CN102260034A - 新型坩埚玻璃窑炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型坩埚玻璃窑炉，包括炉体、炉膛及燃烧系统，炉体包括窑墙及窑顶，炉膛内设置有若干坩埚熔炉，燃烧系统包括两套蓄热式燃烧嘴、燃气系统、及排烟系统，两套蓄热式燃烧嘴对称设置在窑墙的两侧，所述助燃空气系统包括助燃风机及与助燃风机连接的空气总管，每套蓄热式燃烧嘴上连接有与空气总管连接的空气支管，空气支管上设置有三通换向阀；所述排烟系统包括排烟风机，所述三通换向阀通过管道与排烟风机连接；所述燃气系统包括燃气总管及与燃气总管连通的燃气支管，燃气支管与蓄热式燃烧嘴连接，燃气支管上安装有手动阀和燃气快切阀可以大幅度降低燃料的消耗，增强窑炉的蓄热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃窑炉。
背景技术
高温热熔是目前玻璃生产的主要工艺，该工艺是通过高温将玻璃原料熔化为流体，再经成型和降温过程制成玻璃成品。目前可实现高温热熔的窑炉种类很多，在窑炉里通过燃料燃烧，达到熔化玻璃原料所需的高温。燃料在窑炉内的燃烧过程中会产生大量的废热气体，这些废热气体的温度可达1200℃以上，因此其含有大量的热能，由于没有回收装置，这部分热量被排放至大气中，白白地浪费了，因此现有的窑炉的能耗相对较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种新型坩埚玻璃窑炉，该新型坩埚玻璃窑炉可有效利用废热气体加热助燃空气。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
新型坩埚玻璃窑炉，包括炉体、炉膛及燃烧系统，其特征在于：炉体包括由耐火材料与保温材料砌筑而成的窑墙及窑顶，炉膛内设置有若干坩埚熔炉，所述燃烧系统包括两套蓄热式燃烧嘴、与蓄热式燃烧嘴连接的燃气系统、与蓄热式燃烧嘴连接的助燃空气系统及排烟系统，两套蓄热式燃烧嘴对称设置在窑墙的两侧，所述助燃空气系统包括助燃风机及与助燃风机连接的空气总管，每套蓄热式燃烧嘴上连接有与空气总管连接的空气支管，空气支管上设置有三通换向阀；所述排烟系统包括排烟风机，所述三通换向阀通过管道与排烟风机连接；所述燃气系统包括燃气总管及与燃气总管连通的燃气支管，燃气支管与蓄热式燃烧嘴连接，燃气支管上安装有手动阀和燃气快切阀。
上述窑墙由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、轻质高铝砖、硅酸铝钙板和岩棉板。
上述窑顶由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、含锆毯、高铝纤维毯、硅酸铝纤维、岩棉。
所述窑顶可采用拱顶，窑顶上部的窑墙之间设置有拉杆，位于窑顶底缘处的窑墙内安装有顶杆。
作为本发明上述技术方案的改进，其还包括一集液槽，所述炉膛的底部设置有集液凹坑，所述集液凹坑与集液槽通过集液通道连通。
本发明的有益效果是：本发明采用两套对称设置的蓄热式燃烧嘴，两套蓄热式燃烧嘴在正常使用过程中通过三通换向阀实现成对换向的交替燃烧方式，交替燃烧和排烟，当其中一蓄热式燃烧嘴燃烧时，该蓄热式燃烧嘴内蓄热层积蓄的热量与助燃空气换热，使助燃空气的温度提升，起到预热的目的，同时另一蓄热式燃烧嘴排烟，该蓄热式燃烧嘴内的蓄热层与烟气换热而积蓄热量，在每个三通换向阀上行烟气管上设一个烟气温度测点，当烟气温度到达一定高度时，通过此温度信号控制调节三通换向阀的定时换向；采用上述结构的坩埚玻璃窑炉，在燃料燃烧的同时燃烧嘴积蓄热量以预热助燃空气，既可以大幅度降低燃料的消耗，又可增强窑炉的蓄热性能；并且本发明还包括一集液槽，炉膛的底部设置有集液凹坑，集液凹坑与集液槽通过集液通道连通，通过该结构可防止某一坩埚熔炉破裂时玻璃液体流入炉膛后聚积在炉膛内堵塞炉膛，以保持炉膛的畅通，保证窑炉的正常运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视剖视图；
图3是本发明的左视剖视图；
图4是本发明的原理图；
图5是窑顶位置的局部放大图；
