一種玻璃窯爐保溫材料的選擇的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于玻璃害爐技術領域，具體設及一種玻璃害爐保溫材料的選擇。 技術背景
[0002] 玻璃行業屬于高能耗產業之一，而我國玻璃產能已多年居世界首位，我國玻璃行 業節能潛力也是很大的，如何提高燃料燃燒效率、降低能耗，從而降低生產成本，在日益激 烈的市場競爭中獲得優勢，已經是整個玻璃行業共同的話題。
[0003] 目前，工業發達的國家玻璃害爐的熱效率為30%~40%，我國玻璃害爐的熱效率平均 只有25%~33%，燃料在玻璃制品成本中，超過1/3W上，隨著近幾年能源價格的不斷上漲及 國家能源消耗的控制，能耗成本已成整個玻璃行業發展的嚴重經濟效益之一。
[0004] 玻璃害爐的保溫措施不僅能使得害爐熱阻增加，W減少害體向環境空間的散熱損 失，還能在相同的火焰溫度下，提高害內玻璃液溫度，加速烙化過程，提高烙化率，從而降低 能耗。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提出一種玻璃害爐保溫材料的選擇，使其能夠準確預測玻璃害爐 保溫的最終結果W及保溫材料的選取，有助于玻璃害爐的節能。
[0006] 一種玻璃害爐保溫材料的選擇，所述保溫材料的選擇包括有在保證害爐內壁向害 爐外壁傳熱的熱量與害爐外壁向周圍環境的傳熱熱量相同的情況下，計算玻璃害爐采用不 同保溫材料后害爐外壁即害爐冷面溫度的方法；其具體步驟如下： 1) 計算未采用保溫材料玻璃害爐的害爐外壁溫度Tw; 2) 害爐內壁向害爐外壁傳熱的熱量Qi=KX(T"-1；2)公式1 ;其中K表示傳熱系數，T。 表示害爐內壁溫度，其由現場測定或計算得出，T"2表示采用保溫材料后害爐外壁溫度； 3屈爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量Qz=Q(VTf) 公式2;其中，a為害爐外壁與 周圍環境之間的傳熱對流福射換熱系數，T"2表示害爐外壁溫度，Tf表示周圍環境溫度； 曰=AwX(Tw2-Tf)i/4+【4.54X1 (Tw2+273)/100}4-{ (Tf+273)/100}4】/ (TwZ-Tf) 公式3 ;其中Aw為散熱面位置系數； 4) 害爐內壁向害爐外壁傳熱的熱量Qi與害爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量Q2相同， 即Qi=Qz公式4 ; 5) 將公式1、公式2、公式3帶入公式4計算得出采用保溫材料后害爐外壁溫度1；2; 6) 將害爐外壁溫度T"2與未采用保溫材料玻璃害爐的害爐外壁溫度T 行對比，若 80%TW，即所采用的保溫材料符合要求； 7) 將步驟4)中計算得到的害爐外壁溫度T"2再次迭代入害爐外壁向周圍環境的傳熱 熱量的公式中即公式2中，最后計算出害爐的總節能率。
[0007] 本發明提出的一種玻璃害爐保溫材料的選擇，采用上述技術方案，在保溫條件下 根據不同保溫材料的計算出來玻璃害爐的害爐外壁溫度，并根據80%TW的關系式確 定該保溫材料是否符合玻璃害爐的要求，從而完成保溫材料的選取，有助于玻璃害爐的節 能。因其熱量測算方法的準確與簡便，主要作用于玻璃害爐、錫槽等熱工設備的保溫節能 實施計算出來玻璃害爐的害爐外壁溫度，與生產現場的實測值相比較為接近，溫差范圍在 ± 10°c內，最后計算可得到高于4%W上的節能率。
【具體實施方式】
[0008] 結合具體實施例對本發明加W說明，該實施例中僅對害爐磋頂和墻體做熱量計 算； 一種玻璃害爐保溫材料的選擇，所述保溫材料的選擇包括有在保證害爐內壁向害爐外 壁傳熱的熱量與害爐外壁向周圍環境的傳熱熱量相同的情況下，計算玻璃害爐采用不同保 溫材料后害爐外壁即害爐冷面溫度的方法；其具體步驟如下： 1) 計算未采用保溫材料玻璃害爐的害爐外壁溫度Tw; 2) 害爐內壁向害爐外壁傳熱的熱量Qi=KX(T"-1；2)公式1 ;其中T。表示害爐內壁溫 度，T。害爐內壁溫度在已運行的害爐上采取現場實測，在未運行的害爐上，根據各個部位不 同的經驗值范圍進行選取，出入不大，該參數的估算誤差對最終結果影響甚小；T"2表示采 用保溫材料后害爐外壁溫度，K表示保溫材料的傳熱系數；該實施例中，害爐內壁溫度T。為 1600°C，保溫材料的總傳熱系數K;該實施例中，玻璃害爐的保溫材料的選擇：磋頂選用納 米保溫毯材料，墻體選用納米保溫板材料，納米保溫材料的導熱系數由生產廠商提供，厚度 則是經過廠家提供的可生產厚度W及該計算方法得到可滿足保溫要求的厚度，本發明中納 米保溫毯材料由納米材料為主，其他普通保溫材料為輔的多層復合型納米材料，納米保溫 毯材料的導熱系數為：0.014W/mK，輔助保溫材料導熱系數為：0.2W/mK，總厚度為：80mm; 本發明中納米保溫板材料的導熱系數為0. 