洛阳建华450Y燃煤气浮法玻璃熔窑设计说明书Word文档格式.docx

洛阳建华450Y燃煤气浮法玻璃熔窑设计说明书Word文档格式.docx

《洛阳建华450Y燃煤气浮法玻璃熔窑设计说明书Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《洛阳建华450Y燃煤气浮法玻璃熔窑设计说明书Word文档格式.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（kj）/kg玻璃）

7000～7200

4

窑龄

5年10个月。

1.4厂方对本次熔窑改造提出的总体思路是：

①立足于原燃油不变的情况下进行改造，②熔化部、卡脖、冷却部等主体结构除正常冷修需要更换的之外，不考虑改动，③从节能上下功夫，提高经济效益。

1.5原熔窑的余热利用：

配有3台5吨余热锅炉（2用1备）回收烟气的余热，用于：

①熔窑的燃油加热、②家属区和办公区的冬季取暖、③办公区的夏季空调（蒸汽制冷）。

1.6熔窑改造后，排出的烟气温度低于200℃，原余热锅炉停用，要另想办法解决燃油加热、冬季取暖、夏季空调问题。

1.7原熔窑由于玻璃原料中超细粉含量较高，导至蓄热室炉条碹下部积灰较快，大约每半年要进行一次清灰。

1.8洛阳建华玻璃厂浮法二线熔窑是在原六机引上窑的基础上改扩建起来的。

厂房跨度为35.400m，池壁顶标高7.00m，厂房楼面标高6.200m，蓄热室地面标高-3.600m。

1.9熔窑窑底柱横向布置尺寸4000、3300、4000，纵向小炉间距尺寸3100，窑底柱间可容纳低温段蓄热室，窑底柱顶到蓄热室地面高度7590，低温段蓄热体高度只能控制在3000以内。

