玻璃熔窯常用的立式蓄熱室的結(jié)構(gòu)，下部為空氣、煤氣煙道，煙道頂部砌空氣和煤氣蓄熱室的爐條碹，其上碼砌格子磚，空氣與煤氣蓄熱室之間的隔墻叫風(fēng)火隔墻，由于其上部溫度很高，又有飛料侵蝕，燒損后易發(fā)生透火現(xiàn)象，所以其厚度一般較大，而且要求砌筑嚴(yán)密。為減少蓄熱室外墻散熱損失，一般都砌有輕質(zhì)耐火磚。

正文

蓄熱室介紹

從玻璃熔窯內(nèi)排出的煙氣(廢氣)溫度很高，一般為1400～1500℃左右。因此，廢氣含有大量的熱能。所以說(shuō)，在玻璃熔窯中廢氣余熱的利用具有很重要的意義。

玻璃熔窯內(nèi)要求火焰溫度在1700℃左右，除了燃料燃燒提供熱能外，利用廢氣的高溫將助燃空氣和煤氣(在燃油窯中，只有助燃空氣)預(yù)熱也是保證火焰達(dá)到高溫的重要條件。所以，在干板玻璃熔窯中采用蓄熱室作為廢氣余熱利用設(shè)備來(lái)預(yù)熱空氣和煤氣。

玻璃熔窯常用的立式蓄熱室的結(jié)構(gòu)如下圖所示，下部為空氣、煤氣煙道，煙道頂部砌空氣和煤氣蓄熱室的爐條碹，其上碼砌格子磚，空氣與煤氣蓄熱室之間的隔墻叫風(fēng)火隔墻，由于其上部溫度很高，又有飛料侵蝕，燒損后易發(fā)生透火現(xiàn)象，所以其厚度一般較大，而且要求砌筑嚴(yán)密。為減少蓄熱室外墻散熱損失，一般都砌有保溫磚。由于蓄熱室常需要修格子磚及清灰，所以外墻留有熱修門(mén)和清掃孔，煙道內(nèi)需留有掏灰坑。

注:

1-半圓碹；2-格子體；3-風(fēng)火隔墻；4-蓄熱室墻；5-煙道；6-熱修門(mén)；7-爐條碹；8-扒灰坑

采用蓄熱室作為廢氣余熱利用設(shè)備，能提高熔窯的熱效率，提高空氣和煤氣的預(yù)熱溫度，所以，既能提高火焰溫度，又能降低燃料的消耗量，從而可降低生產(chǎn)成本。因此，研究和采用合理的余熱利用設(shè)備是熔化工藝、熱工操作和經(jīng)濟(jì)核算的共同要求。

對(duì)蓄熱室性能的要求

①保證空氣、煤氣有一定的預(yù)熱溫度，而且預(yù)熱溫度要穩(wěn)定;

②能充分利用廢氣熱量;

③氣流在蓄熱室橫截面上應(yīng)分布均勻，氣流阻力要小;

④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊牢固，便于檢查、清掃和熱修。

蓄熱室對(duì)氣體的加熱作用是間歇的，但池窯的生產(chǎn)是連續(xù)的。因此，必須有兩套設(shè)備輪換工作。所以蓄熱室總是成對(duì)使用，與蓄熱室相配合的小爐也是成對(duì)的。

蓄熱室的工作原理與作用

蓄熱室為周期性換熱設(shè)備，屬周期性不穩(wěn)定溫度場(chǎng)，傳熱過(guò)程為不穩(wěn)態(tài)傳熱，工作特點(diǎn)類(lèi)似于逆流換熱器，故通常將蓄熱室看作逆流式換熱器來(lái)對(duì)整個(gè)周期進(jìn)行傳熱分析，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化。

在傳熱過(guò)程中，廢氣主要以輻射為主加對(duì)流方式將熱量傳給格子體表面，再通過(guò)導(dǎo)熱將熱量傳向格子體內(nèi)部;而加熱空氣時(shí)格子體表面主要以對(duì)流加輻射方式將熱量傳給空氣，因?yàn)榭諝庵械腛2、N2為對(duì)稱(chēng)雙原子，不輻射也不吸收，因此溫度雖高仍主要以對(duì)流傳熱;加熱煤氣時(shí)，輻射作用得以加強(qiáng)。換向時(shí)間對(duì)蓄熱室換熱效率有較大影響，較適宜的時(shí)間據(jù)分析為20～25min。此外，格子磚的密度、比熱容、排列方式以及通道內(nèi)氣體流動(dòng)情況等也影響熱交換過(guò)程的好壞。蓄熱室內(nèi)氣體流動(dòng)情況，主要是橫斷面上的氣流分布均勻程度，對(duì)改善傳熱和提高熱效率具有重要意義。氣流方向應(yīng)符合氣體垂直運(yùn)動(dòng)定則，即煙氣自上而下流動(dòng)，空氣或煤氣自下而上流動(dòng)。箱式蓄熱室與垂直上升道蓄熱室相比，改善了氣流分布，增加了格子體體積，提高了熱效率，也減少了散熱面積。蓄熱室橫斷面面積愈大，氣流分布愈不均勻，尤其在轉(zhuǎn)彎處，所以箱式蓄熱室上部要留有足夠的高度。

