1、確定玻璃池窯余熱回收設(shè)備的種類玻璃池窯余熱回收的意義玻璃池窯是玻璃工廠能耗最大的熱工設(shè)備。其能耗玻璃廠總能耗的80%以上。達(dá)從玻璃池窯出來(lái)的廢氣溫度高達(dá)13001500，從而帶走大量熱量。合理地利用這部分余熱對(duì)于玻璃池窯的熱利用率有著重大意義。玻璃池窯余熱回收的主要裝置在玻璃廠，預(yù)熱空氣、煤氣的主要設(shè)備是換熱器和蓄熱室。換熱器只能預(yù)熱空氣；而蓄熱室既可以預(yù)熱空氣，也可以預(yù)熱煤氣。由于換熱器的換熱效率不及蓄熱室（尤其對(duì)于大型玻璃池窯），所以，蓄熱室在玻璃廠比換熱器得到了更廣泛的應(yīng)用。蓄熱室蓄熱室是一種熱回收裝置。玻璃熔窯之所以必須要有蓄熱室，不僅僅是為了節(jié)能，更是為了提供熔制高質(zhì)量的玻璃液所要求

2、的高溫。為了使燃燒火焰有足夠高的溫度，空氣、煤氣必須預(yù)熱，即使是對(duì)于使用高熱值燃料重油和天然氣為熱源的熔窯，如空氣不預(yù)熱，也很難達(dá)到所要求的溫度。蓄熱室余熱回收原理當(dāng)高溫廢氣通過(guò)蓄熱室內(nèi)的格子體時(shí)，廢氣以對(duì)流與輻射的方式把熱量傳給格子體，使得格子體受熱升溫，積蓄熱量，而廢氣向格子體傳熱后其本身的溫度降低；而當(dāng)空氣通過(guò)蓄熱室內(nèi)的格子體時(shí)，格子體就把所積蓄的熱量以對(duì)流的方式再傳給空氣，使得空氣受熱升溫，格子體散熱降溫，這樣就實(shí)現(xiàn)了空氣通過(guò)格子體獲得廢氣余熱目的。蓄熱室內(nèi)的傳熱方式包括：煙氣對(duì)格子磚的輻射和對(duì)流換熱。格子磚內(nèi)部的傳導(dǎo)傳熱格子磚向空氣或煤氣的對(duì)流及輻射換熱。蓄熱室的形式1）根據(jù)氣流方向

3、的不同，有立式與臥式之分，兩者比較：立式蓄熱室內(nèi)氣流阻力小，可用于自然通風(fēng)的熔窯，氣流分市也較均勻，且格子磚熱修方便，所以采用的比較普遍。臥式蓄熱室氣體分層現(xiàn)象較嚴(yán)重，阻力也較大，需要機(jī)械通風(fēng)。連通式與分隔式煙道分隔式又稱半分隔式結(jié)構(gòu)特征：蓄熱室相通，支煙道和總煙分隔；支煙道上閘板調(diào)節(jié)各蓄熱室的排煙量和空氣供給量廢氣和空氣分別換向。性能特點(diǎn)：增大了換熱面積；氣流分布均勻；空氣預(yù)熱溫度提高；熱回收率提高。使用特點(diǎn)：煙道分隔式蓄熱室的應(yīng)用正在逐步推廣。也稱超級(jí)煙道。單通道與多通道多通道即將原單一通道分割成數(shù)段。一般用雙通道與三通道。常以雙通道居多。可在不增加廠房高度下擴(kuò)大換熱面積。蓄熱室的利用率和

4、熱回收率有所提高，還改善了熱修條件，蓄熱室的整體壽命也稍有延長(zhǎng)。但相應(yīng)的氣流阻力會(huì)增大、煙囪要加高。較合適的是雙通道蓄熱室。蓄熱室與小爐部位的連接方式垂直通道式、直后墻、斜后墻、流線型后墻、箱式蓄熱室換熱器凡能將熱能有效地從高溫載熱流體通過(guò)器壁傳向低溫受熱流體的設(shè)備，都稱之為換熱器。換熱器的工作原理?yè)Q熱器內(nèi)煙氣通過(guò)器壁對(duì)空氣的熱交換過(guò)程屬于綜合傳熱。其中，空氣側(cè)器壁向空氣的傳熱幾乎完全以對(duì)流方式進(jìn)行，空氣內(nèi)的少量水蒸氣的輻射和吸收能力極小，而對(duì)流換熱系數(shù)主要隨空氣的流速和密度的增加而迅速增大，與溫度關(guān)系較小。在煙氣側(cè)，煙氣與器壁的傳熱過(guò)程中，輻射作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)流作用，其輻射傳熱系數(shù)隨煙氣溫度、

