西南某厂为了增加新的玻璃品种，合理利用闲置的车间，在老车间内利用现有场地改造为生产玻璃瓶罐的35M2马蹄焰池炉，配置三条(HD8、HGD6和LD-8S各一台)制瓶生产线，主要生产高白料酒瓶、食品瓶，兼顾输液瓶等品种，为丰谷公司、泸州、宜宾、成都、重庆等周边企业供应高白料酒瓶和食品包装瓶等。

改造前老厂房宽度非常狭窄，高跨长度较短而且高跨净空高度也偏矮，改造时尽可能少改动节省费用，针对具体问题多次修改玻璃池窑方案，不改造厂房构造柱和不增加高跨房架高度局限，基本了满足制瓶生产工艺的需要。现将本改造项目池炉设计、修建、投产运行情况和不足之处简单介绍如下，供相关企业项目改造参考。

一.池炉主要结构设计：

1.熔化池

长为mm，宽度mm，长宽比1.93。采用相对较大的长宽比，有利于火焰有较长的行程，有利于高温火焰充分传热，也有利于加入炉内的混合料完成熔化、澄清、均化过程和整体时间延长，提高熔化和澄清均化效果。前池墙设置为较大斜角方式，减缓深澄清池池墙角部缓滞料，同时扩大的外部空间更方便于流液洞安全运行和检查。

整体池墙厚度采用mm，对冲刷较大部位设计考虑局部加厚池墙，此种设计方式合理配置后，基本达到整体池墙mm厚度效果，同时又为厂家节省了不少的电熔材料费用。

2.单侧预熔池

梯形预熔池外宽mm，内宽mm，长度mm。预熔池面积2.9M2，占熔化池面积的8.3%。定制的加料机口部宽度达到mm，配合较宽的预熔池口部，明显增大配合料传热面积，有利于加快热传递和预熔化效果，加快炉内的配合料形成硅酸盐熔体，减少飞料及延缓格子体堵塞。碹采取外低内高逐级降低，最外端一字平碹距离液面mm，以减少散热和保护加料机冷却水箱。较长的预熔池结构在运行后可见配合料在大预熔池内熔化效果非常不错。

3.火焰空间

在天然气池炉中合理的火焰空间非常重要，火焰空间过大有利于天然气在炉内燃烧完全，但天然气质轻发飘其火焰(相比重油)喷出后弯曲现象会更明显而出现发飘问题，相对来说散热增大及玻璃液热利用率受影响;相反空间偏小时虽有利于传热，但容易出现燃烧不完全影响燃烧、熔化效果。本项目改造胸墙高度设计mm，胸墙厚度mm，内衬使用拆炉后的废旧电熔砖合理拼装，其外隔离30-50mm密封料，外部mm粘土保温砖，之间添加厚35-65mm高铝砖。待窑炉烘烤完成后外表面涂抹厚50-80mm保温涂料减少散热。同时利用废旧电熔砖，保证胸墙使用2-3个窑期是完全没有问题的，也为厂方节省了不少费用。

4.上倾延伸式流液洞

宽×高为mm×mm，可有效的减少玻璃液的回流，同时盖板砖较大的倾斜角度有利于减小气泡对处于气固液三相界面的盖板砖的冲刷。为了减缓流液洞热负荷和增大降温幅度，在熔化池侧设置延伸长度mm，有利于延长流液洞寿命。

5.窑坎

窑坎主要通过人为设置一个障碍分隔熔化带和澄清均化带，突出和强化热点，人为设置其通过窑坎时液流翻转上升，使玻璃液厚度变薄而快速提高熔融玻璃液的澄清均化速度，特别是高窑坎浅层澄清效果非常明显。窑坎还可以克服底层生产流，很大程度阻挡底部比重大的不均匀物(脏料)进入澄清部而提高玻璃液质量，阻挡澄清好的玻璃液回流再次进入熔化部。

窑坎高度mm，宽度mm，双排错缝精磨AZS-41#WS—Y砖体。由于高窑坎强制玻璃液在很浅很薄的高温液面下通过，其起到了很好的高温浅层澄清和均化效果。

6.鼓泡

鼓泡技术就是通过鼓泡管向玻璃液内鼓入一定压力的气体，在玻璃液内加快循环、扩散，并迅速上升到玻璃液的表面而破裂，加速玻璃液的澄清与均化，增加火焰与玻璃液之间的热交换，具有挡料及强化窑炉热点等作用。其同时强化玻璃液在垂直方向的对流，减小上下温差和提高深层玻璃液温度。

