窯爐設(shè)計(jì)輥道窯

1、景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)窯爐課程設(shè)計(jì)說明書題目： 年產(chǎn)245萬平米?；u液化氣輥道窯設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 201310260130 姓 名： 黃 慧 瑩 院 （系）： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 粉體材料科學(xué)與工程 二一六 年 六 月 六 日目錄1 前言.12 設(shè)計(jì)任務(wù)書.23 窯體主要尺寸的確定.34 燒成制度的確定.55 工作系統(tǒng)的確定.6 5.1 排煙系統(tǒng).6 5.2 燃燒系統(tǒng).6 5.3 冷卻系統(tǒng).6 5.4傳動(dòng)系統(tǒng).7 5.5 窯體附屬結(jié)構(gòu).8 5.6 窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式.96 燃料燃燒計(jì)算.10 6.1 空氣量.10 6.2 煙氣量.10 6.3 燃燒溫度.117 窯體材料及厚度的確定.11

2、8 熱平衡計(jì)算.13 8.1 預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計(jì)算.11 8.2 冷卻帶熱平衡.199 燒嘴的選用.26參考文獻(xiàn).29 1.前言 熱工過程及設(shè)備作為一門熱工以及材料專業(yè)的專業(yè)課程，目的是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱工過程及設(shè)備課程后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納理論知識(shí)，在此基礎(chǔ)上推陳出新，根據(jù)當(dāng)前的社會(huì)和科學(xué)環(huán)境，不斷創(chuàng)新，最大可能的從環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約方面考慮，設(shè)計(jì)出符合社會(huì)需要的新時(shí)代窯爐，為創(chuàng)建社會(huì)主義和諧社會(huì)貢獻(xiàn)自己的智力支持。通過課程設(shè)計(jì)輥道窯，綜合運(yùn)用和鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)將理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，去研究解決實(shí)際中的工程技術(shù)問題，本設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與繪圖的基本技能，初步掌握窯爐設(shè)計(jì)的程序過程

3、和內(nèi)容；進(jìn)一步了解窯爐設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)；掌握窯爐設(shè)備的工作原理，工程制圖方法和編制設(shè)計(jì)說明書的方法。輥道窯屬于連續(xù)性窯爐，傳動(dòng)方式有斜齒輪傳動(dòng)及鏈條傳動(dòng)兩種形式，一般以剛玉瓷輥?zhàn)鳛閭鲃?dòng)輥?zhàn)舆\(yùn)載產(chǎn)品。按加熱方式可分為火焰加熱輥道窯爐和電加熱輥道窯爐兩類?？筛鶕?jù)要求通氣氛。輥道窯是當(dāng)代陶瓷工業(yè)的先進(jìn)窯爐，是近幾十年來發(fā)展起來的新型快燒連續(xù)式工業(yè)窯爐，目前已廣泛用于釉面磚墻地磚拋光磚彩釉磚等建筑陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中。而輥道窯在短短的幾十年中發(fā)展如此迅速，說明它具有旺盛的生命力，它代表了陶瓷工業(yè)窯爐的發(fā)展方向，這是因?yàn)檩伒栏G具備其他陶瓷工業(yè)窯爐無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)書在寫作過程中得到老師和同學(xué)的指導(dǎo)，在此表示

4、深深地謝意。編寫時(shí)，本人想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用、廉價(jià)的建陶工業(yè)輥道窯，內(nèi)容上盡量達(dá)到符合工程上的需要，但由于本人水平所限，設(shè)計(jì)書中一定有不少缺點(diǎn)和不足之處，誠(chéng)摯地希望老師批評(píng)指正。2. 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)：年產(chǎn)245萬平米?；u輥道窯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：年產(chǎn)245萬平米?；u液化氣輥道窯爐設(shè)計(jì)（一）瓷磚1坯料組成（%）：SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852產(chǎn)品規(guī)格：500×500×8.8mm，單重4.7公斤/片；3入窯水分：1%4產(chǎn)品合格率：98%5燒成周期：58分鐘（全氧化氣氛）6最高