图6是窑炉底部集液凹坑处的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图6，本发明公开的新型坩埚玻璃窑炉，包括炉体1、炉膛2及燃烧系统，其中，炉体1包括由耐火材料与保温材料砌筑而成的窑墙11及窑顶12，炉体1外包有钢板，窑墙11由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、轻质高铝砖、硅酸铝钙板和岩棉板，窑顶12可采用拱顶结构，窑顶12由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、含锆毯、高铝纤维毯、硅酸铝纤维、岩棉。
窑顶12可采用拱顶，窑顶12上部的窑墙之间设置有拉杆121，位于窑顶12底缘处的窑墙11内安装有顶杆122，以防止因硅砖膨胀系数大而导致窑顶和窑墙出现裂缝。
如图所示，炉膛2内设置有八个坩埚熔炉3，八个坩埚熔炉3呈两排对称设置在炉膛的两侧，放置八个坩锅缸口的碹门可以设计成内高外低结构，以提高火焰对坩锅的传热效果。当然坩埚熔炉的数量还可根据窑炉的大小来确定。
燃烧系统包括两套蓄热式燃烧嘴4、与蓄热式燃烧嘴连接的燃气系统、与蓄热式燃烧嘴连接的助燃空气系统及排烟系统，两套蓄热式燃烧嘴4对称设置在窑墙的两侧。蓄热式燃烧嘴4可采用现有的结构。
燃气系统包括燃气总管5及与燃气总管5连通的燃气支管51，燃气支管51与蓄热式燃烧嘴4连接，燃气总管5上设有手动阀、电动调节阀、流量计、压力开关和现场压力表，燃气支管51上安装有手动阀52和燃气快切阀53。
如图4所示，助燃空气系统包括助燃风机6及与助燃风机6连接的空气总管61，每套蓄热式燃烧嘴4上连接有与空气总管61连接的空气支管62，空气支管62上设置有三通换向阀63。
排烟系统包括排烟风机7，三通换向阀63通过管道与排烟风机7连接。
参照图1、图2、图3，本发明还设置有一集液槽8，在炉膛2的底部设置有集液凹坑21，该集液凹坑21与集液槽8通过集液通道81连通，通过该结构可防止某一坩埚熔炉破裂时玻璃液体流入炉膛后聚积在炉膛内堵塞炉膛，以保持炉膛的畅通，保证窑炉的正常运行，集液凹坑可设置两个，凹坑坡度5～10°，排出口应为缩口结构，避免玻璃液流挂在侧壁上。下部掏料坑应铺垫硅砂防止粘连，坑体进行封闭，防止冷空气进入。
本发明采用两套对称设置的蓄热式燃烧嘴，两套蓄热式燃烧嘴在正常使用过程中通过PLC自动控制三通换向阀实现成对换向的交替燃烧方式，交替燃烧和排烟，当其中一蓄热式燃烧嘴燃烧时，该蓄热式燃烧嘴内蓄热层积蓄的热量与助燃空气换热，使助燃空气的温度提升，起到预热的目的，同时另一蓄热式燃烧嘴排烟，该蓄热式燃烧嘴内的蓄热层与烟气换热而积蓄热量，在每个三通换向阀上行烟气管上设一个烟气温度测点，当烟气温度到达一定高度时，通过此温度信号控制调节三通换向阀的定时换向；采用上述结构的坩埚玻璃窑炉，在燃料燃烧的同时燃烧嘴积蓄热量以预热助燃空气，既可以大幅度降低燃料的消耗，又可增强窑炉的蓄热性能。
本发明采用的设备能源介质参数如下：
1、天然气
● 低热值：8500左右 kcal/Nm3
● 车间接点流量：150 Nm3/h单台炉
● 各车间接点压力：10～12 KPa
● 焦油量、灰尘：＜50mg/Nm3
2、单蓄热式烧嘴
● 单只额定大小：100 Nm3/h
● 空气消耗量（α=1.1）：1050 Nm3/h
● 烟气生成量：1250 Nm3/h
● 天然气压力：≥8000Pa
● 助燃空气压力：≥4000Pa
3、三通换向阀
● 型号规格：3TSGd-200型
● 使用介质：空气、烟气
● 使用温度：≤180℃
● 换向动作时间：0.8～1.6秒
● 压缩空气压力：≥0.5MPa
● 压缩空气量：0.4 L/次
● 压缩空气配管：φ10×1紫铜管
4、排烟风机
| 序号 | 项目名称 | 参数 | 备 注 |
| 1 | 锅炉离心引风机 | DWC-11A型 | |
| 2 | 流 量（m3/h） | 3150～3900 | |
| 3 | 全 压（Pa） | 7400～6800 | |
| 4 | 转 速（r/min） | 2930 | |
| 5 | 介质温度（℃） | ≤200 | |
