小型马蹄焰熔窑设计及其改进

40平方米马蹄焰玻璃窑炉的冷修2009年第51卷第4期光电技术ELECTRO—OPTICSTECHNOLOGY4O平方米马蹄焰玻璃窑炉的冷修孙庆忠南京华利佳电工照明有限公司210028摘要本文简要介绍玻璃窑炉的基本知识,重点介绍了我公司窑炉冷修的一些情况,以及在冷修过程中所做的部分改进及改进后的节能效果.关键词玻璃熔制窑炉冷修1概述玻璃熔制是玻璃生产的最重要的环节.按照玻璃料方混合均匀的配合料,经高温加热形成玻璃液的过程,叫做玻璃的熔制.熔制过程的目的是要获得均匀,透明,纯净,并适合于成形的玻璃液.熔制速度和熔制的合理性对产品的质量,产量和成本影响很大.玻璃熔制是在玻璃熔窑内实现的.所以有关玻璃熔窑的设计,施工和操作等方面的因素(如窑结构尺寸,窑砌筑材料,窑热工制度,燃料质量和加料方法等)都直接影响着玻璃熔制过程.按照熔制玻璃所用的容器构造,玻璃熔窑分为池窑和坩埚窑两大类.玻璃池窑是最普遍的一种玻璃熔窑.由于配合料在这种窑的槽形池内被熔化成玻璃液,故名池窑.玻璃池窑按使用时热源可分为:火焰窑,电热窑,火焰一电热窑.按烟气余热设备分为:换热式窑,蓄热式窑.按窑内火焰流动方向分为:横焰窑,马蹄焰窑,纵焰窑.按制造产品分为:平板玻璃窑,日用玻璃窑.其中日用玻璃窑主要用于制造瓶罐,器皿,化学仪器,医用,电真空及其他工业玻璃.熔化部和冷却部(或成形部)的玻璃液作深层分隔为其结构特征.我厂为电真空玻璃制造企业,所用的玻璃窑为蓄热式燃油马蹄焰池窑,用流液洞(熔化部和冷却部之间的玻璃液流动的通道)作为熔化部和冷却部的分隔设备.熔化池和工作池的火焰空间全分隔.工作池用’液化气或天然气进行加热.蓄热室池炉的热回收装置为蓄热室.这是目前应用最为广泛的一种池炉.它有如下两条优点:第一,结构简单,坚固,具有很好的气密性.这就为采用大型热回收装簧创造了有利条件.第二,传热效率高,热损失小.目前大型蓄热室池炉中蓄热室可回收总热量的40%一30%.我厂池炉熔化池面积4O平方米左右,工作池面积为9平方米左右.出料量为每天42吨左右.有南北两条通道,每条通道有一条中速拉管线.用来生产直管荧光灯玻璃管,每天生产T8玻璃管约20万支左右.此窑炉始建于2000年.由北京欧亚窑炉公司设计,最初是按照用液化石油气作为燃料的.后来由于液化石油气大幅涨价,而重油价格相对低廉.于2002年左右增加了一套重油燃烧系统.既可以用重油作燃料,又可以用液化石油气作燃料.从增加了重油燃烧系统后,一直以重油为燃料.其结构示意图如下:图1我公司40平方米马蹄焰玻璃窑炉结构图此窑炉使用至2005年底,由于流液洞发生挤料,加上蓄热室中换热器损坏严重.燃料消耗量大幅增加,玻璃熔制质量差.产量只有正常的30%左右.继续坚持生产已毫无意义.而且要冒很大的安全风险.在此情况F,公司决定放料冷修.冷修就是将窑炉温度降到常温状态下,将窑炉损坏的部位拆除并重新砌筑.原因通常有以下几方面:30光电技术第51卷第4期l,与玻璃液接触部位损坏严重,有漏料的危险.2,上部结构损坏,漏火严重,不能正常熔化玻璃.3,蓄热室堵塞严重,能耗增大,熔化能力降低,成本显着增加.我公司的窑炉已具备上述3条中的2条,所以进行冷修是必然的.2冷修方案根据2000年～2005年此窑炉第一个周期使用情况看,窑炉的总体结构设计比较合理,使用效果也很不错.所以决定不做大的改动.考虑到窑炉各部位的损坏情况,本着节约的原则进行冷修.在第一个周期使用过程中,发现还存在一些不足.主要有两点:首先是蓄热室中换热器的材质问题.窑炉在使用3年之后,发现上部换热器发生剥落现象.导致废气和助燃空气通道不畅,进而严重影响燃烧状态.窑炉温度无法升到熔制温度指标.严重影响生产的正常进行.不得不经常组织人员进入蓄热室下部清灰孔进行清理.可维持不了多久,由于上部换热器继续剥落,再次发生堵塞.如此恶性循环,且周期越来越短.到2005年停炉时上部四分之一左右的换热器几乎全部没有了.另一个问题是工作池中玻璃液温度偏低,工作池燃烧系统加热负担很重.直至流液洞上部盖砖全部侵蚀完(停炉后发现)后,工作池的加热系统负荷仍然很大.根据以上这些状况,决定按以下方案进行冷修:1,熔化池捣打料以下部位不动,池底铺面砖及捣打料进行更换.2,工作池池底及部分状况良好的池壁不动保留,流液洞出口及往料道的出口部位更换.3,熔化池池壁及流液洞全部更换.4,熔化池和工作池的火焰空间全部拆除,更换.5,小炉全部拆除,更换.6,蓄热室内换热器全部拆除,更换.