5、燒成溫度：1180（溫度曲線自定）（2） 燃料：液化氣 H2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C5H12C5H101065161515281013（3） 夏天最高氣溫：403窯體主要尺寸的確定3.1窯內(nèi)寬的確定產(chǎn)品規(guī)格：400×400×8mm，可知磚的寬度為400 mm，考慮到燒成收縮率為10，則： mm坯體離窯墻內(nèi)壁一般應(yīng)有100200 mm間隙，取150mm。暫定窯內(nèi)寬B3000 mm，則可排磚數(shù)為：確定并排6片磚，則窯內(nèi)寬B為；B=444.4*6+300=2966.4(mm)最后定窯內(nèi)寬B3m。 3.2 窯內(nèi)長(zhǎng)的確定年產(chǎn)量245萬m2，燒成周期為

6、60分鐘，年工作日為350天，產(chǎn)品合格率為95，則： 故窯體長(zhǎng)L為：取窯長(zhǎng)L143m。利用裝配式，由若干節(jié)聯(lián)接而成，設(shè)計(jì)每節(jié)長(zhǎng)度為2200，節(jié)間聯(lián)接長(zhǎng)度8，每節(jié)總長(zhǎng)度為2208，則有節(jié)數(shù)=143000/2208=64.764節(jié)，取節(jié)數(shù)為65節(jié)，因而全窯總長(zhǎng)L為: L=2208*65=143520(mm) 。 3.3 窯體各帶長(zhǎng)度的確定預(yù)熱帶：65節(jié)×3321.45節(jié)，取22節(jié)，此段總長(zhǎng)22×220848576(mm)；燒成帶：65節(jié)×3019.5節(jié)，取20節(jié)，此段總長(zhǎng)20×220844160 (mm)；冷卻帶：65節(jié)×3724.05節(jié)，取剩下的

7、23節(jié)，此段總長(zhǎng)23×220850784(mm)。3.4 窯體內(nèi)高的確定 內(nèi)高為窯道內(nèi)整個(gè)空間的高度，等于輥上高（輥道中心線至窯頂?shù)木嚯x）與輥下高（輥道中心線至窯底或隔煙板的距離）之和。輥上高應(yīng)大于制品高度，考慮到?；u的高度小，又是單層焙燒，只要保證氣流順暢即可。從理論上來說對(duì)焙燒建筑瓷磚的輥道窯輥下高最好應(yīng)大于磚對(duì)角線長(zhǎng)度，但由于該制品較大，若按此計(jì)算會(huì)造成內(nèi)高太大，既增大了窯墻散熱，又不利于窯內(nèi)傳熱。由于制品從輥上掉下，一般都發(fā)生了破損，尺寸都比整磚小了，故據(jù)各地輥道窯實(shí)際狀況來看取輥下高510mm。表1-1 窯內(nèi)高度表窯高窯高分部/節(jié)輥上高/mm輥下高輥內(nèi)總高11633051

8、0840174745051096048683305108404. 燒成制度的確定4.1各段的溫度劃分與升（降）溫速率位置單元節(jié)溫度（0C）升（降）溫速率時(shí)間（min）備注預(yù)熱帶1-820-25035.06.57排煙段9-16250-60053.36.5717-22600-85050.74.935下設(shè)燒嘴段燒成帶23-38850-100030.43.93524-431000-118014.612.33冷卻帶44-481180-85080.84.095急冷段49-60850-55021.513.98緩冷段61-68550-8071.46.585快冷段4.2 燒成溫度曲線5. 工作系統(tǒng)的確定 輥道窯

