年產(chǎn)330萬件10寸湯盤隧道窯設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書1

1、景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院窯爐課程設(shè)計(jì)說明書題目：年產(chǎn)330萬件10寸湯盤隧道窯設(shè)計(jì)院 （系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解安陽工學(xué)院關(guān)于收集、

2、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 目錄1、燒成制度的確定11.1 溫度制度的確定11.2 燒成曲線圖12、窯體尺寸的確定22.1 窯車棚板和支柱的選用22.2 窯長及各帶長的確定22.3 窯截面尺寸的確定33、工作系統(tǒng)的確定43.1 排煙系統(tǒng)43.2 燃燒系統(tǒng)43.3 冷卻系統(tǒng)43.4 輸送系統(tǒng)43.5 窯體附屬結(jié)構(gòu)54、窯體材料及厚度

3、的確定65、燃燒燃燒計(jì)算75.1 助燃空氣量計(jì)算75.2 煙氣量計(jì)算75.3 燃燒溫度計(jì)算76、物料平衡計(jì)算87、預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計(jì)算97.1熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)97.2 熱平衡框圖97.3 熱收入項(xiàng)目107.4 熱支出項(xiàng)目117.5 列出熱平衡方程式157.6 列出預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表158、冷卻帶的平衡計(jì)算168.1 熱平衡計(jì)算的基準(zhǔn)168.2 熱平衡框圖168.3 熱收入項(xiàng)目168.4 熱支出項(xiàng)目178.5 熱平衡方程式198.6 熱平衡表209、窯體材料概算2110、后記2211、參考文獻(xiàn)231、燒成制度的確定1.1、溫度制度的確定根據(jù)制品的化學(xué)組成、形狀、尺寸、線收縮率及其他一些性能

4、要求，制訂燒成制度如下：溫度（0c）時(shí)間（h）燒成階段20-5503.34預(yù)熱帶550-9002預(yù)熱帶900-12904燒成帶1290-12901.33燒成帶（高火保溫)1290-7002冷卻帶(急冷帶）700-4003.33冷卻帶(緩冷帶）400-802冷卻帶(快冷帶）總時(shí)間181.2、燒成曲線2、窯體主要尺寸確定2.1、棚板和立柱的選用給定8寸湯盤的詳細(xì)參數(shù)為：外徑200mm，高40mm?？紤]坯體收縮率10%，所以入窯坯體的規(guī)格為：外徑222mm，高44mm。所以選用棚板的尺寸為：48048010 mm ，支 柱：404050mm，密度：2100kg/m32.2、窯長及各帶長的確定2.2.

5、1、裝車方法在窯車的長度方向上設(shè)置4塊棚板，寬度方向上設(shè)置3塊棚板，在窯車高度方向上裝6層。棚板間的間隙在長度方向上為10mm，棚板與車邊間距為25 mm，棚板間的間隙在寬度方向上為10mm，棚板與車邊間距為20 mm。由此確定窯車車面尺寸為：長：4804 + 103 + 252=2000mm 寬：4803102202=1500mm2.2.2、窯長的確定窯車裝載量為4346=288件/每車，故裝窯密度為288/2=144件/米。窯長l= (330000018)/(330240.97144)=53.69 m窯內(nèi)容車數(shù)：n=53.69/2=26.8輛 取27輛 有效窯長為272=54m 2.2.3

6、各帶長度的確定根據(jù)燒成曲線：預(yù)熱帶長=（預(yù)熱時(shí)間總長）/總燒成時(shí)間=5.5454/18=16.02m因窯爐每節(jié)長度為2米，故預(yù)熱帶取8節(jié)。燒成帶長=（燒成時(shí)間總長）/總燒成時(shí)間=5.3354/18=15.99m因窯爐每節(jié)長度為2米，故燒成帶取8節(jié)。冷卻帶長=（冷卻時(shí)間總長）/總燒成時(shí)間=7.3354/18=21.99m因窯爐每節(jié)長度為2米，故預(yù)熱帶取11節(jié)。2.3、窯截面尺寸的確定2.3.1、窯內(nèi)寬的確定根據(jù)窯車和制品的尺寸，窯車車邊距窯內(nèi)墻取15mm，所以窯內(nèi)寬b為,1530mm2.3.2、全窯高的確定料跺上方離窯頂距離為250mm，窯車上裝制品的高度為606=360mm，窯火道高度為240

