第二章节(5节)结构设计

1、第五节 结构设计 确定各部位的结构形式、尺寸和材料 绘出草图或方案图。 总的原则： 技术先进，施工可能，操作方便，经济合理一、熔化部设计二、分隔装置设计三、冷却部设计四、成型部设计五、鼓泡装置设计六、小炉设计设计过程内容： 窑规模窑型各部分结构、尺寸设计 窑规模： 由产品品种、成型方法等决定。窑规模越大，经济效益越好，故趋向大型化。 窑型： 平板玻璃-浅层分隔的平板横焰玻璃窑 日用玻璃-深层分隔的横焰或马蹄焰窑 一、熔化部设计与计算（一）窑池设计1、F熔=Q/KF熔-熔化面积，m2；Q-窑出料量，t/d；K-熔化率，t/m2d熔化率的概念 每平方米熔化面积每昼夜（24h）所熔化的玻璃液的量（t

2、/m2d），用k表示。熔化面积的划分：平板窑：最后一对小炉中心线后1米流液洞窑：流液洞挡墙影响熔化率的因素:（1）玻璃种类及产品质量：难熔配合料，K应小；产品质量要求高，K应小。（2）配合料特征：原料组成、颗粒度、碎玻璃含率、混合均匀度等。（3）熔化温度：提高温度，K增加。（4）窑型、规模：大型蓄热室马蹄焰窑K最高。（5）燃料种类：重油热值高，K高；（6）是否采用新技术。经验值：见表1-12引进日用池窑 K=2.222.56 浮法池窑 K=2 2.5(平均) 一般K=2 2.3周期熔化率：t/m2周期。 一个生产周期每单位熔化面积熔化的玻璃液量目标：熔化率高，周期熔化率也高（即：窑龄长）。2、

3、熔化池的长宽设计长，宽尺寸的程序横焰池窑: 排小炉长度计算宽度复核长宽比马蹄焰窑：排小炉宽度计算长度复核长宽比横焰池窑：长度:应保证玻璃液在窑内的停留时间，满足澄清与均化的要求。按小炉对数来排。 小炉的对数：一般4 6对（200t800t/d） 小炉口尺寸：中心距一般3 3.8m；口宽1.9 2.2m 1#炉与前墙的距离： 扩大的趋势，浮法窑3 4m，流液洞窑1.4m。 末对小炉与分隔装置的距离： 浮法窑10 15m，流液洞窑小于1.5m。宽度：应让火焰充分燃烧，并且尽量使宽度方向温度分布均匀。由火焰长度和碹结构强度而定。一般为4 12m。长度：L总=L前+L炉*n+L后宽度：B总=F/L总核

4、算：长、宽比，见表1-13国内外长宽比：熔化部：K1=3 3.4熔化区: K2=1.8 2.0马蹄焰窑长度：保证玻璃熔化澄清良好，与火焰长度相配合。由F/B计算而得宽度：考虑火焰的扩散范围，由小炉宽度、中墙距离和小炉与中墙的距离决定。定小炉口宽度：2m以上定小炉中墙距离：0.6m以上定小炉边距胸墙距离:0.3m以上.长宽比特点：从理论上讲趋于正方形宽度：B总=B侧*2+B炉*2+B间核算长、宽比。排砖后确定：池窑的长、宽应与池底砖尺寸相对应，即：长度和宽度都应是砖长、宽的整数倍。3、池深池深主要影响玻璃的质量和池的容量。设计时应考虑：玻璃的颜色、熔化率等因素。玻璃颜色深，透热性差，下层温度低，

