間歇式窯爐熱工制度及操作

1、間歇式窯爐熱工制度及操作胡浩，劉小健，劉杰，李越倒焰窯 圓形倒焰窯工作流程示意圖圓形倒焰窯工作流程示意圖工作過(guò)程：工作過(guò)程： 將需要燒制的磚坯由窯門(mén)運(yùn)到窯里，按碼磚規(guī)則碼好，然后加熱，將煤加入燃燒室的爐篦上，一次助燃空氣由燃燒室下面的灰坑穿過(guò)爐篦，通過(guò)煤層并使之燃燒，燃燒產(chǎn)物自噴火口噴至窯頂，再自窯頂經(jīng)過(guò)坯體倒流至窯底，經(jīng)吸火孔、支煙道及主煙道流向煙囪底部，最后由煙囪排出，當(dāng)燒制過(guò)程完成后，就停止加煤，使磚坯冷卻，冷卻到一定溫度后出窯。 坯體自裝好至出窯前一直停在窯內(nèi)，當(dāng)煙氣流經(jīng)坯體時(shí)，以對(duì)流與輻射的方式將熱量傳遞給坯體。因火焰在窯內(nèi)倒流，故稱(chēng)為倒煙窯。 傳熱形式：屬于周期性不穩(wěn)定傳熱 低溫階

2、段：窯內(nèi)以對(duì)流傳熱為主 輻射傳熱較少 高溫階段：窯內(nèi)以氣體輻射傳熱為主 壓力制度：頂部正壓，底部零壓（調(diào)節(jié)煙道閘板） 提起閘板，阻力減小，抽力加大；反之抽力減小 氣流方式：熱氣體由上而下（倒焰）流動(dòng) 利用“氣體垂直分流法則”可自動(dòng)調(diào)節(jié)倒焰窯橫截面上的溫度分布。 但是，我們還應(yīng)注意“氣體垂直分流法則”的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用是有條件的。 應(yīng)用條件：只有在能量損失較幾何壓頭較小的場(chǎng)合下，且并聯(lián)通道阻力不大時(shí)，才有較顯著的作用。 如果由于碼垛不當(dāng)?shù)仍蛟斐筛魍ǖ篱g阻力差別較大時(shí)，僅靠“垂直分流法則”的作用是不能達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)倒焰窯橫截面上溫度分布的目的的。倒焰窯主要問(wèn)題：1、隨著窯內(nèi)制品的加熱與冷卻，窯內(nèi)的溫度

3、隨之而變化，需要不斷調(diào)節(jié)燃料與空氣的比例以實(shí)現(xiàn)窯內(nèi)燒成制度，燒成制度不易控制。2、燒窯時(shí)窯體積蓄熱量，冷窯時(shí)窯體積蓄之熱量又散發(fā)于空氣中，造成能量損失。另外，煙氣離窯溫度較高，排煙熱損失較大。所以傳統(tǒng)倒焰窯的熱效率較低。 倒焰窯是間歇式操作，制品在焙燒過(guò)程中，窯體同時(shí)被加熱，砌筑體所蓄積的熱量往往很大，當(dāng)制品冷卻時(shí)，砌筑體所蓄積的熱量大部分又傳給窯室，使制品冷卻受到阻礙。當(dāng)然砌體減薄可減少蓄熱，但太薄向外散熱損失又會(huì)增加，且環(huán)境溫度升高，操作條件惡化，我們可以采用一些密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低的輕質(zhì)材料作中間保溫層，可使其蓄熱和散熱量相應(yīng)減少，節(jié)省燃料，降低成本。梭式窯 梭式窯的工作原理梭式窯的工作原

4、理 （1 1）窯內(nèi)氣體流動(dòng)）窯內(nèi)氣體流動(dòng) 窯內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)力：窯內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)力：在自然通風(fēng)的梭式窯中，燃燒煙在自然通風(fēng)的梭式窯中，燃燒煙氣由燒嘴出口上升至窯頂，然后由窯頂向下流至窯車(chē)臺(tái)面氣由燒嘴出口上升至窯頂，然后由窯頂向下流至窯車(chē)臺(tái)面（窯底），經(jīng)吸火孔排出。上升的幾何壓頭（窯底），經(jīng)吸火孔排出。上升的幾何壓頭H H1 1（aa11）g g是是推動(dòng)力推動(dòng)力，并在窯頂轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。而煙氣由窯頂?shù)沽鳎⒃诟G頂轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。而煙氣由窯頂?shù)沽髦粮G底的幾何壓頭至窯底的幾何壓頭 H H1（aa22）g g是燃燒產(chǎn)物流動(dòng)時(shí)的是燃燒產(chǎn)物流動(dòng)時(shí)的阻力阻力。上升平均溫。上升平均溫度比倒流的平均溫度高。因此，上升時(shí)平

