格子體設計是整個玻璃熔窯設計的重要內容。設計優良的格子體能夠充分提高助燃空氣的預熱溫度，使燃料產生更高的燃燒溫度，對整個熔窯有助燃、助熱作用。能夠更多回收煙氣余熱、排出廢氣溫度更低。能夠減少燃燒廢氣量，從而減少氮氧化物、硫及其氧化物、煙氣粉塵等有害物的排放，對環境保護有比較明顯的作用。
1、蓄熱室格子體的基本情況
玻璃熔窯蓄熱室格子體采用標準格子磚砌筑，磚材尺寸統一、價格便宜、交貨期短。用于生產格子磚的耐火材料應具有較高的密度、較大的熱導率，以便使格子體具有足夠的儲熱、換熱能力。設定好助燃空氣預熱溫度和排出廢氣溫度是進行格子體設計的重要前提條件。
蓄熱室的功能是將玻璃熔窯熔化區爐膛排出的煙氣余熱交換給助燃空氣，進行余熱回收。格子磚的類型、排列方式、格子體孔徑尺寸大小、壁厚(磚厚)、格子磚材料都對格子體的傳熱性能有影響。燃料的種類對煙氣輻射起很大作用，也是影響格子體傳熱性能的因素之一。
從熱工技術的角度來說，格子體孔徑尺寸大小對熱交換有直接影響，體現為孔徑越小格子體單位受熱面積和熱交換能力越大。但從運行角度分析，孔徑越小氣體流動阻力就會增加，并且由于配合料中的超細粉末或滴落的爐渣而堵塞的可能性也增加，就會影響格子體的換熱能力。
2、玻璃熔窯蓄熱室格子體的工況條件
玻璃熔窯蓄熱室的工況條件十分惡劣，既要承受高溫堿蒸氣、煙氣和多種固體飛料的侵蝕;又要承受助燃空氣和煙氣換向中的冷熱沖擊;下部的磚材還要承受上部磚材的重壓。大體可分為以下情況：
① 高溫堿蒸氣、煙氣的氣體侵蝕;
② 配合料中的酸、堿性粉塵飛料, 燃料中的有害雜質等的固體侵蝕;
③ 冷凝區內液體硫酸鹽作用下的液體侵蝕;
④ 換向引起的溫度交替變化中的結構應力、熱應力導致磚材產生疲勞破壞;
⑤氧化、還原氣氛中產生的化學反應使磚材的結構, 晶相破壞;
⑥處在下層的磚材承受其上層磚材的重壓,產生很大的壓應力。
3、格子體的支撐層
蓄熱室格子體不能直接砌筑在爐條碹找平磚上，因為熔窯橫向相鄰爐條碹的中心線間距尺寸是格子體模數的2倍，而爐條碹的寬度尺寸只有150 mm，其間的間隔尺寸一般要超過格子磚的外形尺寸，一道爐條碹不能直接同時承托左右兩排格子磚。所以采用一層格子體支撐磚進行過渡，在結構學上這相當于在相鄰兩道爐條碹之上增加了一層過渡小梁，在支撐磚之上才能按格子體模數碼砌格子磚。
格子體支撐磚為兩端帶卡臺的倒凸字形，支撐磚的上部長度約為格子體模數的2倍尺寸，下部的卡臺長度約為兩道爐條碹之間的間隔尺寸。支撐磚要按格子體模數尺寸均勻地碼砌在爐條碹找平層頂面上方，這樣既能將相鄰兩道爐條碹以卡臺長度為間隔加以固定，又能使支撐磚頂面構成適合格子體模數的碼砌平臺。
格子體支撐磚倒凸字形的上部長度尺寸要比格子體模數的兩倍尺寸略小些，因為要考慮熱膨脹，一般需要減去5 mm的間隙尺寸。靠近內、外側墻的格子體支撐磚，其兩端卡臺尺寸不同，磚長尺寸也略不同，需要根據不同情況進行設計。蓄熱室格子體的高度尺寸包含支撐層的高度尺寸。
4、玻璃熔窯蓄熱室格子體的孔徑尺寸
為了達到設定的助燃空氣預熱溫度，玻璃熔窯蓄熱室必須具有相適應的格子體體積及其換熱面積。格子體孔徑尺寸對格子體的體積、以及格子體的長、寬、高尺寸起重要作用，對格子體的換熱效率也起重要作用。
根據國內玻璃配合料超細粉含量較高的實際情況，蓄熱室格子體孔徑尺寸應為 150～ 170 mm。國內大多數玻璃熔窯的實際情況基本是筒形磚160 mm/條形磚165 mm格子體孔徑，這是長期生產實踐優化得出的結果，已經成熟定型了。
5、蓄熱室格子體水平斷面面積的“合理值”