5、成分、氣層厚度而變化。換熱器的類型按氣流流動(dòng)方向分為：順流式、逆流式、錯(cuò)流式、復(fù)合形式。按材料不同分類分為：陶制換熱器、金屬換熱器兩種。常用的陶質(zhì)換熱器：由粘土質(zhì)（少數(shù)用鋯剛玉質(zhì)或碳化硅質(zhì)）耐火材料砌成。筒形磚立式換熱器、筒形磚臥式換熱器和用標(biāo)形磚砌的風(fēng)火道形式的換熱器等，例如坩堝方爐的換熱器。常用的金屬換熱器：根據(jù)使用溫度不同，用各種耐熱鑄鐵或合金鋼材料制成，其結(jié)構(gòu)型式以及連接方式較多。如：輻射式金屬換熱器、流式金屬換熱器、同心空氣管式換熱器幾種換熱器的特點(diǎn)及適用范圍順逆流換熱器：逆流式的空氣預(yù)熱溫度最高，而順流式的器壁溫度最低。因此，從傳熱觀點(diǎn)看，換熱器以逆流形式為好，但對(duì)于要求器壁溫度不

6、能過(guò)高的某些金屬換熱器來(lái)說(shuō)，則有時(shí)采用順流式，或者也可采用順流逆流聯(lián)合形式。金屬換熱器：優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)大；氣密性好；能獲得較高的空氣出口壓強(qiáng)；結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械強(qiáng)度高等。缺點(diǎn)：材料耐高溫耐侵蝕性能較差，因而限制了它的使用溫度和壽命（目前使用的一般空氣預(yù)熱溫度700以下。陶質(zhì)換熱器：優(yōu)點(diǎn)：可用于較高溫度（空氣預(yù)熱溫度9001100），缺點(diǎn)：氣密性差（漏風(fēng)量甚至達(dá)煙氣量的2030）如綜合傳熱系數(shù)、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)緊湊等方面也都不如前者。玻璃熔窯上使用換熱器（陶質(zhì)）：優(yōu)點(diǎn)：空氣預(yù)熱溫度穩(wěn)定；不需換向設(shè)備，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；造價(jià)較低；操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：空氣預(yù)熱溫度較低；由于氣密性問(wèn)題，一般不用于預(yù)熱煤氣。目前

7、在大中型玻璃窯上很少采用換熱器。而小型熔窯上則能顯示出它的優(yōu)越對(duì)比蓄熱室和換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)，在本任務(wù)中選連通式蓄熱室。確定蓄熱室的結(jié)構(gòu)尺寸與材質(zhì)蓄熱室的結(jié)構(gòu)和尺寸蓄熱室的尺寸取決于預(yù)熱空氣（煤氣）的流量和要求的預(yù)熱溫度，一般與熔化面積成正比。確定蓄熱室的尺寸，實(shí)際上就是確定蓄熱室格子體的尺寸。用擴(kuò)大指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法計(jì)算格子體的尺寸，首先要確定格子體的受熱面積和格子體的體積。格子體的受熱面積取決于預(yù)熱空氣的（煤氣）的流量和要求的預(yù)熱溫度。采用擴(kuò)大指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法時(shí)，這兩個(gè)參數(shù)可用熔化面積來(lái)代替，則格子體的受熱面積F蓄與熔化部面積F熔成正比，即：F蓄=KaF熔對(duì)于燒發(fā)生爐煤氣的熔窯：Ka=2030m

