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程：工作過程： 將需要燒制的磚坯由窯門運到窯里，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爐篦，通過煤層并使之燃燒，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，以對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 利用“氣體垂直分流法則”可自動調(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合下，且并聯(lián)通道阻力不大時，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，僅靠“垂直分流法則”的作用是不能達到自動調(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現(xiàn)窯內(nèi)燒成制度，燒成制度不易控制。2、燒窯時窯體積蓄熱量，冷窯時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，制品在焙燒過程中，窯體同時被加熱，砌筑體所蓄積的熱量往往很大，當(dāng)制品冷卻時，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）窯內(nèi)氣體流動 窯內(nèi)氣體的運動力：窯內(nèi)氣體的運動力：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臺面氣由燒嘴出口上升至窯頂，然后由窯頂向下流至窯車臺面（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是是推動力推動力，并在窯頂轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。而煙氣由窯頂?shù)沽?，并在窯頂轉(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)物流動時的是燃燒產(chǎn)物流動時的阻力阻力。上升平均溫。上升平均溫度比倒流的平均溫度高。因此，上升時平

5、均密度比倒流時度比倒流的平均溫度高。因此，上升時平均密度比倒流時平均密度小些。這樣，作為平均密度小些。這樣，作為推動力推動力大于大于阻力阻力。所以，上升。所以，上升至窯頂時的至窯頂時的靜壓頭靜壓頭能夠克服向下流動時的全部阻力（阻力能夠克服向下流動時的全部阻力（阻力是靠消耗靜壓頭來克服的）。是靠消耗靜壓頭來克服的）。 （2 2）窯內(nèi)壓強分布）窯內(nèi)壓強分布 采用高速燒嘴的梭式窯，由排煙風(fēng)機強制排煙，窯內(nèi)的零采用高速燒嘴的梭式窯，由排煙風(fēng)機強制排煙，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)用有限差量法來計算窯墻、窯頂砌體內(nèi)不同時間的溫要應(yīng)用有限差量法來計算窯墻、窯頂砌體內(nèi)不同時間的溫度分布，從而可計算任意時間窯墻、窯頂所積蓄之熱量及度分布，從而可計算任意時間窯墻、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、傳輸系統(tǒng)、通風(fēng)及燃燒系統(tǒng)、檢測及控制系統(tǒng)組成。窯體一般采用全輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。工作系統(tǒng)見圖： 1、燃燒系統(tǒng) 供應(yīng)燃氣：燃氣經(jīng)穩(wěn)壓過濾及調(diào)壓后進入各區(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)各種閥門和管路后，進入燒嘴，助燃空氣壓力不小4000Pa 。 采用燃氣等溫高速燒嘴：配有自動點火器和火焰監(jiān)視器，可在控制室內(nèi)實現(xiàn)點火。燒嘴出口燃氣溫度調(diào)節(jié)范圍80-1400，在整個調(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，雙向立體交

8、錯布置，分布在窯內(nèi)垂直火道位置，每個火道上下布置兩只燒嘴。 在使用高速調(diào)溫?zé)鞎r，碼放坯體時要留適當(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，造成較大溫差。燒嘴應(yīng)在同一水平面上交錯布置，以免互相干擾，減弱高速噴射作用，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： 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提高對流換熱系數(shù)。 2）調(diào)溫高速燒嘴和過剩空氣高速燒嘴可使焰氣噴出溫度和窯內(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增大; 3）焰氣是以高速噴入由制品形成的火道中，經(jīng)過大幅度的降溫后，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、檢測及控制系統(tǒng) 控制技術(shù)可實現(xiàn)溫度、氣氛和壓力的準確控制：溫度控制： 采用分區(qū)控制，每個控制區(qū)可控制一至多個燒嘴。每一控制區(qū)的空氣管道設(shè)電動調(diào)節(jié)閥一只，煤氣管道設(shè)電磁切斷閥、手動調(diào)節(jié)閥、煤氣/空氣比例調(diào)節(jié)閥、溢流閥各一只，通過各控溫區(qū)的閉環(huán)控制系統(tǒng)組件，結(jié)合控制軟件，實現(xiàn)窯爐內(nèi)產(chǎn)品燒成全過程準確溫度控制。在窯內(nèi)垂直火道位置，每個火道上下布置兩只燒嘴。 氣氛控制： 通過調(diào)節(jié)總管及各區(qū)的燃氣量和助燃空氣量來實現(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，通過比例調(diào)節(jié)器控制每一控制區(qū)的燃氣/空氣比率實現(xiàn)燃燒的空氣過剩系數(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： 主要通過變頻調(diào)節(jié)控制排煙機來實現(xiàn)。 控制系統(tǒng)：用可靠性好的智能儀表和計算機控制系統(tǒng)。 智能儀表控制主要特點有：可根據(jù)產(chǎn)品情況選定產(chǎn)品燒成曲線。燒嘴可自動點火，火焰自動監(jiān)測。具有信號報警、信號聯(lián)鎖和聯(lián)鎖保護功能。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。窯壓自動調(diào)節(jié)，數(shù)字顯示。 DCS計算機集散控制系統(tǒng)的主要特點有： 具有功能強和可靠性好等特點。能進行雙向通訊，帶打印機可打印實時燒成工藝參數(shù)及儲存的工藝曲線?？梢圆藛芜x項方式實現(xiàn)各種功能的選擇。可完成對工藝曲線的總設(shè)定和修改。軟件可實現(xiàn)動態(tài)管理，對各區(qū)的給定、實測、偏差、控制狀態(tài)進行適時顯示與監(jiān)控，并用功能鍵提示操作。可實現(xiàn)各區(qū)燒成制度的自動調(diào)用并實時顯示。可實現(xiàn)窯爐動態(tài)顯示各燒嘴的燃燒狀態(tài)及窯爐系統(tǒng)各檢測控制參數(shù)值。查看一年時間任一工藝曲線記錄情況。 窯內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)：可通過煙道閘門的開度調(diào)節(jié)流通的阻力來實現(xiàn)窯內(nèi)壓力的變化，也可用調(diào)節(jié)排煙裝置產(chǎn)生的抽力來實行。 鐘罩窯 又稱罩式窯或