格子體體積由格子體水平斷面面積和格子體高度乘積決定。格子體水平斷面面積與小爐對數、小爐中心線間距尺寸和蓄熱室內寬尺寸密切相關。不同噸位、不同能耗玻璃熔窯蓄熱室的格子體水平斷面面積都應有相應的“合理值”。這個合理值并不是唯一確定的數值，而是在范圍比較窄的區間里的不連續、但比較接近的若干個數值。
這是因為格子體的長度和寬度尺寸都是按格子磚的模數尺寸排列規則確定的，不同類型格子磚的孔徑、壁厚尺寸構成不同的格子磚模數，按此模數尺寸排列出來的格子體的長寬尺寸數據必定都是不連續的數字，則格子體的長度和寬度尺寸的乘積就更不連續了。根據格子磚參數的多樣性，在此采用“合理值”這一概念比較確切。
如果小爐對數、小爐中心線間距尺寸、蓄熱室內寬尺寸這三項中的某一項(或幾項)設計不得當，就可能使格子體水平斷面面積偏離“合理值”范圍，就會造成整個格子體的每個格子孔內氣流分布量產生變化，氣流速度也產生變化，進而引起整個格子體換熱系數的變化。從目前國內玻璃熔窯蓄熱室實際情況來看，比“合理值”偏小的情況極少，而偏大的情況比較多。
比“合理值”偏小了就需要增加格子體的高度，否則格子體換熱能力不足;如果比“合理值”偏大了，格子體的每個格子孔內的氣體流量就會減少，氣流速度也降低，格子體的換熱系數也會降低。雖然加大了格子體的水平斷面積進而增大了格子體體積，但格子體的實際換熱能力并不是成比例地提高，甚至沒有提高多少。若比 “合理值”偏大了太多，可能需要單位能耗增加很多，才能保證熔窯的正常運行。
6、格子體的高度尺寸
玻璃熔窯蓄熱室格子體的高度尺寸是隨著時間的推移在逐漸加高的。早期的玻璃熔窯蓄熱室格子體高度是很低的，這主要是由于當時的格子體耐火材料性能所限。后來逐步加高，在50～60年前，空氣蓄熱室格子體高度已達到了5～6 m，在30～40年前，空氣蓄熱室格子體高度已達到8 m左右，今后仍可繼續加高。
隨著蓄熱室格子體耐火材料性能的不斷提高，以及節能減排要求的日趨緊迫，應將格子體繼續加高一些。當今國內多數玻璃熔窯蓄熱室格子體高度為8 m左右，對應的助燃空氣預熱溫度為1 100 ℃左右，排出廢氣溫度為600 ℃左右。若將格子體加高到9～10 m，可將助燃空氣溫度提高到1 200 ℃左右、排出煙氣溫度降低到500 ℃左右，即可實現節能和減排各達到5%左右。當然隨著蓄熱室格子體的加高，廠房基建投資也要增加，這就需要統籌考慮了。
7、玻璃熔窯蓄熱室格子體設計的傳統做法
格子體內的傳熱情況很復雜，屬于不穩定傳熱，采用傳熱計算來進行格子體設計是很困難的。早期做格子體設計時，是以熔化區面積做基數，按25～45倍熔化區面積確定格子體換熱面積，差別范圍很大、很粗略。后來出現了做格子體設計的一些經驗做法或經驗公式，是以熔窯運行中需要的每秒助燃空氣(燃料氣體)體積量為基數進行格子體設計，其準確度有所提高，簡單實用。
原國際馳名燒結耐火材料供應商德國DIDIER公司(現已被RHI公司收購)提出的經驗做法，是以每秒助燃空氣體積量為計算基數，根據格子體孔徑大小，按每秒每標準立方米(Nm 3/s)助燃空氣，配置定量體積的格子體。這可稱之為“單位助燃空氣的格子體體積變量”，根據此體積變量和單位助燃空氣量即可求出熔窯單側蓄熱室的格子體體積，然后就可根據其它給定條件進行格子體設計。
美國TECO公司提出的經驗公式,也是以每秒助燃空氣體積量為計算基數，根據助燃空氣要達
到的預熱溫度，按Nm3 /s助燃空氣量，配置定量換熱面積的格子體。這可稱之為“單位助燃空氣的格子體換熱面積變量”，并給出了以此換熱面積變量計算助燃空氣預熱溫度的高次方計算公式。
采用TECO經驗公式做格子體設計時，首先要確定出助燃空氣的預熱溫度，再根據高次方計算公式求出能夠達到此助燃空氣預熱溫度的“單位助燃空氣格子體換熱面積變量”(有時要經過試算調整)。然后根據求出的換熱面積變量和熔窯需要的單位助燃空氣量，計算出單側蓄熱室格子體需要的換熱面積，最后根據其它給定條件完成格子體設計。TECO經驗公式直接與格子體換熱面積掛鉤，更符合實際換熱情況。
