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玻璃窑炉设计技术--第1页
玻璃窑炉设计技术
第一章单元窑
用来制造E玻璃和生产玻璃纤维的窑炉，通常
采用一种称为单元窑的窑型。它是一种窑池狭长，用
横穿炉膛的火焰燃烧和使用金属换热器预热助燃空气
的窑炉。通过设在两侧胸墙的多对燃烧器，使燃烧火
焰与玻璃生产流正交，而燃烧产物改变方向后与玻璃
流逆向运动。因此在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程
长，比其它窑型在窑内停留时间长，适合熔制难熔和
质量要求高的玻璃。单元窑采用复合式燃烧器，该燃
烧器将雾化燃料与预热空气同时从燃烧器喷出，经烧
嘴砖进入窑炉内燃烧。雾化燃料处在燃烧器中心，助
燃空气从四周包围雾化燃料，能达到较好的混合。所
以与采用蓄热室小炉的窑型相比，燃料在燃烧过程中
更容易获得助燃空气。当空气过剩系数为1.05时能
完全燃烧，通过调节燃料与助燃空气接触位置即可方
便地控制火焰长度。由于使用多对燃烧器，分别调节
各自的助燃风和燃料量，则可以使全窑内纵向温度分
布和炉内气氛满足玻璃熔化与澄清的要求，这也是马
蹄焰窑所无法达到的。单元窑运行中没有换火操作，
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窑内温度、气氛及窑压的分布始终能保持稳定，这对
熔制高质量玻璃有利。现代单元窑都配置有池底鼓泡，
窑温、窑压、液面及燃烧气氛实行自动控制等系统，
保证了难熔的E玻璃在较高熔化率下能获取用于直接
拉制玻璃纤维的优质玻璃液。所以迄今在国际上单元
窑始终是E玻璃池窑拉丝的首选窑型。
单元窑与其它窑型相比的不足之处是能耗相对较
高。这是因为单元窑的长宽比较大，窑炉外围散热面
积也大，散热损失相对较高。采用金属换热器预热助
燃空气的优点是不用换火，缺点是空气预热温度，受
金属材料抗氧化、抗高温蠕变性能的制约，一般设计
金属换热器的出口空气温度为650—850。大多数单
元窑热效率在15%以内，但如能对换热器后的废气余
热再予利用，其热效率还可进一步提高。
配合料在单元窑的一端投入，投料口设在侧墙的
一边或两边，也有设在端墙上的。熔化好的玻璃从另
一端穿过沉式流液洞流至称为通路的拉丝作业部。
第一节单元窑的结构设计
一、单元窑熔化面积的确定
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单元窑熔化面积可用公式
F=G/g
表示。式中F———熔化面积，M2；
g———熔化率，（t/M2·d）。
熔化率反映单元窑的设计和生产管理水平，包括
原料成分、水分、质量的控制和窑炉运行的控制水平
等，同时还与纤维直径有关。一般拉制纺织纱的单元
窑，g取0.8—1.0t/M2·d，拉制粗直径纱时可取略
大一些1.5t/M2·d。早期的技术资料表明当年的单元
窑平均日产玻璃的熔化面积，可见现在已有较大进步。
二、熔池长、宽、深的确定
（1）池长L和池宽B是根据熔化面积和熔池长宽
比（L/B）来决定的。即：
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