2．熔窑改造设计基本方案：

2.1．考虑到原熔窑第6对小炉不开的情况下，即可达到熔化能力420～430t/d，本次改造拟适当提高熔化能力到450t/d，6对小炉全开。

2.2．改造前、后的主要经济技术指标对比：

改造前

改造后

450

2.5～2.6注1

2.3注2

单位能

耗指标

1450～1500

6000～6200

5年10个月

≥8年

注1：

改造前只开5对小炉，熔化率较高；

注2：

改造后要开6对小炉，熔化率有所下降。

2.3．采用XXXX燃烧技术的高、低温两段式蓄热室，使助燃空气预热平均温度比原熔窑升高至少50℃，由tk1=1250℃提高到tk2=1300℃以上。

2.4．高、低温两段式蓄热室，使烟气排出蓄热室的平均温度比原熔窑降低约400℃：

由ty1=600℃降低到ty2=200℃以下。

2.5．高温段蓄热室：

为烟气从1450℃降到500～600℃的区域，在此区域内烟气中的大量粉尘以及芒硝（

）的冷凝，易出现格孔堵塞，格子体要采用较大的格子孔，根据国内外的使用经验，确定格孔为150×

150。

2.6．低温段蓄热室：

为烟气从500～600℃降到200℃以下的区域，在此区域内烟气中的粉尘很少并且无芒硝冷凝了，格子体可采用较小的格子孔，确定格孔为40×

40。

2.7．烟道：

新型高性能玻璃熔窑的烟气温度低、流量小，烟道采用大直径钢管制作，可以架空安装，高度和位置都具有一定的灵活性，不需要进行保温。

2.8．换向设备：

新型高性能玻璃熔窑的换向设备采用快速三通阀门，体积小，重量轻，动作快，换向操作执行时间1秒钟左右。

2.9．要尽可能考虑原有厂房条件，尽可能减少对原有厂房构造的拆改。

2.10．要尽量采用国内已发展、并被证明是行之有效的、实用的新技术，要使整条生产线装备协调一致，技术水平保持平衡。

3．熔窑改造前后的熔化能力和主要尺寸数据对比：

熔化能力

改造前420～430t/d

改造后450t/d

1．投料口：

池宽（mm）

9000

9800

池长（mm）

2300

2．熔化部：

33000

池深（mm）

1200

1#之前长（mm）

3500

1#至6#长（mm）

15500

末号之后长（mm）

14000

熔化区长（mm）

20000

澄清区长（mm）

13000

熔化部面积（m2）

323.4

熔化区面积（m2）

162（只开5对小炉）

196

2.5～2.6（只开5对小炉）

2.3

澄清区比率（%）

48.8（只开5对小炉）

39.4

熔化部长宽比k1

3.367

熔化区长宽比k2

1.724（只开5对小炉）

2.041

3．卡脖：

4400

4800

4．冷却部

8500

14500

冷却部面积（m2）

123.25

冷却面积比（m2/t.d）

0.287

0.274

5．小炉（或烧嘴）：

小炉对数：

6（只开5对）

6

小炉中心线间距（mm）

3100

小炉喷火口宽度（mm）

1800/1600

小炉喷火口总宽度（mm）

8800（只开5对小炉）

10600

火焰覆盖系数（%）

52

53

6．蓄热室：

高

温段

通道形式

2+2+2组合

全分隔

格子砖类型

条型砖

筒型砖

通道内宽（mm）

3800

格子孔尺寸（mm）

165

150

格子体高度（mm）

8200

格子孔数量

1400

单侧格子体体积（m3）

380

单侧换热面积（m2）

5500

6612

换热面积/熔化面积

28.11

39.93

低

无低温段

多孔砖

1600

通道内长（mm）

≈4000

40

3000

9792

106

4717

换热面积/熔化面积

24

4．熔窑主体结构

4.1熔窑主体结构特征

玻璃熔窑是一种组合型的大型热工设备，由主体结构和燃烧系统组成。

主体结构包括：

投料口，熔化部，卡脖，冷却部四部分。

4.1.1投料口及前脸墙

投料口采用与熔化部池宽相等的全窑宽投料池，采用两台宽体斜毯式投料机、L型吊墙、吊墙前端的吊挂式对开可移动水冷门。

斜毯式投料机的投料料层厚度调节范围大，投料均匀，有利于配合料的吸热和熔化。

L型吊墙和吊墙鼻区端部的吊挂式对开水冷门不但能保证前脸墙结构稳定，安全可靠，还能最大限度地减少投料口处的漏火，起到节能和减少粉尘飞扬改善窑头环境的作用。

在两台投料机中间延窑纵向中心线处，可安装插入窑内的导料大水管（导料舵），以减少偏料造成的对池壁的冲刷和保证玻璃液熔化质量。

4.1.2熔化部

熔化部的池长尺寸：

在确定熔化部池长尺寸时，主要考虑以下三点：

①.采用较大的预熔区，即较大的1#小炉中心线至前池壁之间的距离，这样可将1#小炉的燃料分配比适当加大，以提高1#小炉处的作业温度，充分发挥L型吊墙的作用，加强配合料的预熔。

