玻璃窯爐設(shè)計單元窯與其它窯型相比的不足之處是能耗相對較高。這是因為單元窯的長寬比非常大,窯爐外圍散熱面積也大,散熱損失相對較高。采用金屬換熱器預(yù)熱助燃空氣的優(yōu)點是不用換火,缺點是空氣預(yù)熱溫度,受金屬材料舒緩反應(yīng)、抗高溫蠕變性能的制約,一般設(shè)計金屬換熱器的出口空氣溫度為650—850。大多數(shù)單元窯熱效率在15%以內(nèi),但如能對換熱器后的廢氣余熱再予利用,其熱效率還可進一步提高。
玻璃窯爐設(shè)計使用多對燃燒器,分別調(diào)節(jié)各自的助燃風和燃料量,則可以使全窯內(nèi)縱向溫度分布和爐內(nèi)氣氛滿足玻璃熔化與澄清的要求,這也是馬蹄焰窯所無法達到的。單元窯運行中沒有換火操作,窯內(nèi)溫度、氣氛及窯壓的分布始終能保持穩(wěn)定,這對熔制高質(zhì)量玻璃有利。現(xiàn)代單元窯都配置有池底鼓泡,窯溫、窯壓、液面及燃燒氣氛實行自動控制等系統(tǒng),保證了難熔的E玻璃在較高熔化率下能獲取用于直接拉制玻璃纖維的玻璃液。
玻璃窯爐設(shè)計通過設(shè)在兩側(cè)胸墻的多對燃燒器,使燃燒火焰與玻璃生產(chǎn)流正交,而燃燒產(chǎn)物改變方向后與玻璃流逆向運動。因此在單元窯內(nèi)的玻璃熔化、澄清行程長,比其它窯型在窯內(nèi)停留時間長,適合熔制難熔和質(zhì)量要求高的玻璃。單元窯采用復(fù)合式燃燒器,該燃燒器將霧化燃料與預(yù)熱空氣同時從燃燒器噴出,經(jīng)燒嘴磚進入窯爐內(nèi)燃燒。霧化燃料處在燃燒器中心,助燃空氣從四周包圍霧化燃料,能達到較好的混合。所以與采用蓄熱室小爐的窯型相比,燃料在燃燒過程中更容易獲得助燃空氣。當空氣過剩系數(shù)為1.05時能完全燃燒,通過調(diào)節(jié)燃料與助燃空氣接觸位置即可方便地控制火焰長度。