9、的工作系統(tǒng)確定包括排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。5.1 排煙系統(tǒng) 18節(jié)為排煙段，在第1、3、5、7、8節(jié)設(shè)置4處排煙口，每處在窯底和輥上窯側(cè)墻同時(shí)設(shè)置。窯底排煙口一般設(shè)在該節(jié)的后半部，一排五個(gè)，用1.5mm的耐熱鋼板制成直徑200mm的排煙支管直接從窯底插入窯輥道下部，為防止落渣，開口向著煙氣來流方向。輥上排煙口設(shè)在該節(jié)前半部，用1.5mm的耐熱鋼板制成400*230（mm）的排煙支管直接從窯頂下部插入量側(cè)墻。上下排掩口均由直徑400mm的垂直煙支管圓管引出，匯總到窯頂?shù)闹睆?00mm排煙總管中，最后連接到排煙機(jī)排除。5.2燃燒系統(tǒng)根據(jù)所選用的燃料為液化氣，采用全部噴入窯道燃燒的方式，并在

10、輥上一層燒嘴，為均勻窯內(nèi)溫度，強(qiáng)化窯內(nèi)對(duì)流換熱，選用小流高速燒嘴。輥道上下方及對(duì)側(cè)均交錯(cuò)布置燒嘴，這樣便于窯溫度制度的調(diào)節(jié)，還有利于窯內(nèi)熱氣流的強(qiáng)烈擾動(dòng)與循環(huán)，改善了窯內(nèi)端面溫度均勻性。故在第1722節(jié)輥下每節(jié)布置2對(duì)燒嘴。自第2343節(jié)每節(jié)輥上下各布置2對(duì)燒嘴。燒嘴的對(duì)側(cè)是觀察孔，以便更好的觀察火焰的燃燒情況，便于操作控制。5.3冷卻系統(tǒng)制品在冷卻帶有晶體成長(zhǎng)，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，達(dá)到節(jié)能的目的。本設(shè)計(jì)中冷卻系統(tǒng)分急冷、緩冷段和快冷段。5.3.1

11、急冷段 從燒成最高溫度至800以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性，此時(shí)可以進(jìn)行急冷，而不會(huì)使產(chǎn)品破裂。最好的辦法是直接吹風(fēng)冷卻。輥道窯急冷段應(yīng)用最廣的是直接風(fēng)冷是在輥上下設(shè)置橫窯斷面的冷風(fēng)噴管。每根噴管上均勻地開有圓形出風(fēng)口，對(duì)著制品上下均勻地噴冷風(fēng)，達(dá)到急冷的效果。由于急冷段溫度高，橫穿入窯的冷風(fēng)管須用耐熱鋼制成，管徑為80120mm。本設(shè)計(jì)也采用此種結(jié)構(gòu)，在4448節(jié)進(jìn)行急冷，每節(jié)輥上6根，輥下3根，管內(nèi)徑80mm。5.3.2 緩冷段制品冷卻到700500范圍時(shí)，是產(chǎn)生冷裂的危險(xiǎn)區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制該段冷卻降溫速率。為達(dá)到緩冷目的，采用間冷風(fēng)管。在49-60節(jié)每節(jié)放置6根間冷風(fēng)管以達(dá)到緩冷的

12、目的，管內(nèi)徑60mm。.5.3.3 窯尾快冷段制品冷卻至500以后，可以進(jìn)行快速冷卻。輥上下布置32對(duì)冷風(fēng)噴管，前16對(duì)間距為759mm，窯尾18對(duì)間距為300mm。每根噴風(fēng)管上有30個(gè)直徑30mm小孔對(duì)著制品吹冷風(fēng)。此外該窯在快冷段窯頂和窯底還設(shè)有3處熱抽風(fēng)口。5.3.4 熱風(fēng)抽出口位置、抽熱風(fēng)管走向熱風(fēng)抽出口設(shè)在每節(jié)窯的中部，抽熱風(fēng)管走向?yàn)閺母髦Ч軈R入窯頂總管，總管通向預(yù)熱帶，使抽出的熱風(fēng)進(jìn)入預(yù)熱風(fēng)管，對(duì)制品進(jìn)行預(yù)熱。5.4 傳動(dòng)系統(tǒng)輥道窯對(duì)輥?zhàn)硬牧弦笫謬?yán)格，它要求制輥?zhàn)硬牧蠠崦浵禂?shù)小而均勻，高溫抗氧化性能好，荷重軟化溫度高，蠕變性小，熱穩(wěn)定性和高溫耐久性好，硬度大，抗污能力強(qiáng)。5.4

