96米10寸湯盤隧道窯設計

1、?窯爐課程設計?說明書 題目：年產(chǎn)1000萬件10寸湯盤隧道窯設計 目 錄1 前言2 設計任務與原始資料3 窯體主要尺寸確實定 3.1 裝車方法 3.2 窯內(nèi)寬確實定 3.3 窯體長度確實定3.4 窯內(nèi)高確實定3.5各帶長度確實定3.6 推車時間4 燒成制度確實定5 工作系統(tǒng)確實定 5.1燃燒系統(tǒng)5.2排煙系統(tǒng)5.3冷卻系統(tǒng)5.4傳動系統(tǒng)5.5其他附屬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.5.1 事故處理孔5.5.2 測溫測壓孔及觀察孔5.5.3 膨脹縫5.5.4 擋墻5.5.5 窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式6 燃料及燃燒計算 6.1 空氣量的計算6.2 煙氣量的計算 6.3 理論燃燒溫度的計算7 窯體材料及厚度確實定7.1窯

2、體材料確定原那么7.2整個窯爐的所用材料和厚度8.物料平衡計算8.1每小時出窯制品的質(zhì)量8.2每小時入窯干坯的質(zhì)量8.3每小時欲燒成濕制品的量8.4每小時蒸發(fā)的自由水的質(zhì)量8.5窯具的質(zhì)量9 熱平衡計算9.1熱平衡計算基準及范圍9.2熱平衡框圖9.3熱收入工程9.4熱支出工程9.5列出熱平衡方程式9.6列出預熱帶燒成帶熱平衡表10 冷卻帶熱平衡10.1 熱平衡計算基準及范圍10.2 熱平衡框圖10.3 熱收入工程10.4 熱支出工程10.5 列出熱平衡方程式10.6 列出冷卻帶熱平衡表11 燒嘴的選用12總結(jié)13參考文獻1前言隨著經(jīng)濟不斷開展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業(yè)在人民生產(chǎn)、生活中

3、都占有重要的地位。陶瓷的開展與窯爐的改革密切相關(guān)，一定結(jié)構(gòu)特點的窯爐燒出一定品質(zhì)的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得性能良好制品的關(guān)鍵。陶瓷窯爐可分為兩種:一種是間歇式窯爐,比方梭式窯;另一種是連續(xù)式窯爐,比方隧道窯。隧道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而隧道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。所以，隧道窯是當前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進窯型，在我國已得到越來越廣泛的應用。燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，與此同時，燒成也由窯爐的窯型決定。本人設計的是年產(chǎn)1000

4、萬件10寸湯盤隧道窯。窯爐總長106米，有效寬是3.12米，燒成溫度是1320，燒成周期為20小時。燃料采用發(fā)生爐煤氣，燃燒器采用高速燒嘴。此設計的隧道窯，窯體趨向輕型化，燒成質(zhì)量好，成品率高。說明書中具體論述了設計時應考慮的因素,諸如窯體結(jié)構(gòu)、排煙系統(tǒng)、燒成系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等等.同時詳細的進行了對窯體材料的選用、熱平衡、管路、傳動設計等計算為有效利用煙氣熱，現(xiàn)階段設計的窯爐都采用分散排煙的方式，本設計也采用此方法，另外在緩冷段采用抽熱空氣的方式來冷卻制品，對熱煙氣也可加以利用。 全窯的控制采用計算機自動控制來實現(xiàn)，這樣既提高了產(chǎn)品的成品率又降低的工作人員的工作強度，降低了生產(chǎn)本錢?！娟P(guān)鍵詞】

5、隧道窯 湯盤 發(fā)生爐煤氣2設計任務與原始資料專業(yè)無機非金屬材料班級2021級無非4班學生姓名黃雅玲指導教師宮小龍題目年產(chǎn)1000萬件10寸湯盤隧道窯設計設計技術(shù)指標、參數(shù)或課題研究主要內(nèi)容人：年產(chǎn)量：1000萬件(年工作日330天，合格率96%).產(chǎn)品規(guī)格：10寸，0.48kg/塊10寸湯盤坯料組成%SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2O+Na2OI.L69.2019.960.870.490.883.125.48入窯水分：3%最高燒成溫度：1320燃料：發(fā)生爐煤氣燒成曲線：自定燒成周期：20小時氣氛：常溫-1050 氧化氣氛 1050-1200 復原氣氛 1200-1320 中性氣氛根