并变更部分换热器材质.由于此玻璃窑炉原来设计使用的燃料为液化气,所以选择的八角筒型砖内孔尺寸较小(尺寸见图2),特别容易堵塞.所以本次冷修时,考虑选用内孔直径较大的换热器.经过理论计算,要保持足够的换热面积,就必须增加蓄热室的面积或增加蓄热室的总体高度.这样会导致工程的工作量大大增加,而且冷修的费用会增加很多.经讨论,一致认为:维持现有的换热器尺寸不变.图2蓄热室用八角筒形砖尺寸7,蓄热室炉条碹及找平碹及完好的蓄热室墙体保留.损坏的蓄热室墙体及蓄热室碹顶拆除,更换.8,蓄热室墙体保温层部分(墙体未拆除部分)保留,其余所有保温(含窑炉其他部分)全部拆除,更换.9,工作池池壁及胸墙增加保温层(第一个周期没有).10,流液洞长度减少10cM.11,烧损的钢结构更换或整形.12,烟道各处进行彻底清理.3改进措施1,流液洞长度缩短IOCM,由原来的lIOCM变为现在的IOOC℃.而且随着流液洞的长度增加,降温程度更大.由于窑炉第一个周期使用到停妒前,工作池的加热负荷仍然很大.所以冷修时缩短流液洞的长度并给工作池加上保温是完全合理可行的.流液洞长度减少了10cm,相当于提高进入工作池的玻璃液温度lO～15℃.经冷修后实际使用效果看,这次的变更是起到一定的节能作用的.调整后如下图7所示.为减少工作量,调整后工作池沿窑长方向增加10em.经实际情况看,增加部分工作池面积对窑炉运行及生产没有影响.图7改进后的玻璃窑炉结构图32光电技术第51卷第4期2,蓄热室所用换热器材质变化蓄热室蚀损的情况主要有以下几个方面:化学侵蚀,蓄热室承受着配合料粉尘,配合料及玻璃液的挥发物与砖体表面产生的高温化学反应.这些粉尘和挥发物除以气相状态与耐火材料发生化学反应外,在温度低时还会冷凝成液相与耐火材料发生化学反应,这比其气体对耐火材料反应更严重.它通过浸润,扩散向耐火材料气孔内渗透.尤其是当砌体有龟裂等情况时,会给耐火材料造成很大破坏.物理损坏,由于蓄热室高度增加,以及化学侵蚀诱发和促进不同种耐火材料之间的相互反应,会使耐火材料强度降低.在损坏部位由于应力集中而破坏.再次还有温度波动带来的冷热冲击,由于高温废气和冷助燃风交替通过蓄热室,使蓄热室中的换热器不停地经受热冲击.它对高温化学反应生成的变质层进行热冲击,并使得渗透于砖气孔的凝固物固化,液化反复进行.以上几个方面的作用极易造成换热器的剥落.这次换热器材质改变后.从冷修到现在已有3年多时间了.从目前的情况看,蓄热室的总体状况很好.几乎没有问题,各部分温度显示表明:蓄热室内部是畅通的,完好的,也没有堵塞情况.窑炉各部分温度是可控可调的,熔制的玻璃质量完全达到生产要求.3,熔化池端墙固定方式调整通过这次融化池端墙固定方式的改变,以前窑炉点火升温后端墙开裂,窜火,歪斜的情况没有了.原来的方式下,升温时由于硅砖的剧烈膨胀,必须分几次松拉条以保证窑炉的安全.但是由于立柱下端是固定的.当上端的拉条松开时,立柱上各点的偏离情况不同.越往上端,偏离原来位置的距离越大;越往下端,偏离原来位置的距离越小.可是端墙的长度从上往下都是相同的.而且温度的差异并不大.端墙全部是由硅砖砌筑的,也就是说,从上往下端墙的膨胀量基本相同.当松拉条时,就会产生端墙上部较松,下部较紧.满足上部膨胀的需要就无法满足下部膨胀的要求,造成硅砖被挤坏.满足了下部膨胀的要求上部就太松,造成很多的砖缝.而且在窑顶膨胀后产生的推力作用下,端墙墙体就会发生严重变形.这样的情况发生后,窑体的外表很难看.最大的问题是这些砖缝会窜火而且很难修补.即使补好时间不长又会烧坏.这次冷修时改变固定方式后,烤窑升温时根据膨胀的情况调整不同的顶杆.烤窑结束后,墙体非常整齐,几乎.没有窜火的地方.效果很好.从2006年初窑炉冷修点火到现在,窑炉已正常运行3年多.窑炉各部位状况良好,基本没有什么问题.运行非常正常.此窑炉初建时,耗费资金600万元左右.这次冷修只用了300多万元. 通过这些有效的改进,不仅使平时的能耗降低了.而且窑炉正常运行的时间更长,也就意味着生产的效率提高了.又节约了平时很多次清理蓄热室换热器的费用.总之,这次冷修时所做的这些改进是很成功的.我们还会在今后的冷修或新建窑炉的过程中,继续总结经验,不断提高.参考资料:l,上海化工学院等编《硅酸盐工业热工过程及设备》,1984年2,沈长治等编《玻璃池炉工艺设计与冷修》,1989年。

