玻璃熔窑设计

1、目 录目 录i（一）原始资料11.产品:机制啤酒瓶12.出料量：13.玻璃成分（设计）（%）：14.料方及原料组成15.碎玻璃数量：16.配合料水分：17.玻璃熔化温度：18.工作部玻璃液平均温度：19.重油。110.雾化介质：111.喷嘴砖孔吸入的空气量：112.助燃空气预热温度：113.空气过剩系数：114.火焰空间内表面温度：115.窑体外表面平均温度（）116.熔化池内玻璃液温度（）117.熔化部窑顶处压力：118.窑总体简图见图。1(二)玻璃形成过程耗热量计算11.生成硅酸盐耗热（以1公斤湿粉料计，单位是千卡/公斤）12.配合料用量计算13.玻璃形成过程的热平衡（以1公斤玻璃液计，单

2、位是千卡/公斤，从0算起）1(四)熔化部面积计算11.各尺寸的确定12.确定火焰空间尺寸：13.熔化带火焰空间容积与面积计算14.火焰气体黑度（气）计算15.火焰温度计算1（五）燃料消耗量及窑热效率计算11.理论燃料消耗量计算：1（1）熔化部收入的热量1（2）熔化部支出的热量12.近似燃料消耗计算13.实际燃烧消耗量计算14.列熔化部热平衡表15.熔化部热负荷值，单位耗热量及窑热效率计算（按实际耗油量 ）1（六）蓄热室受热表面计算1（七）排烟系统阻力计算11.局部阻力计算列下表12.摩擦阻力计算列表：13.蓄热室几何压头计算：1（八）烟囱计算11.烟囱高度（h）计算12.烟囱出口直径（d）计算

3、：1（一）原始资料1.产品:翠绿料2.出料量：每天熔化玻璃135吨。3.玻璃成分（设计）（%）：sio2al2o3caomgona2obaocr2o369.804.5010.200.0514.950.300.204.料方及原料组成原料名称料方（湿粉料%）原料化学组成（%）外加水分（%）sio2al2o3caomgona2ofe2o3其它烧失量硅砂62.82292.205.100.1215.0石灰石12.1160.520.0755.130.300.07长石3.12565.7718.570.460.1014.350.20.43纯碱19.87457.87na2co399.27.0铬矿粉0.57120

4、.232.42.24cr2o326.4重晶石0.3621.160.17baso4 bao98.0 63.35萤石1.1305.00.13caf292.06合计1005.碎玻璃数量：占配合料量的50%。6.配合料水分：靠石英砂和纯碱的外加水分带入，不另加水。7.玻璃熔化温度：1400。8.工作部玻璃液平均温度：1300。9.重油。元素组成（%）低热值（千卡/公斤）加热温度（）chonsaw84.6212.160.550.20.150.020.51000012510.雾化介质：用压缩空气，预热到120，用量为0.6标米3/公斤油。11.喷嘴砖孔吸入的空气量：0.5标米3/公斤油。12.助燃空气预热

5、温度：1050。13.空气过剩系数：取1.2。14.火焰空间内表面温度：熔化部1450，工作部1350。15.窑体外表面平均温度（）窑顶侧胸墙前后胸墙铁砖池墙粘土砖池墙池底熔化部25018020016018017516.熔化池内玻璃液温度（）液面窑池上部（平均）（铁砖池墙，600毫米高）窑池上下部交界层窑池下部（平均）（粘土砖池墙，300毫米高）池底14001340128012651250池深方向玻璃液温降:窑池上部为2/厘米，窑池下部为1/厘米。池墙、池底内表面温度按玻璃液温度（1250）取用。17.熔化部窑顶处压力：2毫米水柱。18.窑总体简图见图。(二)玻璃形成过程耗热量计算原料名称形成

6、玻璃液的氧化物量计算氧化物数量（公斤）sio2al2o3caomgobaona2ofe2o3cr2o3总数石英砂62.822/1.15x0.922=50.36762.822/1.15x0.051=2.78662.822/1.15x0.12x0.01=0.06650.3672.7860.066长石3.125x0.6577=2.0553.125x0.1857=0.5803.125x0.46x0.01=0.0143.125x0.1x0.01=0.0033.125x0.1435=0.4483.125x0.2x0.01=0.0062.0550.5800.0140.0030.4480.006石灰石12.1

