《無(wú)機(jī)材料熱工基礎(chǔ)》課件第七章 玻璃工業(yè)窯爐

1、第七章 玻璃工業(yè)窯爐目錄7.1 概述7.2 火焰池窯的結(jié)構(gòu)7.3 火焰池窯內(nèi)玻璃液的流動(dòng)7.4 火焰池窯內(nèi)的傳熱7.5 電熔窯爐（自學(xué)）7.1 概述玻璃：由熔融物冷卻硬化而得的非晶態(tài)固體物質(zhì)。玻璃在無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)中屬于一種比較特殊的制品。原料的制備玻璃液熔制玻璃產(chǎn)品的成型 玻璃制品的退火在玻璃窯內(nèi)完成玻璃生產(chǎn)過(guò)程將玻璃配合料在合理溫度制度下熔融成液相，并將其均化、澄清，使其成為透明的液體。、按工作性質(zhì)不同連續(xù)式間歇式3、按煙氣余熱利用設(shè)備蓄熱室式窯換熱器式窯4、按窯內(nèi)火焰流動(dòng)的方向橫焰窯馬蹄焰窯縱焰窯1、池窯分類（按所用熱源）火焰電熱火焰電熱混合玻璃窯的分類6、按窯的生產(chǎn)能力按生產(chǎn)能力按熔

2、化面積大型：150噸/天中型：50150噸/天小型：50噸以下/天大型：60噸/m2中型：3060噸/m2小型：30噸/m2對(duì)浮法玻璃大型：500以上噸/天中型：300500噸/天小型：300以下噸/天5、按生產(chǎn)類型平板玻璃窯日用玻璃窯7.2 火焰池窯的結(jié)構(gòu)四大組成玻璃熔制部分熱源供給部分余熱回收部分排煙供氣部分以典型的蓄熱式橫焰池窯為例7.2.1 玻璃熔制部分 玻璃熔化時(shí)的重要部位，其作用是將玻璃配合料加熱熔化使之成為玻璃液。熔化部投料口冷卻部分隔裝置熔化部作用是進(jìn)行配合料熔化和玻璃液澄清、均化熔化空間上空間(火焰空間）下空間（窯池）胸墻：大碹：提供熔化玻璃所需要的熱量供給空間池壁池底構(gòu)成配

3、合料熔化成玻璃液并進(jìn)行澄清的空間投料口投料口作用：將玻璃配合料送入窯內(nèi)并接受來(lái)自窯內(nèi)的 部分熱量 將表面部分物料熔融。形式正面式：特點(diǎn)： 可使配合料在熔化區(qū)池表面上均勻布，但易造成跑料現(xiàn)象。側(cè)面式：特點(diǎn) ：克服正面式的缺點(diǎn)，但會(huì)造成布料不均習(xí)冷卻部作用：進(jìn)一步均化玻璃液，將溫度降低到 一個(gè)合理的范圍， 分配玻璃液到各個(gè)供料通道。結(jié)構(gòu)上部空間：起冷卻作用。下部空間：起供料、分配作用。冷卻部分隔裝置將玻璃池窯的熔化部和冷卻部之間分隔。包括玻璃液的分隔裝置和氣體空間的分隔裝置氣體空間分隔裝置作用：減小熔化部高溫火焰對(duì)冷卻部的影響。分為完全分隔和部分分隔。常見(jiàn)的氣體空間分隔矮碹分隔式 特點(diǎn)：矮碹處的下

4、胸墻比較低，但還有一定空間（稱為開(kāi)度）。這種分隔效果較差，如果要想提高分隔效果，還要配合卡脖。吊矮碹分隔式 特點(diǎn)：在矮碹處設(shè)U 型吊墻和矮 碹一起構(gòu)成分隔設(shè)施。分隔效果要比矮碹好但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。玻璃液的分隔裝置作用：使澄清好的玻璃液迅速冷卻擋住液面上的未熔化的砂粒和滄渣調(diào)節(jié)玻璃的流量減少玻璃液從冷卻區(qū)向熔化區(qū)回流分隔裝置的類型淺層分隔裝置：卡脖和冷卻水管 卡脖：使玻璃液通過(guò)卡脖后能用較小的冷卻面積就使其冷卻下來(lái)。冷卻水管 ：擋浮渣作用良好深層分隔裝置：流液洞和窯坎流液洞：可明顯減少回流.窯坎：可以延長(zhǎng)玻璃液在熔化部的時(shí)間 窯坎的兩種形式：擋墻式和斜坡式7.2.2 熱源供給部分玻璃窯對(duì)熱源供給設(shè)備的

5、要求：有一定的火焰長(zhǎng)度要有足夠的火焰覆蓋面積，且要緊貼玻璃液面火焰不發(fā)漂，不發(fā)散，不分層。要滿足窯內(nèi)所需的溫度、氣氛、壓力。熱源所用燃料理論上：只要能形成長(zhǎng)火焰，而且燃燒溫度高的燃料就 可以作為玻璃窯的熱源燃料。一般來(lái)說(shuō)：所用的燃料為煤氣、天燃?xì)狻⒅赜?。重油：發(fā)熱值高，燃燒速度適中，火焰長(zhǎng)度長(zhǎng)天然氣：發(fā)熱高，與助燃空氣混合性好，火焰長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)。煤氣：其特點(diǎn)是火焰長(zhǎng)度短，熱值較低。但它價(jià)廉易得，成為大多數(shù)玻璃窯的首選燃料，一般是發(fā)生爐煤氣。 燃燒室小爐 小爐是玻璃窯系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，它的好壞直接影響著池窯的工作性能和玻璃液的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)特征：象一個(gè)鴨頭或鵝頭。有以下四個(gè)部分：氣道舌頭預(yù)燃室