燃煤气马蹄焰玻璃窑炉小炉和喷火口的设计及工艺操作控制朱柏杨马蹄焰玻璃窑炉的小炉是窑炉的关键部位，它承担组织燃料产生火焰的任务，是窑炉火焰的初始燃烧部位；它还是连接熔化池和回收高温废气热回收的通道。

小炉和喷火口的设计尺寸大小、角度和火焰喷出的速度对燃料燃烧和火焰形状有重要的影响，小炉、喷火口的不合理设计会使燃料燃烧不合理，会使火焰冲击胸墙和大碹，并造成燃料不完全燃烧和废气中氮氧化合物升高，对玻璃窑炉的节能环保运行不利。

因此，如何设计好小炉和喷火口，或者对已经定型运行的马蹄焰窑炉如何合理组织小炉火焰的燃烧工艺，下面作如下几个方面的分析和探讨：一、马蹄焰玻璃窑炉小炉和喷火口的设计：燃料在玻璃窑炉大璇内的燃烧属于扩散式燃烧，助燃空气从舌拱上部和燃气在舌拱下部喷入小炉的速度、厚度及与喷出的交角、燃气与空气的温度、燃气与空气在小炉的合理配比程度等等；首先取决于小炉和喷火口的原始工艺计算和设计布置，而后续的工艺操作控制管理水平决定了出小炉和喷火口火焰形状、燃料在大璇内的燃烧状况，进而影响到火焰对玻璃熔池的热辐射和玻璃配合料的熔制。

目前小炉和喷火口的设计仍以实践经验设计为主，设计和使用管理人员应能用燃烧理论、火焰传热理论去分析、应用和总结实践经验，下面是一些经验设计数据：1、燃煤气小炉下倾角一般在18°—25°范围内选用，燃油小炉一般选用22°—25°，燃烧焦炉煤气、碳氢化合物含量较高的混合煤气和天然气的小炉下倾角可以大些。

在实际生产行中使用重油和石油焦粉的喷火口处的烧嘴砖喷火口枪有5°左右的上仰角，在采用天然气和焦炉煤气时的仰角还要更大些，其目的是让火焰与玻璃液面平行，烧嘴砖一般安装在距喷火口砖0~600mm的位置。

2、小炉喷火焰出口速度（或喷火口面积），小炉喷出口速度一般参照小炉喷出口处相应温度的空气速度来进行计算比较合适。

同时，小炉内煤气火焰的初期着火燃烧点应控制在小炉长度的1/2~2/3，火焰在喷火口的速度控制在8~10m/s之间，对于碳氢化合物含量较高的混合煤气，小炉的设计宽度以取较大值为好。