7、mm ，內(nèi)高為850mm，為了加強(qiáng)傳熱，燒成帶加高100mm。窯車高673。窯全高尺寸：預(yù)熱帶、冷卻帶為250+360+240+673=1523mm，高為850mm。燒成帶窯高為250+360+240+673+100=1623mm，內(nèi)高為950mm3、工作系統(tǒng)的確3.1、排煙系統(tǒng)1至5節(jié)為排煙段，第一節(jié)前半段在窯墻兩側(cè)設(shè)置封閉氣幕，氣幕風(fēng)以與窯內(nèi)氣流方向垂直送入，窯頂處設(shè)置一對(duì)大排煙口，后半段窯車臺(tái)面設(shè)置一對(duì)煙口，2、3、4、5節(jié)每節(jié)設(shè)置兩對(duì)排煙口。均以階梯形布置，可以迫使煙氣自上而下流動(dòng)，使得制品受熱均勻，各排煙支管匯總到排煙總管由排煙機(jī)排出，一部分送干燥房，其余的從煙囪排入大氣。3.2、燃

8、燒系統(tǒng)此窯采用小功率多分布高速調(diào)溫?zé)斓牟贾梅绞?。兩?cè)垂直和水平交錯(cuò)排列，這樣有利于均勻窯溫和調(diào)節(jié)燒成曲線。下部燒嘴噴火口對(duì)準(zhǔn)裝載制品的下部火道，上部燒嘴噴火口對(duì)準(zhǔn)裝載制品上方的部分。燒嘴磚直接砌筑在窯墻上。預(yù)熱帶6、7、8節(jié)每節(jié)窯車臺(tái)面處兩側(cè)共設(shè)置3只燒嘴，交錯(cuò)分布燒嘴對(duì)面為觀火孔。燒成帶下部每節(jié)設(shè)置兩對(duì)燒嘴，上部設(shè)置一對(duì)燒嘴，垂直和水平方向上均呈交錯(cuò)布置。助燃風(fēng)全部為冷卻帶空氣。3.3、冷卻系統(tǒng)制品在冷卻帶有晶體成長、轉(zhuǎn)化的過程，并且冷卻出窯，是整個(gè)燒成過程最后的一個(gè)環(huán)節(jié)。從熱交換的角度來看，冷卻帶實(shí)質(zhì)上是一個(gè)余熱回收設(shè)備，它利用制品在冷卻過程中所放出的熱量來加熱空氣，余熱風(fēng)可供干燥用，從

9、而達(dá)到節(jié)能目的。冷卻帶按照燒成工藝分成三段：第1719節(jié)為急冷段。該段采用噴入急冷風(fēng)直接冷卻方式，每節(jié)一側(cè)上部設(shè)6個(gè)冷風(fēng)噴管，下部5個(gè)冷風(fēng)噴管，另一側(cè)上部設(shè)5個(gè)冷風(fēng)噴管，下部6個(gè)冷風(fēng)噴管上下前后噴管均交錯(cuò)設(shè)置，每側(cè)共11個(gè)。第2024節(jié)為緩冷段。本設(shè)計(jì)中采用間壁冷卻的方法，在窯墻兩側(cè)設(shè)置分別設(shè)置間壁冷卻通道。第2527節(jié)為快冷段。第2527節(jié)上下部各設(shè)3對(duì)冷風(fēng)噴管，交錯(cuò)排列，共12支，通過噴管鼓入冷風(fēng)直接對(duì)窯內(nèi)的制品進(jìn)行冷卻，以保證制品的出窯溫度低于80。3.4、輸送系統(tǒng)隧道窯內(nèi)鋪設(shè)軌道，軌道安放在鋼架上的軌道墊板上，用螺絲聯(lián)結(jié)并焊接。窯車是制品運(yùn)輸?shù)妮d體。窯車底架由槽鋼、鋼板等經(jīng)螺絲聯(lián)結(jié)、焊

