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玻璃熔窑格子体的设计思路及设计步骤
2019-12-11 09:44作者: 来源:玻璃熔窑 1116
格子体设计的思路
 
①格子体设计是玻璃熔窑设计的重要内容之一。在格子体设计中,虽然设定助燃空气预热温度很容易,但在熔窑建成后的运行中能否达到设定的助燃空气预热温度却是很难说的。在其它条件都具备的情况下,助燃空气预热温度取决于蓄热室格子体实际具有的换热能力:格子体要有足够的储热能力,要有适宜的换热面积,还要有其自身结构所决定的、固有的总传热系数。
 
②若格子体换热面积不足,肯定达不到设想的助燃空气预热温度,但也不是格子体的换热面积越大越好。即使换热面积合适,若格子体的体型结构不合理,比如格子体的平面尺寸很大,而高度不足,属于矮胖形状,就会出现烟气、助燃空气在格子孔内的流量分配不均匀。甚至出现部分烟气与空气流经格子体的路径不同,必然会出现烟气热量不能按要求传递给助燃空气,从而达不到设定的助燃空气预热温度。
 
③蓄热室的纵向尺寸要服从小炉的分布尺寸,以便与每个小炉相对应连接,由于对应1小#炉部位的格子孔容易出现粉尘堵塞问题,需要将蓄热室向窑头方向适当延长,以便增加一定数量的储备格子孔。蓄热室内长尺寸通常比熔窑的熔化区长度短约1m,蓄热室内宽尺寸要根据熔化部池宽和格子砖类型确定,对筒形砖可按熔化部池宽的35%~40%选取;对条形砖按40%~45%选取。
 
④烟气在格子体内放热过程中对格子砖的传热包括对流传热和辐射传热,是这两种传热之和;而助燃空气在格子体内吸热过程中,格子砖对助燃空气只考虑对流传热,空气的辐射传热极小,可以忽略不计。
 
⑤在格子体换热面积计算中,烟气与助燃空气之间的温差也是变量之一,由于蓄热室格子体内的烟气与助燃空气的温度均以非线性规律变化,本计算法采用对数平均温差计算,比较符合格子体实际传热情况。
 
⑥在蓄热室腔道内布置格子体,经常会出现格子体与腔道壁之间的纵向间隙尺寸过大或过小,这就需要对蓄热室腔道尺寸结合格子体的孔数、分隔墙位置、炉条碹跨度等进行细微调整,使纵向间隙尺寸保持在30~40mm。
 
⑦设计优良的格子体是投资少、寿命长、能够使助燃空气预热温度尽量得到提高。

格子体设计的步骤
 
蓄热室设计的重点是格子体设计,采用“简化公式”设计玻璃熔窑蓄热室的格子体是比较准确、比较先进的方法,设计中可分为三个步骤:
 
第一步,基础性数据计算:①计算熔窑运行中单位时间需要的助燃空气量和产生的烟气量;②对蓄热室进行热平衡计算,确定助燃空气预热温度和排出的废气温度,这两个温度是互相锁定的;③选定格子砖类型、规格和排列方式;④选定蓄热室腔道类型:全连通、组合连通、全分隔中的一种;⑤确定蓄热室腔道平面的纵向和横向尺寸;⑥计算熔窑单侧蓄热室格子体内气体流通总面积;⑦计算助燃空气、烟气流速。
 
第二步,格子体换热系数计算:①计算格子体上端的换热系数,包括格子体上端喷出的助燃空气换热系数和进入的烟气换热系数,并依据上端格子砖的壁厚、容重、导热系数、比热容、换向时间等参数,求出上端格子体的综合换热系数;②计算格子体下端的换热系数,包括格子体下端进入的冷空气换热系数和排出的烟气换热系数,并依据下端格子砖的参数及换向时间,求出格子体下端的综合换热系数;③最后根据格子体上下端的综合传热系数,平均计算出熔窑单侧蓄热室格子体的总换热系数。
 
第三步,格子体总体设计:①计算助燃空气与烟气的对数温差;②计算单侧蓄热室格子体需要的换热面积;③计算格子体高度尺寸;④确定格子体的层数;⑤全窑格子砖的配置。
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