由于本项目改造时主要考虑生产普白料和高白料。对此是否设置鼓泡还是有不同意见，包括国内的一些高白料生产厂家对鼓泡的作用和实际效果也是有争论的。反对的意见主要是认为高白料的透热性较好，窑炉在池深上温差较小，池底温度较高没有必要设置鼓泡。同时，本项目改造设计之初就考虑到产品不仅仅是白酒瓶，也有可能生产较高B含量的中高端输液瓶。考虑到白酒瓶与输液瓶玻璃成分有较大差别，因此，本项目仍然设置鼓泡装置，除了鼓泡的常规作用外，在微调配方或配方转换期间，还可以加强高温玻璃液翻腾搅拌作用，加快炉内高温玻璃液成分置换，可减少整个过程中的废品率和局部降低成型难度。投产后经历了多次高白料酒瓶和较高B含量输液瓶料方转换，总体都比较平稳。

单排鼓泡中心距mm，共7个鼓泡。

7.深澄清池

深澄清池结构延长澄清均化路径和时间，减少玻璃液回流量和熔制能耗，提高熔化率和玻璃液质量的效果。深澄清池结构对提高玻璃产品质量产量降低能耗效果明显，现高效瓶罐玻璃池炉一般都考虑深澄清池结构，本项目加深mm后澄清池达到1mm。

8.工作池和供料道

高低跨厂房交汇处中间有一根构造柱，且高跨厂房长度太短不宜布置分配料道。考虑到兼具生产普白料、高白料酒瓶和输液瓶，设置为一个封闭的单独控温很小的偏心工作池(不对称设置克服了厂房中间位置厂房构造柱局限，便于中间线料道、供料机、制瓶机、输瓶机和推瓶机综合布置)，有利于工作池温度调整和稳定，在生产高白料酒瓶和ml大规格输液瓶时不用单独补充热量。备用的几只加热小喷枪以利于生产输液瓶时适量补充及投产启动，同时也设置一个大喷枪口用于补充加热或吹风冷却散热备用，这些措施在投产初期、停气特殊时期和生产小规格输液瓶都起到了很好的作用。

9.小炉：

在火焰加热的玻璃池炉中，火焰的形状和流动特性影响玻璃液的传热，其中火焰的流动特性主要受控于小炉结构，喷枪结构状况和风火配比影响也较大。

由于天然气燃烧气体基本由C02和H20蒸汽气体组成，相对来说天然气火焰黑度小(0.2～0.3)，火焰亮度差、辐射强度低、燃烧速率慢等，燃天然气小炉与烧重油小炉有很多相似之处，可借鉴燃发生炉煤气小炉，考虑一个预燃室使之预先混合，同时也起到了自增碳的作用。在预燃室这个相对狭窄的空间里，天然气和高温助燃空气在一次空气的组织下能够较好较快的混合，使火焰能够产生较高的温度。在预燃室里，天然气还可以部分裂解产生碳粒，提高火焰的辐射能力。其导向砖上方是高温二次空气，下部是天然气，导向砖到预燃室底三角区内，特别是在导向砖内形成一个涡流、回流区有利于大量碳的析出，使火焰更加明亮，有利于配合料的熔化。在本项目小炉设计中采取了以下技术措施：

9.1小炉底板二次风下倾角15°，小炉顶下倾角25°，预燃室底板下倾角5°，这样可确保火焰平稳的紧贴液面。

9.2每向小炉设置2支喷枪，小炉中心线偏心角4°，有利于火焰良好的转向，避免烧损胸墙和碹脚砖。整个小炉通道宽度不变，这样有利于稳定助燃风流速流向，仅在与蓄热室相交处短距离喇叭状便于蓄热室气流的均匀分布(见示意图2)。

9.3预燃室导向砖、喷嘴砖、墙体、底板和碹顶均采用AZS33#PT—Y新砖材，空气通道碹顶为BG-96A，把拆炉后的旧电熔砖合理利用于小炉墙体和底板，也节省了不少的材料费用。

示意图1

示意图2

小炉结构见示意图1和示意图2。

二、投产运行：

1.投产初期情况及改善建议：

由于设计时按照较大出料量较大用气量考虑的，小炉设置有预燃室有利于天然气预混燃烧及缩短火焰和自增碳的作用。但是投产初期市场原因导致出料量太小，同时管理调整过程中对喷枪型号及使用的意见不一致，导致火焰组织混乱而且调整频繁，使整个系统非常不合理和不稳定。