〇2W/mK，厚度為：25mm;根據耐火材料和納米保 溫材料的導熱系數和厚度利用調和平均數法計算出材料整體的平均傳熱系數為0. 95,單 層材料的傳熱系數由導熱系數A與材料導熱方向厚度5的比值可得；分別計算各層材料 的傳熱系數Ki、而、而……之后，根據上述已回復的調和平均數方法即：1/K=1/Ki+1/K2+1/ K3……來計算得到總傳熱系數K。） 3屈爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量Qz=Q(VTf) 公式2;其中，a為害爐外壁與 周圍環境之間的傳熱對流福射換熱系數，T"2表示害爐外壁溫度，Tf表示周圍環境溫度； 曰=AwX(Tw2-Tf)i/4+【4.54X1 (Tw2+273)/100}4-{ (Tf+273)/100}4】/ (TwZ-Tf) 公式3 ;其中Aw為散熱面位置系數；該系數由保溫部位所處的位置不同而取不同的數值，分 別為頂部：2. 8、側邊：2. 2 ;底部：1. 8 ; 4) 害爐內壁向害爐外壁傳熱的熱量Qi與害爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量Q2相同， 即Qi=Qz公式4 ; 5) 將公式1、公式2、公式3帶入公式4計算得出采用保溫材料后害爐外壁溫度1；2; 6) 將害爐外壁溫度T"2與未采用保溫材料玻璃害爐的害爐外壁溫度T?1進行對比，若 80%TW，即所采用的保溫材料符合要求； 7) 將步驟4)中計算得到的害爐外壁溫度T"2再次迭代入害爐外壁向周圍環境的傳熱 熱量的公式中即公式2中，最后計算出害爐的總節能率。
[0009] 實施例中玻璃害爐各部位熱量計算參數如表1所示： 表I 害爐熱量計算參數
根據實施例磋頂部位的計算參數，代入到玻璃害爐熱平衡計算公式中可得害爐冷面溫 度為：46. 5°C，綜合玻璃害爐的使用害齡及其它因素而得磋頂冷面溫度為：55.6°C。
[0010] 根據實施例墻體部位的計算參數，代入到玻璃害爐熱平衡計算公式中可得害爐冷 面溫度為：31. 9°C，綜合玻璃害爐的使用害齡及其它因素而得墻體冷面溫度為：40°C。
[0011] 實施例玻璃害爐各部位保溫前后的冷面溫度對比如表2所示： 表2 玻璃害爐保溫前后的冷面溫度：
【主權項】
1. 一種玻璃窯爐保溫材料的選擇，其特征在于：所述保溫材料的選擇包括有在保證窯 爐內壁向窯爐外壁傳熱的熱量與窯爐外壁向周圍環境的傳熱熱量相同的情況下，計算玻璃 窯爐采用不同保溫材料后窯爐外壁即窯爐冷面溫度的方法；其具體步驟如下： 1) 計算未采用保溫材料玻璃窯爐的窯爐外壁溫度Twl; 2) 窯爐內壁向窯爐外壁傳熱的熱量Q1=KX(Tn-Tw2)公式1;其中K表示傳熱系數，Tn 表示窯爐內壁溫度，其由現場測定或計算得出，Tw2表示采用保溫材料后窯爐外壁溫度； 3) 窯爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量Q2=a(Tw_Tf) 公式2 ;其中，a為窯爐外壁與 周圍環境之間的傳熱對流輻射換熱系數，Tw2表示窯爐外壁溫度，Tf表示周圍環境溫度； a=AwX(Tw2-Tf)1/4+【4. 54X{ (Tw2+273)/100}4-{ (Tf+273)/100}4】/ (Tw2-Tf)公 式3 ;其中Aw為散熱面位置系數； 4) 窯爐內壁向窯爐外壁傳熱的熱量仏與窯爐外壁向周圍環境的傳熱的熱量〇2相同， 即Qi=Q2公式4 ; 5) 將公式1、公式2、公式3帶入公式4計算得出采用保溫材料后窯爐外壁溫度Tw2; 6) 將窯爐外壁溫度Tw2與未采用保溫材料玻璃窯爐的窯爐外壁溫度Twl進行對比，若 K80%Twl，即所采用的保溫材料符合要求； 7) 將步驟4)中計算得到的窯爐外壁溫度Tw2再次迭代入窯爐外壁向周圍環境的傳熱 熱量的公式中即公式2中，最后計算出窯爐的總節能率。
【專利摘要】本發明屬于玻璃窯爐技術領域，提出一種玻璃窯爐保溫材料的選擇。提出的一種玻璃窯爐保溫材料的選擇包括有在保證窯爐內壁向窯爐外壁傳熱的熱量與窯爐外壁向周圍環境的傳熱熱量相同的情況下，計算玻璃窯爐采用不同保溫材料后窯爐外壁即窯爐冷面溫度的方法；將窯爐外壁溫度Tw2與未采用保溫材料玻璃窯爐的窯爐外壁溫度Tw1進行對比，若Tw2≤80%Tw1，即所采用的保溫材料符合要求。本發明有助于玻璃窯爐的節能，并具有計算準確與簡便的特點。
【IPC分類】C03B5/43
【公開號】CN105271638
【申請號】CN201510763822
【發明人】謝東恒, 姜宏, 田瑞平, 有學軍, 黃小葉, 賀建雄, 潘國治, 張振華
【申請人】中航三鑫股份有限公司, 海南中航特玻材料有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月11日