这要根据配合料质量、燃烧技术、耐火材料选配情况及窑龄等多方面因素综合考虑；

②.在满足小炉安装尺寸的前提下尽量减少小炉中心线间的距离，以便使熔化区的火焰分布更合理。

③.采用较大的澄清区长度，使玻璃液内的气泡在较高的温度下最大限度地逸出，密度更加均匀，以获得更好的玻璃液进入冷却部，一般澄清区比率为40%。

熔化部的池深尺寸：

全窑采用浅池平底结构，熔化部的池深取1200mm。

4.1.2.1池底结构

池底砖结构自下至上依次为：

池底垛砖，池底粘土大砖，锆质捣打层，铺面砖。

池底大砖沿窑纵向每四块砖集中留20mm宽的膨胀缝，膨胀缝上有压缝砖；

池底大砖沿窑横向分散留缝，缝宽为砖宽的5‰左右。

捣打层为池底大砖的找平层，捣打料经高温烧结后与粘土大砖结为一体，铺面砖可在捣打层上滑动。

池底采用“合页窗式”活动保温结构，关闭和打开都很方便，保温块为无石棉硅钙板。

4.1.2.2池壁结构

熔化部池壁砖结构是玻璃熔窑的关键部位，对玻璃熔窑的各项经济技术指标都密切相关。

4.1.2.2.1池壁采用“立砌排砖”形式

熔化部池壁砖的水平方向砖缝特别容易受玻璃液侵蚀和冲刷，影响窑龄。

因此近年来各国新建玻璃熔窑的熔化部池壁砖多采用“立砌排砖”形式。

池壁砖在高度方向上不断开，不分层，为整块倾斜浇铸33#（或36#）电熔AZS大砖，砖厚250mm，这样就无水平方向的砖缝了，砌筑时砖的缩孔在池壁下部朝窑外侧。

4.1.2.2.2熔窑两侧的纵向池壁不留膨胀缝

池壁的竖向砖缝比起水平方向砖缝受玻璃液侵蚀和冲刷要轻一些，但是，如果竖向砖缝较大，还是容易造成池壁侵蚀和冲刷。

所以沿窑纵向两侧的池壁砖之间不留膨胀缝，并且池壁砖之间的接触面必须经过磨光，同时在两侧池壁的端头装有顶紧装置，以便使两侧的池壁砖尽量顶紧（烤窑时要适当松动顶丝）。

砖缝密接并不是为了防止玻璃液流出来，而主要是为了减少玻璃液对池壁砖的侵蚀和冲刷，延长使用时间。

4.1.2.2.3熔窑的横向池壁竖向膨胀缝分散留设

沿熔窑横向的端墙，池壁砖的砖缝受玻璃液侵蚀和冲刷较轻，因此端墙池壁砖的立缝均为分散留设，缝宽为砖宽的（0.7～0.8）%。

4.1.2.2.4池壁保温

熔化部两侧池壁砖顶部高600mm范围内不保温，而且还要吹风，当池壁冲刷到一定程度后，可在此高度范围内从外面贴砖，以延长窑龄。

两侧池壁的中下部进行保温。

4.1.2.3胸墙结构

熔化部两侧胸墙之间内宽比池宽大600mm（每侧300mm），胸墙高度尺寸大约为1600mm，胸墙不设上、下间隙砖。

胸墙的上端向窑内倾斜并且顶面有错台的形式，这样即解决了碹脚梁牛腿的安装位置，又使胸墙与大碹脚砖错台咬合为一体。

这种结构形式的优点在于：

①.当烤窑松拉条时胸墙顶部要跟随碹脚砖一起向窑外侧倾斜，由于钢结构立柱的约束作用和大碹脚砖的咬合，胸墙向窑外倾斜是允许的，不会出现倒塌现象。

而有上间隙砖时，确有时出现胸墙内倾倒塌的情况；

②.胸墙顶部非常严密不漏风不透火，使熔化部上部空间具有良好的气密性，防止硷蒸气冷凝在缝隙内温度较低的地方，造成砖块过早蚀损，并减少砖块蚀损滴落的熔渣对玻璃液的污染。

采用此种胸墙结构的个别熔窑，也出现过胸墙向窑内倾斜、甚至倒塌的情况，这主要是由于大碹脚与胸墙顶之间的酸、碱分隔层出了问题的缘故，国内大多数此种胸墙结构的熔窑没有出现内倾问题，秦皇岛耀华国投线500t/d熔窑1996年3月投产至今仍运行良好，窑龄已达到11年了。

