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1、玻璃熔窑蓄热室格子体设计全国性建材科技期刊——《玻璃》2007年第2期总第191期玻璃熔窑蓄热室格子体设计唐福恒赵世博盛利军(秦皇岛玻璃工业研究设计院秦皇岛市066000)摘要介绍了最常用的几种格子砖使用情况,指出国内一些熔窑格子体存在的问题,提出了以熔窑所需的单位助燃空气量(Nm./s)来计算格子体体积的方法.并对采用不同类型的格子砖进行了实例计算.文章还针对格子体的工况条件,提出了比较适合我国国情的格子体材料选配方案.关键词玻璃熔窑蓄热室格子体中图分类号:TQ171文献标识码:A文章编号:1003—1987(2007)02—0027—06对于以普通空气中所含的氧气为助燃剂
2、的玻璃熔窑来说,蓄热室装置是玻璃熔窑的重要组成内容,而格子体又是蓄热室装置的最重要组成部分.所以长期以来人们一直在不断地对玻璃熔窑的格子体进行着改进和提高,从结构形式到材料品种都在不断地创新.1常用的蓄热室格子砖类型在采用蓄热室装置的玻璃熔窑上,国内外采用的比较多的格子砖主要有三种类型:条型砖,筒型砖,十字型砖.(1)条型砖无论是早期钢铁行业的平炉上还是玻璃行业的熔窑上,以条型砖做格子体的应用时间最早,最长.条型砖的优点是:形状简单,容易压制成型,成品率高,价格较低,砌筑容易,可在熔窑运行中进行热修.,条型砖的缺点是:砖的厚度较大,一般条型格子砖厚度为64mm,65mm,'7
3、5mm,在常用的20min换向时间内只有砖表层大约20mm厚度参与换热,砖芯的厚度白白浪费掉了,使得整个格子体的用砖重量增大了许多;条型砖的单位体积换热面积比较小.我国的玻璃熔窑上一直延续到2000年基本上都是使用了条型砖.(2)筒型砖筒型砖是德国第第尔公司(DIDIER)开发研制出来的,筒型砖的优点是:砖的壁厚较薄,一般为30mm,38mm,40mm,可在常用的15～20min换向时间内全部厚度参与换热;筒型砖格子体的单位体积换热面积比较大;采用筒型砖的蓄热室内宽尺寸比较小,砌筑方便,砌筑后的稳定性较好.筒型砖的缺点是:形状较复杂,需要大型压制成型设备,价格比条型砖高,筒型
4、砖格子体在熔窑运行中热修困难.在我国的大型玻璃熔窑上,从2000年开始逐步使用了碱性筒型砖,从使用近6年来的情况看,效果比较好,比条型砖具有一定的优越性.(3)十字型砖目前的十字型格子砖有两种生产方法,电熔法和烧结法.电熔十字型的格子砖是法国西普公司(SEPR)开发研制出来的,日本旭削子(ASAHI)公司开发研制出来了烧结的十字型格子砖.电熔十字型格子砖的优点是:能长期经受玻璃熔窑内高温火焰,各种粉尘,碱性气氛等的冲击和侵蚀,可在15年以上窑龄的玻璃熔窑中使用.电熔十字型格子砖价格比其它类型格子砖都高许多,在我国仅有极少数玻璃熔窑上使用过.由于全窑耐火材料的配套性不足而导致窑
5、龄也不是太长,只有5～6年,还没有体现出这种格子砖的优点.在国外的玻璃熔27全国性建材科技期刊——《玻璃》2007年第2期总第191期窑上电熔十字型格子砖用的要多一些,窑龄一般都在l0年以上,有的达到l5年以上.对于玻璃熔窑蓄热室的格子体来说,从结构尺寸的确定,耐火材料的选用,占全窑投资比例等几方面来看,不同的设计可以有很大的差异.要设计出换热效率高,运行寿命长,造价比较低,适合中国国情的蓄热室格子体结构,需要不断地总结经验.本文根据近年来国内多座熔窑的实践经验总结,就格子体体积的确定,格子体耐火材料的选用进行探讨.2确定格子体高度和体积2.1格子体对助燃空气预热温度的影响蓄
6、热室的格子体对助燃空气预热温度的影响主要是两个方面:其一是格子体的高度,其二是格子体的体积.(1)格子体的高度在助燃空气吸热升温的半周期内,助燃空气从格子体底部向上穿过格子孔的过程中,格子砖不断地将热量传给助燃空气使其受热升温,格子体越高助燃空气吸热越多,升温也越高.反过来,在烟气放热降温的半周期内,窑内烟气从格子体顶部向下穿过格子孔的过程中,格子砖不断地吸收烟气的热量,格子体越高吸收烟气热量越多,烟气降温也越大.如果不考虑其它条件限制的话,应当是格子体越高越好.但事实上是存在许多限制条件的,比如随着格子体的加高,建设熔窑的投资就要加大,这就需要综合考虑热量回收与投资的关系.
7、针对大型浮法玻璃熔窑的运行情况,统筹考虑的结果是格子体的高度采用8～9m是比较合适的.(2)格子体的体积格子体的体积对助燃空气预热温度的影响,主要体现在整个格子体的"蓄热能力"和格子体顶部能够达到的"最高温度"这样两个变量.对每个确定的玻璃熔窑来说,合适的格子体高度确定之后其体积大小应当有一个最佳值,偏大或偏小都会对助28燃空气预热温度产生不利的影响.只有达到(或接近)这个最佳值时,才能既保证整个格子体的蓄热能力大,又保证格子体顶部温度高,从而使助燃空气预热温度达到最高.2.2一些熔窑的格子体问题从国内