马蹄焰窑的工作原理或生产过程是什么，在蓄热室设计时，是让烟气直接通过蓄热室进入烟道，而蓄热室是一个用耐火材料砌成的空心格子的加热室。

发生炉煤气池窑的蓄热室同时预热空气和煤气，并在小炉内相互混合和预燃。

因此，冷空气和发生炉煤气进入蓄热室后经反复上升与下沉，将格子砖上的热量充分吸收并充分预热，使燃料释放出更多的热量。

烟气在反复上升与下沉的过程中，热量被格子砖充分吸收并蓄积，只有少量热量被废气所带走，绝大部分热量被充分利用到工作中去。

针对浮法玻璃熔窑在超期运行过程中出现的一系列烧损现象，采用多种措施对窑炉进行热修，使窑龄延长一年多。

介绍了在各部位进行热修的具体实施方法。

窑炉的正确使用以及关键部位的维护、保养是延长窑炉使用寿命、延长全线设备使用周期、提高经济效益的根本。

在窑炉后期，热修和维护的工作量会更大，如果维护和保养不及时，方法不创新，达到设计窑龄尚且是难事，更谈不上延长窑炉寿命。

国内某浮法厂在窑炉后期，通过大胆创新的热修、热补以及工艺改进措施，使窑炉使用寿命延长了一年多，为其他浮法玻璃企业在延长窑炉使用寿命方面提供了宝贵经验。

该浮法玻璃熔窑原设计窑龄为3年，至1999年初，已安全运行了3年2个月，超过了设计窑龄。

运行期间，该熔窑先后经历过5次改色，其烧损状况及设备老化状况已严重危及到生产的安全与稳定，按常规计划必须进行冷修。

为减少投资，降低生产成本，决定将该浮法线本届窑龄延长1～1．5年。

熔窑经过三年多的运行，池底、池壁及胸墙、大碹、格子体、小炉碹顶、蓄热室前墙、小熔化部顶碹等部位严重烧损，针对不同部位，采取不同措施，使该处的状况得以缓解。

2 技术措施2．1 加固角铁解决池底砖缝变大的问题上届冷修时，为节约成本，熔窑池底砖没有更换，当时，3#小炉之前的池底砖缝已大于20mm。

在冷修期间专家对该情况作出鉴定：该浮法线以生产着色玻璃为主，本届窑期不能生产粘度较小的透明玻璃，以尽量减小玻璃液的流速，缓解对池底砖的冲刷。

马蹄焰池窑设计范文引言：一、马蹄焰池窑的设计原理二、马蹄焰池窑的结构设计1.燃烧室：燃烧室一般呈圆形或半圆形，其设计要考虑到燃料的燃烧效率和热能的传输效果。

燃烧室通常由耐高温材料制成，如耐火砖等。

燃烧室的顶部设有燃料进料口，以供燃料的添加。

燃料进料口应设计合理，以保证燃料的均匀燃烧。

2.通风管道：通风管道主要起到热能传输的作用。

燃烧室中的燃料燃烧后产生的热气通过通风管道传输到窑腔中，使陶瓷得以加热和烧制。

通风管道通常由金属材料制成，以保证热气的顺利传输。

通风管道的设计要考虑到热能的损失和烟尘的排放问题。

3.窑腔：窑腔是陶瓷材料的烧制空间，其形状和尺寸可根据具体需求进行设计。

一般来说，窑腔的底部设有燃烧室和通风管道的连接口，以便热气的引入。

窑腔的内部应平整且无尖角，以避免陶瓷材料的破损。

窑腔的门口应设有可开合的门，以便陶瓷的取出和放入。

三、马蹄焰池窑的工作过程1.燃料的添加：在燃烧室的顶部设有燃料进料口，燃料可以是木柴、煤炭或天然气等。

燃料的添加要均匀，以保证燃烧的稳定性和效率。

2.燃烧过程：燃料在燃烧室中燃烧，产生大量的热气和火焰。

热气通过通风管道传输到窑腔中，使陶瓷材料得以加热和烧制。

燃烧过程需要进行控制，以保证燃烧的稳定性和有效性。

3.陶瓷的烧制：热气通过窑腔中的陶瓷材料，使其逐渐加热并烧结。

烧制过程中需要控制热气的温度和流动速度，以保证陶瓷的质量。

烧制时间的长短和烧制温度的高低可以根据具体需求进行调整。

四、马蹄焰池窑的优缺点1.热能利用效率高：燃烧室与窑腔分离，热气通过通风管道传输，使热能得到充分利用。

2.烧制效果好：热气的温度和流动速度可以进行调控，使陶瓷的烧制效果更佳。

3.结构简单：马蹄焰池窑的结构相对简单，制造成本较低。

然而，马蹄焰池窑也存在一些缺点：1.空间利用率低：马蹄焰池窑的结构占用空间较大，不适合场地狭小的地方。

2.烟尘排放问题：燃料的燃烧会产生大量的烟尘，对环境造成污染。

总结：马蹄焰池窑是一种传统的窑炉形式，以其特殊的结构和独特的燃烧方式在陶艺界得到广泛应用。

第二章玻璃马蹄焰窑炉结构设计
玻璃马蹄焰窑炉是一种用于玻璃加工的特殊类型玻璃熔融装置，具有
高温、高效、节能等优点。

它的结构设计对于降低能耗、提高产能和改善
产品质量具有重要意义。

本文将从炉体结构、炉墙结构和燃烧系统三个方
面讨论玻璃马蹄焰窑炉的结构设计。

首先，炉体结构是玻璃马蹄焰窑炉的基础部分，它直接关系到炉膛的
稳定性和工作效果。

炉体结构应该采用耐火材料，以抵御高温和化学侵蚀。

常用的耐火材料有高铝砖、硅酸盐砖等。

此外，炉体结构还应具备一定的
隔热性能，以减少散热损失。

为了提高炉膛的稳定性，可以在炉体内部设
置加强筋或钢结构支撑，增加整体的承载能力。

其次，炉墙结构对于炉膛的保温和传热有着重要的影响。

炉墙结构通
常由内壁、外壁和隔热层组成。

内壁常用耐火砖，用于抵御玻璃的高温冲
击和化学侵蚀。

外壁通常采用碳钢材料，并带有冷却装置，用于冷却炉壁
和减少外界对炉体的热辐射。

隔热层通常由耐火纤维或耐火浇注料构成，
其作用是减少炉体的热传导和散热损失，提高炉膛的热效率。

综上所述，玻璃马蹄焰窑炉的结构设计对于提高生产效率、降低能耗
和改善产品质量具有重要意义。

炉体结构、炉墙结构和燃烧系统是重要的
设计要素，需要考虑耐火性能、隔热性能、稳定性和高效率等因素。

在设
计过程中，还需要根据具体的生产要求和工艺流程进行优化和调整，以实
现最佳的设计效果。

第4章马蹄焰池窑 窑内火焰呈马蹄形流动(在窑内呈U形)，仅在熔化部的前端设置一对小炉的玻璃池窑称为马蹄焰池窑(有时亦称U形池窑)。

其示意图如图4—1所示。

马蹄焰池窑的优点是：ⅰ．热利用率高。

马蹄形火焰在窑内呈“U”形，长度可达熔化池长度的1．3～1．5倍，行程较长，因而燃料燃烧充分，同时窑体表面积小，热散失量较少，可提高热利用率，降低燃料消耗。

目前先进的大型马蹄焰池窑比相同熔化面积的横焰池窑热耗量低15～20％。

ⅱ．结构简单，造价低，只有一对小炉布置在熔化池端墙上，而横焰池窑一般有3对以上的小炉，且布置在熔化池两侧，这将使横馅池窑结构复杂，砌筑困难，同时横焰池窑占地面积大，建窑和建厂房的费用都比马蹄焰池窑高，建一座马蹄焰池窑的费用比建同等规模的横焰池窑低25％～30％ 马蹄焰池窑的缺点是： ⅰ．沿窑长方向难以建立必要的热工制度，火焰覆盖面积小，在炉宽度上的温度分布不均匀，尤其是火焰换向带来了周期性的温度波动和热点(即玻璃液最高沮度的位置)的移动， ⅱ．一对小炉限制了炉宽，也就限制了炉的规模； ⅲ．燃料燃烧喷出的火焰有时对配合料料堆有推料作用，不利于配合料的熔化澄清，并对花格墙、流液洞盖板和冷却部空间砌体有烧损作用。