5、均密度比倒流時(shí)度比倒流的平均溫度高。因此，上升時(shí)平均密度比倒流時(shí)平均密度小些。這樣，作為平均密度小些。這樣，作為推動(dòng)力推動(dòng)力大于大于阻力阻力。所以，上升。所以，上升至窯頂時(shí)的至窯頂時(shí)的靜壓頭靜壓頭能夠克服向下流動(dòng)時(shí)的全部阻力（阻力能夠克服向下流動(dòng)時(shí)的全部阻力（阻力是靠消耗靜壓頭來(lái)克服的）。是靠消耗靜壓頭來(lái)克服的）。 （2 2）窯內(nèi)壓強(qiáng)分布）窯內(nèi)壓強(qiáng)分布 采用高速燒嘴的梭式窯，由排煙風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排煙，窯內(nèi)的零采用高速燒嘴的梭式窯，由排煙風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排煙，窯內(nèi)的零壓面一般是維持在排煙口平面，以保證窯內(nèi)熱氣體不外瀉，壓面一般是維持在排煙口平面，以保證窯內(nèi)熱氣體不外瀉，窯外冷空氣不漏入。自然通風(fēng)的引射式梭式窯

6、，窯內(nèi)的零窯外冷空氣不漏入。自然通風(fēng)的引射式梭式窯，窯內(nèi)的零壓面一般是維持在窯底平面。壓面一般是維持在窯底平面。 （3 3）窯內(nèi)傳熱）窯內(nèi)傳熱 間歇操作的窯爐，窯內(nèi)制品及窯墻、窯頂?shù)臏囟入S著時(shí)間間歇操作的窯爐，窯內(nèi)制品及窯墻、窯頂?shù)臏囟入S著時(shí)間的不同而變化。窯內(nèi)傳熱全都是屬于不穩(wěn)定的傳熱。因此，的不同而變化。窯內(nèi)傳熱全都是屬于不穩(wěn)定的傳熱。因此，要應(yīng)用有限差量法來(lái)計(jì)算窯墻、窯頂砌體內(nèi)不同時(shí)間的溫要應(yīng)用有限差量法來(lái)計(jì)算窯墻、窯頂砌體內(nèi)不同時(shí)間的溫度分布，從而可計(jì)算任意時(shí)間窯墻、窯頂所積蓄之熱量及度分布，從而可計(jì)算任意時(shí)間窯墻、窯頂所積蓄之熱量及其外表面散失之熱量。其外表面散失之熱量。梭式窯 梭式

7、窯工作系統(tǒng)由：窯體、窯車(chē)、傳輸系統(tǒng)、通風(fēng)及燃燒系統(tǒng)、檢測(cè)及控制系統(tǒng)組成。窯體一般采用全輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。工作系統(tǒng)見(jiàn)圖： 1、燃燒系統(tǒng) 供應(yīng)燃?xì)猓喝細(xì)饨?jīng)穩(wěn)壓過(guò)濾及調(diào)壓后進(jìn)入各區(qū)支管，經(jīng)燃燒系統(tǒng)后在調(diào)溫高速燒嘴內(nèi)燃燒并進(jìn)入窯內(nèi)。 助燃風(fēng)：采用經(jīng)煙道換熱器預(yù)熱后的潔凈空氣，風(fēng)壓6 000Pa以上，經(jīng)各種閥門(mén)和管路后，進(jìn)入燒嘴，助燃空氣壓力不小4000Pa 。 采用燃?xì)獾葴馗咚贌欤号溆凶詣?dòng)點(diǎn)火器和火焰監(jiān)視器，可在控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。燒嘴出口燃?xì)鉁囟日{(diào)節(jié)范圍80-1400，在整個(gè)調(diào)溫區(qū)間內(nèi)，可保持火焰出口速度在100m/s以上。燒嘴可使用高溫助燃風(fēng)。 等溫高速燒嘴的布置：根據(jù)窯的尺寸要求和產(chǎn)品的特點(diǎn)，雙向立體交