8、2/m2，對(duì)于燒高熱值燃料的熔窯ka=1525m2/m2在這里Ka=20m2m2F蓄=KaF熔=20×347.8=6956 m2求得格子體的受熱面積之后，根據(jù)所采用的的格子體的結(jié)構(gòu)形式和磚形尺寸及其基本特征，可計(jì)算出單位格子體體積所具有的受熱面積。=65，a=75，b=150，h=150f=2+a+b(a+)(b+)+(a+b)h(a+)(b+)=2×65+75+150(75+65)×(150+65)+65×(75+150)150×(75+65)×(150+65)=0.015 m2有計(jì)算得到單位格子體所具有的受熱面積f，就可以按下式計(jì)

9、算格子體的體積V蓄，即：V蓄=F蓄fV蓄=F蓄f=69560.015=463733 m3由式計(jì)算得到蓄熱窯格子體的體積，即可根據(jù)蓄熱室結(jié)構(gòu)分別計(jì)算確定格子體的尺寸。本次任務(wù)中燃料為天然氣，所以只需要預(yù)熱空氣。L=d1+(n-1)d2+d3d11#小爐中心線到蓄熱室前端墻內(nèi)側(cè)的距離，一般d1=1.21.6m,或d1=d2 /2；n小爐的對(duì)數(shù)；d2小爐中心線距；d3末對(duì)小路中心線到蓄熱室后端墻內(nèi)側(cè)的距離，一般d3=d1小爐對(duì)數(shù)取8對(duì)，d2=3.7，d1=1.2L=d1+n-1d2+d3=1.2+8-1×3.7+1.2=28.3 m蓄熱室格子體的高度H、寬度B和長(zhǎng)度L之間存在所謂“構(gòu)筑系數(shù)

10、”的關(guān)系，即=HBL構(gòu)筑系數(shù)是衡量格子體結(jié)構(gòu)是否合理、氣流分布能否均勻的一個(gè)指標(biāo)，一般為0.61.0。取HBL=0.8，因?yàn)閂蓄=LBH，LB=V蓄H，得LB=H30.64，則有：V蓄=H30.64，H=3V蓄×0.64=3463733×0.64= mV蓄=LBH，B=V蓄LH=463733544.78×28.3=30 m蓄熱室的材質(zhì)在砌筑帶有 U 形火焰流向的玻璃熔窯的蓄熱 室及煙道時(shí)， 其材料消耗量約占窯的材料總消耗 量的 50%左右。 在這些材料中可區(qū)分為耐火材料、 隔熱材料及格子磚。熱內(nèi)襯和冷內(nèi)襯。 對(duì)于蓄熱室的熱內(nèi)襯來(lái)說(shuō)， 選擇耐火材料的方法有所不同，

11、通常采用 MgO 含 量不同的 （從高至低為 97%至 92%） 鎂質(zhì)耐火材 料來(lái)砌筑。 因此， 要嚴(yán)格遵循下列程序： 對(duì)于堿 性介質(zhì)， 采用堿性耐火材料。 這是設(shè)計(jì)蓄熱室砌 體結(jié)構(gòu)的常規(guī)方法。在蓄熱室壁中需要采用鎂磚， 因?yàn)樗鼘?duì)窯內(nèi) 配料中的固體粉狀組分 （由窯的熔煉部攜出的物 質(zhì)） 及堿性氣體介質(zhì) （燃料的燃燒產(chǎn)物及窯配料 的燒損） 的侵蝕作用有抵抗能力。 因此， 蓄熱室 高溫部位的熱內(nèi)襯應(yīng)當(dāng)采用此種耐火材料砌筑。 通常， 為了砌筑蓄熱室上部壁， 采用 MgO 含量 97%的鎂磚， 并過(guò)渡到采用 MgO 含量 95%的鎂 磚。 蓄熱室壁其余部分的熱內(nèi)襯則選用高鋁磚和 粘土磚砌筑， 用以取代