马蹄焰池窑与横焰池窑的比较见表4—1。

由于以上特点，马蹄焰池窑已被广泛用于制造对玻璃质量无特别要求的各种空心制品(如瓶罐、器皿、化学仪器、泡壳、玻璃管)、压制品和玻璃球等，其最大熔化面积可达90m2。

4．1 马蹄焰池窑的结构4．1．1 窑池 马蹄焰池窑结构设计的内容是根据生产规模的大小来因地制宜地确定窑池各部位的形第89页式、尺寸和材料。

设计要依据窑炉热工理论、池窑工作原理和生产实践经验，还要进行必要的经验计算。

(1)窑池尺寸 窑池是玻璃熔窑的主要部分。

它的熔化面积、长宽比和池深等几何尺寸必须符合工艺与结构的要求。

①熔化面积熔化部窑池面积按已定的熔窑规模(日产量)和熔化率(常用K表示)估算。

第五章设计总结9.1设计结果简述（1）设计生产能力：100t/d（2）熔化部熔化率： 2.5t/m2d熔化面积：100/2.5=40m2熔化池：L/B=1.6、长×宽×深＝8000㎜×5000㎜×1200mm、深澄清区加深200mm、为1400mm。

火焰空间：在窑宽5000mm的基础上，两边各加宽200mm，即火焰空间宽度为5400㎜，高度为：1500mm，碹升高1/8，为675mm，火焰空间的长度为窑炉长度8000mm（3）工作部：长×宽×高＝1200㎜×500㎜×600mm工作池面积：6.0㎡，占熔化部面积的15%。

（4）分隔装置采用倾斜式流液洞，熔化部与工作部两道墙完全分隔流液洞尺寸：流液洞长×宽×高＝1200㎜×500㎜×300mm（5）小炉小炉长宽比为4.2，水平通道长度为2750mm，小炉中心线与窑炉中心线夹角为6o，空气碹下倾角25 o，下底板上倾15 o。

油枪上倾5 o。

喷火口面积占熔化面积的20.5%本次设计小炉的最大特点为：扁而宽，小炉位置高。

（6）蓄热室格子体形式八角筒形格子体，八角筒形格子砖尺寸：160×160mm，细长比2.56，蓄熔比为51：1左右格子体体积/熔化面积3.07m3/m2格子体体积为122.8 m3，使通道内气体保持了最有利的速度蓄热室格子体主要尺寸：4180×3200×9600（mm）（7）加料方式摆动式加料加料池为梯形，大预熔池设计，以期形成“圈式”料流。