13、.1輥?zhàn)拥倪x擇常用輥?zhàn)佑薪饘佥伜吞沾奢亙煞N。為節(jié)約費(fèi)用，不同的溫度區(qū)段一般選用不同材質(zhì)的輥?zhàn)?。本設(shè)計(jì)在選用如下：中溫段（40400和40080）耐熱不銹鋼管40*3000（mm）高溫段（4001180和1180400）碳化硅輥棒40*3000（mm）5.4.2輥?zhàn)又睆脚c長(zhǎng)度的確定輥距即相鄰兩根輥?zhàn)拥闹行木?，確定輥距主要依據(jù)是制品長(zhǎng)度、輥?zhàn)又睆揭约爸破吩谳伒郎弦苿?dòng)的平穩(wěn)性，一般用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中：H為輥距，；l為制品長(zhǎng)度，。因l400，故可得H的范圍在：80133，考慮到每節(jié)長(zhǎng)2120，輥距定為100。5.4.3 傳動(dòng)方案考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量問題，輥道窯的傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)所

14、組成。為避免停電對(duì)正常運(yùn)行的輥道窯造成的危害，輥道窯一般都設(shè)在滯后裝置，通常是設(shè)一臺(tái)以電瓶為動(dòng)力的直流電機(jī)。停電時(shí)，立即驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，使輥?zhàn)油ｋ姾笕阅苷＿\(yùn)行一段時(shí)間，避免被壓彎或壓斷，以便在這段時(shí)間內(nèi)，啟動(dòng)備用電源。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動(dòng)，并采用分段傳動(dòng)，分別帶動(dòng)的方式，全窯分為22段，每段由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用變頻調(diào)速。傳動(dòng)過程：電機(jī)減速器主動(dòng)鏈輪滾子鏈從動(dòng)鏈輪聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)軸主動(dòng)齒輪從動(dòng)齒輪輥棒傳動(dòng)軸輥?zhàn)?。依?jù)以上原則，聯(lián)接方式主要采用彈簧夾緊式，從動(dòng)采用拖輪摩擦式。5.5 窯體附屬結(jié)構(gòu)5.5.1 事故處理孔事故處理孔一般設(shè)在輥下,且事故處理孔底面與窯底面平齊，以便于清除出落在窯底上的磚坯碎片

15、，事故處理孔大小尺寸通常寬240450，取300，高65135，取120。兩側(cè)墻事故處理孔一般均采取交錯(cuò)布置的形式。為了能清除窯內(nèi)任何位置上的事故而不造成“死角”，兩相鄰事故處理孔間距不應(yīng)大于事故處理孔對(duì)角線與對(duì)側(cè)內(nèi)壁交點(diǎn)連線。圖：事故處理孔的布置兩事故處理孔中心間距L應(yīng)小于或等于其中為其寬，B為窯內(nèi)寬，為窯墻厚。本設(shè)計(jì)中，b=0.3 m，B=3 m，=0.46 m，則有：又因每節(jié)長(zhǎng)2.11 m，故每節(jié)設(shè)置一個(gè)事故處理孔，相鄰兩節(jié)的事故處理孔對(duì)側(cè)交錯(cuò)設(shè)置。 對(duì)于事故處理孔在不處理事故時(shí)，要用塞孔磚進(jìn)行密封，孔磚與窯墻間隙用耐火纖維堵塞。密封時(shí)為了防止熱氣體外溢，冷風(fēng)漏入等對(duì)燒成制度產(chǎn)生影響。5