8、蓄熱室格子體設計的簡化公式
雖然玻璃熔窯蓄熱室是不穩定傳熱，但是在每個換向周期中，煙氣釋放出的總熱量和助燃空氣吸收的總熱量，卻都是基本穩定不變的量，就應能夠將這個穩定的總傳熱量用計算公式來表達：傳熱量=傳熱系數×傳熱面積×溫差。根據助燃空氣要達到的預熱溫度，通過格子體熱平衡計算即可求出玻璃熔窯需要的總傳熱量，如能求出格子體的總傳熱系數(單位為：kcal/(m2·周期· ℃))，并求出煙氣與助燃空氣之間對數平均溫差，就能求出需要的格子體總傳熱面積，進而求出格子體的體積，也就能很容易完成格子體的設計。
9、玻璃熔窯蓄熱室常用格子磚的材料選擇
堿性磚用做格子體材料的儲熱能力大，換熱能力也強。從上世紀五十年代開始，國外玻璃熔窯蓄熱室就開始采用堿性耐火材料，八十年代國內開始逐漸采用堿性耐火材料。根據格子體不同高度區域所處溫度不同，以及煙氣中的粉塵飛料情況，還有溫度周期變化等情況，選用不同材質的耐火材料。
堿性磚能夠滿足玻璃熔窯蓄熱室工況條件越來越高的要求，所以近年來越來越普遍地采用堿性磚來建造玻璃熔窯蓄熱室。在格子體高溫段(1100～1450℃)區域，采用碼砌結構較好的低鐵燒制鎂磚，國內牌號為電熔鎂磚DMZ-97。
在格子體中溫段800～1 100 ℃區域，格子體鎂磚會受到堿性硫酸鹽和SO3明顯的化學侵蝕。從磚體表面開始發生變化，MgO和CaO會被擴散走或揮發掉。這種侵蝕會使格子磚的壁厚(磚厚)減薄，發展下去會危機到格子體的安全穩定性。在此溫度區域的上半部，可采用國產電熔鎂磚DMZ-95磚;在此溫度區域的下半部，可采用國產直接結合鎂鉻磚DMC-12磚。
在格子體低溫段(低于800℃)區域，采用抗冷熱沖擊性能好的低氣孔黏土磚(ZGN-42磚，42%AL 2O3)，使用情況良好。
10、玻璃熔窯常用格子磚類型和排列方式
蓄熱室格子磚有多種類型，最常用的有條形磚(也叫直磚)、筒形磚、十字形磚;還有不常用的工字形與[形的集合磚、槽型磚、煙囪形磚等。以往玻璃熔窯蓄熱室中最常用的格子磚多為條形磚，排列方式有：直排爐條式、對角錯排爐條式、編藍式、編藍與爐條組合式排列等。條形磚厚度65 mm，磚長230～375 mm，磚高114 mm，最常用的格子孔徑尺寸165 mm，磚高最大誤差±0.5 mm，磚高誤差大就會使磚表面受力不均勻，即使精確碼砌，也會出現格子體傾斜倒塌。條形磚格子體常用孔徑尺寸150～200 mm，設計壽命8～12年的玻璃熔窯蓄熱室推薦選用條形磚格子磚。
近20年來，筒形格子磚(八角筒形磚)在國內玻璃熔窯上的應用發展迅速，筒形格子磚壁厚薄通常為40 mm，單位受熱面積大、熱交換能力強、格子體的重量小、格子孔流通面積大、筒體結構的穩定性好。筒形格子磚常用孔徑尺寸140～170 mm，設計壽命5～8年的玻璃熔窯蓄熱室推薦選用國產筒形磚格子磚，這是因為壁厚40 mm的筒形格子磚受到侵蝕之后壁厚會逐漸減薄，對格子體換熱能力和安全性都會產生影響。若選用國外高檔次筒形磚也可達到10年 左右窯爐。
十字形格子磚在國外玻璃熔窯上應用已經超過40年(1973年開發成功)，十字形格子磚壁厚通常為38/40 mm，十字形磚翼的表面為平滑的或波紋的，單位體積格子體的換熱系數大。格子磚的材料為電熔鋯剛玉磚(1682)和電熔氧化鋁磚(5312)。耐化學侵蝕性和耐冷熱沖刷性能優良。格子孔流通面積大，十字形結構的穩定性也好，使用壽命最長，可為其它磚的2倍。十字形格子磚常用孔徑尺寸140/170 mm，設計壽命10～15年的玻璃熔窯蓄熱室推薦選用十字形格子磚。
