1.设计题目 2.设计依据
课程设计任务书 3.相关政策、法规
《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》； 《中华人民共和国环境噪声防治法》； 《中华人民共和国环境影响评价法》；
《工业炉窑大气污染物排放标准》GB9078-1996 《玻璃工业污染物排放标准-容器玻璃》； 《建筑陶瓷厂节能设计规范》GB50543-2009 《平板玻璃厂节能设计规范》GB50527-2009
《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB 50211-2004 《玻璃窑炉节能监测》GB/T 25328—2010
《 工业炉窑保温技术通则》GB/T 16618-1996 《玻璃窑用硅砖》 YB／T 147—2007 玻璃池窑热平衡测定与计算方法 玻璃窑用大型粘土质砖 玻璃窑用镁砖
玻璃窑用低气孔粘土砖
玻璃窑用熔铸锆刚玉耐火制品 玻璃窑用烧结AZS
4.物料平衡计算
要求计算过程精确到小数点后2位，计算结果列表 主要内容： （1） 配料计算 （2） 去气产物计算
5.热平衡计算
（1）燃料燃烧计算， 根据燃油的成分计算理论空气消耗量、烟气量 （2） 生成硅酸盐热耗 （3） 玻璃形成过程热平衡
（4） 燃料消耗量计算（经验计算）
6.窑炉结构设计
6.1玻璃池窑的设计内容 （1）确立池窑出料量
即每天应熔化的玻璃重量(t/d)
（2）选择窑型 ，火焰流动形成，玻璃液和火焰分隔方式，余热回收分式等。 （3）确定熔化工艺制度
确定玻璃液最高温度，窑墙的最高温度，成型温度。 （4）确定熔化率（K）：
（5）确定热耗(kcal/kg玻璃液) （6）确定池窑各主要尺寸 a.熔化池面积
F熔=产量/熔化率
b.确立熔化池长宽比 即：L：B 从而确定熔化池长度和宽度
c.工作池的尺寸 确定工作池面积与熔池面积的比值，而后算出工作池的面积和形状。 d.池深 根据经验确定
e.火焰空间尺寸 包括火焰空间的宽度，胸墙的高度，大碹的喧高 f.加料口尺寸 包括加料口数量、位置、形状宽度和高度 g.流液洞尺寸 包括流液洞形式，位置，长度，宽度和高度 (7)燃料的燃烧计算及耗热量计算
a.燃烧计算 计算理论及实际空气量及烟气生成量 b.根据经验公式计算池窑燃料消耗量 (8)设计小炉尺寸
a.计算小炉喷出气体量 确定喷出速度和温度 b.计算小炉喷火口面积，确定形状和尺寸 c.确定小炉上倾角和下倾角 d.确定小炉水平通道的截面尺寸 e.决定小炉间距
f.确定燃烧装置的位置 (9)蓄热室的设计
a.确定预热温度，格子砖材料和蓄热面积。
b.选择格子砖排列方式，确定格子孔尺寸，计算格子砖体积及蓄热室的长度，宽度和高度。 c.确定蓄热室上部和下部烟道尺寸 （10）工却部设计
a.确定工作部面积及尺寸 b.确定工作部火焰空间尺寸。 （11）出料口设计
确定出料口的尺寸及个数 （12）烟道尺寸
烟通尺寸包括：总烟道、交换烟道、支烟道的尺寸及结构形式。 （13）烟囟的设计 烟囟的高度和直径
（14）选择各部耐火材料及保温材料
6.2.窑型选择
6.2.1窑的分类
1、按熔化池大小分 大、中、小型池窑 2、按火焰走向不同 分为：横火焰 马蹄焰和纵火焰池炉 3、按照回收装置分 蓄热式 换热式
4、按分隔装置分： 熔化池和工作池火焰空间全分隔的双室池窑和半分隔的单室池窑，还可按玻璃液分隔装置的不同，分为流液洞池窑或无流洞池窑。