7、16x0.52x0.01=0.06312.116x0.07x0.01=0.00812.116x0.5513=6.68012.116x0.3x0.01=0.03612.116x0.07x0.01=0.0080.0630.0086.6800.0360.008纯碱19.874/1.07x0.5787=10.74910.749重晶石0.362x0.6335=0.2290.362x0.0116=0.0040.362x0.0017=0.0010.0040.2290.001铬矿粉0.571x0.202=0.1150.571x0.324=0.1850.571x0.0224=0.0130.571x0.264=0

8、.1510.1150.1850.0130.151萤石1.130x0.9206x0.71=0.7381.130x0.05=0.0561.130x0.0013=0.0011.130x0.9206x0.497=0.5170.056-0.5170.7380.001合计52.1393.3787.6170.0390.22911.1970.0950.15174.845玻璃成分（%）69.664.5110.180.050.3114.960.130.20100100公斤湿粉料中形成氧化物的数量1.生成硅酸盐耗热（以1公斤湿粉料计，单位是千卡/公斤）由caco3生成casio3的反应耗热量q1q1=367gcao

9、=367x0.0668=24.52千卡由na2co3生成na2sio3的反应耗热量q2q2=227.3gna2o=227.3x0.10749=24.43千卡由baso4生成basio3的反应耗热量q3q3=540gbao=540x0.00229=1.24千卡由caf2生成casio3的反应耗热量q4q4=367gcao=367x0.00738=2.71千卡1公斤湿粉料生成硅酸盐耗热q硅原料名称去气产物量计算h2oco2o2so2sif4总量硅砂62.822-62.822/1.15=8.1948.1948.194长石3.125x0.0043=0.005760.0130.013石灰石12.116x

10、0.4398=5.3295.3295.329纯碱19.874-19.874/1.07=1.30019.874/1.07x0.992x0.4155=7.6561.3007.6568.956铬矿粉0.571x0.324x0.44=0.0810.0810.081重晶石0.362x0.98x0.27=0.0950.362x0.98x0.067=0.0240.0240.0960.120萤石1.130x0.9206x0.668=0.6950.6950.695重量（公斤）9.50713.0660.0240.0960.69523.388体积（标米3）11.8316.6520.0170.0340.15018.6

11、84体积（%）63.3235.600.090.180.80100q硅= q1+ q2+ q3+ q4=24.52+24.43+1.24+2.71=52.90千卡/公斤2.配合料用量计算在配合料中，粉料占50%，碎玻璃占50%。1公斤粉料需加碎玻璃量50/50=1公斤。1公斤粉料加上碎玻璃1公斤，得：1-0.01x19.074+1=1.809公斤玻璃液。熔成1公斤玻璃液需要的粉料和碎玻璃分别为：g粉=1/1.809=0.553公斤g碎=1/1.809=0.553公斤。熔成1公斤玻璃液需要的配合料量为g料=g粉+g碎=0.553+0.553=1.106公斤。3.玻璃形成过程的热平衡（以1公斤玻璃液

12、计，单位是千卡/公斤，从0算起）支出热量(1)加热玻璃液到1400耗热g*=1x0.3145x1400x4.184=1842.2kj(2) 加热去气产物到1400耗热 0.01v去. .g粉.t熔=0.01x18.684x0.553x0.48x1400=69.43千卡(3) 生成硅酸盐耗热 q硅.g粉=52.90x0.553=29.25千卡(4) 形成玻璃耗热 83g粉（1-0.01v去）=83x0.553（1-0.01x18.684）=37.32千卡(5)蒸发水分耗热 595g水g粉=595x0.09507x0.553=31.28千卡共计支出热量：440.3+69.43+29.25+37.3

13、2+31.28=607.58千卡/公斤收入热量由粉料和碎玻璃在玻璃形成过程+=0.553x0.23x20+0.553x0.1807x20=4.54千卡熔化1公斤玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量为： q玻=支出热量-收入热量=607.58-4.54=603.04千卡重油化学组成（%）燃烧需氧量（标米3/公斤油）燃烧反应式燃烧产物量（标米3/公斤油）co2o2n2h2oso2总量c86.421.61c+o2=co21.61h12.160.684h+o2=2h2o1.36s0.150.0011s+o2=so20.0011n0.20.0063w0.5+2.291o0.55-0.003852.28725=