6、本要求：應用熱工知識進行正確設計和計算。設計過程要獨立完成有一定的創(chuàng)新性。編寫設的計說明書要符合標準。提供設計圖紙其中至少有1張計算機繪圖 。完成1篇英文譯作。工作進度：14周：實習，收集資料56周：資料整理、消化吸收，提出初步的設計思路2716周：主要設備設計與計算，繪圖317周起：整理，準備辯論3 窯體主要尺寸確實定3.1 裝車方法查資料得10寸湯盤的詳細參數(shù)如下：33320mm，220g?？紤]燒成收縮為8%，那么:坯體直徑尺寸=產(chǎn)品尺寸1-燒成收縮=3331-8%)=362mm，坯體高度尺寸=產(chǎn)品尺寸1-燒成收縮=21.74mm所以選用棚板的尺寸為：75075025 mm 支柱的尺寸為：

7、5050100mm在窯車的長度方向上設置6列棚板，寬度方向上設置4排棚板，在窯車高度方向上裝12層。棚板間的間隙在長度方向上為10mm，棚板與車邊間距為15mm。棚板間的間隙在寬度方向上為10mm，棚板與車邊間距為15 mm。由此確定窯車車面尺寸為：長：7506 + 105 + 152=4580mm 寬：7504 + 103 + 152=3060mm3.2窯內(nèi)寬確實定根據(jù)窯車和制品的尺寸，窯車車邊距窯內(nèi)墻取30mm，所以窯內(nèi)寬B為3120mm3.3窯體長度確實定窯車裝載量為46412=1152件每車，故裝窯密度為1152/4.58=251.53件/米。窯長L= (1000000020)/(33

8、0240.96251 .53)=104.58 m窯內(nèi)容車數(shù)：n=104.58/4.58=22.834輛 取23輛 有效窯長為234.58=105.34m 該窯采用鋼架結(jié)構(gòu)，全窯不設進車和出車室，故全窯長取106m，分為53個標準節(jié)，每節(jié)長2m。3.4窯體高確實定窯車架高225mm，窯車襯面邊緣用4層的輕質(zhì)磚共260mm，在窯車的中部鋪4層硅酸鋁纖維棉和1層含鋯纖維毯。窯車總高為：225+260=485mm，在車面與棚板間留火道，其高度為300mm。此局部用材料如下：堇青莫來石板，厚度=20 mm，導熱系數(shù)0.2 w/m；硅酸鋁纖維氈，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；在料跺上方預留

9、115mm插熱電偶的空間，窯車上裝制品的高度為(25+100)12=1500mm，所以窯全高軌面至窯頂：預熱帶、冷卻帶為：485+300+1500+115=2400mm，有效高度為1915mm.為了加強傳熱，燒成帶加高100mm,又因燒成帶窯頂材料厚度為230+230=460 mm，故燒成帶窯高為：485+300+1500+115+230+230+100=2710mm.有效高度為：2225mm.3.5各帶長度確實定根據(jù)燒成曲線：預熱帶長=預熱時間總長/總燒成時間=6.8106/20=36.04m因窯爐每節(jié)長度為2米，故預熱帶取18節(jié)。燒成帶長=燒成時間總長/總燒成時間=5.6106/20=29

10、.68m因窯爐每節(jié)長度為2米，故燒成帶取15節(jié)。冷卻帶長=冷卻時間總長/總燒成時間=7.6106/20=40.28m因窯爐每節(jié)長度為2米，故預熱帶取20節(jié)。3.6推車時間窯內(nèi)容車數(shù)23輛，那么推車時間：2060/23=52.17 min/車；推車速度：60/52.17=1.15車/小時4燒成制度確實定根據(jù)制品的化學組成、形狀、尺寸、線收縮率及其他一些性能要求，制訂燒成制度曲線如下：20200 2.3小時 預熱帶 200600 2.5小時 預熱帶 600900 2.0小時 預熱帶 9001050 0.8小時 燒成帶 10501200 1.8小時 燒成帶 12001320 2.0小時 燒成帶 13

