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
要求完成的主要任务：
一、撰写设计说明书，主要内容包括：
1、设计依据及相关政策、法律、法规及设计规范
2、物料平衡计算（列出计算过程）
2.1配料计算
2.2去气产物及组成计算
3、热平衡计算（列出计算过程）
3.1燃料燃烧计算
3.2玻璃形成过程所消耗的热量计算
3.3燃料消耗量近似计算
4、窑炉的结构设计
详细说明各部位的作用，各主要参数选择依据，并进行方案对比。

4.1熔化部设计
包括熔化部的面积、长、宽、深度、火焰空间及投料口的尺寸。

4.2工作部的设计
包括工作部的面积、长、宽、深度及火焰空间的尺寸。

4.3玻璃液的分隔设备的设计
4.4出料口的设计
4.5小炉口的计算与设计
4.6蓄热室的计算与设计
4.7烟道与烟囱尺寸的确定
5、窑炉耐火材料的设计与选择
包括池壁、池底、胸墙、大碹、蓄热室的耐火材料及保温材料的设计与选择。

要求作方案对比，阐述选择依据。

6、窑炉主要技术经济指标
①熔化量：②熔化率：③熔化部面积：④冷却部面积：⑤一侧蓄热室格子砖的受
热面积：⑥单位熔化部面积所占格子砖受热面积：⑦每公斤玻璃液所消耗的热量：
⑧燃料消耗量：⑨玻璃熔成率。

二、用CAD绘制一张窑炉总图（3#图打印）
时间安排:
18周讲课、查阅资料、设计计算、绘制草图；
19周 CAD制图；
20周撰写设计说明书、答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
1.设计依据及相关的法律法规 (1)
1.1设计的依据：课程设计任务书 (1)
1.2国家相关法律、法规及设计规范 (1)
1.3马蹄焰窑炉的特点 (2)
2.物料平衡计算 (2)
2.1配料计算 (2)
2.2去气产物及组成计算 (4)
3.热平衡计算 (5)
3.1燃料燃烧计算 (5)
3.2玻璃形成过程中所消耗的热量 (6)
3.3燃料消耗量近似计算 (7)
4.窑炉的结构设计 (8)
4.1熔化部的设计 (8)
4.2工作部的设计 (11)
4.3玻璃液的分隔设备（流液洞）的设计 (11)
4.4出料口的设计 (12)
4.5 小炉口的计算与设计 (12)
4.6蓄热室的计算与设计 (13)
4.7烟道与烟囱尺寸的确定 (15)
5. 主要技术经济指标 (16)
6. 参考文献 (16)
7. 总结 (16)
设计题目：33 t/d蓄热式马蹄焰池窑的设计
1 设计依据及相关的法律法规
设计依据及其基本原则：
随着工业生产现代化水平的日益提高，能源供应日趋紧张，在本设计中，为了节约能源、降低成本，采用有效的保温措施。

在玻璃的生产中，熔窑是消耗能量最大的热工设备，对其采取有效的节能措施降低能量消耗、尽量技术先进，满足施工可能，操作方便，经济合理。

窑体结构应满足以下要求：
1、满足成型工艺的要求。

2、保证既定的温度制度、足够的澄清时间、充分均化的条件等。

3、保证所要求的火焰形状和尺寸。

4、便于控制、调节和改变窑内的温度、压力和气氛制度。

5、热效率要高，燃料消耗量要小。

6、减轻日常操作和维修时的劳动强度。

7、能适应原料粒度、水分、碎玻璃加入量、燃料成分等的波动。

8、便于测量和控制生产过程中的各项热工参数。

选择合理的窑型至关重要。

选择窑型时应考虑产品品种、质量要求、产量、熔化温度、成形制度、燃料种类、厂房条件、投资费用等因素。

国家相关法律、法规及设计标准
（1）环境保护标准
《玻璃工业污染物排放标准-容器玻璃》；
《建设项目环境保护管理条例》；
《中华人民共和国环境影响评价法》；
《中华人民共和国水污染防治法》；
《中华人民共和国大气污染防治法》；
《中华人民共和国环境噪声防治法》；
《环境空气质量标准》；
（2）职业安全卫生标准
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《工厂安全卫生规程》
《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
马蹄焰窑炉的特点
我国现阶段的玻璃池窑主要有平板池窑，横焰流液洞池窑、换热式单（双）碹池窑、蓄热式马蹄焰流液洞池窑，另外我国玻璃窑炉还有坩锅窑、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环保意识的增强，国内国外新技术，新设备，如减压澄清、全氧燃烧、纯氧助燃、顶插全电熔窑、深澄清池、三通道蓄热式等。