10、接而成。在窯頭和窯尾各有一手動(dòng)拖車道，每拖車道上有一輛拖車。窯外有一條手動(dòng)回車線。拖車軌道和窯內(nèi)軌道和回車線軌道相連接，并在同一水平面上。空窯車在回車線上裝載制品，然后推到拖車上，將拖車推到窯頭，再用頂車機(jī)將窯車推入窯內(nèi)，窯車從窯尾出來經(jīng)拖車道送至回車線，并在回車線卸載制品。3.5、窯體附屬結(jié)構(gòu)3.5.1、測溫、測壓孔溫度控制: 為了嚴(yán)密監(jiān)視及控制窯內(nèi)溫度和壓力制度，及時(shí)調(diào)節(jié)燒嘴的開度，一般在窯道頂及側(cè)墻留設(shè)測溫孔安裝熱電偶。本設(shè)計(jì)中分別布置于1、3、6、9、12、15、16、19、24、27標(biāo)準(zhǔn)節(jié)窯頂中部各設(shè)置一處測溫孔,共10支。因此在燒成曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，如窯頭、氧化末段、晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)、成瓷段

11、、急冷結(jié)束等都有留設(shè)。壓力控制主要靠調(diào)節(jié)煙氣、空氣等流量來實(shí)現(xiàn)。 布置壓力計(jì)于2、6、9、16、19、24、27車位中部,共7支。為方便畫圖，圖紙中沒有表示出。3.5.2、曲封窯墻與窯車之間、窯車與窯車之間做成曲折封閉。曲封面貼一層高溫耐火棉。窯車之間要承受推力，所以在窯車接頭的槽鋼內(nèi)填充散棉，以防止上下漏氣。曲封窯車與窯墻距離為15mm3.5.3膨脹縫當(dāng)隧道窯受熱時(shí)，材料將會(huì)受熱膨脹而產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力。為減小應(yīng)力，避免窯體開裂、擠壞，必須留設(shè)膨脹縫。膨脹縫的寬度為20mm，內(nèi)填陶瓷棉。4、窯體材料和厚度的確定節(jié)位置（溫度段）窯墻窯頂材質(zhì)厚度(mm)總厚度(mm)材質(zhì)厚度(mm)總厚度(mm)

12、排煙段(1-5)(20-550)輕質(zhì)粘土磚250435輕質(zhì)粘土吊頂磚250350硅藻土磚125巖棉毯60硅藻土磚100預(yù)熱升溫段(6-8)(550-900)輕質(zhì)粘土磚250435輕質(zhì)粘土吊頂磚250350硅藻土磚125巖棉毯60硅藻土磚100燒成段(9-16)(950-1290)輕質(zhì)高鋁磚250500輕質(zhì)高鋁吊頂轉(zhuǎn)250450硅酸鋁纖維氈125硅酸鋁纖維氈100硅藻土磚125硅藻土磚100急冷段(17-19)(1290-700)輕質(zhì)高鋁磚250435輕質(zhì)高鋁吊頂磚250350硅酸鋁纖維氈125巖棉毯60硅酸鋁纖維氈100緩冷段20-24)(700-400)輕質(zhì)粘土磚250435輕質(zhì)粘土吊頂磚2

13、50350硅藻土磚125巖棉毯60硅藻土磚100快冷段（25-27）（400-80）輕質(zhì)粘土磚250435輕質(zhì)粘土吊頂磚250350硅藻土磚125巖棉毯60硅藻土磚1005、燃料燃燒計(jì)算5.1、助燃空氣量計(jì)算燃料是焦?fàn)t煤氣，低位發(fā)熱量 = 17400（）根據(jù)理論空氣量和燃燒生成煙氣經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，單位理論空氣消耗量（），取過剩系數(shù) = 1.3則實(shí)際需要空氣量：（）5.2、煙氣量計(jì)算生成煙氣量：（）5.3、燃燒溫度計(jì)算燃料的理論燃燒溫度，公式如下：式中 -燃料、空氣及煙氣的比熱容，； 一定空氣消耗系數(shù)下的單位燃料燃燒空氣消耗量， =； 一定空氣消耗系數(shù)下單位燃料燃燒生成煙氣量，； 燃料及空氣的預(yù)熱