14、1.2时过剩o2量0.4570.457共需o2量2.74425引入n2量10.3010.30空气需要量13.04燃烧产物量（标米3）1.610.45710.321.3660.001113.75燃烧产物成分（%）11.703.3275.049.930.01100.0(四)熔化部面积计算1.各尺寸的确定取熔化率2吨/米2.尺，估算熔化部面积为70米2，其中熔化带占70%，面积49米2，初步确定熔化带8.2米，宽6米。经修正熔化部面积72米2，熔化带面积49.2米2。2.确定火焰空间尺寸：火焰空间与窑池等长，但比窑池宽200300mm，取200mm,每侧100mm，火焰空间宽6+2*0.1=6.2m

15、胸墙高一般在8001200mm,取1000mm，碹顶升高取1/8。故大碹升高f=1/8*6.2=0.775 mm窑碹厚度确定为300 mm，胸墙厚度为500mm。综上：火焰空间长8.2 m，宽6.2m，胸墙高1.0 m，窑碹升高1/8，碹股0.775 m。3.熔化带火焰空间容积与面积计算火焰空间底部面积 f1=8.2x6.2=50.84m2火焰空间顶部面积 f2=8.2x6.2x1.03885=52.82m2火焰空间端部面积 f3=（1+2/3x0.775）x6.2=9.40m2火焰空间侧墙面积 f4=1x8.2=8.2m2火焰空间容积 v空=（1+2/3x0.775）x6.2x8.2=77.

16、11m34.火焰气体黑度（气）计算l有=6.2*=6.2*=3.69 m=0.117*3.69=0.432（大气压米）=0.0993*3.69=0.366（大气压米）假定=1600，查图表得到，=0.075 =0.075 =1.05烟气黑度：=+=0.075+1.05*0.075=0.15385.火焰温度计算=0.5已定=1400假定=1600，=1450，=1370=1837ktg=1837-273=1564与假设得火焰温度相近，故上述假设的各条件温度均可使用。（五）燃料消耗量及窑热效率计算1.理论燃料消耗量计算：设x为每小时耗油量（kg），热量单位为千卡/h，从0算起，以熔化部为计算范围。

17、（1）熔化部收入的热量a.重油的潜热=10000x千卡/hb.重油的物理热=0.5*125x=62.5千卡/hc .压缩空气（雾化介质）的物理热=0.311=0.6*1.3*140x=22.5x 千卡/hd.由喷嘴砖孔吸入空气的物理热吸入空气温度为40 =0.311=0.5*0.311*40=6.2 kj/he.助燃空气（二次空气）的物理热二次空气量=13.04-0.6-0.5=11.94 =0.3382千卡/kg=11.94*0.3382*1050=4250千卡/h（2）熔化部支出的热量a.消耗于玻璃形成过程的热量去气产物排出温度为1400，与玻璃熔化温度相同，故加热去气产物一项不必另行计算

18、。=652.4*140*1000）/24= kcal/hb.加热回流的玻璃液考虑用下沉式流液洞，取回流系数为1.4，回流玻璃液量=（140*1000）*（1.4-1）/24=2333kg/h回流玻璃液的平均温度=（1400+1300）/2=1350=0.3090kcal/kg=2333*0.309*（1400-1300）=72089.7 kcal/hc.窑体散热散热部位材质砖材厚度内表面温度外表面温度导热系数（kcal/m.h）窑顶硅砖0.31450250侧胸墙硅砖0.31450180前胸墙硅砖0.31450200上层池墙33azs0.31340160下层池墙30azs0.31265130池底

19、粘土砖0.31250175流液洞底壁粘土砖0.31250175流液洞盖板铁砖0.31265200散热部位散热面积f（m）散热量（千卡/h）=f（-）窑顶5.2780.47508892侧胸墙3.8834.72171086前胸墙3.98.1239585上层池墙10.1727.54330496下层池墙3.289.1834175池底3.3184.32300032流液洞底壁3.316.422773流液洞盖板10.11.7618931共计 1425970d.辐射热损失辐射部位孔口面积f辐射处空间温度被辐射处空间温度孔口高/孔口深d/x门孔系数辐射热损失量kj/h通过加料口0.0691600500.115/