本设计采用蓄热式马蹄焰流液洞池窑。

马蹄焰窑炉是窑内火焰成马蹄形流动（在窑内成U型），仅在熔化部的前端设置一对小炉的玻璃池窑。

马蹄焰流液洞池窑优点：
①热利用率高，火焰行程长，因而燃料燃烧充分，同时窑体表面积小，热散失少，可提高热利用率，降低燃料消耗；
②结构简单，造价低，只有一对小炉布置在熔化部端墙上。

马蹄焰流液洞池窑缺点：
①沿窑长方向难以建立必要的热工制度，火焰覆盖面积小，在炉宽上温度分布不均匀，尤其是火焰换向带来的周期性的温度波动和热点移动；
②一对小炉限制了炉宽，进而限制了生产的规模；
③燃料燃烧喷出的火焰诱使对料堆有堆料作用，不利于配合料的熔化和澄清，并对花格墙、流液洞盖板和冷却部空间砌体有烧损作用。

其适用于各种空心制品、压制品和玻璃球的生产。

2物料平衡计算
2.1配料计算
100公斤湿粉料中形成氧化物的数量表4
原料名称湿料配
合比%
氧化物量%
SiO2Al2O3CaO MgO Na2O K2O BaO B2O3Sb2O3Fe2O3
石英砂37.5631.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02钾长石10.28 6.17 1.87 0.00 0.00 0.03 1.10 0.00 0.00 0.00 0.01氢氧化铝15.310.00 10.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
方解石 4.300.00 0.00 2.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 白云石16.550.00 0.00 5.05 3.56 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 纯碱 2.210.00 0.00 0.00 0.00 1.29 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 硝酸钠 3.210.00 0.00 0.00 0.00 1.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 碳酸钡 5.150.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.00 0.00 0.00 0.00 硼酸 5.100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.84 0.00 0.00 澄清剂0.330.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.31 0.00 合计71.0437.41 11.86 7.43 3.56 2.49 1.10 4.00 2.84 0.31 0.04百分比% 100.00 52.6516.70 10.46 5.01 3.51 1.55 5.63 4.00 0.43 0.06
计算过程如下：
石英砂：%
Si0
2
=37.56*99.80/120=31.24
Fe
2O
3
=37.56*0.05/100=0.02
钾长石:%
Si0
2
=10.28*60.00/100=6.17
Al
2O
3
=10.28*18.50/100=1.87
Na
2
O=10.28*0.30/100=0.03
K
2
O=10.28*10.70/100=1.10
Fe
2O
3
=10.28*0.15/100=0.01
氢氧化铝：%
Al
2O
3
=15.31*65.30/100=10.00
方解石：%
CaO=4.30*55.5/100=2.38
Fe
2O
3
=4.30*0.03/100=0.00
白云石：%
CaO=16.55*30.5/100=5.05 MgO=16.55*21.5/100=3.56 Fe2O3=16.55*0.05/100=0.01 纯碱：%
Na
2
O=2.21*58.48/100=1.29 硝酸钠：%
Na
2
O=3.21*38.46/100=1.17 碳酸钡：%
Fe
2O
3
=5.15*0.07/100=0.00
BaO=5.15*71.65/100=4.00 硼酸：%
B 2O
3
=5.10*55.59/100=2.84
Fe
2O
3
=5.10*0.1/100=0.00
澄清剂：%
Fe2O3=0.33*0.3/100=0.00
Sb2O3=0.33*93.5/100=0.31
配料计算％表5
配料计算SiO2Al2O3CaO MgO Na2O K2O Fe2O3BaO B2O3Sb2O3其它LOSS 合计
石英砂99.8 0.05 0.15 100
钾长石60 18.5 0.3 10.7 0.15 0.54 99.98 氢氧化铝65.3 34.57 99.87 方解石55.5 0.03 43.61 99.14 白云石30.5 21.5 0.05 47.93 99.98 纯碱58.48 41.5 99.98 硝酸钠36.46 63.52 99.98 碳酸钡0.07 77.65 22.23 99.95 硼酸0.1 55.59 44.29 99.98 澄清剂0.3 93.5 93.8
湿料配方％表6
石英砂钾长石氢氧化铝方解石白云石纯碱硝酸钠碳酸钡硼酸澄清剂合计52.6516.70 10.46 5.01 3.51 1.55 5.63 4.00 0.43 0.06100.00
2.2去气产物及组成计算
表7
原料名称去气产物量计算
去气产物量
H2O CO2O2NO2
石英砂100*4.51%=4.51 4.51
氢氧化铝34.57*15.31%=5.29 5.29