14、溫度，。焦?fàn)t煤氣，低位發(fā)熱量 = 17400（），取室溫20，此時(shí)空氣的比熱 1.30 焦?fàn)t煤氣的比熱= 1.38,經(jīng)過多次假設(shè)試算，以下假設(shè)合理，假設(shè)煙氣溫度為1600，煙氣的比熱（查燃燒學(xué)表5-2）為= 1.1.67，帶入公式得= 1654（1654 1600）/1600 5%,合理取高溫系數(shù)為0.80，則實(shí)際溫度為t= 0.851654= 1405,比實(shí)際溫度1290高出115，符合燃燒要求，認(rèn)為合理。6、物料平衡計(jì)算每小時(shí)燒成制品的質(zhì)量制品質(zhì)量為300g，每車裝288個(gè)，每車制品的質(zhì)量為 ，推車速度 = 27車/18時(shí) = 1.5車/時(shí)。= 推車速度每車裝載重量 每小時(shí)入窯干坯質(zhì)量每小

15、時(shí)入窯濕坯質(zhì)量每小時(shí)蒸發(fā)自由水質(zhì)量窯具的質(zhì)量棚板每層12，共72個(gè)，每層支柱20個(gè)，共20x5=100個(gè)gb=(0.480.480.0172+0.040.040.05100)21001.5=547.74kg/h7、預(yù)熱帶燒成帶熱平衡計(jì)算7.1、熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)熱平衡計(jì)算以1h作為時(shí)間基準(zhǔn)，而以0作為基準(zhǔn)溫度。計(jì)算燃燒消耗量時(shí)，熱平衡的計(jì)算范圍為預(yù)熱帶和燒成帶，不包括冷卻帶。7.2、熱平衡示意框圖預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡示意圖q1坯體帶入顯熱； q2硼板、支柱等窯具帶入顯熱；q3產(chǎn)品帶出顯熱； q4硼板、支柱等窯具帶出顯熱；q5窯墻、頂總散熱；q6窯車蓄熱和散失熱量； q7物化反應(yīng)耗熱；q8其他熱損

16、失；qg煙氣帶走顯熱；qf燃料帶入化學(xué)熱及顯熱；qa助燃空氣帶入顯熱； q/a預(yù)熱帶漏入空氣帶入顯熱； qs氣幕帶入顯熱7.3、熱收入項(xiàng)目7.3.1、坯體帶入顯熱q1q1=g1c1t1 （kj/h）其中：g1入窯制品質(zhì)量（kg/h）；g1= 140.9kg/h；t1入窯制品的溫度（）；t1=20c1入窯制品的平均比熱（kj/（kg）；t1=20時(shí)，c1=0.92kj/（kg）；q1=g1c1t1=140.90.9220=2592.56（kj/h） 7.3.2、硼板、支柱等窯具帶入顯熱q2q2=gbc2t2 （kj/h）其中：gb入窯硼板、支柱等窯具質(zhì)量（kg/h）；gb =547.74kg/h

17、t2入窯硼板、支柱等窯具的溫度（）；t2=20c2入窯硼板、支柱等窯具的平均比熱（kj/（kg）；碳化硅硼板、支柱的平均比熱容按下式計(jì)算：c2=0.963+0.000147t=0.963+0.00014720=0.966kj/（kg）q2=gbc2t2=18710.96620=10582.34（kj/h）7.3.3、燃料帶入化學(xué)熱及顯熱qfqf=（qd+tf cf）x （kj/h）其中：qd所用燃料低位發(fā)熱量（kj/nm3）；燃料為焦?fàn)t煤氣，低位發(fā)熱量為：qd=17400kj/nm3；tf入窯燃?xì)鉁囟龋ǎ?；入窯燃?xì)鉁囟葹閠f=20；cf入窯燃?xì)獾钠骄葻崛荩╧j/（kg）；查表，tf=20時(shí)焦