6.2.2马蹄焰池窑的特点： 1、蓄热式池窑
蓄热式池窑的热回收装置为蓄热窑，目前应用最广泛的一种池窑 优点：结构简单、坚固、具有很好的气密性，热率高，热损失小，可回收总热量的40-60% ，空气预热温度可高达1300℃，
缺点：15-30min换向一次引起熔化温度周期性变化，造成液流混乱，影响玻璃质量。蓄热式池窑又可分为马蹄形火焰和横火焰两种不同的火焰走向。 马蹄焰池窑主要优点有下列二条： （1）热利用率高
U型火焰，长度可达熔化池长度的1.3-1.5倍，因而火焰能充分扩散，火焰传热路程长，同时窑体表面积小，散热损失少，先进的大型马蹄窑比相同规模的横焰窑热耗低15-20%。
2
（2）结构简单，造价低，一对小炉，横火焰窑三对以上，最大马蹄焰窑90m 马蹄焰窑炉的特点 马蹄焰窑炉的结构 马蹄焰窑炉的特征 马蹄焰窑炉的优点 马蹄焰窑炉存在的问题 马蹄焰窑炉所适用的玻璃品种
80t/d以下用马蹄焰池窑 ＞80t/d 用横火焰 ＜10t/d 用换热式。 6.2.4.熔化率的确定： 熔化率的影响因素
①与种类及产品质量有关 （颜色）
②配合料 组成 、 粒度、 碎玻璃比例、混合料均匀度等 ③温度
④窑型及池窑规模
⑤燃料 重油火焰辐射能力强：其熔比率比发生炉煤气高。 6.2.5确定热耗(kJ/kg玻璃液) 6.2.6确定池窑各主要尺寸 （1）熔化池面积
F熔=产量/熔化率
（2）确立熔化池长宽比 即：L：B 从而确定熔化池长度和宽度
2
有工作部时，熔化面积＜15 长度宽比1.5～1.6 15～25m 长宽比1.5～1.7 25～40 长宽比1.5～1.6
（3）池深：窑池不保温时，池深可按下列公式：h=0.4+0.5lgv
v-熔化池容积，
陶瓷熔块池窑600～1000mm
（4）火焰空间尺寸 包括火焰空间的宽度，胸墙的高度，大碹的喧高
确定马蹄焰窑池的宽度时，要考虑火焰的扩展范围，它取决于小炉宽度，中墙宽度(即小炉之间的边距)和小炉与胸墙的间距，中墙宽度要保证中墙的使用寿命和火焰的流动，中墙不能过窄，否则会加快烧损，容易使火焰过早转弯（甚至形成短路），一般要求不少于0.5m，小炉与胸墙的间距大于0.3免胸墙过快烧损，一般马蹄焰窑池的宽度2～7m，常用是3～5m。 火焰空间：胸墙一般比池壁外移100~150mm ，长度与窑池相等，宽度比窑池大 200～300mm
火焰空间的高度由胸墙高度与窑碹碹股的高度合成。一般可用窑碹开高（碹股f/跨b）
来反映碹的高低和特性。
A≥300mm b≥500mm c≥300mm
cab对于烧油池窑，尤其是喷嘴放在小炉下面时，燃料其本在烧空间燃烧，可以用火焰空间容积热强度的指标来确定和复核火焰空间的大小，火焰空间容积热强度是指在单位火焰空间容积
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时内燃料燃烧所发出的热量。其重油流液洞窑90 ～120×10kcal/m.h
同时考虑小炉、热负荷。
11 或选60度中心角。 火焰空间高度/池深：1.05～1.25 ～7.58.5窑碹厚度：大型窑350，中小型300
（5）加料口尺寸 包括加料口数量、位置、形状宽度和高度
侧面投料池，一台投料机，池宽稍大于投料机宽，加料道池总长约1000～1500mm，为了使加料池内玻璃温度高些，可把加料池砌的比窑池浅些，浅200～300mm，并对池底保温，一般加料池离前端池墙400～500mm，大窑600m，加料口高100～150mm。 （6）流液洞尺寸 包括流液洞形式，位置，长度，宽度和高度