方解石43.61*4.30%=1.88 1.88 白云石47.93*16.55%=7.93 7.93 纯碱41.50*2.21%=0.92 0.92
硝酸钠
63.52*3.21%*46/85=1.10 1.10 63.52*3.21%*16*2/85/4=0.19 0.19
碳酸钡22.23*5.15%=1.14 1.14
硼酸44.29*5.10%=2.26 2.26
质量25.22 12.06 11.87 0.19 1.10 体积21.72 15.01 6.04 0.13 0.54 体积百分数% 69.11 27.81 0.60 2.49
3热平衡计算
3.1燃料燃烧计算
粉料中挥发分占25.22%，由于规定是纯配合料，不添加碎玻璃，则可以得到：
1-25.22%=0.75 Kg-玻璃液
因此，熔制成1 Kg的玻璃液所需要的粉料量Gb为：
Gb=1/0.75=1.33 Kg/Kg-玻璃液
所以，熔制1Kg玻璃液所需要的配合料量为：
Gb’=Gb=1.33 Kg/kg-玻璃液
3.2玻璃形成所消耗热量的计算
3.2.1生成硅酸盐耗热：
分别计算Q
1、Q
2
、Q
3
、Q
4
、Q
5、
q
b
由方解石生成CaSiO
3的反应耗热量Q
1
：
Q 1=1536.6*G
b
*G
CaO
=1536.6*1.33*2.38/100=48.64KJ/Kg-玻璃液
由白云石生成的CaMg(SiO
3)
2
的反应耗热量Q
2
:
Q 2=2757.4*G
b
*G
CaO+MgO
=2757.4*1.33*(5.05+3.56)/100=315.76KJ/Kg-玻璃液
由纯碱生成Na
2SiO
3
的反应耗热量Q
3
：
Q 3=951.7*G
b
*G
Na2O
=951.7*1.33*1.29/100=16.33KJ/Kg-玻璃液
由硝酸钠生成Na 2SiO 3反应耗热量Q 4：
Q 4=4414.9*G b *G Na2O =4414.9*1.33*1.17/100=68.70KJ/Kg-玻璃液 由碳酸钡生成BaSiO 3的反应耗热量Q 5：
Q 5=988.1*G b *G BaO =988.1*1.33*4.00/100=52.57KJ/Kg-玻璃液 由上可知，1kg 湿粉料生成硅酸盐的耗热量q b 为：
q b =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5=48.64+315.76+16.33+68.70+52.57=502.00KJ/Kg-玻璃液 3.2.2生成玻璃液耗热Q 6：
Q 6=347G b *（1-G fq ）=347*1.33*（1-25.22%）=345.12KJ/Kg-玻璃液 3.2.3加热玻璃液到玻璃熔化温度耗热Q 7： C 1509==0.6718+4.6*10-4*1509=1.37KJ/（Kg.℃） Q 7=C 1510*t=1.37*1509=2067.3KJ/Kg-玻璃液 3.2.4蒸发水的耗热量Q 8：
Q 8=2491*G b *G H2O =2491*1.33*12.06/100=399.55KJ/Kg-玻璃液 3.2.5配合料入窑显热：
粉料在0~t ℃时的平均比热容c 一般取0.963KJ （Kg.℃） Q 9=G b *c*t=1.33*0.963*20=25.62KJ/Kg-玻璃液 则玻璃形成热为：
Q 10=q b +Q 6+Q 7+Q 8-Q 9=502.00+345.12+2067.3+399.55-25.62=3288.35KJ/Kg-玻璃液 3.3燃料消耗量近似计算
重油的元素组成 表3
元素组成(%)
低热值(kJ/kg) C H O N S A M 84
13.5
0.5
0.5
0.45
0.05
1.0
42361.45
重油低位发热量为：
Q net =339C+1030H+109(O-S)-25M
=339*84+1030*13.5+109*(0.5-0.45)-25*1.0=42361.45 KJ/Kg
表8
重油化学组成% 燃烧需氧量 Nm ³/Kg 燃烧方程式 CO 2 O 2 N 2 H 2O SO 2 C 84.00 1.57 C+O 2=CO 2 1.57 H 13.50 0.76 H+1/2O 2=H 2O 1.51 S 0.45 0.00 S+O 2=SO 2
0.00 N
0.50
0.00
M 1.00 0.01 可燃物的需氧量Nm ³ 2.33 O
0.50
理论氧气量Nm ³ 2.33
过剩氧气量Nm ³ 0.23 过剩空气系数为
1.1 0.23 实际氧气量Nm ³
2.56 被引入氮气量Nm ³ 9.63 9.63 实际空气量Nm ³
12.19
实际烟气量Nm ³
合计：12.95 1.57 0.23 9.63 1.52 0.00 各成分的百分比%
合计100
12.12 1.78 74.36 11.74 0.00
燃料消耗量近似计算：
玻璃池窑单位熔化部面积所对应的总耗热量:
Q=(P* q g +K 2*W)/(1-K 1K 2)=(54.18*3288.35+1.24*2.508*10^5)/(1-0.25*1.24) =704208.70 KJ/(㎡*h)
其中：P=33*10^3/25.38/24=54.18 KJ/(㎡*h) K 1=0.25 K 2=1.24 S=33/1.3=25.38㎡
W=60000Kcal/(㎡×h) ×4.18=2.508×10^5 KJ/(㎡.h) 燃料为重油，则单位熔化部面积所对应的燃料消耗量
m oil =Q/ Q net =704208.70 KJ/(㎡×h)/ 42361.45 KJ/Kg=16.62 kg/(㎡×h) 4 窑炉的结构设计
玻璃池窑是由玻璃熔制部分、热源供给部分、余热回收部分、排烟供气部分组成。