18、爐煤氣平均比熱容為：cf=1.38 kj/（kg）；x設(shè)每小時(shí)焦?fàn)t煤氣的消耗量為 x（nm3/h）；qf=（qd+tf cf）x=（17400+201.38）x=17427.6x kj/h7.3.4、助燃空氣帶入顯熱qaqa=vacata （kj/h）其中：va入窯助燃風(fēng)流量（nm3/h）；前面燃燒部分計(jì)算得： va =la*x=5.5562x (nm3/h)；ta入窯助燃風(fēng)的平均溫度（）；ta=20；ca入窯助燃風(fēng)的平均比熱容（kj/（kg）；查表，ta =20助燃風(fēng)時(shí)平均比熱容為：ca =1.30 kj/（kg）；qa= va cata=5.5562x1.3020=144.5x （kj/h

19、）7.3.5、從預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣帶入顯熱qa/qa/= va / ca/ ta/ （kj/h）取預(yù)熱帶煙氣中的空氣過剩系數(shù)ag=2.0，已求出理論空氣量 l0=4.274nm3/ nm3燒成帶燃料燃燒時(shí)空氣過剩系數(shù)af=1.3va/=x（ag-af）l0=x(2.0-1.3)4.274=2.9918x （nm3/h）漏入空氣溫度為ta/=20，此時(shí) ca/=1.30 kj/(nm3)，則：qa/= va/ ca/ ta/=2.9918 x1.3020=77.7868x （kj/h）7.3.6、氣幕帶入顯熱qs qs=vscsts （kj/h）氣幕包括封閉氣幕、急冷阻擋氣幕，封閉氣幕只設(shè)在

20、窯頭，不計(jì)其帶入顯熱。取氣氛幕和急冷阻擋氣幕風(fēng)源為空氣，其風(fēng)量一般為理論助燃空氣量的0.5-1.0倍，取為0.6倍。所以：vs=0.6va=0.65.5562x =3.3372x （nm3/h），設(shè)ts=20，查得cs=1.30 kj/(nm3)，qs= vscsts=3.3372x1.3020=86.68x （kj/h）7.4、熱支出項(xiàng)目7.4.1、制品帶出顯熱q3q3=gmc3t3 （kj/h）出燒成帶產(chǎn)品質(zhì)量：gm=129.6 kg/h，出燒成帶產(chǎn)品溫度 ：t3=1290 查手冊11，此時(shí)產(chǎn)品平均比熱 ：c3=1.20 kj/(kg )則：q3=gmc3t3=129.612901.20=

21、200620.8（kj/h）7.4.2、硼板、支柱等窯具帶出顯熱q4q4=gbc4t4（kj/h）棚板、立柱質(zhì)量：gb=547.74 kg/h，出燒成帶棚板、立柱溫度：t4=1290 此時(shí)棚板、立柱的平均比熱：c4=0.84+0.000264t=0.84+0.0002641320=1.19 kj/(kg )q4= gbc4t4=547.741.19 1290=840835.674（kj/h）7.4.3、煙氣帶走顯熱qgqg=vgcgtg（kj/h）煙氣中包括燃燒生成的煙氣，預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣外，還有用于氣幕的空氣。用于氣幕的空氣的體積vs=0.969x (nm3/h)離窯煙氣體積： vg=

22、vg0+（ag-1）l0x+vs 煙氣溫度為tg=250，此時(shí)煙氣比熱cg=1.44 kj/( nm3)qgvgcgtg1.9+(2.0-1) 1.242x+0.969x1.442501480x （kj/h）7.4.4、窯墻、窯頂散失熱量q5根據(jù)各段材料不同，并考慮溫度范圍不能太大，將預(yù)熱帶和燒成帶分成三段計(jì)算7.4.4.1、20550段該段窯長度為10米，窯寬為1.53米。窯外壁表面平均溫度40，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（20+550）/2=2857.4.4.1.1、窯墻部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068w/（m）；硅藻土磚，厚度=125mm，導(dǎo)熱

