开源软件在玻璃熔窑模拟中的应用

数值模拟在玻璃熔窑结构设计、优化操作、节能减排等方面具有重要意义,一般采用昂贵的商业计算流体力学(CFD)软件进行玻璃熔窑的模拟研究。近年来,开源CFD软件发展迅速,其应用性与可靠性可与商业软件媲美,且具有代码公开、模型扩展容易、算法可控以及免费的优点。本文基于OpenFOAM软件,利用系列开源软件完成了玻璃熔窑的几何建模、网格划分、模拟计算、后处理工作,提出了玻璃熔窑低成本仿真模拟的实现方案,并与商业软件模拟结果进行了对比,预测了开源软件在工业过程模拟中应用前途。

玻璃配合料预热技术的理论与模拟分析

对玻璃配合料预热技术进行了理论分析,并计算了配合料预热过程的热耗;利用GFM软件模拟分析了配合料预热技术对浮法玻璃窑炉能耗、熔化效果和玻璃液质量的影响。窑炉热平衡与数值模拟结果表明,利用烟气余热可将配合料预热至350~450℃,窑炉单耗降低15%,玻璃液质量指标提高10%,同时可以显著提高窑炉熔化能力。

玻璃熔窑池底多排鼓泡技术的数值模拟

利用GFM(Glass Furnace Model)软件,对瓶罐马蹄焰玻璃熔窑进行了数值建模,模拟研究了熔窑池底多排鼓泡技术的应用效果。根据熔化部池底设置1~3排池底鼓泡工况下的GFM模拟结果,分析了池底多排鼓泡技术对熔窑内玻璃液温度与液流分布、热效率及玻璃液质量的影响,发现池底多排鼓泡技术对提高熔窑热效率、玻璃液质量以及熔化率具有显著作用。

卡脖宽度对玻璃熔窑能耗及运行质量影响的模拟

采用Glass Furnace Model软件,数值模拟分析了卡脖宽度对浮法玻璃熔窑能耗、玻璃液流动与温度分布的影响,以及熔窑熔化因子、澄清因子、均化因子等质量指标的变化规律。550t/d案例浮法熔窑模拟分析结果表明,卡脖由设计宽度4.0 m减小为2.5 m时,可提高熔化区、澄清区玻璃液温度10℃以上,实现熔窑单耗降低3%,熔化、澄清质量提高10%。因此,卡脖宽度的优化设计,是提高玻璃熔窑热效率、实现节能减排的有效手段。