4.1.2.3.1下间隙

挂钩砖与池壁砖顶面之间冷态时留25mm间隙，以适应池壁向上的膨胀，烤窑前此间隙用陶瓷纤维棉封堵，烤窑后用泥密封。

4.1.2.3.2挂钩砖

熔化区挂钩砖厚250mm，带钩头；

小炉口挂钩砖厚150mm，无钩头；

澄清区挂钩砖厚250mm，为优质硅砖。

4.1.2.3.3胸墙砖

熔化区的胸墙砖只分两层，砖块较大，垂直缝带错口；

澄清区胸墙砖为优质硅砖。

为防止两种砖的共融反应，熔化区胸墙与澄清区胸墙分界处用锆英石砖过渡。

熔化区胸墙厚450mm，其中刚玉砖厚300mm，外加轻质粘土保温砖和无石棉硅钙板。

澄清区胸墙厚380mm，无保温。

澄清区胸墙沿窑纵向留三道（约每4m留一道）错口膨胀缝，缝宽40mm。

4.1.2.3.4小炉喷火口碹砖（或为烧嘴唇砖）

小炉喷火口碹砖一般为5块，碹股高150mm，股顶厚大于430mm，喷火口碹砖与胸墙上端一样向窑内倾斜，并取平。

4.1.2.4熔化部大碹结构

熔化部大碹采用52°

中心角，使碹顶尽量压低，利于热量反射给玻璃液。

大碹的碹脚砖为三层箭头砖组合形式，碹脚砖的倾斜面一面与钢碹碴帖合，另一面与大碹砖贴合。

碹脚砖的下面与胸墙砖顶面错台相配咬为一体，碹脚砖的砌筑形式为每四块砖留一道干缝，缝宽4mm，做为膨胀缝。

硅质碹脚砖与刚玉质胸墙砖之间用锆英石泥浆分隔，防止两者共融反应。

大碹砖为优质硅砖，碹厚450mm，约每5～6m分为一节，留梭形膨胀缝，缝宽60～80mm。

大碹为1类砌体，泥缝1mm。

大碹顶用轻质硅砖保温。

4.1.2.5后山墙结构

熔化部后山墙采用承重矮碹支撑垂直墙结构，矮碹股跨比为1/12，中心角为38度,碹厚500mm，碹宽800mm，矮碹的碹砖带子母扣。

后山墙墙厚450mm，与矮碹在熔化部内侧取平，矮碹长出的部分为卡脖碹的一部分，从矮碹的两侧碹脚顶部开始向上在整个山墙高度上留错口膨胀缝，缝宽40mm，以便使承重矮碹碹脚受水平推力集中，保持矮碹安全稳定。

后山墙两侧装有工业电视，可在控制室连续监视窑内火焰情况，同时后山墙两侧还配有观查孔。

4.1.2.6液位池，掏渣孔

在熔化部尾部两侧分别设有液位池和掏渣孔，液位池只是作为测量液位之用，与传统的耳池作用不一样，结构形式也不一样，是个只有600mm深的浅池。

液位池后是掏渣孔（大砖门），此孔也可用做烤窑时插入烤窑喷枪。

4.1.3卡脖

对于浮法玻璃熔窑来说，卡脖尺寸与熔窑规模并不是成比例地变化，一般地说，卡脖的宽度和长度尺寸可4000～5000mm范围内选取，选取时要考虑卡脖处的设备布置情况。

卡脖顶为矮碹结构，中心角40度左右，碹厚350mm，为使熔化部与冷却部空间最大限度地分隔开，以减少熔化部温度、窑压、气份等对冷却部的影响（特别是换向前后更为突出），在卡脖处装有吊挂式分隔挡墙，挡墙底部离池壁顶在冷态时只有20mm间隙，烤窑后基本贴合。