23、系數(shù)0.276 w/（m）；巖棉毯，厚度=60mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.,037 w/（m）；熱流q1=95.4w/m不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按900mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/1=295.40.9103.6=6181.92（kj/h）7.4.4.1.2、窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068 w/（m）；硅藻土磚，厚度=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2764 w/（m）；熱流q2=258.93w/m窯頂散熱量：q/2=258.931.53103.6=14261.89（kj/h）所以，20550段的窯體散熱總量為：q/3= q/1 q/2=6

24、181.92+14261.89=20443.81（kj/h）7.4.4.2、550900段該段長度為6米，窯外壁表面平均溫度40，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（550+900）/2=7257.4.4.2.1、窯墻部分散熱計(jì)算 此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068w/（m）；硅藻土磚，厚度=125mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.276 w/（m）；巖棉毯，厚度=60mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.,037 w/（m）；熱流q1=166.77w/m不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按850mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/4=2266.770.8563.6=10371.84（kj/h）7.4.4.

25、2.2、窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068 w/（m）；硅藻土磚，厚度=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2764 w/（m）；熱流q2=723.95w/m窯頂散熱量：q/5=723.951.5363.6=23925.05（kj/h）所以，550900段的窯體散熱總量為：q/6= q/4 q/5=10371.84+23925.05=34296.89（kj/h）7.4.4.3、9001290段該段長度為16米，窯外壁表面平均溫度40，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（900+1290）/2=10957.4.4.3.1、窯墻部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚

26、度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù),0.398w/（m）硅酸鋁纖維氈，厚度=125 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24 w/（m）硅藻土磚，厚度=125mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.27w/（m）；熱流q1=654.51w/m不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按950mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/7=2654.510.95163.6=71629.57（kj/h）7.4.4.3.2、窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù),0.398w/（m）硅酸鋁纖維氈，厚度=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24 w/（m）硅藻土磚，厚度=100mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.27w/（m）；熱流q1=745.48w/m

27、不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按950mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/8=745.481.53163.6=65655.36（kj/h）所以，9001290段的窯體散熱總量為：q/9= q/7+ q/8=71629.57+65655.36=137284.93（kj/h）綜上所述，預(yù)熱帶和燒成帶窯體散失熱量總和為：q5=20443.81+34296.89+137284.93=192025.63（kj/h）7.4.5、窯車蓄熱和散失熱量q6取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占熱收入的10%。7.4.6、物化反應(yīng)耗熱q77.4.6.1、自由水蒸發(fā)吸熱qwqw= gw（2490+1.93tg）自由水的質(zhì)量 gw=3.

28、4kg/h 煙氣離窯的溫度tg=250。則可得：qw=3.4（2490+1.93250）=10106.5（kj/h）7.4.6.2、其余物化反應(yīng)吸熱qdqd= g12100w(al2o3) （kj/h） 其中，g1入窯干制品質(zhì)量（kg/h）；g1=137.5 kg/h；al2o3的反應(yīng)熱為2100（kj/kg）,w(al2o3)陶瓷潔具結(jié)合劑中al2o3含量占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)制品中；w(al2o3)=19.62%；qd= g12100w(al2o3)= 137.5210019.62%=56652.75（kj/h）則物化反應(yīng)總耗熱為：q7=10106.5+56652.75=66759.25（kj

29、/h）7.4.7、其他熱損失q8一般取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此項(xiàng)熱支出占熱收入的5%10%，本次計(jì)算取5%。7.5、列熱平衡方程式由熱平衡方程：熱收入=熱支出，有q1+q2+qf+qa+ q/a +qs=q3+q4+qg+q5+q6+q7+q82592.5610582.3417427.6x1455x77.7868x86.68x=200620.8840835.6741480x192025+10% q收66759.25+5%q收 14701.5x=1300129.4解得x= 88.4nm3/h單位熱耗：88.417400/137.5=11186 (千焦/千克瓷)7.6、列出熱平衡表并分析熱 收 入熱 支 出項(xiàng)