（8）采用窑坎窑坎设置在熔池中鼓泡点（窑炉的2/3处）以后766.7mm处，窑坎高度600mm，为双层砖铺排，总宽度为400mm。

（9）利用先进鼓泡技术鼓泡点在窑炉长度的2/3处，共设置11个鼓泡点，两边鼓泡点距离池壁为500mm，其他相邻鼓泡点之间距离为400mm。

玻璃马蹄焰窑炉介绍一、结构介绍玻璃马蹄焰窑炉由炉体、燃烧器、炉墙、炉托、冷却系统和控制系统等组成。

炉体通常由耐火材料制成，能够承受高温和化学腐蚀。

燃烧器位于炉体底部，用于提供高温燃烧产生的火焰。

炉墙通过隔离空气，保持炉体内外温度的稳定。

炉托用于支撑炉体，使其保持水平和稳定。

冷却系统用于控制炉体内的温度，防止过热和损坏。

控制系统用于监测和调节炉体的温度、压力和其他参数，确保生产过程的稳定和安全。

二、工作原理1.燃烧过程：燃烧器将燃料和空气混合后点火燃烧，产生高温火焰。

火焰经过炉墙进入炉内，使得炉体内的温度升高。

2.玻璃熔融：原料中的玻璃在高温下熔化，形成熔状玻璃。

炉体内的高温环境导致玻璃变得流动，以便进行下一步的成型和加工。

3.循环燃烧：炉体内的燃烧产生的废气经过特殊的循环路径，被引导回到燃烧器重新燃烧。

这种循环燃烧可以提高能量利用率，降低能源消耗。

4.冷却过程：通过冷却系统对炉体进行控制，使得玻璃逐渐冷却并固化。

冷却过程需要严格控制温度，以保证玻璃成型的质量和效率。

三、应用领域1.高效生产：玻璃马蹄焰窑炉具有高温高效的特点，能够在较短的时间内完成玻璃的熔融和成型，提高生产效率。

2.质量控制：炉体内的温度和气氛控制可以实现对玻璃成品质量的控制，确保产品具有一致的性能和外观。

3.节能环保：循环燃烧系统可以有效提高能源利用率，降低能源消耗。

同时，炉体的冷却系统可以减少能源浪费，保护环境。

4.灵活适应性：玻璃马蹄焰窑炉可以根据不同的生产需求进行调整和优化，以适应不同类型和规格的玻璃生产。

综上所述，玻璃马蹄焰窑炉是一种高效、质量可控、节能环保的玻璃熔融和成型设备。

其独特的结构和工作原理使得它在玻璃行业的应用范围广泛，并在生产效率和质量上具有竞争优势。

马蹄焰池窑设计窑炉及设计（玻璃）课程设计说明书题目：年产1.2万吨玻璃酒瓶燃油马蹄焰池窑的设计学生姓名：学号：院（系）：材料科学与工程学院专业：无机非金属材料工程指导教师：2012 年 6 月 17 日陕西科技大学窑炉及设计（玻璃）课程设计任务书材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业班级学生：题目：年产1.2万吨玻璃酒瓶燃油马蹄焰池窑的设计课程设计从2012 年6 月4 日起到2012 年6 月17 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：(1) 原始数据:a.产品规格：青白酒瓶容量500mL, 重量400g/只b.行列机年工作时间及机时利用率：313 天，95%c.机速：QD6行列机青白酒瓶38只/分钟d.产品合格率：90%e.玻璃熔化温度1430℃f.玻璃形成过程耗热量q玻=2350kJ/kg玻璃液g.重油组成（质量分数%），见表1。

表1 重油组成(2) 设计计算说明书组成（电子纸质版）参考目录如下1.绪论1.1设计依据1.2简述玻璃窑炉的发展历史及今后的发展动向1.3对所选窑炉类型的论证1.4有关工艺问题的论证2.设计计算内容2.1日出料量的计算2.2熔化率的选取2.3熔窑基本结构尺寸的确定2.4燃料燃烧计算2.5燃料消耗量的计算2.6小炉结构的确定与计算2.7蓄热室的设计2.8窑体主要部位所用材料的选择和厚度的确定3.主要技术经济指标4.对本人设计的评述参考文献设计说明书格式见《陕西科技大学课程设计说明书撰写格式暂行规范》。

（3）图纸要求采用绘图纸铅笔绘制，图纸断面见参考图。

图幅大小见表3。

各断端面绘图比例必须一致。

表3 图纸要求2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：1、绪论课程设计是培养学生运用《玻璃窑炉及设计》课程的理论和专业知识，解决实际问题，进一步提高设计、运算、使用专业资料等能力的重要教学环节。

目的是使学生受到设计方法的初步训练，逐步树立正确的设计观点，增强设计能力、创新能力和综合能力，初步掌握窑炉及其它热工设备设计的基本知识和技能，并对所学窑炉热工理论知识进行验证和深化，为将来从事生产、设计、研究及教学等方面工作打下良好的基础。

0引言熔化质量是玻璃制品质量的保证，对不同的玻璃制品，玻璃熔化质量和均化质量的要求有些差别。

对于一般的容器玻璃生产来说，只要玻璃产品没有炸裂纹、残存应力小、外观尺寸正确就能满足质量要求，允许有少量的气泡、结石等缺陷，需要在大小和数量上满足企业的内控质量标准要求，对玻璃熔化的均匀性要求不是很严格。

目前，瓶罐玻璃生产企业竞争压力比较大，没有质量就没有竞争力，要想提高产品质量就得提高玻璃熔化质量和均化质量，质量好、高档的玻璃制品对玻璃中线道和结石、密集型气泡、熔化均匀性均有严格的要求，有的熔化质量要求超过光学玻璃。

通常日用玻璃器皿生产线产量规模较平板玻璃窑炉要小一些，大多采用马蹄焰玻璃窑炉生产。

因此，对于产品质量的控制，既有与大多数玻璃企业相同的方法，也有针对窑型不同而采用不同控制的方法。

1提高配合料配制质量（1）要严格原料进厂质量把关，加强原料的存放和使用管理，不合格的原料不能用于配料生产中。

（2）配料系统运行要稳定，称量、混合和输送设备运行指标要满足性能要求，加强设备维护保养和巡回检查，避免配料系统在运行中出现异常。

严格配料系统中称量静态精度和动态精度的控制，称量、混合和输送环节的生产流程要满足工艺技术要求。

（3）优化配方。

按照配方制成的配合料不但考虑成本，也要考虑熔化情况，也就是要考虑配合料熔化成玻璃液的总时间，熔化澄清时间短的配方可以降低熔化温度，提高熔化率。

在不影响玻璃产品性能的情况下，需要适当调整玻璃成分，进一步优化配方，提高熔化率，提高玻璃熔化质量。

（4）严格原料颗粒级配。

原料颗粒度最主要控制的是铝硅质原料，硅酸盐形成只占玻璃总熔化时间的9%～13%，而难熔的石英颗粒熔解时间占玻璃总熔化时间的87%～91%。

硅质原料粒度过粗难以熔化，但过细容易结成料团，在混合时难以搅拌均匀，而且过细的原料颗粒在熔化时会产生微气泡，造成澄清困难，延长澄清时间，严重时玻璃制品中出现“满天星”气泡缺陷。

石英砂粒度为0.25～0.38 mm（40～60目）的大于90%为好，一般要求0.83 mm（20目）全通过，0.109 mm（140目）以下的颗粒不要超过5%。