玻璃液分隔装置设计
流液洞结构过桥，是熔化部和冷却部洞位于窑底上面的一个涵洞。熔化好的玻璃液通过洞进入冷却部，由于流液洞的截面积小，处于窑池的深层，大大降低玻璃液的温度（降80-90℃）可减少玻璃液的循环对流。
我国小型池窑洞宽300～500mm，大型窑600，洞宽与池窑比值1/8～1/10，洞高200～400，大型500 洞池深1/2～1/3，洞宽/洞高=1.2～1.6， 洞长600~900mm 冷却300×300 中小型窑400×300 6.2.7燃料的燃烧计算及耗热量计算
（1）燃烧计算 计算理论及实际空气量及烟气生成量 （2）根据经验公式计算池窑燃料消耗量 6.2.8设计小炉尺寸 作用：小炉是玻璃池窑的燃烧设备，承担组织火焰的任务，并且连接熔化池和热回收装置，在蓄热池窑中小炉还是排出废气的通道
（1）计算小炉喷出气体量 确定喷出速度和温度 （2）计算小炉喷火口面积，确定形状和尺寸 （3）确定小炉上倾角和下倾角 （4）确定小炉水平通道的截面尺寸
窑碹开高
（5）决定小炉间距
（6）确定燃烧装置的位置 小炉设计
1、小炉尺寸的设计
根据火焰喷出速度及小炉热负荷来确定，喷火口面积。根据火焰覆盖面积及厚度要求确定喷火口高宽比，根据发生炉煤气、空气的流速及流量确定水平通道的尺寸。 ①喷火口截面积设计 喷火口速度
蓄热式马蹄焰窑 Wp=1.6l+6 m/s 9-16m/s l-熔化池长度 m
横焰窑 Wp=1.5b+6 m/s 6-15m/s b-熔化池宽度 m
燃油小炉需作热强度校核，以免耐火材料过热而损坏，热强度即单位喷火口面积耗热量。
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蓄热式马蹄窑：600-700×10kcal/m.h 喷火口面积与熔化池面积之比：
2
面积：＜40m 2.5～3.0%
2
＞40m 2.0～2.5% 宽度与高度比
燃油 2-2.5 发生炉煤气1.5-2.0 横火焰：2.5-3.0 2.0-2.5 小型低值 大型窑高值
一般碹高为宽度的1/8—1/10
用上述经验数据计算喷火口高度和宽度后还应考虑下列二个方面问题，才能最后确定： 1、火焰覆盖面积系数
马蹄烟窑 ：一只喷火口宽度/熔化池宽度=25—30% 横火焰窑：一只喷火口宽度总和/熔化池面积=35—45% 喷火口离胸墙：至少300mm
2、在马蹄焰池窑中要使二小炉有一定的间距，（500mm）以防火焰提前转回而短路 3、燃油小炉经验设计数据 蓄热式马蹄焰池窑：
空气出口速度 9-11m/s (1000～1100 ℃) 回火速度 13-15m/s (1300～1400 ℃) 小炉碹的下倾角25 °左右，使助燃空气出炉口后迅速与油雾混合，并正好扫过玻璃液面 4、小炉水平通道 F=L（273+t）/237w
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F-截面积 L-流量 m/ s
w-流速 m/s t-预热温度 水平通道长度 1.7～2.4m 截面尺寸：宽度与喷出口相同 6.2.9蓄热室的设计
（1）确定预热温度，格子砖材料和蓄热面积。
（2）选择格子砖排列方式，确定格子孔尺寸，计算格子砖体积及蓄热室的长度，宽度和高度。
（3）确定蓄热室上部和下部烟道尺寸