5、应减浅；熔化率高，采用保温、鼓泡等新技术时，应加深。目前，无色玻璃窑：池深达1.5m，k=2.53t/ m2.d； 深色玻璃窑：池深1.01.2m校核：H=0.4+0.5lgv(m)表1-15 砖材：池壁：电熔锆刚玉整块六砌 池底：粘土大砖空、对缝砌 深澄清池结构 图1-53（马蹄焰窑）澄清区大大加深，最深为熔化池的3倍，约3m，安插电极，保证液流通畅。将平行液流改为垂直液流。由于密度的作用，迫使进液流洞的液流成份和温度都均匀。能减少玻璃液回流，延长玻璃的澄清时间，增大了配合料的覆盖面积。从而提高熔化率和玻璃质量，并增强了对出料量的适应性。称为现代高效池窑（德国）（二）火焰空间设计 长、宽、高

6、的确定，表1-18、19长：与池等长；宽：比池宽400500mm（为了单独支撑和扩大火焰覆盖而不烧损胸墙）；高：由胸墙高度和大碹股合成。碹股：用碹升高表示，一般取1/71/9。在保证碹有足够强度的前提下，适当减少碹股。胸墙高：胸墙高，有利于燃料完全燃烧，将热量充分放出。蜂窝状大碹：内表面积增加，玻璃表面温度稍有提高，熔化率增加，能耗降低。图1-57。（三）加料口设计加料池和预熔池的设计（1）加料口位置（2）加料口尺寸设计横焰窑（前脸墙）：图1-58吊墙式、水冷式、L型吊墙式L型吊墙式结构吊挂钢架、墙体、保护系统L型吊墙优、缺点：一号小炉的化料功能强，能充分发挥预熔作用；减少溢流和辐射散热，有明

7、显的节能效果；可以加宽投料口，增大配合料覆盖面，宽度达80%以上；结构稳定性好；墙体散热损失大，下鼻区材料不理想。大、 中型平板玻璃池窑前脸墙上主要采用的结构形式。加料池尺寸：长度：与投料机的推料行程有关（2300m）深度：与熔化池同深宽度：等宽马蹄焰窑：图1-59侧面投料，只放一台投料机投料池宽稍大于投料机宽加长、放宽、上方加料口加高能增加预熔作用可以同深，或者稍减浅玻璃熔窑新技术全窑宽投料池唐福恒 刘振春 摘要：全窑宽投料池是近年来出现的玻璃熔窑的一项新技术, 介绍了全窑宽投料池结构的优点及其运行结果, 阐明了其在今后新设计和改造设计的各种大型玻璃熔窑上的应用前景。 全国性建材科技期刊玻璃

8、2003年第6期总第171期（四）窑体保温保温的优缺点：表1-21优点: 减少散热损失，节约燃料，降低成本提高单位熔化能力节省燃料减少耐火材料侵蚀所造成的缺陷改善玻璃液质量，提高均匀度改善操作环境缺点：保温易造成炉底金属向下钻孔侵蚀，漏料 池壁渗料增加电熔锆刚玉砖的玻璃相析出上层砖蒸汽冷凌侵蚀，大碹下沉增加了热修 各部位整体保温的结构组成，表1-221、池底保温:严防飘砖和砖缝处漏料、保证强度 图1-60、61特种玻璃池窑底保温池底活动保温结构2、池壁保温：防止砖缝处漏料液面下300500mm不保温，消除水平砖缝，整砖立砌。图1-623、胸墙、窑顶保温图1-63、64胸墙防止穿火，密封好，钢结

9、构露出来。窑顶热态保温（700800）二、 分隔装置设计气体空间分隔装置玻璃液分隔装置气体空间分隔装置 图1-6平板池窑采用矮碹装置流液洞窑采用全分隔或花格墙分隔气体空间 矮碹的设计：股跨 开度 新结构形式花格墙设计： 花格墙只是部分分隔，目前趋于全分隔玻璃液分隔装置设计：平板池窑：浅层分隔，卡脖配冷却水管 图1-7流液洞窑：深层分隔，流液洞可配用窑坎 图1-8浅层分隔装置设计卡脖和冷却水管位置在矮碹下方，冷却水管直径：76cm、个别92cm 卡脖尺寸：卡脖宽：窄卡脖（40-50%熔化池宽），国内一般45m（4.4m较多）卡脖长：长度一般是5m以上 4.25m卡脖搅拌器：垂直搅拌器：从上方深入