11、20 1.0小時 燒成帶 1320700 2.0小時 急冷帶 700400 4.0小時 緩冷帶 40080 1.6小時 快冷帶5 窯體及工作系統(tǒng)確實定5.1 燃燒系統(tǒng)此窯采用小功率多分布高速調(diào)溫燒嘴的布置方式。兩側(cè)垂直和水平交錯排列，這樣有利于均勻窯溫和調(diào)節(jié)燒成曲線。下部燒嘴噴火口對準裝載制品的下部火道，上部燒嘴噴火口對準裝載制品上方的局部。燒嘴磚直接砌筑在窯墻上，采用剛玉莫來石材質(zhì)。燒嘴的具體布置情況為：1625節(jié)只設置下部燒嘴20對，共40只；2633節(jié)設置下部燒嘴16對，上部燒嘴8對，共48只。并在每個燒嘴的對側(cè)窯墻上設置一個觀火孔。燒嘴總數(shù)為：88只，助燃風全部為外界空氣。預熱帶帶前部

12、的局部燒嘴和燒成帶上部燒嘴可能不開，為調(diào)節(jié)燒成曲線，增加產(chǎn)量留設備用。5.2排煙系統(tǒng)為了更好的利用煙氣的余熱，采用分散排煙的方式。在預熱帶1、2、3、5、7節(jié)箱體位近窯車臺面的窯墻上設20對排煙口，每節(jié)為2對，均以階梯形布置，可以迫使煙氣自上而下流動，使得制品受熱均勻，各排煙支管匯總到排煙總管由排煙機排出，一局部送枯燥房，其余的從煙囪排入大氣。5.3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，是整個燒成過程最后的一個環(huán)節(jié)。從熱交換的角度來看，冷卻帶實質(zhì)上是一個余熱回收設備，它利用制品在冷卻過程中所放出的熱量來加熱空氣，余熱風可供枯燥用，從而到達節(jié)能目的。5.5.1 急冷段采用直接

13、向窯內(nèi)吹入冷風的方式，在34節(jié)中間位置設置了一道急冷阻擋氣幕，34-38節(jié)分上下兩排設置了20對急冷風管，直接向窯內(nèi)噴入冷風，并在39節(jié)設置了4對側(cè)部抽熱風口。 5.5.2 緩冷段 制品冷卻到700400范圍時，是產(chǎn)生冷裂的危險區(qū)，應嚴格控制該段冷卻降溫速率。為了到達緩冷的目的，本設計采用間壁冷卻的形式，在40至49節(jié)設置10組中空墻來進行間壁冷卻。5.5.3 快冷段在49節(jié)設置4對側(cè)部抽熱風口，在50-51節(jié)分上下兩排設置18對快冷風管，氣源為外界空氣。并在頂部設置抽熱口，由抽熱風機送至枯燥室。5.5.4 窯尾段 53節(jié)設置4對軸流風機，直接對窯內(nèi)的制品進行冷卻，以保證制品的出窯溫度低于80

14、。5.4傳動系統(tǒng)隧道窯內(nèi)鋪設軌道，軌道安放在鋼架上的軌道墊板上，用螺絲聯(lián)結(jié)并焊接。窯車是制品運輸?shù)妮d體。窯車底架由槽鋼、鋼板等經(jīng)螺絲聯(lián)結(jié)、焊接而成。在窯頭和窯尾各有一手動拖車道，每拖車道上有一輛拖車。窯外有一條手動回車線。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?？崭G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。窯頭裝有油壓頂車機。根據(jù)設定好的推車速度，頂車機將窯車頂入窯內(nèi)。頂車速度可調(diào)。拖車道和回車線軌道直接裝在軌道墊板上。在自動回車線上設置有一個窯車下檢查坑道，深約1.5米，其長寬尺寸約同

15、窯車大小，用來檢修運行不良的窯車。在回車線前部和后部，各設置一道平安檢查門，其斷面尺寸和窯頭斷面、曲封尺寸一致。檢查門用多塊薄鋼板制作而成，用螺絲聯(lián)結(jié)，可以調(diào)整其高度和寬度。5.5其他附屬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.5.1事故處理孔由于窯車上棚架穩(wěn)固，不容易發(fā)生倒窯事故。即使發(fā)生窯內(nèi)卡車或者其他事故，也可停窯，能夠快速冷卻下來，再進行處理，對生產(chǎn)影響不大。因此該隧道窯不設置窯內(nèi)車下檢查坑道。在窯爐第17節(jié)，34節(jié)布置了尺寸為500520的事故處理孔兩對。這樣既簡化了窯爐根底結(jié)構(gòu)，減少了施工量和難度，又降低了本錢，窯體保溫也得到了明顯的改善。5.5.2測溫測壓孔及觀察孔在燒成曲線的關(guān)鍵處設置測溫孔，以便于更好地