8、錯(cuò)布置，分布在窯內(nèi)垂直火道位置，每個(gè)火道上下布置兩只燒嘴。 在使用高速調(diào)溫?zé)鞎r(shí)，碼放坯體時(shí)要留適當(dāng)?shù)幕鹧嫱ǖ溃垢G內(nèi)氣體能旋轉(zhuǎn)，避免高速火焰直接沖刷到坯體表面，影響火焰流動(dòng)，造成較大溫差。燒嘴應(yīng)在同一水平面上交錯(cuò)布置，以免互相干擾，減弱高速?lài)娚渥饔?，其布置如圖高速調(diào)溫?zé)斓牟贾酶咚僬{(diào)溫?zé)斓牟贾酶G內(nèi)氣體再循環(huán)窯內(nèi)氣體再循環(huán) 燃高速燒嘴的主要作用有以下三點(diǎn)： 1）提高氣流噴出速度，可使窯內(nèi)溫度均勻性和綜合換熱系數(shù)的均勻性相應(yīng)提高，使煙氣的熱量得到充分利用。最主要的是起攪拌均化的作用，而不是靠提高熱氣流的噴出速度來(lái)提高對(duì)流換熱系數(shù)。 2）調(diào)溫高速燒嘴和過(guò)?？諝飧咚贌炜墒寡鏆鈬姵鰷囟群透G內(nèi)溫差降

9、低，摻入的調(diào)溫空氣使煙氣的流量和流速同時(shí)增大; 3）焰氣是以高速?lài)娙胗芍破沸纬傻幕鸬乐?，?jīng)過(guò)大幅度的降溫后，才與窯墻、窯頂相遇。所以，窯墻和窯頂?shù)臏囟容^低，減少蓄熱和散熱損失。 2、檢測(cè)及控制系統(tǒng) 控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度、氣氛和壓力的準(zhǔn)確控制：溫度控制： 采用分區(qū)控制，每個(gè)控制區(qū)可控制一至多個(gè)燒嘴。每一控制區(qū)的空氣管道設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一只，煤氣管道設(shè)電磁切斷閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、煤氣/空氣比例調(diào)節(jié)閥、溢流閥各一只，通過(guò)各控溫區(qū)的閉環(huán)控制系統(tǒng)組件，結(jié)合控制軟件，實(shí)現(xiàn)窯爐內(nèi)產(chǎn)品燒成全過(guò)程準(zhǔn)確溫度控制。在窯內(nèi)垂直火道位置，每個(gè)火道上下布置兩只燒嘴。 氣氛控制： 通過(guò)調(diào)節(jié)總管及各區(qū)的燃?xì)饬亢椭伎諝饬縼?lái)實(shí)現(xiàn)。首先，

10、控制煤氣和助燃空氣總管的流量及二者的比率。第二，通過(guò)比例調(diào)節(jié)器控制每一控制區(qū)的燃?xì)?空氣比率實(shí)現(xiàn)燃燒的空氣過(guò)剩系數(shù)控制。從環(huán)保角度出發(fā)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下盡可能控制空氣系數(shù)越小越好，這樣可有利于減少煙氣中氮化物的生成量。 窯內(nèi)的壓力控制： 主要通過(guò)變頻調(diào)節(jié)控制排煙機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 控制系統(tǒng)：用可靠性好的智能儀表和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 智能儀表控制主要特點(diǎn)有：可根據(jù)產(chǎn)品情況選定產(chǎn)品燒成曲線(xiàn)。燒嘴可自動(dòng)點(diǎn)火，火焰自動(dòng)監(jiān)測(cè)。具有信號(hào)報(bào)警、信號(hào)聯(lián)鎖和聯(lián)鎖保護(hù)功能。系統(tǒng)可數(shù)字顯示控制窯內(nèi)各溫度、預(yù)熱空氣溫度、煙氣排煙溫度。顯示助燃空氣量、天然氣壓力和流量記錄。窯壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，數(shù)字顯示。 DCS計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有： 具有功能強(qiáng)和可靠性好等特點(diǎn)。能進(jìn)行雙向通訊，帶打印機(jī)可打印實(shí)時(shí)燒成工藝參數(shù)及儲(chǔ)存的工藝曲線(xiàn)。可以菜單選項(xiàng)方式實(shí)現(xiàn)各種功能的選擇。可完成對(duì)工藝曲線(xiàn)的總設(shè)定和修改。軟件可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，對(duì)各區(qū)的給定、實(shí)測(cè)、偏差、控制狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)顯示與監(jiān)控，并用功能鍵提示操作?？蓪?shí)現(xiàn)各區(qū)燒成制度的自動(dòng)調(diào)用并實(shí)時(shí)顯示?？蓪?shí)現(xiàn)窯爐動(dòng)態(tài)顯示各燒嘴的燃燒狀態(tài)及窯爐系統(tǒng)各檢測(cè)控制參數(shù)值。查看一年時(shí)間任一工藝曲線(xiàn)記錄情況。 窯內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)：可通過(guò)煙道閘門(mén)的開(kāi)度調(diào)節(jié)流通的阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)窯內(nèi)壓力的變化，也可用調(diào)節(jié)排煙裝置產(chǎn)生的抽力來(lái)實(shí)行。 鐘罩窯 又稱(chēng)罩式窯或