16、.5.2測(cè)溫孔及觀察孔5.5.2.1 測(cè)溫孔為嚴(yán)密監(jiān)視及控制窯內(nèi)溫度制度，及時(shí)調(diào)整燒嘴開度，一般在窯道頂及火道側(cè)墻留設(shè)若干處測(cè)溫孔以安裝熱電偶。測(cè)溫孔間距一般為35米，高溫段布密些，低溫段布稀些，在燒成曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，如氧化末段、晶體轉(zhuǎn)化點(diǎn)、釉始溶點(diǎn)、成瓷段、急冷結(jié)束等都應(yīng)設(shè)測(cè)溫孔。壓力制度中零壓面的位置控制特別重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶交接面附近。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大，有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過多移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過大，延長(zhǎng)了燒成周期，消耗了燃料。本設(shè)計(jì)以觀察孔代替測(cè)壓孔。5.5.2.2觀

17、察孔在每個(gè)燒嘴的對(duì)側(cè)窯墻設(shè)置80mm的觀察孔，以便燒嘴的燃燒狀況。未用時(shí)，用與觀察孔配套的孔塞塞住，以免熱風(fēng)逸處或冷風(fēng)漏入。5.5.3膨脹縫窯體受熱會(huì)膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，因此在窯墻、窯頂及窯底砌體間要留設(shè)膨脹縫以避免砌體的開裂或擠壞。本設(shè)計(jì)窯體采用裝配式，在每節(jié)窯體中部留設(shè)1處寬度為10mm的膨脹縫，內(nèi)填礦渣棉，各層磚的膨脹縫要錯(cuò)縫留設(shè)。5.5.4 窯道檔板和擋火墻由于輥道窯屬中空窯，工作通道空間大，氣流阻力小，難以調(diào)解窯內(nèi)壓力制度及溫度制度，因此，通常在輥道窯工作通道的某些部位，輥下砌筑擋墻，輥上插入擋板，縮小該處工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。擋板負(fù)責(zé)對(duì)窯內(nèi)上半

18、窯道的控制,采用耐硬質(zhì)高溫陶瓷纖維板制成,可以通過在窯頂外部調(diào)整位置的高低。擋火墻負(fù)責(zé)對(duì)窯內(nèi)下半窯道的控制,采用耐火磚砌筑,高低位置相對(duì)固定。窯道擋板和擋火墻設(shè)置在同一橫截面上。通常為防止預(yù)熱帶、冷卻帶冷氣流進(jìn)入高溫區(qū)，在燒成帶工作通道兩端必須設(shè)有擋墻結(jié)構(gòu)。燒成帶與冷卻帶交界處的上下?lián)鯄ζ鸱指魞蓭У淖饔?。所以?、17、21、23、43節(jié)處各設(shè)置一擋板、擋墻。5.6 窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式 輥道窯鋼架起著加固窯體的作用，而鋼架本身又是傳動(dòng)系統(tǒng)的本身。由于方形鋼管造型美觀，抗彎強(qiáng)度較大等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代輥道窯的鋼架外框越來越多的采用冷拔無縫方形鋼管做外框。本設(shè)計(jì)采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱用2.5t

19、×75×50mm 方鋼、上橫梁用2.3t×50×50mm 方鋼、下梁用2.5t×100 ×50mm方鋼。在一節(jié)窯體鋼架中，每側(cè)共有立柱3根，兩頭每個(gè)立柱上開有攻M12螺栓節(jié)間聯(lián)接的6個(gè)孔。下橫梁每節(jié)共3根，焊在底側(cè)梁上，下橫梁上焊有50×50mm的等邊角鋼作底架，以便在其上擱置底板。上下側(cè)板可用23mm鋼板沖壓制成，吊頂梁采用5×50×5mm的等邊角鋼。6. 燃料及燃燒計(jì)算燃料燃燒計(jì)算包括：燃燒單位燃料所需空氣量及其生成煙氣量的計(jì)算，實(shí)際燃燒溫度的計(jì)算。燃料：液化氣Qnet=110000KJ/Nm3組成成