16、了解窯內(nèi)各段的溫度情況，觀察孔是為了觀察燒嘴的情況。測溫孔的間距一般為3-5米，高溫段布置密集些，低溫段布置相對稀疏。本設計在窯體的第1節(jié)18節(jié)，在第1節(jié)設置一處測溫孔，接下來每隔一節(jié)設置一處測溫孔，共9處測溫孔；在進入燒成帶之后的第19節(jié)與22節(jié)各設置一處測溫孔，第24、26、28、30、32節(jié)的窯頂和窯側(cè)墻處設置測溫孔，共12處測溫孔；第34、36、38、40、42、44、46、48、50、52節(jié)各設置一處測溫孔，共10處測溫孔。而且在燒成曲線的關(guān)鍵點，如窯頭、氧化末段、晶型轉(zhuǎn)化點、成瓷段、急冷結(jié)束段等都有留設測溫孔。從而能夠嚴密監(jiān)視及控制窯內(nèi)溫度和壓力制度，及時調(diào)節(jié)燒嘴的開度，保證窯爐的

17、各關(guān)鍵點的溫度和壓力正常。5.5.3膨脹縫每隔2米留設20mm左右的熱膨脹縫，用含鋯散棉填實，全窯共設置了53道膨脹縫。5.5.4擋墻窯道上的檔板和擋火墻可以起到窯內(nèi)氣體的上下和水平導流、調(diào)整升溫曲線、蓄熱輻射及截流作用。檔板負責對窯內(nèi)上半窯道的控制,采用耐高溫硬質(zhì)陶瓷纖維板制成,可以通過在窯頂外部調(diào)整位置的上下。擋火墻負責對窯內(nèi)下半窯道的控制,采用耐火磚砌筑,上下位置相對固定。窯道檔板和擋火墻設置在同一橫截面上。全窯共設置5對閘板和擋火墻結(jié)構(gòu)，分別設置在9-10節(jié)、13-14節(jié)、23-24節(jié)、28-29節(jié)。5.6窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式以2米為一個模數(shù)單元節(jié)，全窯106米，共有53節(jié)。窯體由窯墻

18、主體、窯頂和鋼架組成，窯體材料由外部鋼架結(jié)構(gòu)包括窯體加固系統(tǒng)和外觀裝飾墻板和內(nèi)部耐火隔熱材料襯體組成，砌筑局部，均采用輕質(zhì)耐火隔熱材料。窯墻、窯頂和窯車襯體圍成的空間形成窯爐隧道，制品在其中完成燒成過程。每節(jié)鋼架長度為2米,含鋼架膨脹縫。全窯共53個鋼架結(jié)構(gòu)，其高度、寬度隨窯長方向會有所改變。鋼架主要由輕質(zhì)方鋼管、等邊角鋼等構(gòu)成，采用焊接工藝，并在焊接處除去焊渣、焊珠，并打磨光滑。窯墻直接砌筑在鋼板上，鋼架承當著窯墻和窯頂及附屬設備的全部重量。6燃料燃燒計算6.1 空氣量計算查設計手冊可知發(fā)生爐煤氣熱值為：Qd=6061kJ/Nm3用經(jīng)驗公式計算，得理論空氣需要量L0 = (Nm3/Nm3)

19、取空氣過剩系數(shù) =1.3那么實際空氣需要La=1.31.242=1.615(Nm3/Nm3)6.2 煙氣量計算 煙氣生成量用經(jīng)驗公式計算，理論煙氣量：Vg0= (Nm3/Nm3)實際煙氣量：Vg= Vg0+-1L0=1.9+(1.3-1)1.242=2.27(Nm3/Nm3)6.3 理論燃燒溫度的計算 理論燃燒溫度T=Qd+LaCaTa+CfTf/VgC在室溫Ta=20時空氣比熱為Ca=1.30 kJ/(Nm3)， Tf=20時發(fā)生爐煤氣的比熱為Cf=1.42kJ/(Nm3) 設t=1800，并查表得t=1800時的煙氣比熱為C=1.67 kJ/(Nm3)代入公式得T=(6061+1.6151