在陶瓷熔块生产中，不需要进行成型，因此本设计中主要进行熔化部、工作部、分隔设备、出料口、小炉口、蓄热室、烟道与烟囱的设计。

4.1熔化部设计
熔化部作用：
玻璃池窑的的熔化部是配合料熔化和玻璃液澄清、均化的区域。

在熔化部，燃料进行燃烧，为玻璃液及原料提供热量。

原料及玻璃液经过热对流，热辐射等传热方式进行融化，澄清，均化。

因此熔化部分为上下两部分，上部为火焰空间、下部为窑池。

各部分尺寸：
（1）熔化部的面积：F 熔 = 产量÷熔化率=33÷1.3=25.38 m2 （2）熔化部长：0.75×33÷100+6.25=6.50 m
熔化部宽：S ÷B=25.38÷6.99=3.90 m
长宽比：L/B=6.50/3.90=1.67
长宽比在1.4---1.8之间，所以合理。

熔化部深度：h=0.4+0.5lg(25.38*0.9)=1.08 m 据经验h应该在600---1000mm 之间，且现在向浅池发展，本实验设计取h=900mm.
(3)火焰空间尺寸
火焰空间的长度：根据L
焰 = L
熔
+ 2×（100—200）（mm）,即每边增加
100—200mm,本设计取 150mm,即L
焰
=6.50+2×0.15=6.80m；
火焰空间的宽度：一般比窑池的宽度大200—300mm，
则B
焰
=3.90+0.30=4.20m；
火焰空间上部面积： F
焰= L
焰
×B
焰
=6.80×4.20=28.56㎡
火焰空间的高度：对于马蹄焰窑炉,为胸墙高度+大碹升高=1100+587.5= 1687.50 mm。

熔化部大碹和胸墙的设计：
中小型大碹股跨比f=h/B，范围为f=1/8~ 1/9 ，本设计大碹股跨比取f=1/8，则大碹升高 h = f×B
焰
=4200×1/8=525.0mm
胸墙的高度：胸墙的高度与很多因素有关,本设计取H胸=1100mm；
简图示意:
火焰空间的体积： V
焰=（H
胸
+2/3 h）×B
焰
×L
焰
=(1.1+2/3×0.525) ×
25.38=36.80 m³
（5）火焰空间的校核：
对于烧油池窑，尤其是喷嘴放在小炉下面时，燃料其本在烧空间燃烧，可以用火焰空间容积强度的指标来确定和复核火焰空间的大小。

