《玻璃专业熔制车间毕业设计》指导书.docx
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《玻璃专业熔制车间毕业设计》指导书
玻璃专业熔制车间毕业设计指导书
一、说明书
1.总论:
内容:
生产方法概况、特点、设计指导思想以及设计原则。
2.玻璃的成分设计
内容:
设计原则、成分确定及性质计算(熔化温度、温度-粘度曲线、退火温度和密度)
3.总工艺计算
内容:
(1)主要技术经济指标的确定;
①年工作日:
冷修年,310~320天;非冷修年365天。
②拉引速度:
生产方法
拉引速度(m/h)
3mm
5mm
6mm
8mm
10mm
浮法
600~800
360~480
300~400
200-250
③玻璃原板宽度:
2.5~4.5m。
④机组利用率:
96~98%。
⑤总成品率:
72~75%。
可达90~95%。
⑥碎玻璃损失率:
0.5%。
(2)工艺平衡计算;
①玻璃成品产量的计算:
计算出各种规格产品的产量;各种规格产品的全年平均生产天数。
②玻璃液熔化量:
③配合料需要量:
4.熔窑设计
内容:
(1)熔窑种类的确定;
(2)熔窑结构设计;
①熔化部设计:
熔化率的初步确定:
平板池窑:
熔化率K=2.0~3.0(t/m2d);
500吨窑,K=2.35(t/m2d);700吨窑,K=2.78(t/m2d);
熔化部面积的初步确定:
熔化面积:
Fm=
(m2)
式中:
Q—熔窑的产量(t/d)
熔化部窑池的长度和宽度的确定:
熔化区宽度的确定:
平板池窑:
Bm=0.75Х10-2Q+6.75(m)
TOLETO公司的经验公式:
Bm=9500
(m)
熔化区长度的确定:
lm=K1ХBm(m)
式中:
K1—熔化区的长宽比,一般为1.8~2.4。
lm=d1+d2(n-1)+1.0
式中:
d1—1#小炉中心线到前脸墙的距离,一般为3~4m,
900吨窑达6.8mm。
d2—小炉中心线间距,一般为2.8~3.5m。
n—小炉对数。
澄清区长度的确定:
一般在8.3~19m。
熔化部窑池深度的确定:
熔化部窑池深度为1.2m。
熔化部面积的调整和复核:
熔化率的复核:
熔化部窑池大碹股跨比的确定:
大型窑为
~
,中小型窑为
~
。
大碹的厚度确定:
熔化部胸墙的高度和厚度的确定:
熔化部胸墙的高度:
由燃料的种类、喷嘴的安装方式确定。
平板池窑:
烧煤气时,为0.8~0.9m;
烧油时,为1.5~2.0m。
熔化部胸墙的厚度:
450~500mm;
熔化部火焰空间的高度和宽度的确定:
火焰空间的宽度:
比窑池宽400~500mm;
火焰空间的高度:
等于胸墙的高度加大碹的股高;
熔化部火焰空间尺寸的复核:
用火焰空间容积热强度来复核:
平板池窑:
烧煤气时,为700~815Х102(W/m3);
烧油时,为930~1232Х102(W/m3);
②分隔装置的设计:
气体分格装置的设计:
气体分格装置的种类:
平板池窑多使用矮碹和U型吊碹结构;
气体分格装置的尺寸确定:
宽度与卡脖的宽度相等。
玻璃液分格装置的设计:
玻璃液分格装置的种类:
平板池窑多使用卡脖;
玻璃液分格装置的尺寸确定:
卡脖的宽度:
为熔化池宽度的35~50%;
卡脖的长度:
不用搅拌器,长度为2.4~3.0m;使用搅拌器,长度为4.2~4.5m;如再穿大水管为4.8~5.5m;
使用垂直搅拌器时,卡脖碹顶留宽度300mm的长缝;使用水平搅拌器时,在两边胸墙开宽800mm,高400mm的孔。
③投料口设计:
加料口的布置方式:
分正面投料和侧面投料;
加料口的尺寸设计:
加料口的宽度:
正面投料:
为池窑宽度的85%~100%;
垅式投料机:
B=900n+300(mm)
式中:
n—投料机的台数
斜毯式投料机:
B=nb+200(mm)
b—投料机宽度;
侧面投料:
800~1000mm;
加料口的长度:
正面投料:
垅式投料机:
1200~1600mm;
斜毯式投料机:
2000~2400mm;
侧面投料:
1200~1600mm;
④冷却部设计:
窑池:
冷却部窑池形状的确定:
冷却部面积的确定:
用冷却部面积与熔化部面积之比来确定(Fn/Fm);