12、鎂磚。 取代鎂磚的主要原 因是： 鎂磚熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)高、 與硅酸鋁質(zhì) 隔熱材料不能同時(shí)并用， 以及成本較高。 還應(yīng)指 出：在蓄熱室的中部和下部， 含粉塵的可燃介質(zhì) 對(duì)砌體的侵蝕作用小。 對(duì)于蓄熱室頂?shù)钠鲶w而言， 完全可以采用玻 璃熔窯用硅磚來(lái)取代鎂磚。 根據(jù)熔煉時(shí)硅磚頂?shù)?性狀、 開(kāi)發(fā)的有效隔熱層工藝、 較低的操作溫度 和在蓄熱室上部空間沒(méi)有循環(huán)氣流等因素， 可以 認(rèn)為在蓄熱室的此類結(jié)構(gòu)砌體中采用硅質(zhì)耐火材 料是合理的。 當(dāng)然在硅磚砌體和鎂磚砌體之間應(yīng) 當(dāng)采用中性火泥層隔開(kāi)。 除了鎂質(zhì)耐 火材料之外， 在該結(jié)構(gòu)中還采用了硅磚、 高鋁磚、 硅酸鋁磚和陶瓷磚， 以及俄羅斯生產(chǎn)的隔熱材料。 減少

13、進(jìn)口鎂質(zhì)耐火材料的使用量不僅 能顯著地降低蓄熱室的砌筑成本， 而且還能顯著地縮小砌體的熱膨脹率， 從而可以改變蓄熱室整 個(gè)結(jié)構(gòu)的垂直尺寸。首先應(yīng)當(dāng)注意到的是： 采用鎂磚時(shí)要求熱內(nèi)襯和冷內(nèi)襯之間的砌體采用 昂貴的高鋁磚。 在這種情況下， 盡管隔熱層已經(jīng) 相當(dāng)厚， 但室壁的某些部位外部溫度高及向周圍介質(zhì)散失的單位熱量高。 在橫斷面 1-1 和 2-2 內(nèi) 砌體的內(nèi)部溫度相同 （1431）， 硅磚頂?shù)耐獗砻?溫度及通過(guò)它的熱流分別比采用MgO 97%的鎂磚 時(shí)低 25%和 3%。 橫斷面 4-4 和 5-5 內(nèi)的溫度分 布說(shuō)明不僅可以采用高鋁磚和粘土磚取代鎂磚， 而且采用廉價(jià)的建筑陶瓷磚砌筑室壁的冷

14、內(nèi)襯也 是合理的。 對(duì)蓄熱室內(nèi)的耐火磚和隔熱磚實(shí)施合理砌筑 可以顯著地降低其造價(jià)。 此時(shí)還保持了它長(zhǎng)期生 產(chǎn)操作所需要的全部條件。 采用熱膨脹率低的耐 火材料取代一部分鎂磚時(shí)， 仍可保證在玻璃熔窯 中進(jìn)行熔煉時(shí)砌體的物理性能。 蓄熱室的磚格子。 對(duì)磚格子用耐火材料質(zhì)量 的要求是： 一方面是熱物理性能； 另一方面是對(duì)含塵可燃介質(zhì)侵蝕作用的抵抗性。 材料的熱導(dǎo)率 及熱容量影響煙氣向磚砌體 （排煙階段） 的總傳 熱率的值和從磚向被加熱空氣 （空氣階段） 的總 傳熱率的值。 磚格子的使用壽命在諸多方面取決 于窯役的持續(xù)時(shí)間。 這與下列因素有關(guān)： 對(duì)正在 生產(chǎn)的窯 （例如具有 U 形火焰流向的窯） 中更換 磚格子幾乎是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 清理磚格子 （機(jī)械法、 熱法） 會(huì)影響其生產(chǎn)效率。 當(dāng)前對(duì)砌筑磚格子砌體用材料質(zhì)量方面的要 求已確定。 其基礎(chǔ)是： 根據(jù)可燃介質(zhì)狀態(tài)變化及 與磚格子材料發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)來(lái)以不同方法看待 耐火材料的化學(xué)成分和磚格子砌體用材料的質(zhì)量。對(duì)磚格子的結(jié)構(gòu)要求， 如加熱面較大的部位， 在罐式磚格子的砌體中得以實(shí)現(xiàn)。 在俄羅斯及國(guó) 外的生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛地采用此種類型的磚格子， 在當(dāng)前它是玻璃熔窯的基本組成部分。 在蓄熱室