| 6 | 电机功率（kw） | 11 |
5、助燃风机
| 序号 | 项目名称 | 参数 | 备 注 |
| 1 | 高压离心通风机 | 2JWC-11A型 | |
| 2 | 流 量（m3/h） | 1800～2300 | |
| 3 | 全 压（Pa） | 8300～7300 | |
| 4 | 转 速（r/min） | 2930 | |
| 5 | 介质温度（℃） | ≤80 | |
| 6 | 电机功率（KW） | 11 |
6、压缩空气
● 单炉需用量：0.05 m3/min（工况下）
● 使用压力：≥0.5 MPa
采用本发明与常规窑炉的数据对照及分析
1、 技术条件对照表
1.1、常规式烧嘴技术窑炉工艺参数
1.2、蓄热式烧嘴技术窑炉工艺参数
1.3、分析对比
从以上表中可以看出，采用蓄热式燃烧技术可以大幅度降低排烟温度（烟气温度回收500-550℃），助燃空气温度升到1200℃（空气温度升高500-550℃），按照燃烧理论判断，应节省燃料气500×0.05%=25%。
、 热平衡表对照表
2.1、常规式烧嘴技术窑炉热平衡表
2.2、蓄热式烧嘴技术窑炉热平衡表
2.3、分析对比
从上表看出：
采用蓄热式燃烧技术，1标立方的天然气的热收入与热支出为52871千焦耳；采用常规燃烧技术，1标立方的天然气的热收入与热支出为44351千焦耳；52871 － 44351 = 8520；8520 ÷ 44351=0.19
就是说，在等热值的情况下，采用蓄热式燃烧技术比采用常规燃烧可以多放出8520千焦耳的热量，多出的8520千焦耳占44351千焦耳的百分比为19%，即相对节省燃料气19%。
坩锅炉碹顶材料选用硅砖，拱顶结构，优点是经济，耐高温强度好，碹顶可以进行强化保温；放置8个坩锅缸口的碹门可以设计成内高外低结构，以提高火焰对坩锅的传热效果；坩锅的摆放位置应考虑炉膛内火焰对坩锅的传热尽量均匀。坩锅下面的支撑砖摆放应考虑火道以利底部传热；放置坩锅的炉门封闭，可以考虑整体或分体预制块形式，设置小轨道便于推进和推出。密封体形状应在坩锅面留有足够间隙，便于高温空气的流动，尽量减少坩锅周围的温度不均匀性。还应考虑操作的便利。材料可以是高温浇铸料或高温轻质砌块；坩锅炉底部应用较大尺寸的致密材料，如刚玉砖、高岭土浇铸大砖或捣打料。防止玻璃液侵蚀；炉体下部混凝土基础需考虑降温措施，可以砌筑风道或在混凝土基础上作风道。
Claims (6)
1.新型坩埚玻璃窑炉，包括炉体、炉膛及燃烧系统，其特征在于：炉体包括由耐火材料与保温材料砌筑而成的窑墙及窑顶，炉膛内设置有若干坩埚熔炉，所述燃烧系统包括两套蓄热式燃烧嘴、与蓄热式燃烧嘴连接的燃气系统、与蓄热式燃烧嘴连接的助燃空气系统及排烟系统，两套蓄热式燃烧嘴对称设置在窑墙的两侧，所述助燃空气系统包括助燃风机及与助燃风机连接的空气总管，每套蓄热式燃烧嘴上连接有与空气总管连接的空气支管，空气支管上设置有三通换向阀；所述排烟系统包括排烟风机，所述三通换向阀通过管道与排烟风机连接；所述燃气系统包括燃气总管及与燃气总管连通的燃气支管，燃气支管与蓄热式燃烧嘴连接，燃气支管上安装有手动阀和燃气快切阀。
2.根据权利要求1所述的新型坩埚玻璃窑炉，其特征在于所述窑墙由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、轻质高铝砖、硅酸铝钙板和岩棉板。
3.根据权利要求1所述的新型坩埚玻璃窑炉，其特征在于所述窑顶由内至外依次为硅砖、轻质硅砖、含锆毯、高铝纤维毯、硅酸铝纤维、岩棉。
4.根据权利要求1或3所述的新型坩埚玻璃窑炉，其特征在于所述窑顶为拱顶。
5.根据权利要求4所述的新型坩埚玻璃窑炉，其特征在于窑顶上部的窑墙之间设置有拉杆，位于窑顶底缘处的窑墙内安装有顶杆。
6.根据权利要求1至3任一所述的新型坩埚玻璃窑炉，其特征在于其还包括一集液槽，所述炉膛的底部设置有集液凹坑，所述集液凹坑与集液槽通过集液通道连通。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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