一般,平板池窑:
=0.5~0.6
冷却部长度、宽度和池深的确定:
冷却部宽度:
可与熔化部池窑宽度的80~90%或等宽;
冷却部长度:
Ln=
冷却部池深:
平板池窑:
900~1200mm;
冷却部尺寸的复核:
气体空间:
冷却部胸墙的高度和厚度的确定:
冷却部胸墙的高度:
500~800mm
冷却部大碹的股跨比、厚度和高度的确定:
与熔化部相同;
(3)窑体耐火材料的选择;
确定窑体各部位耐火材料的结构、种类、厚度。
(4)燃料消耗量与燃烧计算;
①燃料消耗量的计算:
理论消耗量的计算:
列出熔化部的热平衡表,然后计算出燃料消耗量。
具体的计算步骤见樊德琴主编的《玻璃工业热工设备及热工测量》第120页至123页。
燃料消耗量的近似计算:
具体的计算步骤见樊德琴主编的《玻璃工业热工设备及热工测量》第124页至125页。
②燃料热值的计算:
固体和液体燃料的热值计算:
Qnet,ar=339Car+1030Har—109(Oar—Sar)—25Mar(kJ/kg)
气体燃料热值的计算:
Qnet=126CO+108H2+358CH4+590C2H4+637C2H6+806C3H6
+912C3H8+1187C4H10+232H2S(kJ/m3)
③空气量的计算:
理论空气量的计算:
固体和液体燃料的计算:
Vao=0.089Car+0.267Har+0.033(Sar—Oar)(Bm3/kg)
气体燃料的计算:
Vao=0.0238(CO+H2)+0.0952CH4+0.0476(m+n/4)CmHn
+0.0714H2S—0.0476O2(Bm3/kg)
实际空气量的计算:
Va=αVao(Bm3/kg)
烟气量的计算:
固体和液体燃料的计算:
VL=0.01865Car+0.112Har+0.01243Mar+0.0068Sar
+0.21(α—1)Vao+0.008Nar+0.79Va(Bm3/kg)
气体燃料的计算:
理论烟气量的计算:
VLo=[CO+CO2+H2+H2O+3CH4+(m+n/2)CmHn+2H2S
+N2]%+VO2ox
(Bm3/kg)
实际烟气量的计算:
VL=VLo+(α—1)Vao(Bm3/kg)
⑤单位耗热量的计算:
单耗煤气量=
式中:
Q*—玻璃液耗热量(kJ/kg)
Q1—发生炉煤气的低位热值(kJ/Bm3)
Q11—煤气离开蓄热室时的物理热(kJ/Bm3)
单耗煤量=
式中:
Vq—煤气产率(Bm3/kg)
单耗油量=
式中:
Q2—重油热值(kJ/kg)
Q21—重油物理热(kJ/kg)
Q22—雾化介质物理热(kJ/kg)
⑥熔窑热效率的计算:
对于烧煤气的窑:
熔窑热效率η=
式中:
p—每m2熔化部面积每小时熔化玻璃液量(kg/m2h)
q—玻璃形成热(kJ/kg)
F—熔化部面积(m2)
q1、q2—分别为每小时消耗燃料的热值和物理热(kJ/)
对于烧重油的窑:
熔窑热效率η=
式中:
q4—雾化介质物理热(kJ/
(5)小炉结构设计;
①小炉形式的确定:
由燃料种类确定。
②燃烧器的选择:
玻璃熔窑使用的雾化器类型有:
(1)机械雾化器;
(2)低压空气雾化器;
(3)中压空气雾化器;常用
③燃烧器的安装方式的确定:
燃烧器的安装方式有:
(1)底烧式;常用
(2)底下插入式;
(3)顶部插入式;
(4)侧墙插入式;
(5)顶烧式;
(6)侧烧式;
④小炉主要尺寸的设计:
小炉口断面积的确定:
F=
(m2)
式中:
Voa—通过小炉的空气流量(Bm3/s)
Vof—通过小炉的煤气流量(Bm3/s)
t—喷火口的火焰温度(oC)
ω—火焰的喷出速度(m/s)。
一般横焰窑ω=10~15m/s;
横焰窑:
一侧小炉口的总面积与熔化面积的比值为3.0~3.5%。
小炉口的宽高比:
平板池窑:
宽高比为2.3~2.5;股跨比1/10~1/8;
小炉口的宽度:
平板池窑:
小炉口的宽度为1.5~2.5m;
小炉口的宽度确定后,用火焰覆盖系数复核。
平板池窑:
火焰覆盖系数=
=45~55%
小炉间距的确定:
一般小炉间距为2.8~3.5m;应保证小炉侧墙外间距在0.9~1.2m,以便热修方便。
水平通道长度的确定:
燃油小炉的长度为:
2.7~3.2m
燃煤气小炉的预燃室长度为:
2.0~2.4m;舌头长300~500mm;舌头厚度150~250mm;
小炉倾斜角的确定:
小炉的空气下倾角为:
20~25o
燃煤气小炉的上倾角为:
3~5o
喷枪的间距与喷嘴砖后移的距离:
喷枪的间距:
由小炉口宽度和喷嘴形式而定,小炉口宽度为1.0~1.2m时,安装1~2只;小炉口宽度为1.2~1.6m时,安装2只;小炉口宽度为1.6~2.0m时,安装3只;
喷嘴砖后移的距离:
一般燃烧点离喷火口前端距离200~500mm。
小炉尺寸的复核:
废气排除速度:
13~15m/s(1400~1500oC)
小炉口热负荷:
平板池窑:
450~650(kg.oil/m2.h)
(6)蓄热室结构设计;
①蓄热室形式的确定:
蓄热室的形式有:
(1)连通式;
(2)分隔式;
(3)半分隔式;
(4)两小炉分隔式;
蓄热室的顶部与小炉的连接方式:
(1)上升道式结构;
(2)箱形结构;
②格子体的排列方式确定:
格子体的排列方式有:
(1)西门子式;常用
(2)李赫特式;
(3)编蓝式;
(4)十字形式;
③蓄热室的尺寸确定:
蓄热室的长度:
L=d1+(n-1)d2+d3
式中:
d1—1#小炉中心线到蓄热室前端墙内侧的距离,一般为1.2~1.6m。
d2—小炉中心线的距离。
d3—末对小炉中心线到蓄热室后端墙内侧的距离,一般d3=d1
格子体的构筑系数:
φ=
=0.6~1.0
蓄热室格子体的高度与宽度的比值:
2.0~3.0
④格子体的体积计算:
格子体的受热面积:
F=K·F1(m2)
式中:
K—单位熔化面积占有的格子体的受热面积(m2/m2),
燃煤气熔窑:
K=20~30(m2/m2)
燃油和天然气熔窑:
K=15~25(m2/m2)
F1—熔窑的熔化面积(m2)
计算单位格子体的体积所具有的受热面积f;
格子体的体积:
V=
(m3)
⑤格子体的尺寸确定:
格子体的长度:
L’=L—隔墙后—膨胀缝(一个缝20~50mm)
格子体的横断面积:
F1=
(m2)
式中:
Vo—燃烧所需的空气或煤气量(Bm3/s)
ωo—格子体中的气体流速,一般为0.25~0.55(Bm/s)
S—1m2格子体横截面积所具有的气体通道面积。
(m2/m2)
格子体的宽度:
B=
(m)
格子体的高度:
H=
(m)
⑥格子体材料的选择:
⑦格子体热负荷的校验:
q=
V-熔窑小时燃料消耗量,kg/h或Nm3/h;F-一侧格子体受热表面积;
Q-燃料的低位热值,kj/kg或kj/Nm3;
一般,燃油为20934~27215kj/(m2.h);燃煤气为16747~23027kj/(m2.h);
(7)烟道设计;
①烟道的布置方式:
由燃料的种类和蓄热室的形式决定。
②烟道截面积的确定:
Fl=
式中:
V—通过某一段烟道的烟气量(Bm3/s);需考虑各部位的漏气量;
ω—烟气流速,一般为1.5~3.0(Bm/s)
③烟道截面高度、宽度和股高的确定;
(8)烟囱设计;
①烟囱直径的计算;
烟囱出口直径:
d=
(m)
式中:
V—烟气排除量(Bm3/h)
ω—烟囱出口的烟气流速,为2~4(Bm/s)
烟囱出口直径:
D=(1.5~2.0)d(m)
②烟囱高度的计算:
③烟囱材料的选择:
5.主要设备选型与计算
(1)配合料输送设备的选型:
(2)窑头料仓的设计计算:
(3)投料机的选型:
(4)熔窑助燃风机的选型:
(5)交换器的选型:
(6)烟道闸板的选型:
6.熔制车间工艺布置
内容:
(1)熔制车间的生产特点及设计原则;
(2)车间工艺流程的确定;配合料输送方式及碎玻璃处理方式。
(3)车间平面布置;
(4)车间立面布置;
7.环境保护与节能措施
二、图纸
1.熔窑总图:
熔窑的平面图、纵剖面图和横剖面图;1#图纸1张。
2.车间平面布置图:
一楼平面图和二楼平面图;1#图纸1~2张。
3.车间横剖面布置图:
至少两个横平面图;1#图纸1张。
4.车间纵剖面布置图:
1#图纸1张。
5.工厂总平面图:
1#或2#图纸1张。
6.设备表
- 配套讲稿:
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