20、.3020+1.4220)/2.4131.67=1521.5相對誤差為：1800-1521.5/18005%，認為合理。取高溫系數(shù)n=0.8，那么實際燃燒溫度為tp=nt=0.81800=1440。14401320=120，比燒成溫度高于80以上，這符合燒成要求,保證產(chǎn)品到達燒熟的目的，助燃空氣可以不預熱便可使用。7窯體材料和厚度確實定7.1窯體材料確定原那么整個窯體由金屬支架支撐。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度和耐火性能以便保證燒到高溫窯體不會出現(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的材料問題，在到達要求之內(nèi)盡量選用價廉

21、的材料以減少投資。窯體材料厚度確實定原那么：為了砌筑方便的外形整齊，窯墻厚度變化不要太多。材料的厚度應為磚長或磚寬的整數(shù)倍；墻高那么為磚厚的整數(shù)倍，盡量少砍磚。厚度應保證強度和耐火度?？傊?，窯體材料及厚度確實定在遵循以上原那么得計出上，還要考慮散熱少，投資少，使用壽命長等因素。7.2整個窯爐的所用材料和厚度窯體所采用的材料及其厚度應該滿足各段使用性能要求，受外表最高溫度限制以及磚形、外觀整齊等方面的因素的影響，綜合考慮確定窯體材料和厚度見如下。 窯墻局部： 第1-18節(jié)窯墻厚445mm：345mm輕質(zhì)保溫磚+100mm巖棉氈； 第19-33節(jié)窯墻(厚560mm)：230mm聚輕高鋁磚+230m

22、m輕質(zhì)粘土磚+100mm硅酸鋁纖維氈； 第34-38節(jié)窯墻(厚560mm)：230mm聚輕高鋁磚+230mm輕質(zhì)粘土磚+100mm硅酸鋁纖維氈； 第39-53節(jié)窯墻厚445mm：345mm輕質(zhì)保溫磚+100mm巖棉氈； 窯頂局部： 堇青莫來石板制品具有熱膨脹系數(shù)小，抗震穩(wěn)定性好，使用壽命長，且不會突然斷裂，使用過程中不氧化不落臟掉渣，不污染燒品，是燒成陶瓷制品最理想的材料。第1-18節(jié)窯頂厚250mm：20mm堇青莫來石板+230mm硅酸鋁纖維氈； 第19-33節(jié)窯頂厚460mm：230mm莫來石絕熱磚+230 mm硅酸鋁纖維氈； 第34-38節(jié)窯頂厚460mm：230mm莫來石絕熱磚+230

23、 mm硅酸鋁纖維氈； 第39-53節(jié)窯頂厚250mm：20mm堇青莫來石板+230mm硅酸鋁纖維氈； 8物料平衡計算8.1.每小時出窯制品的質(zhì)量Gm=推車速度每車載重=1.15552.96=635.904kg/h8.2 每小時入窯干坯的質(zhì)量G干= Gm=635.904=672.77kg/h8.3 每小時欲燒成濕制品的質(zhì)量G1= G干=672.77=693.58kg/h8.4 每小時蒸發(fā)的自由水的質(zhì)量GW= G1_ G干=20.81 kg/h8.5 窯具的質(zhì)量 窯具主要是支柱和棚板。 單個棚板質(zhì)量=7507502510-62.2=30.94 Kg 單個支柱質(zhì)量=505010010-62.2=0.

