玻璃窯蓄熱室用格子磚結(jié)構(gòu)設(shè)計及材質(zhì)、磚型介紹

格子體是蓄熱室結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，因為它的結(jié)構(gòu)是否合理，不僅影響使用壽命，還直接影響格子體的蓄熱效率。理想的格子體結(jié)構(gòu)應(yīng)該是使用壽命長、蓄熱效率好、周期溫度波動小，這是設(shè)計中選擇格子體結(jié)構(gòu)形式的原則。

玻璃窯室的結(jié)構(gòu)和工作原理

玻璃窯常用的立式蓄熱室結(jié)構(gòu)，下部為空氣、煤氣煙道，煙道頂部為空氣和煤氣蓄熱室爐條，上部為格子磚，空氣和煤氣蓄熱室之間的隔墻稱為風(fēng)火隔墻，由于其上部溫度高，又有飛料侵蝕，燒損后易發(fā)生透火現(xiàn)象，因此其厚度一般較大，且要求砌筑嚴(yán)密。為了減少室外蓄熱墻的散熱損失，一般都有保溫磚。

玻璃窯蓄熱室耐火磚的選擇

蓄熱室用耐火磚主要采用MgO-Al2O3、MgO-Cr2O2、MgO-SiO2系列耐火磚制品，產(chǎn)品有鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、鎂橄欖石磚等。這些產(chǎn)品主要用于蓄熱室作為格子磚。在蓄熱室的上部和中部格子磚處于空氣和氣體的工作環(huán)境中，反復(fù)氧化還原、高溫變化、粉末飛散和堿蒸氣凝縮。在這樣的環(huán)境下，堿性耐火材料是格子磚的推薦。此外，蓄熱室還使用高鋁磚。

西門子結(jié)構(gòu)易于清洗，氣流順暢，但單體格子體積的加熱面積較小。李赫特式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是單位格子體加熱面積大，但容易堵塞，不便于清洗和熱修，因此不再使用。雖然連續(xù)通道結(jié)構(gòu)單位體積的加熱面積小，但其格子孔互不相通，可防止氣流分層，使氣體分布均勻。籃式結(jié)構(gòu)是連續(xù)通道格子體結(jié)構(gòu)的改進形式。由于格子磚的兩個端面都是加熱面，其單位格子體積的加熱面積大，穩(wěn)定性好。

十字格子磚是一種新型格子磚，由于采用熔鑄AZS磚，具有耐高溫腐蝕性能好，體積密度大，熱容量大，熱導(dǎo)率高等特點�？梢杂�7-8年，甚至更長的時間，蓄熱效率好，周期溫度波動小，是一種理想的格子磚。筒形格子磚也是一種新型格子磚，用八角形格子磚代替原來的直形磚。格子孔不易堵塞，保留了原來的直形磚的理化性能，砌筑方便，磚的上下對齊基本沒有自由懸掛部分，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，單位體積格子體受熱面積高，使用壽命長，越來越受到重視。筒形磚的壁厚可減至40mm，既減輕了單位格子體的重量，又增加了導(dǎo)熱性。筒形格子體的成本比編籃式格子體高15%左右，比十字形格子體低150%左右，但在節(jié)能上，筒形格子體與十字形格子體相差不大，編籃式格子體的熱量消耗也減少了15%左右。

在蓄熱室的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)特別注意圓柱形格子磚與爐條的連接方式。圓柱形格子磚與爐條之間應(yīng)采用直立磚的西門排列方式過渡，高度約為1m。只有這樣，格子孔才能上下順暢連接，氣體進入圓柱形格子體分布的均勻性才能得到改善，圓柱形格子磚的優(yōu)勢才能得到充分發(fā)揮，玻璃窯的熱效率才能得到提高。

格子體是蓄熱室蓄熱傳熱的重要組成部分，要求格子磚耐高溫、耐腐蝕、蓄熱多、傳熱快、耐急冷熱。

測量蓄熱室的蓄熱效果通常取決于格子體的受熱面積，即格子體可以換熱的表面積。蓄熱面積越大，儲存的熱量越多，釋放的熱量越多，可以充分提高空氣和氣體的預(yù)熱溫度，有利于燃料的燃燒。

根據(jù)蓄熱室頂部、上部、中部和底部的不同溫度和飛料數(shù)量，使用不同的堿性格子磚

頂部(1400℃以上)由于溫度高，飛行材料多，容易與磚產(chǎn)生液相，容易粘附飛行材料，使磚產(chǎn)生應(yīng)力。因此，頂部采用高溫耐蠕變性優(yōu)異的鋯磚或98%的高純鎂磚(由于高純鎂磚中的MgO與飛揚進入蓄熱室的配合材料超細(xì)粉SiO2發(fā)生反應(yīng)，會產(chǎn)生低溫共熔物，所以容易進入飛行材料的1#-3#頂部格子體多采用鋯磚，不受飛行材料影響的末端蓄熱室格子體多采用98%高純鎂磚)。

上部(10001400℃)飛料沉降較少，可使用高純鎂磚。

飛料在中間(8001000℃)已經(jīng)很少了，但是它是硫酸鹽凝聚區(qū)，容易使鎂磚與飛料發(fā)生反應(yīng)，形成硅酸鎂(MgSiO3)，同時配合料中芒硝和燃料燃燒過程中形成的SO2和SO3也容易與氧化鎂發(fā)生反應(yīng)：

MgO+SO2→MgSO3MgO+SO3→MgSO4。

產(chǎn)生的硫酸鎂或亞硫酸鎂反復(fù)固液化，體積膨脹，導(dǎo)致鎂磚結(jié)構(gòu)損壞。因此，該部分采用熱穩(wěn)定性好、氣孔率低的直接結(jié)合鎂鉻磚(DMC-12)(環(huán)保要求高的區(qū)域不允許使用鎂鉻磚，常用方鎂石+鎂橄欖磚)。

底部(800℃以下)溫度冷熱交替，負(fù)荷大，堿性材料侵蝕少，因此熱穩(wěn)定性好，耐力強度好的材料通常使用低氣孔粘土磚(DN-12、DN-13或DN-15)或硅石磚。如果不考慮各種堿性磚的性能而普遍使用，會在格子體某一部位損壞時影響其他格子體，從而降低整個格子體的使用壽命。由于大多數(shù)堿性耐火磚，包括鎂鉻磚，在含有裂解碳?xì)浠�合物的氛�?還原氛圍)下容易損壞。因此，堿性磚只能用于空氣蓄熱室，不能用于煤氣蓄熱室。

對易受飛料侵蝕的蓄熱室格子體，由下而上常用的格子磚配置方式有：低氣孔粘磚或硅線石磚→含12%鉻的直接組合鎂鉻磚或鎂橄欖石磚→96%高純電熔鎂磚→98%高純電熔鎂磚→224層鎂鋯磚(VZ)或燒結(jié)鋯剛玉磚；為節(jié)約投資，對飛料侵蝕較少的后122對蓄熱室格子體，頂部可不使用鎂鋯磚或燒結(jié)鋯剛玉磚，而直接將98%的高純電熔鎂磚碼砌到頂部。

隨著耐火材料的發(fā)展，格子磚已經(jīng)從條形磚發(fā)展成圓柱形磚和十字磚，格子體的編碼方法也從傳統(tǒng)的條形磚編籃式和井形碼磚演變?yōu)橹苯泳幋a的圓柱形磚和十字磚。改進后的格子磚不僅施工方便，而且磚結(jié)構(gòu)更合理，磚結(jié)合更穩(wěn)定，可以大大提高編碼高度，增強蓄熱能力。

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