火焰空间容积热强度是指在单位火焰空间容积池内燃料燃烧所发出的热量。

火焰空间的热负荷：
Q=16.62×25.38×42361.45/36.80/4.18=116.16×10^3 kcal/m3·h
在90---120×10^3 kcal/m3·h之间，则火焰空间的容积设置符合要求。

（6）投料口尺寸的确定：
投料口的作用：按时按量加入、液面稳定，薄层加入，预熔作用，减少粉料飞扬。

对于马蹄焰窑炉，可根据产量和投料机的类型来确定投料池的尺寸。

投料池的长度范围为：1200-1300mm，本设计取1200mm；
投料池的宽度范围为：800-1100mm，本设计取窑外宽800mm,窑内宽取600mm；
投料池的深度为：与熔化部池深相同，即为：900mm；
为了加料池内玻璃液温度高些，可以把加料池砌的比熔化部深度浅
200---300mm,本设计取浅200mm,所以加料池深度为700mm.
投料池壁厚：300mm,120mm.
加料池离前端池墙400---500mm,取420mm.
4.2工作部的设计
工作部的作用：进一步均化玻璃液，将温度降低到一个合理的范围，分配玻璃液到各个供料通道。

长度在600—900mm之间，取600mm;
宽比流液洞稍大或相等，取工作部宽为500mm;
本设计工作部的形状为矩形，根据L
工/B
工
= 1.2~1.5，取L
工
/B
工
=1.2，符合
要求；
工作部的面积F
工
=0.60m×0.50m=0.30㎡
工作部火焰空间的尺寸：
工作部的火焰空间高度H
工火
马蹄焰窑炉火焰空间高度范围一般是600~800mm，本设计取H
工火
为600mm
工作部的火焰空间宽度B
工火
根据B
工火= B
工
+ 2×（100—150）（mm），本设计取110mm
则B
工火
=500+2×110=720mm
工作部的火焰空间长度L
工火
根据L
工火= L
工
+ 2×（100—150）（mm），本设计取110mm
则L
工火
=680+2×110=900mm
4.3玻璃液的分隔设备(流液洞)的设计
本次设计玻璃液的分隔设备选取流液洞。

流液洞的作用、特点：流液洞结构过桥，是熔化部和冷却部洞位于窑底上面的一个涵洞。

熔化好的玻璃液流过洞进入冷却部，由于流液洞的截面积小，且处于窑池的深层，从而大大降低玻璃液的温度（降80-90℃），可减少玻璃液的循环对流。

流液洞尺寸：
流液洞的长度：洞长在600---900mm之间，本次设计取600mm.
流液洞的宽度：流液洞宽度范围300~500mm，本次设计取 400 mm；
流液洞的高度：流液洞高度范围200~400mm，本次设计取 300 mm；
洞宽/洞高=400/300=1.33 在1.2—1.6之间，符合要求；
风洞：300x200mm
流液洞个数：因为本次设计无其他特殊要求，按国内标准，一个流液洞已经可以满足要求因此流液洞个数取1个。

流液洞流量负载校核：
K=33⨯1000/(30⨯40⨯24)= 1.15[kg/(cm2.h]
比较：1<1.15<2.5
故而流液洞的尺寸设计合理
4.4出料口的设计
根据砖的大小400x300mm，选择槽宽50mm,槽深50mm
耐火材料：无铸孔电熔AZS砖
4.5 小炉口的计算与设计
作用：小炉石玻璃池窑的燃烧设备，承担组织火焰的任务，并且连接熔化池和热回收装置，在蓄热池窑中的小炉还是排出废气的通道。