20、分：H2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C5H12C5H101065161515281013轉(zhuǎn)換成濕液化氣，設(shè)含水量為4%計(jì)算：H2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C5H12C5H10H2O9.65.764.815.3614.414.41.927.689.612.484.06.1空氣量計(jì)算： 計(jì)算理論空氣量： 計(jì)算實(shí)際空氣量： ，取a=1.3.使得輥道窯內(nèi)成氧化氣氛。 =*1.3=27.5456.2 煙氣量計(jì)算 理論煙氣量計(jì)算： 實(shí)際煙氣量計(jì)算： =+（a-1）*=12.48226.3燃燒溫度計(jì)算取室溫為20度，此時(shí)空氣比熱為1.30（KJ/（N

21、m3*度）,液化氣的比熱為3.214（KJ/（Nm3*度）；并設(shè)煙氣溫度為1600度，此時(shí)煙氣的比熱為5.321（KJ/（Nm3*度），按理論燃耗內(nèi)溫度計(jì)算公式： =（110000+3,214*20+1.3*20*27.545）/（12.2822*5.321） =1668度?？傻?1668度，（1668-1600）/1600<5%，所以溫度合理。取高溫系數(shù)為0.85，則實(shí)際溫度為：t=0.85*1668=1417.8度，比最高燒成溫度1180度高出237.8度。符合燒成要求，認(rèn)為合理。7. 窯體材料及厚度確定1、窯體材料確定原則窯體材料要用耐火材料和隔熱材料。耐火材料必須具有一定的強(qiáng)度和

22、耐火性能以便保證燒到高溫窯體不會(huì)出現(xiàn)故障。隔熱材料的積散熱要小，材質(zhì)要輕，隔熱性能要好，節(jié)約燃料。而且還要考慮到廉價(jià)的材料問題，在達(dá)到要求之內(nèi)盡量選用價(jià)廉的材料以減少投資。2、窯體材料厚度的確定原則 .為了砌筑方便的外形整齊，窯墻厚度變化不要太多。.材料的厚度應(yīng)為磚長(zhǎng)或磚寬的整數(shù)倍；墻高則為磚厚的整數(shù)倍，盡量少砍磚。.厚度應(yīng)保證強(qiáng)度和耐火度?？傊?，窯體材料及厚度的確定在遵循以上原則得計(jì)出上，還要考慮散熱少，投資少，使用壽命長(zhǎng)等因素。 7.1 所選材料的相關(guān)參數(shù)材料使用溫度/密度/g·cm-3導(dǎo)熱系數(shù)/W（m·）-1輕質(zhì)高鋁磚14001.20.66+8×10-5t輕

23、質(zhì)粘土磚11500.26+0.00023t硅酸鋁耐火纖維束13500.070.10.2硅藻土磚9000.063+0.00014t7.2 厚度確定7.2.1低溫段1-16 / 61-68 材料 厚度/部位輕質(zhì)粘土磚硅酸鋁耐火纖維束硅藻土磚窯頂230130窯墻230130窯底230907.2.2高溫段17-60 材料 厚度/部位輕質(zhì)高鋁磚硅酸鋁耐火纖維束硅藻土磚窯頂230130窯墻230130窯底230130657.3 膨脹縫的材料 部位 材料 區(qū)域窯頂窯墻窯底窯前段礦渣棉礦渣棉預(yù)熱段硅酸鋁耐火纖維束硅酸鋁耐火纖維束燒成段硅酸鋁耐火纖維束急冷帶及過渡區(qū)硅酸鋁耐火纖維束硅酸鋁耐火纖維束8. 熱平衡計(jì)