挡墙顶部高出卡脖碹顶约100mm，这样熔化部与冷却部之间只有玻璃夜面与挡墙底部之间大约30～40mm的一条缝，从而实现了良好的分隔，这种分隔挡墙即经济又实用。

在卡脖处装有对插式沉入玻璃液大水管（分隔墙之前）和垂直式玻璃液搅拌器（分隔墙之后），卡脖胸墙要尽量压低，卡脖胸墙高约650mm。

4.1.4冷却部

冷却部池宽为卡脖宽度的二倍，冷却部池壁砖厚200mm，池壁砖一般采用α-β刚玉砖，池底铺面砖采用α-β刚玉砖，砖厚75mm，这些都是为提高玻璃液质量而采用的。

冷却部胸墙高1100mm，胸墙上开有微调风孔和调压孔。

装有冷却风微调和轻柴油加热微调两种微调措施，确保冷却部出口玻璃液温度达到所设定的温度，误差不大于1℃，并保持冷却部窑压稳定，略高于熔化部窑压。

冷却部碹的跨度比池宽大600mm，碹中心角60°

，碹厚350mm，冷却部前山墙结构形式与熔化部后山墙相同，承重矮碹尺寸也一至。

冷却部后山墙为承重平碹支撑垂直墙结构，出口平碹碹砖为β刚玉砖。

5．燃烧系统

玻璃熔窑的燃烧系统包括：

小炉（或烧嘴），蓄热室，烟道和烟囱。

5.1小炉（或烧嘴）

小炉为扁平喇叭口形，小炉碹的水平段和倾斜段交界处不设断开缝，此处的一环小炉碹砖为水平与斜坡组合式。

小炉碹砖大小头尺寸计算方法做了较大改进，使计算出的碹砖大、小头尺寸组合后各处砖缝都均匀紧密合拢，既不上张嘴也不下张嘴。

小炉伸缩缝设在小炉尾部接近蓄热室墙处，伸缩缝尺寸根据小炉长度自身膨胀量和松大碹拉条时引起小炉的平移量综合确定。

本窑取此膨胀缝尺寸为Sp=70mm。

5.2蓄热室

对于重油燃料来说，只需对助燃空气进行预热，即可达到很高的燃烧温度。

为实现节能，新型蓄热室结构与传统蓄热室结构有很大的不同，要对烟气热量进行先高温→后低温的2次热量回收，对助燃空气进行先低温→后高温的2次预热。

新型蓄热室结构为：

在熔窑横向的左右两侧，对称布置二组蓄热室，每组蓄热室在熔窑的横向为二腔道，纵向为六腔道。

位于横向二腔道的主腔道为高温区蓄热室，次腔道为低温区蓄热室，见下面简图：

①熔窑横剖面图：

②蓄热室平剖面图：

5.2.1高温区蓄热室

5.2.1.1高温区蓄热室的腔道尺寸

高温区蓄热室的每个腔道内宽Rb1=3800mm，腔道内长RL1=2638mm，炉条碹以下、以上都有分隔墙，炉条碹以上腔道高RH1=10500mm左右。

5.2.1.2高温区格子体

高温区格子体的工况条件十分恶劣，既要承受高温碱蒸气、烟气和多种固体飞料的侵蚀；

又要承受空气和烟气换向中的冷热冲击；

下部的砖材还要承受上部砖材的重压。

大体可分为以下情况：

①.高温碱蒸气、烟气的气体侵蚀；

②.配合料中的酸、碱性粉尘飞料,燃料中的有害杂质等的固体侵蚀；

③.冷凝区内液体硫酸盐作用下的液体侵蚀；

④.换向引起的温度交替变化中的结构应力、热应力导致砖材产生疲劳破坏；

⑤.氧化、还原气氛中产生的化学反应使砖材的结构,晶相破坏；

⑥.处在下层的砖材承受其上层砖材的重压,产生很大的压应力。

5.2.1.3格子砖类型

高温区蓄热室格子砖：

上、中部筒形砖，下部筒形砖或条形砖；

格孔尺寸d×

d=150mm×

150mm。

格子砖高h=120mm，格子体总高Gh1=8200mm，上部为高纯电熔镁砖DMZ-97，中上部为电熔镁砖DMZ-95，中下部为镁铬砖DMC-12，下部为低气孔粘土砖ZGN-42。

高温区蓄热室格子体见下图（初步方案）：

1#2#3#4#5#6#

DMZ-97

10层

×

120

12层

DMZ-95

35层

DMZ-95

25层

23层

DMC-12

21层

ZGN-42

高170

5.2.1.4高温区蓄热室墙

蓄热室墙是整个蓄热室壳体的一部分，按高度区分为：

上段墙、中段墙、下段墙。

上段墙主要对应格子体顶部区域及其之上的部分，中段墙主要对应格子体中部区域，下段墙对应格子体下部区域和炉条碹顶之下的墙。

按功能区分为：

四周围墙和分隔墙。

四周围墙：

包括内侧墙（靠近熔窑与小炉尾部相连的一侧）、外侧墙（靠近厂房的一侧）和山墙（端墙）。

分隔墙：

包括空气蓄热室和煤气蓄热室各小炉（或烧嘴）之间的隔断墙，还包括空气蓄热室与煤气蓄热室之间的隔断墙，通常叫“风火隔墙”。

炉条碹以上蓄热室墙厚Rt=578mm，其外侧墙与低气孔黏土砖格子体相对应部位留有吹扫孔，以便吹扫格子体。

蓄热室内外侧墙顶部与蓄热室碹脚交界处为脱开形式，冷态时墙能够与碹脚之间留有75mm间隙。

蓄热室碹的钢碹碴用牛腿支撑在蓄热室立柱上，蓄热室内外侧墙在烤窑时要向上膨胀升高，一般可升高50~60mm，这样蓄热室的墙和碹总是分离，不会产生不同种砖的熔融反应。