小炉尺寸的计算：
已知参数：空气过剩系数α=1.1
每公斤重油消耗空气量 12.19Bm3/kg（表8 中的空气需要量）
每小时重油消耗量x =16.62 kg/(㎡*h)* 25.38 m2=421.82kg/h
则每秒钟应喷入的空气量V
标
= 421.82×12.19/3600 =1.43Bm3/s
空气被预热到1198℃，此时体积为V
T
V
T = V
标
×（273+1198）/273 =1.43×（273+1198）/273=7.71m3/s
气体喷出速度v = L
焰
+ 5~6m,本设计取 5 ，
即v = L
焰
+5=6.80+ 5=11.80m/s, 现在一般选用取10m/s 马蹄焰窑炉小炉口宽度b为900—1200mm，本设计取b为1000mm
火焰覆盖系数：喷火口(小炉)宽度/熔化池宽度=1.0/3.9*100%=25.64%,合理；
小炉口为扁平状较合理，即b/h = 2~2.5 。

本实验设计取宽高比=2，则小炉高度h=500mm ；
小炉口股跨比（碹升高/跨度）f为1/8~1/10，本实验设计取1/8,则小炉碹股高为：（1/8）·b=（1/8）×1000=125mm
实际根据公式喷火口面积：F
炉
= b·h +（ 2/3 ）·b2·1/8 = 1.0×0.5 +（ 2/3 ）×1.02×（1/8）=0.58 m2
校核：F
炉/ F
熔
=0.58 /25.38×100%=2.28% ，F
炉
/ F
熔的值
在2%~3%合理；
小炉距离胸墙需要≥300mm,取500mm；
两个小炉间距≥500mm,实际间距645mm。

小炉材料选择：
炉用砖要求：耐高温、耐侵蚀、耐冲刷、抗热震。

斜坡碹和水平通道碹都选用230mm硅砖；
底面砖选用厚度为200mm致密的刚玉砖；
下层用200mm轻质硅砖保温；
喷火口，喷嘴转均选用33#电熔AZS砖;
碹顶保温材料选用200mm轻质硅砖。

小炉的耐火材料厚度：230mm,120mm.
4.6蓄热室的计算与设计
蓄热室的作用：蓄热室看作逆流式换热器对整个周期进行传热分析，主体为格子体，作用是蓄热和换热。

格子体的作用：提高了格子体强度，增加了换热面积。

本设计用李赫特式蓄热室：用230×113×65的标准砖砌成格字体，砖长L=230mm，高度h=113mm，厚度δ=65mm,格子体规格选择李赫特式;格孔尺寸为100mm×100mm,则a=b=100mm.
李赫特式的单位格子体受热面积为：f=19㎡/m³
F=熔化部的面积×28~35 m2/ m2 ，，蓄容比取30，则F=25.38×30=761.4㎡
格子体的体积：V=F/f=761.4/19=40.07 m³
格子体的截面积 Fs= V a/W
O
·S=1.43/(0.4*0.37)=9.66㎡,取7㎡。

其中：单位格子体横（纵）断面面积上的气体的流通断面面积S=ab/(a+δ)(b+δ)=100×100/(100+65)(100+65)=0.37 m2/m2；
预热空气的速度 0.2—0.4Bm/S ,取0.2 Bm/S；
烟气的速度 0.25—0.5Bm/S ，取0.4 Bm/S
V a---预热气体通过格子体的流量，即每秒钟应喷入的空气量V
标
= 421.82×12.18/3600 =1.43Bm3/s
格子孔中气流速度v
0 = 0.2~0.4m/s，本设计取v
=0.4 m/s
格子体的高度H=V/Fs=40.07 m³/9.66㎡=4.15 m 。

则高度：
H=V/Fs=40.07/7=5.72m
由于应为格子体的整数倍，所以5.72/0.113=50.6,取51层。

格子体宽度范围为1.9~2.6m,且 B=n(a+δ)+δ，取n=13因此本设计取B
格=13×(100+65)+65=2210mm；
L= V/ BH=40.07/(2.21×5.72)=3.17m，取n=19,则L
格
= 19×（100+65）+65=3200mm
格子体构筑系数验证:
计算构筑系数Φ= H
格/ F
格
1/2=5.72/7.071/2=2.15
注：Φ在2.0~3.0之间合理，最好为2.4左右，否则要重新确定格子体尺寸.
格子体内部材料的选择：
格子体应有较好的耐侵蚀性，且高温强度要大，抗热震性要好，受侵蚀后生成物的粘度小，从格子体上中部碱性粉尘和碱蒸汽浓度较大来考虑，使用碱性耐火砖是合理的。