玻璃马蹄焰窑炉结构设计首先，玻璃马蹄焰窑炉的基本结构包括窑体、燃烧室、燃烧系统、温度控制系统和排放系统。

窑体是玻璃熔化的主要区域，需要具备一定的承重能力和耐高温的特性。

一般情况下，窑体会采用耐火材料进行修建，例如高铝砖、耐火石棉板等。

此外，窑体还应具备良好的隔热性能，以减少能源的浪费。

燃烧室是窑体内部的燃烧区域，通常位于窑体的一侧或底部。

其主要作用是燃烧燃料产生高温火焰，以供给窑体进行玻璃熔化。

燃烧室的结构设计应考虑到燃料的种类和供氧情况，确保燃烧效果良好且稳定。

同时，为了方便清理和维护，燃烧室通常还会设计有可拆卸的燃烧室内壁。

燃烧系统是玻璃马蹄焰窑炉的关键部分，包括燃料供应、燃烧风机、点火装置等。

燃料供应系统一般选择液体燃料或气体燃料，如天然气、液化石油气等。

燃烧风机用于提供燃烧室所需的氧气，保证燃烧过程中火焰的正常运行。

点火装置则用于点燃燃料并维持火焰的稳定运行。

温度控制系统是玻璃马蹄焰窑炉的重要组成部分，其主要功能是控制窑体内的温度，确保玻璃熔化过程的稳定性。

温度控制系统一般由温度传感器、控制器和执行机构组成。

温度传感器位于窑体内部，用于实时监测温度变化。

控制器接收传感器的信号，并通过执行机构控制燃料供应量、燃烧风速等，以实现对温度的自动控制。

排放系统主要用于处理产生的废气和废渣。

废气一般经过过滤和净化设备进行处理，以减少对环境的污染。

废渣则通过排渣装置进行收集和清理，以便后续处理或回收利用。

综上所述，玻璃马蹄焰窑炉的结构设计应考虑到窑体的强度和隔热性能，燃烧室的燃烧效果和可维护性，燃烧系统的燃料供应和稳定性，温度控制系统的温度监测和控制精度，以及排放系统的废气和废渣处理。

只有在这些方面的综合考虑下，才能设计出高效节能且安全可靠的玻璃马蹄焰窑炉。

马蹄炉的改造马蹄炉的改造摘要马蹄炉是催化剂厂生产水玻璃的装置长炼催化剂厂在马蹄炉的异地改造中总结了国际、国内的先进经验对马蹄炉的生产能力、生产自动化和节能方面作了较大的改进从近两年的生产实际和标定情况表明新马蹄炉技术达到了国内领先水平。

关键词马蹄炉熔化率自动化改造节能1 前言随着催化剂技术的发展水玻璃的需求量不断增大模数要求也越来越高国内同行业已用硅凝胶代替了铝凝胶。

我厂准备在“十五”期间建一套3万吨硅胶装置目前马蹄炉生产能力明显不足为了消除催化剂“瓶颈”挖潜增效提高催化剂整体水平长炼催化剂厂1998年在马蹄炉的异地改造中已对马蹄炉进行了改造熔化量提高到100t固体水玻璃/天模数提高到3.4以适应我国炼油行业对催化剂质量、品种和需求总量增长的需要。

2 马蹄炉的改进措施及使用效果。

2.1 马蹄炉生产能力的改造 2.1.1 影响催化剂生产能力的因素 (1)旧马蹄炉熔化面积为37.44m2产量为66.7吨/天模数为3.15随着催化剂生产的发展水玻璃产量将达到100吨~150吨/天模数要求达到3.3以上无法满足催化剂生产的需要。

(2)马蹄炉熔化率为1.752 t/ m2.天熔化率低不利于水玻璃生产量的提高和水玻璃模数的提高。

(3)马蹄炉使用寿命短平均寿命为1.5年不利于水玻璃连续生产而且经常因小炉出料口损坏而停工检修小炉。

2.1.2 改进情况及使用结果 (1)增大炉体熔化面积熔化面积由改造前的37.44 m2提高到46.8 m2澄清池面积为11.5 m2。

通过调查和国内同行介绍马蹄炉节能效果好但面积受到限制熔化面积一般要求小于50 m2但国外有熔化面积90 m2的横火焰炉而横火焰炉熔化面积可达100 m2热效率低。

国内有马蹄焰炉熔化面积为60 m2需双侧加料有工作部长宽比为1.4~1.6。

公司马蹄炉改造时吸收了同行先进经验熔化面积为46.8 m2澄清池面积为11.5 m2长为7.3m,宽为6.42m,从使用情况来看水玻璃熔化量能够达到100 t/天。

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14、原料所用原料及基本要求表26、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310、重油雾化介质：压缩空气,温度80℃，用量0.5Bm/kg油11、空气过剩系数：α取1.112、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。

作为高耗能行业，玻璃窑炉的节能一直是行业内重要研究的课题，对玻璃窑炉节能途径的研究更是涉及多个领域。

玻璃工业生产几十年来，国内外技术人员在节能方面作了大量的工作，开发出了许多窑炉节能的新工艺、新技术、新材料，收到明显的节能效果，作者根据多年经验，结合国内外近年的研究和应用实践，围绕蓄热式马蹄焰玻璃窑炉的节能，总结了以下几个方面的节能新措施。

一、配合料制作 各种玻璃原料熔制成质量符合生产要求的玻璃液，一般都要经历两个均质化的过程，一是玻璃的各种粉状原料在制备配合料的过程中，通过混合机进行均匀混合，二是将制备好的玻璃配合料投入池炉的熔化池，在很高的温度下进行一系列物理、化学、和物理化学的反应，最后熔制成熔化良好、组成稳定、质地均匀，符合生产成型要求的玻璃液，前一个玻璃配合料的均匀混合，是为后一个把配合料熔制成均质的玻璃液创造了有利条件，许多企业在控制原料粒度、水分以及配合料粒化等措施实现窑炉节能方面作了大量的工作。