此时用气量相对满负荷时小得多，由于小炉喷火口截面积是固定不变的(按照最大出料量和最大用气量考虑)，而且有一定长度的预燃室，此时天然气预混很好相对来说其燃烧非常快速，控制不好一次风和二次风风量(应该相应减少)，此时就很容易出现火焰太短且高温火焰局部集中于喷火口、熔化区及加料池，以至于整个热点太偏近小炉，其热点不突出甚至于出现纵向温度倒梯度问题，导致‘跑料堆’问题。对马蹄焰池炉来说调整纵向温度梯度稳定和温度梯度合理性方面就要求很高，其没有横火焰池炉那样可方便、稳定的调控纵向温度有优势。因此，对马蹄焰池炉在不同的出料量、不同的品种规格(不同配方)、不同的玻璃渣比例等等工艺参数变化情况下，必须根据池炉内熔化情况，及时调整炉温、一次风、二次风、喷枪型号等，如果设置有助燃风定量配比燃烧时则调整最方便最快捷，假如没有助燃风定量配比燃烧则必须根据实际火焰情况结合经验及时调整，以达到整个系统最佳的熔化工艺参数。

2.投运情况：

基本稳定生产后，合格率较高后回炉玻渣大幅减少，玻渣比例逐渐降低到10%-15%。根据订单品种需要HD8线主要生产中型酒瓶、大口食品瓶及ml以上输液瓶，HGD6线主要生产小规格酒瓶或输液瓶，LD-8S全自动制瓶线主要生产中型酒瓶或ml输液瓶。

在池炉调整稳定运行后观察到，小炉喷出的火焰平稳、整体明亮、基本紧贴液面，刚度和长度基本适中，火焰基本贴在料堆上但没有造成明显的冲撞。配合料在大预熔池内其表面层快速熔化。在转换品种时，出料量变化较大时短期可见料垄变长、生料小料堆相对增加一些，此时肉眼可见脉冲鼓泡幕对局部小料堆挡料作用还是比较明显。

三、不足之处及改善建议

1.由于本项目改造受场地诸多限制，改造前就有充足的思想准备，整个项目就着手多方面想法弥补和改善，但是仍然有一些不如意。

比如HD8线(八单)料道太短，在出料量较大时散热不够，在局部保温的同时，料道洞眼闸砖处强化散热、留好散热降温的料道底部风道、侧墙设置备用散热冷却孔等预防措施。1#HD8线由于厂房场地限制其料道很短，之前预计最大单线出料量35T/D，由于采取这些多管齐下的技术措施，实际最大达到36.5T/D时也完全能满足生产需求，采取临时增加冷却风强制冷却时既能满足生产白酒瓶的需要，生产输液瓶时也完全可行(由于玻璃配方成分变化其降温程度相应小一些)。但是其毕竟是在供料道表面强制冷却，其对应于中下层玻璃液来温差较大温度均匀度不好，在强制吹风风管、冷风量掌握不好时，偶尔会有条纹出现。

如果能把行列机布置做一些改进，料道长度相应加长，对整体降温和均匀化更有利，对生产稳定性和质量提高会更好。

2.受厂房柱头限制蓄热室没办法扩大(改建厂房增大投资而且工期延长)，也没有布置双通道的(高跨厂房)足够高跨长度，只能局限布置单通道蓄热室，其蓄热面积偏小制约了节能效果，实际投运后预热空气温度不够高(℃左右)，同时烟道温度偏高(℃左右)。个人意见应该坚持对交换器移动位置的改进方案(把交换器移动后也有利于整体布置)，这样可以把蓄热室稍加长以提高蓄熔比，预计其节能效果会更好。

3.投产后白酒瓶市场持续低迷影响订单，总出料量一直偏小。在出料量53.5T/D时，天然气平均用气量M3/D，此时玻璃熔化单耗M3/T。在HD8线生产中大规格产品时有较长时间生产达到62.5T/D的出料量时，天然气平均用气量0M3/D，此时玻璃熔化单耗M3/T，此时熔化富余量很明显，如何千方百计拓宽市场以便提高出料量到65～70T/D，则单位能耗会更低节能效果会更好，其发挥的经济效益会更明显凸显出来。

在这种出料量偏小的情况下，应根据出料量变化、实际熔化情况及火焰“四度”及时灵活调整，在确保燃烧良好的情况下合理匹配一次风及二次风量。过度追求火焰刚度事实证明是得不偿失的，因为二次风量太大高温废气带走的热量也会明显增加，其热散失也会更大，而且空气过剩太多导致火焰黑度下降也不利于传热。此时适度控制二次风风量及相应的系统节能综合调整思路管理，有利于整个马蹄焰池炉合理的纵向温度制度，有利于热点稳定和稳定出料质量，其熔化综合能耗也会更低。

总之，玻璃生产是一个系统性问题，其中任何一个环节都需要引起我们的高度重视，在符合总体工艺原则的前提下细节决定成败，包括池炉合理结构设计与选材、材料质量保证、严格精心施工、良好的自动控制与一系列完善的生产工艺调整管理水平等相配合非常重要，它实际上是一个深度的系统管理问题，也体现企业的综合管理水平。