本设计中具体材质如下所示：
由上到下：10层-烧结AZS-20；11层-镁砖；12层-低气孔粘土筒形砖-15；8层-低气孔粘土砖-12
蓄热室内部空间尺寸
蓄热室内尺寸：每边比格子体大50mm,
则长L=4025+100=3300mm
宽B=2210+100=2310mm
蓄热室碹升高h
蓄=(1/4) ·B
蓄
=(1/4) ×2310=577.50mm
格子体上部空间尺寸取1500mm左右，取1500mm
蓄热室材料选择：蓄热室的侵蚀主要来自配合料及其挥发物，但其侵蚀比熔
化部上部慢，故而碹顶采用硅砖即可。

两层保温材料：内层为50mm保温棉，外层为300mm轻质硅砖。

蓄热室的侧墙主要选用抗热震性好的耐火砖（350mm）：上墙体用硅砖，中部墙体采用低气孔粘土砖-15，下部墙体采用普通粘土砖。

蓄热室碹顶保温材料采用3层保温，从内到外分别是：50mm保温棉，230mm 粘土砖，230mm轻质硅砖
碹厚度：250mm 30mm 保温层：350mm,外层350mm
炉条作用：炉条是承重蓄热室格子体重力的砖材结构。

炉条碹：碹半径=2210/3=1275.94mm
碹升高=1275.94-1275.94/2=637.97mm≈630mm
碹厚度=120mm
碹间距：中间340mm，两边270mm，共8条
120×8+270×2+340×5+100=3300mm
4.7 烟道与烟囱尺寸的确定
1、烟道
作用：烟道既是排烟道又是进气通道
烟道宽度范围800~1200mm, 本设计取900mm
烟道高度范围1000~1400mm, 本设计取1200mm
V
烟=V
烟
/V
空
*V
空
=12.95/12.19*0.65=0.69m3/s
S=B*H=900*1200=1.08m2
v
烟
=1.08/0.69=1.56m/s符合要求
烟道材料选择：本设计中选取烟道墙体及碹顶材质选用粘土砖，碹顶外层保温材料为建筑红砖,在墙体外围加一层200mm的轻质硅砖保温加强。

烟道底面采用一层保温砖，保温砖下面以混凝土填充
2、烟囱
作用: 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、蓄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。

小型窑炉烟囱高度30m,35m，40m，45m，本设计取40m
5. 主要技术经济指标
①熔化量= 33 t/d；
②熔化率=1.3 t/d·m2；
③熔化部面积=25.38m2；
④工作部面积=0.30㎡；
⑤一侧蓄热室格子砖的受热面积=969.00㎡；
⑥单位熔化部面积所占格子砖受热面积=38.12㎡/m3；
⑦每公斤玻璃液所消耗的热量=3288.35kJ/kg；
⑧燃料消耗量=10.12t/d；
⑨玻璃熔成率=74.78%。

6 参考文献
【1】孙承绪等编，玻璃窑炉热工计算及设计，中国建筑工业出版社，1983.5 【2】姜洪舟等编，无机非金属材料热工基础，武汉理工大学出版社，2009.5 【3】陈国华等编，无机非金属材料热工基础，化学工业出版社，2007.1 【4】樊德琴等编，玻璃工业热工设备及热工测量，武汉工业大学出版社，1996.2
7 设计总结
在做课程设计的这些天有些辛苦，期间还要忙着考试和论文，但当所有的事情都完成后，看着自己并不完美的图纸也还是感觉很满足的。

本次课程设计是关于33 t/d蓄热式马蹄焰池窑的设计，一共持续三周，每天能过的充实，第一周的任务查阅资料、设计计算，进行的有些缓慢，导致后面的时间有些紧张，但是万事开头难，只要开始动手做了，事情都会水到渠成。

第二周的任务是CAD制图，这对于我们所有人来说可能都是最难的部分，因为大家基本都没有学习过CAD制图，对于软件的生疏和对于图纸复杂度的恐惧耽误了我们很多时间。

不管怎样，最后我们都是一步一脚印的做完了本次课程设计，圆满完成了设计任务。

本次课程设计综合全面地考察了玻璃方面的的专业知识，并对工程制图知识的掌握和CAD软件的掌握有一定的要求，我从课设的过程中加深了对专业知识的理解，也提升了面对挫折不气馁的态度，收获很大。

最后，感谢老师的细心讲解，同学朋友的热心帮助，也感谢自己的坚持不懈。