L o +（α—1）V a o （Bm 3/kg ）⑤单位耗热量的计算：单耗煤气量 = Q*Q1+0.3Q11 式中： Q *—玻璃液耗热量 （kJ/kg ）Q 1—发生炉煤气的低位热值（kJ/Bm 3）Q 11—煤气离开蓄热室时的物理热（kJ/Bm 3）单耗煤量 = Q*(Q1+0.3Q12)Vq式中：Vq —煤气产率（Bm 3/kg ）单耗油量 = Q*Q2+Q21+Q22式中：Q 2—重油热值（kJ/kg ）Q 21—重油物理热（kJ/kg ）Q 22—雾化介质物理热（kJ/kg ）⑥熔窑热效率的计算：对于烧煤气的窑：熔窑热效率η=pqF q1+q2式中：p—每m2熔化部面积每小时熔化玻璃液量（kg/m2h）q—玻璃形成热（kJ/kg）F—熔化部面积（m2）q1、q2—分别为每小时消耗燃料的热值和物理热（kJ/）对于烧重油的窑：熔窑热效率η=pqFq1+q2+q4式中：q4—雾化介质物理热（kJ/（5）小炉结构设计；①小炉形式的确定：由燃料种类确定。

②燃烧器的选择：玻璃熔窑使用的雾化器类型有：（1）机械雾化器；（2）低压空气雾化器；（3）中压空气雾化器；常用③燃烧器的安装方式的确定：燃烧器的安装方式有：（1）底烧式；常用（2）底下插入式；（3）顶部插入式；（4）侧墙插入式；（5）顶烧式；（6）侧烧式；④小炉主要尺寸的设计：小炉口断面积的确定：F = （V oa+V of）（t+273）273w（m2）式中：V oa —通过小炉的空气流量（Bm3/s）Vo f —通过小炉的煤气流量（Bm3/s）t —喷火口的火焰温度（o C）ω—火焰的喷出速度（m/s）。

一般横焰窑ω = 10~15 m/s；横焰窑：一侧小炉口的总面积与熔化面积的比值为3.0 ~ 3.5%。

小炉口的宽高比：平板池窑：宽高比为2.3 ~ 2.5；股跨比1/10~1/8；小炉口的宽度：平板池窑：小炉口的宽度为1.5 ~ 2.5m；小炉口的宽度确定后，用火焰覆盖系数复核。

平板池窑：火焰覆盖系数= 一侧小炉口总宽熔化带长= 45 ~ 55%小炉间距的确定：一般小炉间距为2.8 ~ 3.5m；应保证小炉侧墙外间距在0.9 ~1.2m，以便热修方便。

水平通道长度的确定：燃油小炉的长度为：2.7 ~ 3.2m燃煤气小炉的预燃室长度为：2.0 ~ 2.4m；舌头长300~500mm；舌头厚度150~250mm；小炉倾斜角的确定：小炉的空气下倾角为：20 ~ 25o燃煤气小炉的上倾角为：3 ~ 5o喷枪的间距与喷嘴砖后移的距离：喷枪的间距：由小炉口宽度和喷嘴形式而定，小炉口宽度为1.0 ~ 1.2m时，安装1~2只；小炉口宽度为1.2 ~ 1.6m时，安装2只；小炉口宽度为1.6 ~ 2.0m时，安装3只；喷嘴砖后移的距离：一般燃烧点离喷火口前端距离200 ~500mm。

小炉尺寸的复核：废气排除速度：13 ~ 15 m/s（1400 ~1500o C）小炉口热负荷：平板池窑：450 ~ 650（kg.oil/m2.h）（6）蓄热室结构设计；①蓄热室形式的确定：蓄热室的形式有：（1）连通式；（2）分隔式；（3）半分隔式；（4）两小炉分隔式；蓄热室的顶部与小炉的连接方式：（1）上升道式结构；（2）箱形结构；②格子体的排列方式确定：格子体的排列方式有：（1）西门子式；常用（2）李赫特式；（3）编蓝式；（4）十字形式；③蓄热室的尺寸确定：蓄热室的长度：L = d1 +（n-1）d2 + d3式中：d1—1#小炉中心线到蓄热室前端墙内侧的距离，一般为1.2~1.6m。

d2—小炉中心线的距离。

d3—末对小炉中心线到蓄热室后端墙内侧的距离，一般d3 = d1格子体的构筑系数：φ=H2BL= 0.6 ~ 1.0蓄热室格子体的高度与宽度的比值：2.0 ~ 3.0④格子体的体积计算：格子体的受热面积：F = K·F1（m2）式中：K—单位熔化面积占有的格子体的受热面积（m2/m2），燃煤气熔窑：K = 20 ~ 30（m2/m2）燃油和天然气熔窑：K = 15 ~25（m2/m2）F1—熔窑的熔化面积（m2）计算单位格子体的体积所具有的受热面积f；格子体的体积：V = Ff（m3）⑤格子体的尺寸确定：格子体的长度：L’ = L—隔墙后—膨胀缝（一个缝20 ~ 50mm）格子体的横断面积：F1 =V0ωo·S（m2）式中：V o —燃烧所需的空气或煤气量（Bm3 /s）ωo—格子体中的气体流速，一般为0.25 ~ 0.55（Bm/s）S —1m2格子体横截面积所具有的气体通道面积。