24、55 Kg 棚板總重量=122430.94=8911 Kg 支柱總重量=11320.55=193.6 Kg 窯具的質(zhì)量Gb=(8911+193.6)1.15=10470.29kg/h9預熱帶和燒成帶的熱平衡計算9.1 確定熱平衡計算的基準、范圍本次計算選用1小時為計算基準，以0作為基準溫度。以預熱帶和燒成帶為計算范圍。9.2 熱平衡示意圖預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物化反響耗熱； Q7窯車蓄熱和散失熱量；Q8其他熱損失；Qg煙氣帶走顯熱； Qf燃料帶入化學熱及顯熱；Qa助

25、燃空氣帶入顯熱； Q/a預熱帶漏入空氣帶入顯熱； Qs氣幕帶入顯熱；9.3 熱收入工程9.3.1 坯體帶入顯熱Q1Q1=G1C1T1 kJ/h其中：G1入窯制品質(zhì)量Kg/h；G1= 693.58Kg/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，C1=0.92KJ/Kg；Q1=G1C1T1=693.580.9220=12761.872 kJ/h 9.3.2 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 =10470.29kg/hT2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

26、比熱KJ/Kg；碳化硅硼板、支柱的平均比熱容按下式計算：C2=0.963+0.000147t=0.963+0.00014720=0.966KJ/KgQ2=GbC2T2=10470.290.96620=202286.0028 kJ/h9.3.3 燃料帶入化學熱及顯熱QfQf=Qd+Tf Cfx kJ/h其中：Qd所用燃料低位發(fā)熱量KJ/Nm3；燃料為發(fā)生爐煤氣，低位發(fā)熱量為：Qd=6061KJ/Nm3；Tf入窯燃氣溫度；入窯燃氣溫度為Tf=20；Cf入窯燃氣的平均比熱容KJ/Kg；查表，Tf=20時發(fā)生爐煤氣平均比熱容為：Cf=1.42 KJ/Kg；x設每小時發(fā)生爐煤氣的消耗量為 xNm3/h；

27、Qf=Qd+Tf Cfx=6061+201.42x=6089.4x kJ/h9.3.4 助燃空氣帶入顯熱QaQa=VaCaTa kJ/h其中：Va入窯助燃風流量Nm3/h；前面燃燒局部計算得： Va =La*x=1.615x (Nm3/h)；Ta入窯助燃風的平均溫度；Ta=20；Ca入窯助燃風的平均比熱容KJ/Kg；查表，Ta =20助燃風時平均比熱容為：Ca =1.30 KJ/Kg；Qa= Va CaTa=1.615x1.3020=42x kJ/h9.3.5 從預熱帶不嚴密處漏入空氣帶入顯熱Qa/Qa/= Va / Ca/ Ta/ kJ/h取預熱帶煙氣中的空氣過剩系數(shù)ag=2.0，已求出理論

28、空氣量 L0=1.242 Nm3/ Nm3燒成帶燃料燃燒時空氣過剩系數(shù)af=1.3Va/=xag-afL0=x(2.0-1.3)1.242=0.87x Nm3/h漏入空氣溫度為Ta/=20，此時 Ca/=1.30 kJ/(Nm3)，那么：Qa/= Va/ Ca/ Ta/=0.87 x1.3020=22.6x kJ/h9.3.6氣幕帶入顯熱Qs Qs=VsCsTs kJ/h氣幕包括封閉氣幕、氣氛幕和急冷阻擋氣幕，封閉氣幕只設在窯頭，不計其帶入顯熱。取氣氛幕和急冷阻擋氣幕風源為空氣，其風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=0.61.615x=0.969x

29、 Nm3/h，設Ts=20，查得Cs=1.30 kJ/(Nm3)，Qs= VsCsTs=0.969x1.3020=25.2x kJ/h9.4 熱支出工程9.4.1 制品帶出顯熱Q3Q3=GmC3T3 kJ/h出燒成帶產(chǎn)品質(zhì)量：Gm= 635.904kg/h出燒成帶產(chǎn)品溫度 ：T3=1320 查手冊11，此時產(chǎn)品平均比熱 ：C3=1.20 kJ/(kg )那么：Q3=GmC3T3=635.90413201.20=1007271.936kJ/h9.4.2 硼板、支柱等窯具帶出顯熱Q4Q4=GbC4T4kJ/h棚板、立柱質(zhì)量：Gb= 10470.29kg/h出燒成帶棚板、立柱溫度：T4=1320 此

