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摘要：燃煤氣浮法玻璃熔窯燃燒的好壞與小爐及蓄熱室的設計有直接的關系。本文結合以往的設計經驗闡述了小爐蓄熱室設計的基本思路和設計中注意的幾個重點。
關鍵詞：煤氣 浮法玻璃熔窯 小爐 蓄熱室
一、概述
目前我國的浮法玻璃熔窯以重油為燃料的居多，主要是重油的熱值高，火焰剛性好，射程遠，適合浮法玻璃熔窯不斷擴大的發展趨勢，而且使用重油為燃料的玻璃熔窯結構簡單，工藝流程簡潔，附屬設施少，操作控制容易，尤其是烤窯至過大火，此后室內溫度較之燒煤氣窯容易控制。然而，以煤氣為燃料的玻璃熔窯歷史悠久，在我國早期的平板玻璃熔窯中，大部分是以煤或發生爐煤氣為燃料的。隨著煤氣發生爐的不斷改進，如二段爐，燃煤氣熔窯的低成本優勢日益體現出來。目前平板玻璃市場競爭日趨激烈，市場低迷，而重油價格見漲（1700元/噸），各生產廠家在提高玻璃質量的同時，也在想方設法降低玻璃的生產成本，努力使企業安然度過平板玻璃市場的蕭條期。
在這種形勢下，一些以發生爐煤氣為燃料的浮法玻璃熔窯開始進行技術改造，在滿足生產要求的同時，要使熔窯的各項指標與燃油的熔窯相接近，以體現出燃煤氣熔窯低成本的優勢，使企業立于不敗之地。
二、箱式蓄熱室
在上世紀九十年代以前，我國的燃煤氣熔窯的空、煤氣蓄熱室均為上升道結構。此類蓄熱室的空、煤氣預熱溫度較低，蓄熱室熱效率差，熔窯的能耗很高，一般每公斤玻璃液需耗0.50～0.65公斤標準煤[1]。
九十年代初，杭玻率先在浮法一線上嘗試將上升道空氣蓄熱室改成箱式蓄熱室，并獲得成功。從而將燃煤氣熔窯的能耗降低了約10%。由于箱式蓄熱室取消了空氣蓄熱室的半圓碹和承重碹，使蓄熱室的結構更簡單，壽命更長。如杭玻的燃煤氣350t/d浮法熔窯在不熱修格子體的情況下壽命達到了六年，能耗約為0.40公斤標準煤/每公斤玻璃液。
三、小爐蓄熱室的設計
燃煤氣浮法玻璃熔窯技改設計中的最大難點就是小爐和蓄熱室的設計，這也是燃油熔窯和燃煤氣熔窯的根本區別。
1、小爐的設計
在浮法玻璃熔窯的煤氣小爐設計中，目前已形成了一些定式，如小爐斜坡碹的下傾角是25°，底板上傾角約3°，小爐舌頭伸出長度為400～450mm等。但在小爐噴火口截面、小爐斜坡碹形式及材質選用上有很大不同。
一般煤氣小爐口的高度為400～500mm，拱的股高比為1/10，小爐間距為3100mm，這樣就能確定小爐口的寬度。
而對于箱式空氣蓄熱室的浮法玻璃熔窯小爐斜坡碹形式目前有兩種，一種是直通式，另一種是喇叭型。傾向于直通式小爐的理由是：煤氣呈扁平狀出上升道，容易與助燃空氣混合；混合氣體對小爐側墻的沖刷小，而且小爐結構簡單，施工方便。傾向喇叭型小爐的理由是：喇叭形狀將火焰強制性的形成擴散狀，提高火焰的覆蓋面；能改善因煤氣上升道間距較小而造成的維修惡劣環境；為窯老期的熱修創造條件。
筆者傾向于喇叭狀小爐結構。對于200t/d～350t/d的浮法玻璃熔窯，其小爐口寬度一般在1500mm～1600mm，如果采用直通式結構，那么煤氣上升道間的維修凈空為：3100（小爐中心距）-1500（小爐口寬）-2×465（上升道墻厚）-2×140（小爐立柱）=390mm，如此小的空間很難進行蓄熱室的維修。而且，空、煤氣的截面決定空、煤氣的速度，空、煤氣的速度比應服從于空氣、煤氣的動量比，計算式如下：
式中：Wa、Wf-空氣、煤氣的出口速度（米/秒）
Va、Vf-空氣、煤氣的流量（標米3/秒）
γa、γf-空氣、煤氣的重度（公斤/標米3）
對于200t/d～350t/d的浮法玻璃熔窯，空煤氣的動量比一般取1.3，在小爐噴火口截面確定的情況下，如果設計成直通式小爐，那么煤氣上升道將成一個非常扁平的狹窄通道，這樣既加劇了煤氣上升道四周墻體的沖刷侵蝕，又因煤氣層過薄而影響火焰的傳熱效果。