为保证蓄热室砖墙与钢立柱之间始终紧密贴合，采用不松蓄热室拉条的形式。

其做法是：

支撑蓄热室碹的钢碹碴与立柱之间在水平方向留适当间隙，此间隙由水平顶丝控制，烤窑时通过松顶丝减小此间隙来调节蓄热室碹的膨胀。

蓄热室内外侧墙长度达18m左右，高度15m以上，这样又长又高的墙只是外侧有钢立柱约束，内侧无支撑，再加上墙的内外表面温差很大，很容易向内鼓起变形，导致破坏。

为此，在蓄热室墙的中上段采用了锚拉结构。

锚拉结构为两种形式并用：

一是锚拉钢板，二是锚拉杆。

锚拉钢板用来保持每两根立柱之间墙体的平直；

锚拉杆用来保持每段墙体与钢立柱贴在一起，防止蓄热室墙大面积内倾倒塌。

5.2.1.4.1高温区蓄热室上部墙

蓄热室四周上段墙为：

格子体顶之下1500～2000以上至墙顶，其中的内侧墙、外侧墙的上段墙高约为：

4000～5000，（60～70层）；

山墙的上段墙高约为：

6000～7000，（80～100层）。

蓄热室上段墙要承受高温烟气（1400～1500℃）和助燃空气（1000～1350℃）的高、低温度交替循环冲击，还要承受玻璃原料、燃料、烟气内的化学物质的侵蚀，受冲击和侵蚀最重的是受火焰冲击的靶墙---“目标墙”。

上段墙的砖墙厚度通常为460～700㎜（用2～3个标砖长度），国内一般采用578㎜（用2个半标砖长度），内衬为主体砖材墙厚346㎜（用1个半标砖长度），外侧采用轻质保温砖材，保温砖材要与主体砖材性质配套，并且每隔数层（6层或8层）要进行咬砌，保温砖外还要有30～60㎜厚的保温涂料或无石棉硅钙板。

常用的上段墙的砖材：

优质硅砖，镁铬砖DMC-8，镁铬砖DMC-12，RHI（奥镁公司）推荐新产品代号为“SG”---大颗粒97镁砖，也有用镁砖、烧结AZS或电熔砖材的。

一般是按设计熔窑寿命选配砖材，比如：

5～6年窑龄的可选用优质硅砖，8～10年窑龄的可选用镁铬砖DMC-8或镁铬砖DMC-12，10年以上窑龄的应选用更好的砖材。

也有混合选用的，比如通辽玻璃厂1992年冷修改造400t/d熔窑时，目标墙选用碱性砖（DMC-20），内侧墙和山墙选用优质硅砖，碱性砖与优质硅砖之间要用锆英石砖进行酸碱分隔。

5.2.1.4.2高温区蓄热室中部墙

蓄热室中段墙为：

格子体顶以下1500至5000，内侧墙、外侧墙、山墙的中段墙高约为3000～3500（40～50层）。

蓄热室中段墙处于格子体上半段位置，下行的烟气和上行的助燃空气主要从格子体孔内流通，中段墙受到的高、低温度交替循环冲击和化学物质的侵蚀作用减弱了很多。

中段墙的砖墙厚度与上段墙相同，内衬主体砖材墙厚346或462㎜（用1个半或2个标砖长度），外侧采用与主体砖材性质配套轻质保温砖材，也要每隔数层（6或8层）进行咬砌，保温砖外可不再做保温或只做简单保温。

中段墙的砖材：

低气孔粘土砖ZGN-42，高铝砖等。

5.2.1.4.3高温区蓄热室下部墙

蓄热室下段墙为：

格子体顶以下5000至蓄热室地面，内侧墙、外侧墙、山墙的下段墙高约6000～7000（约90～100层）。

蓄热室下段墙处于格子体下半段位置，下行的烟气和上行的助燃空气温度更低了，侵蚀作用更弱了。

下段墙的砖材：

一般采用普通一级粘土砖N-1。

5.2.1