6、噴火口有舌小爐：燒煤氣的小爐無(wú)舌小爐:燒重油（或燒天然氣）的小爐氣道 經(jīng)過(guò)加熱的空氣、煤氣離開(kāi)蓄熱室后，在進(jìn)入預(yù)燃室會(huì)合之前流過(guò)的一段通道。由直立和水平通道組成?？諝馔ǖ?作用：為空氣進(jìn)入窯內(nèi)提供通道煤氣通道 作用：為煤氣進(jìn)入窯內(nèi)提供通道舌頭分隔空氣、煤氣的水平通道。作用：起改變空氣、煤氣為小平運(yùn)動(dòng)方向的調(diào)向作用分隔空氣、煤氣，并調(diào)節(jié)它們的混合狀態(tài)控制火焰長(zhǎng)度和火焰剛度。預(yù)燃室 空氣、煤氣出水平通道后。借助氣流渦動(dòng)、分子擴(kuò)散和相互碰撞，在入窯前預(yù)先進(jìn)行部分混合和燃燒的地方。噴火口 使預(yù)燃的混合氣體加速，形成具有一定速度和剛度的火焰進(jìn)入窯內(nèi)。它直接關(guān)系到火焰的長(zhǎng)度、厚度、寬度、距液面的距離及燃燒

7、程度。7.2.3 余熱回收部分目的作用：回收余熱、減少熱量的損耗，提高熱量利用率提高窯內(nèi)燃料燃燒溫度加速煤氣充分燃燒，節(jié)約燃料余熱回收設(shè)備：蓄熱室熱交換器余熱鍋爐蓄熱室原理：利用廢氣與空氣交替地通過(guò)其內(nèi)的格子體，經(jīng)格子體為傳熱的中間體，從而便利空氣間接地獲得廢氣的余熱。箱式蓄熱室十字磚構(gòu)成蓄熱室內(nèi)的連續(xù)通道式的格子體筒子磚構(gòu)成的連續(xù)通道式格子體格子體接池窯支煙道（池窯橫剖圖）頂碹爐條碹鋼結(jié)構(gòu)7.2.4 排煙供氣部分 作用：保證窯爐正常、連續(xù)、有效的排除煙氣維護(hù)窯爐正常工作，并提供空氣空氣輸送、煙氣排出的通道。組成：換向器（關(guān)鍵設(shè)備）、空氣、煤氣通道、中間煙道、風(fēng)機(jī)、總煙道、 煙囪。換向器作用：

8、氣體的換向設(shè)備，它能以此向窯內(nèi)送入窯氣、煤氣以及由窯內(nèi)排除煙氣，還能調(diào)節(jié)氣體流量和改變氣體方向。分類：煤氣交換器：跳罩式空氣交換器： 平板池窯：水冷閘板式 流液洞池窯：翻板式、閘板式、 跳罩式 7.3 火焰池窯內(nèi)玻璃液的流動(dòng)原因：玻璃液的粘度（）和密度（）與溫度（t）有關(guān)。t曲線，t， ，流動(dòng)速度。t曲線，t，t引起。密度差產(chǎn)生自然流動(dòng)。討論 用一塊隔板將熔化池分成兩個(gè)大小相等的A、B池，在兩個(gè)池中放入質(zhì)量完全相等的玻璃液，在A池內(nèi)溫度高，在B池內(nèi)的溫度低，則池底所受壓力相等。Pa=Haa g= Pb=Hbb g 當(dāng)將隔板去掉，由于A池內(nèi)的液面高于B面，A池的玻璃液流向B，此時(shí)造成B池底部玻璃

9、液的壓力大于A，所以，造成底部玻璃液由B流向A。 結(jié)論： 熔窯中玻璃液上部是由高溫區(qū)流向低溫區(qū)，而下部是由低溫區(qū)流回高溫區(qū)。玻璃液在不同高度進(jìn)行著穩(wěn)定的循環(huán)流動(dòng)。影響玻璃液流動(dòng)的因素窯的溫度制度和散熱情況。玻璃液和以及隨溫度變化的情況。玻璃液的透熱性與導(dǎo)熱性。無(wú)色玻璃液面溫降310/cm，池底0.5 /cm。綠色玻璃液面815/cm，池底34/cm。窯池結(jié)構(gòu)與尺寸。如窯深、窯坎。加料與出料。窯長(zhǎng)方向縱流成型方向稱直流，加料方向回流。橫流窯中心溫度高于兩側(cè)池墻回旋流縱流與橫流攪合位置表面流池深1/3到1/4深層流池底玻璃液流的類型玻璃液流的作用有利于熔化操作加速配合料的熔化增加了熱量的損失加速了對(duì)窯體的侵蝕7.4 火焰池窯內(nèi)的傳熱玻璃池窯屬于“中空窯”火焰空間內(nèi)的熱交換：火焰玻璃液、火焰窯體、窯體玻璃液之間。熱輻射和熱對(duì)流。玻璃液內(nèi)的傳熱 輻射到玻璃液表面的熱量被小部分被反射，大部分在表層被吸收，剩余部分在穿透過(guò)程中被吸收。 玻璃液內(nèi)的換熱方