30、時棚板、立柱的平均比熱：C4=0.84+0.000264t=0.84+0.0002641320=1.19 kJ/(kg )Q4= GbC4T4=10470.291.19 1320=16446731.53kJ/h9.4.3 煙氣帶走顯熱QgQg=VgCgTgkJ/h煙氣中包括燃燒生成的煙氣，預熱帶不嚴密處漏入空氣外，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=Vg0+ag-1L0 x+Vs 煙氣溫度為Tg=250，此時煙氣比熱Cg=1.44 kJ/( Nm3)QgVgCgTg1.9+(2.0-1) 1.242x+0.969x1.44250148

31、0 x kJ/h9.4.4 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，將預熱帶和燒成帶分成三段計算9.441 20600段該段窯長度為13.25米，窯寬為3.12米。窯外壁外表平均溫度40，窯內(nèi)壁外表平均溫度：20+600/2=310，此局部用材料如下：輕質(zhì)保溫磚，厚度=345 mm，導熱系數(shù)0.375 w/m；巖棉氈，厚度=100 mm，導熱系數(shù)0.037 w/m；熱流q1=74.6W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯內(nèi)高按1.915計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/1=274.61.91513.253.6=13628.7486kJ/h 窯頂局部材料如下：堇青莫來石板，

32、厚度=20 mm，導熱系數(shù)0.2 w/m；硅酸鋁纖維氈，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q2=254.7W/m窯頂散熱量：Q/2=254.73.1213.253.6=37905.4728kJ/h所以，20600段的窯體散熱總量為：Q/3= Q/1 Q/2=13628.7486+37905.4728=51534.2214kJ/h9.442 600900段該段長度為10.6米，窯外壁外表平均溫度40，窯內(nèi)壁外表平均溫度：600+900/2=750此局部用材料如下：輕質(zhì)保溫磚，厚度=345 mm，導熱系數(shù)0.375 w/m；巖棉氈，厚度=100 mm，導熱系數(shù)0.037 w/m；熱

33、流q1=196W/m那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/4=21961.91510.63.6=28645.9488kJ/h窯頂局部材料如下：堇青莫來石板，厚度=20 mm，導熱系數(shù)0.2 w/m；硅酸鋁棉，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q2=669.8W/m窯頂散熱量：Q/5=3.12669.810.63.6=79745.85216kJ/h所以，600900段的窯體散熱總量為：Q/6= Q/4+ Q/5=28645.9488+79745.85216=108391.801kJ/h9.443 9001320段該段長度為24.38米，窯外壁外表平均溫度40，窯內(nèi)壁外表平均溫度：900+132

34、0/2=1110此局部用材料如下：聚輕高鋁磚，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.45 w/m輕質(zhì)粘土磚，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.342 w/m硅酸鋁纖維氈，厚度=100 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q1=669W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯內(nèi)高為2.225m計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/7=26692.22524.383.6=261289.7244kJ/h窯頂局部材料如下：莫來石絕熱磚，厚度=230mm，導熱系數(shù)0.3 w/m；硅酸鋁棉，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q2=619.6W/m窯頂散熱量：Q/8=619.624.383.123.6=169

35、668.8847kJ/h所以，9001320段的窯體散熱總量為：Q/9= Q/7+ Q/8=261289.7244+169668.8847=430958.6091kJ/h綜上所述，預熱帶和燒成帶窯體散失熱量總和為：Q5=51534.2214+108391.801+430958.6091=590884.6315kJ/h9.4.5 窯車蓄熱和散失熱量Q6取經(jīng)驗數(shù)據(jù)，占熱收入的10%。9.4.6 物化反響耗熱Q79.4.6.1 自由水蒸發(fā)吸熱QwQw= Gw2490+1.93Tg自由水的質(zhì)量 Gw=20.81kg/h 煙氣離窯的溫度Tg=250。那么可得：Qw=20.812490+1.93250=6

36、1857.725kJ/h9.4.6.2 其余物化反響吸熱QdQd= G12100w(Al2O3) kJ/h 其中，G1入窯干制品質(zhì)量Kg/h；G1=693.58Kg/h；Al2O3的反響熱為2100KJ/Kg,;w(Al2O3)陶瓷潔具結(jié)合劑中Al2O3含量占總質(zhì)量的質(zhì)量分數(shù)制品中；w(Al2O3)=18.15%； Qd= G12100w(Al2O3)= 693.58210018.15%=264358.017kJ/h那么物化反響總耗熱為：Q7=61857.725+264358.017=326215.742kJ/h9.4.7 其他熱損失Q8一般取經(jīng)驗數(shù)據(jù)，此項熱支出占熱收入的5%10%，本次計算