20、0.4=0.2830.4273986通过喷嘴砖孔0.01131600600.06/0.14=0.430.329196通过测温孔0.011600500.08/0.4=0.20.184598向小炉口2.5861600（1350+1050）/2=12000.975/0.4=2.40.62向工作部2.45160014001.7875/1.0=1.78750.45共计 e.溢流热损失由熔化部溢流出的烟气温度1400.查附表得 通过部位-溢流烟气温度（）-孔口中心距窑顶高（h（m）h溢流系数孔口面积f（）溢流量溢流热损失= kj/hv加料口14001.731.5880.4120.620.119770.31

21、6测温孔14001.0750.9871.0130.620.010.060135.378292.15喷嘴砖孔14000.9750.8951.1050.820.023413.730385.34共计68.133其中：-孔口中心到窑顶的几何压头h-孔口处的压力，h=窑顶压力-=2-（mm水柱）v-溢出温度时的溢流量-标准状况下的溢流量（）（1）喷火侧的加料口不冒火，故只算一直加料口面积，并且考虑其一半被料堆遮盖。f=0.069/2=0.0345 （2）回火侧两只喷嘴砖孔有溢流，考虑其一半被喷嘴挡住，实际的孔口面积为：f.加热燃烧产物由小炉排出的烟气量为=13.75x+120*1000/24*0.78*

22、19.183/100-119.316=13.75x+628.83排出烟气温度1400 =（13.75x+628.83）*0.379*1400=7279.5x+332535 kj/h（3）理论燃烧消耗量计算列热量收支平衡式+261.25x+93.6x+17723.576x=+258324+2.65*+30496.235x+理论耗油量x=796.5 kg/h2.近似燃料消耗计算p=（120*1000）/（60*24）=83.3 查表得（）w=42500 =177650 取q=（）/（1-）=近似耗油量为=*60/（10000*4.18）=811.0 kg/h3.实际燃烧消耗量计算 由于某些难以估计

23、的热损失，考虑实际耗油量比理论耗油量大1020 实际耗油量=(1.11.2)*796.5=876.15955.8 kg/h 参考经验数据，难以估计的热损失还可以适当低些，故取10=1.1*795.8=876.15kg/h=21.03 t/d4.列熔化部热平衡表收入热量支出热量项目千卡/h项目千卡/h（1）重油潜热278000069.8（1）玻璃形成耗热67980025.32（2）重油物理热173500436（2）加热回流玻璃液128800.463（3）压缩空气物理热62500.156（3）窑体散热4619008.66（4）吸入空气物理热17200.043（4）辐射热损失4752006.49（5

24、）助燃空气物理热118100029.6（5）溢流热损失876700.473100.036（6）加热燃烧产物201440045.40（7）其他热损失25447013.77共计3986320100.005共计3986320100.0065.熔化部热负荷值，单位耗热量及窑热效率计算（按实际耗油量 ）熔化部热负荷值q=(36623070+228894)/60=614199 单位耗油量=22040/140000=0.157 kg/kg玻璃液窑热效率 =14130000/(36623070+228894)*100=38.343据实践，入操作得当，单位耗油量可适当降低些，窑热效率可适当提高些。（六）蓄热室受

25、热表面计算采用箱式蓄热室，格子体采用八筒形砖，格孔尺寸165 mm*165 mm,筒高150 mm取比受热表面则由于格子体高度一般为79 m，取8.5m,取格子体尺寸l*b*h为5.25*3.25 *8.5实际则稳定系数为 格孔流通面积为： 格孔空气流速为：=3.33/16.575=0.201 m/s 废气流速为：=2.09/16.575=0.126m/s空气交换器 采用闸板式，设漏气量为10 空气口尺寸设计成高*宽*碹升为0.85m*0.9m*0.15m 则 烟道 采用地下烟道，漏气量为15% 总烟道口尺寸高*宽*碹升高为1.55m*0.9m*0.15 （七）排烟系统阻力计算1.局部阻力计算列下表编号局部阻力部位与性质f漏风1进小炉口3.714001.262.821.2980.51.622在小炉内扩散3.714002.491.281.2980.10.33390度转弯3.713102.471.281.29820.44进蓄热室扩大3.7120014.540.231.2980.720.425进筒形砖3.