24、算熱平衡計(jì)算包括預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡計(jì)算和冷卻帶熱平衡計(jì)算。預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡計(jì)算目的在于求出每小時(shí)的燃料消耗量；冷卻帶的熱平衡計(jì)算的目的在于計(jì)算冷空氣鼓入量和熱風(fēng)抽出量。8.1 預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計(jì)算8.1.1 熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)及范圍熱平衡計(jì)算必須選定計(jì)算基準(zhǔn)，這里時(shí)間以1h為計(jì)算基準(zhǔn)，0作為基準(zhǔn)溫度。8.1.2 熱平衡框圖圖：預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡示意圖 Q1坯體帶入顯熱： Qa助燃空氣帶入顯熱 Qa'漏入空氣帶入顯熱： Qf燃料帶入化學(xué)熱及顯熱 Q2產(chǎn)品帶出顯熱 Q3墻、頂、底散熱 Q4 物化反應(yīng)耗熱 Q5 其它熱損失 Qg廢氣帶走顯熱8.1.3 熱收入項(xiàng)目8.1.3.1 坯體

25、帶入顯熱Q1 Q1G1c1t1其中：G1濕制品質(zhì)量(Kg/h) c1制品的比熱 t 1制品的溫度燒成灼減4.0%每小時(shí)入窯干制品質(zhì)量G1=（2450000*0.008*2500）/（24*330*0.95）=6140Kg/h取燒成灼減量4%，入窯制品的含水率為1.2%，則入窯濕基制品質(zhì)量G2=6140/（0.96*0.999）=6461 Kg/h入窯制品的比熱隨溫度和配方的不同而變化，一般為0.841.26（KJ/（Kg*度），制品入窯第1節(jié)時(shí)的溫度為20取平均比熱0.86，Q1=G1c1t1=6461*0.86*20=111126( KJ/h)8.1.3.2 燃料帶入化學(xué)熱及顯熱Qf液化氣熱

26、值 Qnet=110000(kJ/Nm3)入窯液化氣溫度tf =20，20時(shí)液化氣比熱容cf =3.124KJ/(m3 ) 8.1.3.3 助燃空氣帶入顯熱 Qa助燃空氣溫度 ta=20，20時(shí)空氣比熱容ca=1.30 kJ/（m3·）助燃空氣實(shí)際總量 Va，總=Va·x =27.545x（m3/h） Qa =Va，總cata=27.545*1.3*20*X=716.17X（KJ/h） 8.1.3.4 預(yù)熱帶漏入空氣帶入顯熱 Qa'噴入從冷卻帶抽書的熱風(fēng)，取熱風(fēng)溫度為200度，此時(shí)空氣比熱為1.32 kJ/（m3·），噴入熱風(fēng)取理論空氣量的0.5倍。輥道窯

27、內(nèi)負(fù)壓較小，取預(yù)熱帶漏入空氣過剩系數(shù)。8.1.4 熱支出項(xiàng)目8.1.4.1 產(chǎn)品帶出顯熱Q2(KJ/h) 燒成產(chǎn)品質(zhì)量（Kg/h） 制品出燒成帶產(chǎn)品溫度1180.查表可知:產(chǎn)品平均比熱為: kJ/(kg) 8.1.4.2窯體散失熱 將計(jì)算窯段分為兩部分，即第1-22節(jié)，低溫段40-850，取平均值為445；第23-43節(jié)：高溫段850-1180，取平均值1015。1、第1-22節(jié)：40850。環(huán)境溫度取20，窯內(nèi)壁平均溫度為445.窯墻散熱輕質(zhì)粘土磚230mm0.26+0.00023t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13設(shè)：t2=280，t3=40，則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：故，設(shè)計(jì)合理.窯頂散熱：

28、輕質(zhì)粘土磚230mm0.26+0.00023t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13設(shè)：t2=280，t3=40則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：.窯底散熱：輕質(zhì)粘土磚230mm0.26+0.00023t硅藻土磚90mm0.063+0.00014t設(shè)：t2=280，t3=40則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：故，設(shè)計(jì)合理2、高溫段23-43節(jié)：8501180散熱。環(huán)境溫度20，窯內(nèi)平均溫度1015。.窯墻散熱 輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13設(shè)：t2=800，t3=70則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：.窯頂散熱：輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅酸鋁耐火纖維130mm