30、目(kj/h)（%）項(xiàng)目(kj/h)（%）坯體帶入顯熱2592.560.15產(chǎn)品帶走顯熱200620.811.91燃料化學(xué)顯熱1540599.8490.83煙氣帶走顯熱1308327.76助燃空氣顯熱1277387.54窯墻、窯頂帶走顯熱192025.6311.39漏入空氣顯熱6876.350.41物化反應(yīng)耗熱66759.253.96棚板、立柱帶入顯熱10582.340.62棚板、立柱帶出顯熱840835.67449.89氣幕顯熱7662.50.45窯車積、散熱169605.1610.06其它熱損失84802.65.03總計(jì)1696051.59100總計(jì)1695481.11100分析： 兩者之

31、間存在差值，是因?yàn)轭A(yù)熱帶窯內(nèi)負(fù)壓在該次計(jì)算中忽略了窯底漏入窯內(nèi)風(fēng)帶來的熱量，實(shí)際上雖然窯車上下壓力控制手段非常完善，但仍有誤差，由于誤差很小所以整個(gè)預(yù)熱帶、燒成帶熱量可認(rèn)為是收支平衡的。8、冷卻帶熱平衡計(jì)算8.1、熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)本次計(jì)算選用1小時(shí)為計(jì)算基準(zhǔn)，以0作為基準(zhǔn)溫度。以冷卻帶為計(jì)算范圍。8.2、熱平衡示意框圖圖9-1 冷卻帶的熱平衡示意圖q3制品帶入顯熱； q4硼板、支柱等窯具帶入顯熱；q9窯車帶入顯熱； q10急冷風(fēng)帶入顯熱與冷卻帶末端送入冷卻風(fēng)帶入顯熱；q11制品帶出顯熱； q12硼板、支柱等窯具帶出顯熱；q13窯車蓄熱、帶出及散失之熱； q14窯墻、頂總散熱；q15抽走余熱風(fēng)帶走

32、熱量；q16其他熱損失；8.3、熱收入項(xiàng)目8.3.1、制品帶入顯熱q3制品帶入冷卻帶的顯熱等于預(yù)熱帶和燒成帶制品帶出顯熱q3=200620.8（kj/h） 硼板、支柱等窯具帶入顯熱q4此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱帶和燒成帶硼板、支柱等窯具帶出熱q4=840835.674（kj/h）8.3.2、窯車帶入顯熱q9 預(yù)熱帶和燒成帶窯車散失之熱約占窯車積熱的5%，即95%之積熱進(jìn)入了冷卻帶。q9=0.95q6=161124.9（kj/h）8.3.3、急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)帶入顯熱q10設(shè)窯尾風(fēng)風(fēng)量為vx,一般急冷風(fēng)量為窯尾風(fēng)量的（1/4-1/2），本設(shè)計(jì)取急冷風(fēng)是窯尾風(fēng)的1/2，則急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)的總風(fēng)量為：va =1.5

33、vx。 空氣的溫度ta=20,此時(shí)空氣的平均比熱ca=1.30 kj/(nm3）. 則：q10=vacata= va1.320=26 va（kj/h）8.4、熱支出項(xiàng)目8.4.1、制品帶出顯熱q11出窯產(chǎn)品質(zhì)量gm=137.5出窯產(chǎn)品溫度 t11=80， 產(chǎn)品比熱 c11=0.896kj/(kg)q11=gmc11t11=137.5800.896=9856（kj/h） 8.4.2、硼板、支柱等窯具帶出顯熱q12出窯棚板、立柱質(zhì)量gb=547.74kg/h 出窯棚板、立柱溫度t12=80， 棚板、立柱比熱c12=0.861 kj/（kg）q12= gb c12t12=547.740.86180=