其工作原理是：當(dāng)窯內(nèi)高溫廢氣由上而下通過(guò)小爐口和空氣、煤氣通道進(jìn)入蓄熱室時(shí)，將蓄熱室內(nèi)的格子體加熱，此時(shí)格子體的溫度逐漸升高，積蓄一定的熱量;換火后，助燃空氣和煤氣由下而上經(jīng)蓄熱室底煙道進(jìn)入蓄熱室時(shí)，蓄熱室內(nèi)的格子體用積蓄的熱量來(lái)預(yù)熱空氣和煤氣，此時(shí)格子體的溫度逐漸降低。其工作過(guò)程如下圖所示的蓄熱室工作示意。

由此可知，蓄熱室的工作是周期性的，一個(gè)周期內(nèi)是格子體的加熱期，另一個(gè)周期內(nèi)是格子體的冷卻期，如此循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。因此蓄熱室的作用是：利用格子磚作為蓄熱體，將廢氣所含的熱量積蓄起來(lái)，換火后用積蓄的熱量將空氣和煤氣預(yù)熱達(dá)到一定溫度。

一般空氣可預(yù)熱到1000～1200℃;煤氣可預(yù)熱到800～1000℃;廢氣出蓄熱室的溫度為600℃左右。為滿(mǎn)足氣流分布均勻又同時(shí)滿(mǎn)足換熱面積的要求。就要增加蓄熱室的高度和合理安排格子體。采用三通道蓄熱室是一種有效措施。

由于每個(gè)換向周期中煙氣、格子體、空氣的溫度隨時(shí)問(wèn)而變化，在剛換向的很短時(shí)間內(nèi)，溫度變化非?？?，然后變化的速度逐漸變慢。對(duì)于單通道蓄熱室。因換向而引起的溫度波動(dòng)較大，而采用多通道則能夠使溫度場(chǎng)趨于穩(wěn)定。當(dāng)然由于煙氣流程較長(zhǎng).氣流阻力增大，因此煙囪需要加高或用排煙機(jī)增加抽力。

三通道蓄熱室有以下優(yōu)點(diǎn)：

①三通道的蓄熱室可以在不增加廠房高度的情況下擴(kuò)大換熱面積，同時(shí)可以根據(jù)各通道氣體進(jìn)出溫度、侵蝕情況以及通道內(nèi)的主要傳熱方式來(lái)考慮各通道格子體的結(jié)構(gòu)和磚的材質(zhì)，使蓄熱室的設(shè)計(jì)更合理，蓄熱室的利用率和余熱回收率都有所提高.蓄熱室的整體壽命延長(zhǎng)。

②煙氣流程長(zhǎng)，氣流分布均勻，助燃空氣預(yù)熱溫度高。普通箱式蓄熱室只能把助燃空氣加熱至1000～1100℃，而三通道蓄熱室由于保溫好、流程長(zhǎng)，可以把助燃空氣加熱至1300℃以上，相比之下，節(jié)約大量能源。

③可根據(jù)不同溫度的傳熱方式特點(diǎn)，確定各通道內(nèi)合適的煙氣流速，以提高熱交換能力。

④普通箱式蓄熱室易產(chǎn)生堵塞或倒塌，特別對(duì)于硼硅酸鹽玻璃，由于硼的大量揮發(fā)、凝結(jié)，高溫澄清劑食鹽的揮發(fā)、凝結(jié)以及其他粉料進(jìn)入蓄熱室，蓄熱室堵塞特別嚴(yán)重，幾乎每年都要反燒一次，每個(gè)窯期要停產(chǎn)熱修更換1～2次格子磚.每次費(fèi)時(shí)4～7天，給工廠造成很大經(jīng)濟(jì)損失。而三通道蓄熱室沒(méi)有這個(gè)缺點(diǎn)，既減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也給工廠創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