29、0.13設(shè)：t2=780，t3=70則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：.窯底散熱：輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13硅藻土磚65mm0.063+0.00014t設(shè)：t2=870，t3=65則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：序號(hào)節(jié)位置溫度范圍（度）長(zhǎng)度(m)窯體名稱散熱面積(m2)熱流量(W/m2)散熱量( KJ/h)11-22節(jié)4085046.42窯墻72.9123060369.48窯頂139.92230.95116332.2864窯底139.92217.8109708.4736223-43節(jié)850118044.31窯墻79.758678194673.3642窯頂94.

30、95683233463.06窯底94.95497.28169980.2496Q3=884526.876（KJ/h）8.1.4.3物化反應(yīng)消耗熱Q41、自由水蒸發(fā)吸熱自由水質(zhì)量 Gw=6461*10%=64.61 ( KJ/h)煙氣離窯溫度 200Qw=Gw*(2490+1.93*tg)=64.61*(2490+1.93*200)=185818（KJ/h）2、其余物化反應(yīng)耗熱用反應(yīng)熱近似代替物化反應(yīng)熱入窯干制品質(zhì)量=6461（kg/h），含量=16.27%Qr=Gr*2100*0.1627=3223500( KJ/h)。 則：Q4=185818+3223500=3409318（KJ/h）8.1.

31、4.5其它熱損失(kJ/h)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)占熱收入的5%8.1.5 列出熱平衡方程式由熱收入=熱支出得:計(jì)算得出x=126 m/h8.2 冷卻帶熱平衡8.2.1 熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)及范圍時(shí)間基準(zhǔn)：1h； 溫度基準(zhǔn)：08.2.2 熱平衡框圖圖： 冷卻帶熱平衡示意圖 產(chǎn)品帶入顯熱 冷卻風(fēng)帶入顯熱 產(chǎn)品帶出顯熱 熱風(fēng)抽出帶走顯熱 窯體散熱 其它熱損失8.2.3 熱收入項(xiàng)目 8.2.3.1產(chǎn)品帶入顯熱制品帶入顯熱在上面已經(jīng)算出：=8494432 KJ/h 8.2.3.2 冷風(fēng)帶入顯熱鼓入冷風(fēng)為自然風(fēng),=20,查表知此時(shí)冷風(fēng)的比熱為:=1.30kJ/(m)設(shè)鼓入風(fēng)量為m/h，則:=268.2.4熱支出項(xiàng)目8.2.

32、4.1 制品帶走顯熱出窯時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量（Kg/h）,出窯口溫度=80,查表知此時(shí)溫度下制品的平均比熱為：0.86+26×10× 0.86+26×10×800.89 kJ/(kg)則：=6140*0.89*80=437168 kJ/h8.2.4.2 熱風(fēng)抽出時(shí)帶走的顯熱抽風(fēng)為鼓入風(fēng)的95%,故抽出熱風(fēng)量應(yīng)為0.95m/h.取熱風(fēng)抽出時(shí)的溫度為:=200C,查表知此時(shí)的比熱為:=1.32kJ/(m)則：=1.32*200*Vx=264Vx（KJ/（Nm3*度） 8.2.4.3 窯體的散熱1、急冷帶（44-48節(jié)）1180850段散熱 .窯墻散熱輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13設(shè)：t2=800，t3=70則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：故，設(shè)計(jì)合理.窯頂散熱：輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅酸鋁耐火纖維130mm0.13設(shè)：t2=780，t3=70則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：故，設(shè)計(jì)合理.窯底散熱輕質(zhì)高鋁磚230mm0.66+0.00008t硅藻土磚195mm0.063+0.00014t設(shè)：t2=870，t3=65則：?jiǎn)挝粺崃髅芏龋盒ｒ?yàn)：故，設(shè)計(jì)合理2、緩冷帶、快冷帶（4968節(jié)）：85080 ，要內(nèi)壁平均溫度465。.窯墻散