34、37728.3（kj/h）8.4.3、窯車蓄熱、帶出及散失之熱q13此項(xiàng)熱量占窯車帶入顯熱的55%， q13=0.55q9=0.55161124.9=88618（kj/h）8.4.4、窯墻、頂總散熱q14根據(jù)各處的材料，并考慮溫度范圍不能太大，將窯墻分兩段計(jì)算其向外散熱 。 8.4.4.1、1290700段該段長度為6米，窯外壁表面平均溫度40，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（1290+700）/2=9958.4.4.1.1、窯墻部分散熱計(jì)算 此部分用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù),0.398w/（m）硅酸鋁纖維氈，厚度=125 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24 w/（m）巖棉毯，厚度=60m

35、m，導(dǎo)熱系數(shù)0.037 w/（m）；熱流q1=344.7 w/m不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按850mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/1=2344.71. 5363.6 =12910.5（kj/h）8.4.4.1.2、窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù),0.398w/（m）硅酸鋁纖維氈，厚度=125 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24 w/（m）熱流q1=831.2w/m窯頂散熱量：q/2=831.21.5363.6=27469.5（kj/h）所以，1210800段的窯體散熱總量為：q/3= q/1+ q/2=12910.5+27469.5=40380 kj

36、/h8.4.4.2、70080段該段長度為17.92米，窯外壁表面平均溫度40，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（700+80）/2=3908.4.4.2.1、窯墻部分散熱計(jì)算 此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土磚，厚度=250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068w/（m）；硅藻土磚，厚度=125mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.276 w/（m）；巖棉毯，厚度=60mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.037 w/（m）；熱流q1=120.7w/m不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按850mm計(jì)算，則兩側(cè)窯墻散熱量：q/4=2120.70.85163.6=11818.9（kj/h）8.4.4.2.2、窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下：輕質(zhì)粘土，厚度=

37、250 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.5068 w/（m）；硅藻土磚，厚度=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2764 w/（m）；熱流q2=327.6w/m窯頂散熱量：q/5=327.61.53163.6=28870.7（kj/h）所以，70080段的窯體散熱總量為：q/6= q/4+ q/5=11818.9+28870.7=40689.6（kj/h）綜上所述，冷卻帶窯體散失熱量總和為：q14=40380+40689.6=81069.6（kj/h）8.4.5、抽走余熱風(fēng)帶走熱量q15 q15 = v15c15t15 其中，v15抽走余熱風(fēng)流量（m3/h）；該窯不用冷卻帶熱空氣做二次空氣，冷卻帶抽走熱風(fēng)全部用于氣

38、幕及干燥窯干燥，體積為v15=1.5vx = va nm3。漏出空氣忽略不記t15抽走余熱風(fēng)的平均溫度（）；取t15=200c15抽走余熱風(fēng)的平均比熱（kj/（kg）；查表，t15=200時(shí)，熱空氣的平均比熱為：c15=1.3 kj/（kg）則：q15= v15c15t15= va 2001.30=260 va（kj/h）8.4.6、其他熱損失q16取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占冷卻帶熱收入的5%10%，本次計(jì)算取5%。熱收入=熱支出，即：q3+q4+q9+q10=q11+q12+q13+q14+q15+q16200620.8+840835.674+8480.26+26va=9856+37728.3+4664

39、.143+81069.6+260va +5% q收得：va =3035.2nm3/h 因此得窯尾風(fēng)量為9644.5nm3/h 急冷風(fēng)量為4822.2 nm3/h則每小時(shí)應(yīng)抽余熱風(fēng)為：14466.7 nm3 8.5熱平衡方程式計(jì)算熱收入=熱支出，即：q3+q4+q9+q10=q11+q12+q13+q14+q15+q16200620.8+840835.674+8480.26+26va=9856+37728.3+4664.143+81069.6+260va +5% q收得：va =3991nm3/h 因此得窯尾風(fēng)量為2661nm3/h 急冷風(fēng)量為1331 nm3/h則每小時(shí)應(yīng)抽余熱風(fēng)為：3991 nm38.6、熱平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目(kj/h)(%)項(xiàng) 目(kj/h)(%)產(chǎn)品帶入顯熱200620.815.4產(chǎn)品帶出顯熱98560.8棚板、立柱帶入顯熱840835.67464.4棚板、立柱帶出顯熱37728.32.9窯車帶入顯熱161124.912.4窯體散熱81069.66.2急冷、