三通道蓄熱室自然沉降原理是：一通道上部出口助燃空氣溫度長(zhǎng)期穩(wěn)定在1300℃以上，而下部入口助燃空氣溫度長(zhǎng)期穩(wěn)定在900℃以上。所以，進(jìn)入一通道的粉料被燒熔，堿、硼蒸氣則冷凝于底煙道下。進(jìn)入二通道的煙氣，由于溫度下降，而且流動(dòng)中要繞三個(gè)90°彎，加之重力作用，灰塵大部分落人底煙道中。進(jìn)入三通道的煙氣速度加快，溫度更低，灰塵極少。正是由于三通道蓄熱室的這些特點(diǎn)，加上正確的操作，所以在整個(gè)窯期中不易堵塞。

三通道蓄熱室爐條碹和底煙道爐條碹除考慮流通截面積外，主要考慮強(qiáng)度，因格子體較高，而且磚材的密度都較大，第一蓄熱室的鋯英石磚、紅柱石磚密度都較大;第二蓄熱室下部溫度高達(dá)900℃以上，并且氣體流速較大，所以也用鋯英石磚;第三蓄熱室溫度較低，上層用莫來(lái)石磚，下層用優(yōu)質(zhì)黏土磚砌筑，提高格子體耐火度，以便于反燒：所有的爐條碹均砌筑成承重力最好的半圓形碹。底煙道考慮留有足夠的空間，既保證氣流暢通，又可儲(chǔ)存較多的灰塵。第一蓄熱室、第二蓄熱室底部采用斜面結(jié)構(gòu)，以便于燒熔的粉料自動(dòng)流出。

一般三通道蓄熱室分三個(gè)蓄熱室：第一蓄熱室(高溫蓄熱區(qū))、第二蓄熱室(垂直上升道)、第三蓄熱室(低溫蓄熱區(qū))。

蓄熱室的結(jié)構(gòu)

(1)燃燒發(fā)生爐煤氣玻璃熔窯的蓄熱室結(jié)構(gòu)

蓄熱室按其是否分隔，可分為分隔式和連通式兩種。

連通式與分隔式蓄熱室的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表所列。

兩種形式經(jīng)過(guò)實(shí)踐效果對(duì)比，認(rèn)為分隔式蓄熱室優(yōu)越性較多。因此，大多數(shù)工廠在新建熔窯時(shí)均采用分隔式蓄熱室。有的老廠由于受廠房限制，目前還用連通式蓄熱室，只要改用重油作燃料時(shí)，則可改為分隔式蓄熱室。

無(wú)論是分隔式還是連通式蓄熱室，它們的構(gòu)造都是由底煙道、格子體和上部空間三個(gè)部分組成。空氣、煤氣蓄熱室的下部分分別為空氣、煤氣煙道，相當(dāng)于每個(gè)蓄熱室都有一個(gè)掏灰坑門(mén)。煙道頂部砌有空氣和煤氣蓄熱室的爐條碹。爐條碹支撐蓄熱室格子體的重量，為了提高其強(qiáng)度，一般在兩爐條碹之間的空中加筋。爐條碹上砌爬碴磚找平，然后碼砌格子磚。爐條碹一般用一等黏土磚砌筑。

蓄熱室頂部的碹，一般多為半圓碹。由于蓄熱室上部溫度較高，所以半圓碹用高鋁磚砌筑?？諝庑顭釡囟容^高，碹的跨度較大，所以其半圓碹較煤氣的厚一些?？諝獍雸A碹一般厚350mm左右，煤氣半圓碹厚為250mm左右。

空氣蓄熱室與煤氣蓄熱室之間的隔墻叫風(fēng)火隔墻。由于風(fēng)火隔墻上部溫度較高，而且受飛料的侵蝕較嚴(yán)重，燒損后會(huì)發(fā)生透火現(xiàn)象，所以風(fēng)火隔墻要厚，而且砌筑必須嚴(yán)密。風(fēng)火隔墻上部多采用高鋁磚，下部溫度較低，采用黏土磚。

為了減輕蓄熱室外墻的熱損失，一般在一層黏土磚外，加砌保溫磚。由于蓄熱室需熱修及經(jīng)常掏灰，所以外墻上留有熱修門(mén)(平時(shí)堵嚴(yán)及保溫)，煙道拐彎處安排掏灰坑門(mén)。

(2)燒重油玻璃熔窯的蓄熱室結(jié)構(gòu)

燃油熔窯為了便于控制各小爐燃燒器的助燃空氣量，有利于控制溫度和氣氛的分布.故均采用分隔式蓄熱室。

由于采用重油這種高熱值燃料，故蓄熱室取消了煤氣部分，只有空氣蓄熱室預(yù)熱助燃空氣，其結(jié)構(gòu)與燃燒發(fā)生爐煤氣蓄熱室的空氣部分基本相同，也是由底煙道、格子體和上部空間組成。各部位的結(jié)構(gòu)形式和各處砌體所用的耐火材料也與燃燒發(fā)生爐煤氣蓄熱室的空氣部分相同。