二、玻璃熔制工艺的改进和优化 1、开发节能型玻璃配方，制定合理的玻璃配方，采用低温易熔玻璃成份和添加有效助熔成份，不仅可以减少玻璃的化学反应热和形成热，还可以降低熔化温度，减少窑炉的热消耗。

2、玻璃COD值的控制和最佳澄清工艺 玻璃的澄清过程是玻璃熔化过程中非常重要的一环，也是节能和生产优质玻璃的关键环节。

玻璃的澄清过程是一个复杂的物理化学过程，澄清过程完善与否和配合料的组成、熔制工艺制度、窑内气氛的组成与窑压、气泡中气体的性质及使用的澄清剂等因素有关，其中硫酸盐、硝酸盐等是最常用的化学澄清剂，确定包括化学澄清剂在内的配合料的氧化还原数和各种玻璃产品中Fe2+/Fe3+比值的行业规范和标准，以指导该项技术在玻璃行业中的推广应用，从而达到稳定生产优质玻璃之目的。

三、窑炉设计结构 随着计算机技术的飞速发展，通过数字和物理仿真，模仿玻璃窑炉实际工作状态，通过分析窑炉结构对工作状态的影响，设计出更加合理的窑炉结构，从而实现节能。

一、原始资料1、产品：高白料机制玻璃瓶罐。

2、出料量：每天熔化玻璃60吨。

3、玻璃成分（设计）（%）：SiO2Al2O3CaO+MgO BaO Na2O+K2O71% 3.5% 10.5% 0.5% 14.5%4、料方及原料组成：原料料方%原料化学组成（%）外加水分% SiO2Al2O3CaO MgO Na2O Fe2O3其它失量石英砂51.985 99.350.2 0.1 0.05 0.05 15.0长石28.858 65.1319.940.24 0.11 14.03 0.12 0.43石灰石18.926 1 0.255.260.3 0.02 碳酸钠 99.2硝酸钠 98.12硫酸钠 0.14等等纯碱18.06 57.87 7.0 硝酸钠 1.162 1.5重晶石0.524 1.16 氧化钡 63.35合计119.5155、碎玻璃数量：占配合料量的33%。

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（℃）C H O N S A W86.42 12.16 0.55 0.2 0.15 0.02 0.5 10000 125 10、雾化介质：用压缩空气，预热到120℃，用量为0.6m3/公斤油。

11、喷嘴砖孔吸入的空气量：0.5m3/公斤油。

12、助燃空气预热温度：1050℃。

13、空气过剩系数a：取1.2。

14、火焰空气内表面温度：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电容锆砖池墙池底熔化部250 180 200 160 130 17516、熔化池内玻璃液温度（℃）：液面窑池上部（平均）窑池上下部交接层窑池下部（平均）池底1400 900 1280 1265 1250池深方向玻璃液温降：窑池上部为2℃/cm，窑池下部为1℃/cm。

玻璃马蹄焰窑炉结构设计第二章结构设计2.1熔化部设计2.1.1熔化率K值确定瓶罐玻璃池窑设计K值在2.2—2.6t/m2.d为宜。

熔化率取的过小，窑炉不节能，取得过大，熔化操作困难，或是达不到设计容量，本次取2.5t/（m2·d）。

理由如下：目前国外燃油瓶罐玻璃窑炉熔化率均在2.2以上，而我国却在2.0左右，偏低的原因：（1）整个池窑缺少有助于强化熔融的配套设计。

（2）操作管理，设备，材料等使得窑后期生产条件恶化。

由于这些影响熔化能力的因素，现在瓶罐玻璃K值偏小。

在全面改进窑炉结构和有关附属设备后，根据国内耐火材料配套情况和玻璃原料量与制备情况。

采取了K=2.5t/（m2·d）。

2.1.2熔化池设计（1）确定来了熔化率K值：熔化部面积100/2.5=40m2。

（2）熔化池的长、宽、深：L×B×H=8000mm×5000mm×1200mm本设计取长宽比值为1.6。

长宽比确定后，在具体确定窑池长度时，要保证玻璃液充分熔化和澄清，并考虑到砖窑材料的质量以及燃烧火焰的情况，一般要求火焰转向点在窑长的2/3处。

窑长应≥4m。

在确定窑池宽度时，应考虑到火焰的扩展范围，此范围取决于小炉宽度、中墙宽度（两个小炉的间距，小炉的间距，既要便于热修，又不要降低火焰的覆盖面积，一般小炉之间的通道宽度取0.9~1.2 m）。

窑池宽度约为2~7m。

长宽选定后，当然具体尺寸还要按照池底排砖情况（最好是直缝排砖）作出适量调整，池底一般厚为200~300m。

具体的池底排列会在后面设计的选材方面进行说明。

这里先不做细讲。

综上，本次选用L=8m，B=5m。

窑池深度一般根据经验确定。

池深一般在900—1200mm为宜。

池深不仅影响到玻璃液流和池底温度，而且影响玻璃液的物理化学均匀性以及窑炉的熔化率。

一般池底温度在1200—1360℃之间较为合适。

池底温度的提高可使熔化率提高。