10、玻璃中200500mm 效果好水平搅拌器：结构简单维修方便造价低廉多采用卡脖处胸墙高度：不应小于350mm，水平搅拌器洞高250300mm洞宽700800mm先进结构：开度大、安全卡脖吊墙：（工或王型）推广型其他吊墙U、L结构复杂，投资大，没有推广深层分隔装置设计临界出料量及计算：流液洞中回流消失时的出料量称为临界出料量。lbhgTC4126 . 3）（3/112278）（glh 图1-68、69、70设计原则： 1、减少回流控制出料量等于或者大于临界出料量调整尺寸：增长、减宽、降高降低流液洞进口端玻璃液的温度（不同形式的选择）降低流液洞中玻璃液的温度（盖板砖的冷却）： 减少流液洞的侵蚀，保证

11、a，b，c2、长度相应增大，提高降温效果3、保证运行，便于维修 主要尺寸的确定：表1-25洞截面积： 流量负荷：流为2 4kg/cm2h 表 1-25洞高度：高质量差、回流多 200 500mm洞长度：长降温大、回流少 11.2m洞宽度：宽成分均匀、回流多 250 500mm沉入深度：2/33/4最深等于池深 表1-24三、冷却部设计平板窑冷却部设计流液洞池窑冷却部：（一）平板窑冷却部设计冷却部面积浮法窑： 长方形 1、面积：根据每吨玻璃液所需冷却面积计算F冷0.280.31 m2/t然后确定宽度（比熔化部窄73%100%），最后用F冷/B确定长度。（单位长度温降值10 14/m）2、冷却部池

12、深：浮法窑： 一般是平底结构或上抬200mm3.胸墙高度： 冷却部胸墙低于熔化部约1 .1m左右，浮法窑还要设计稀释风系统以使冷却和调节温度。4耳池：图1-34作用：均化，冷却，排渣大小：24 m2位置：三个位置流液洞池窑冷却部 图1-801、工作池面积：要考虑以下几点：（1）气体空间分隔形式： 全分隔： 工作池面积可小 部分分隔：工作池面积要大（2）料道数量： 13条（3）玻璃液降温： 单位面积出料量需冷却部 313 t/m2.d2、工作池的形状： 圆形，扇形，矩形，多边形3、工作池深度： 一般均减浅，颜色玻璃：0.40.6m 无色玻璃：0.60.9m4、工作池加热装置： 工作池全分隔一般需

13、设加热装置，换热式燃烧器效果好，且不用烟囱。5、工作池特殊装置：图1-82、83 （1）溢料装置： （2）放料装置四、成型部设计平板池窑的成型部流液洞池窑成型部平板池窑的成型部锡槽流液洞池窑成型部 1料道结构：图1-14按玻璃液流向：冷却段（料槽）、匀热段（加热）、供料区（滴料） 按料道横截面：料槽、空间 气体燃烧：上部空间180-250使用的热源 电加热：上部空间180五、小炉设计1、设计要求2、小炉类型及结构特点3、小炉尺寸的设计4、烧油小炉有关问题1、设计要求温度高、亮度大刚性强、方向好、稳定性高具有一定长度和较大的覆盖面积具有熔化要求的气氛2、小炉类型及结构特点 图1-15烧发生炉煤气小炉 图1-110燃油及天然气小炉3、小炉尺寸的设计喷火口面积经验值计算面积：燃油小炉：Fp=(La*(273+ta)/273)/wp 燃发生炉煤气： Fp=(La+Lg)*(273+tp)/273/wp校核 表1-32喷火口宽度和高度 表1-33一般先确定宽度，然后利用面积和宽度计算高度平板窑：扁而宽，一般1.92.2m，占熔化部总长40%以上。马蹄焰窑：可增高，占熔化池宽2530%。喷火口碹升高：（1/8 1/1