37、取5%。9.5 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+Q812761.872202286.00286089.4x42x22.6x25.2x=1007271.93616446731.531480 x590884.6315+10% Q收326215.742+5%Q收 3772.32x=18188313.15解得x= 4821.5191Nm3/h單位熱耗：4821.51916061/635.904=45955.40776(千焦/千克瓷)9.6預熱帶和燒成帶熱平衡表預熱帶和燒成帶熱平衡表熱 收 入熱 支 出項目(kJ

38、/h)%項目(kJ/h)%坯體帶入顯熱12761.8720.04產(chǎn)品帶走顯熱1007271.9363.35燃料化學顯熱29360158.4197.84煙氣帶走顯熱7135848.26823.78助燃空氣顯熱202503.80220.67窯墻、窯頂帶走顯熱590884.63151.97漏入空氣顯熱108966.33170.36物化反響耗熱326215.7421.0棚板、立柱帶入顯熱202286.00280.63棚板、立柱帶出顯熱16446731.5354.8氣幕顯熱121502.28130.67窯車積、散熱3000817.8710其它熱損失1500408.9355總計30008178.7100總

39、計30008178.91100分析： Q=0.21 (kJ/h)兩者之間存在差值，是因為預熱帶窯內(nèi)負壓在該次計算中忽略了窯底漏入窯內(nèi)風帶來的熱量，實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預熱帶、燒成帶熱量可認為是收支平衡的。10冷卻帶的熱平衡計算10.1確定熱平衡計算的基準、范圍本次計算選用1小時為計算基準，以0作為基準溫度。以冷卻帶為計算范圍。10.2熱平衡示意圖圖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急冷風帶入顯熱與冷卻帶末端送入冷卻風帶入顯熱；Q11制品帶出顯熱； Q12硼板、支柱等窯具帶出

40、顯熱；Q13窯車蓄熱、帶出及散失之熱； Q14窯墻、頂總散熱；Q15抽走余熱風帶走熱量；Q16其他熱損失；10.3熱收入工程10.3.1 制品帶入顯熱Q3制品帶入冷卻帶的顯熱等于預熱帶和燒成帶制品帶出顯熱Q3=1007271.936kJ/h硼板、支柱等窯具帶入顯熱Q4此項熱量即為預熱帶和燒成帶硼板、支柱等窯具帶出熱Q4=16446731.53kJ/h10.3.3 窯車帶入顯熱Q9 預熱帶和燒成帶窯車散失之熱約占窯車積熱的5%，即95%之積熱進入了冷卻帶。Q9=0.95Q6=2850776.977kJ/h10.3.4 急冷風與窯尾風帶入顯熱Q10設窯尾風風量為Vx,一般急冷風量為窯尾風量的1/4

41、-1/2，本設計取急冷風是窯尾風的1/2，那么急冷風與窯尾風的總風量為：Va =1.5Vx。 空氣的溫度Ta=20,此時空氣的平均比熱Ca=1.30 kJ/(Nm3. 那么：Q10=VaCaTa= Va1.320=26 VakJ/h10.4熱支出工程10.4.1 制品帶出顯熱Q11出窯產(chǎn)品質(zhì)量Gm=635.904出窯產(chǎn)品溫度 T11=80， 產(chǎn)品比熱 C11=0.896kJ/(kg)Q11=GmC11T11=635.904800.896=45581.59872 kJ/h 10.4.2 硼板、支柱等窯具帶出顯熱Q12出窯棚板、立柱質(zhì)量Gb=10470.29kg/h 出窯棚板、立柱溫度T12=80

42、， 棚板、立柱比熱C12=0.861 kJ/kgQ12= Gb C12T12=10470.290.86180=721193.5752kJ/h10.4.3 窯車蓄熱、帶出及散失之熱Q13此項熱量占窯車帶入顯熱的55%， Q13=0.55Q9=0.552850776.977=1567927.337kJ/h10.4.4 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，將窯墻分兩段計算其向外散熱 。 10.4.4.1 1320700段該段長度為10.6米，窯外壁外表平均溫度40，窯內(nèi)壁外表平均溫度：1320+700/2=1010窯墻局部材料如下：聚輕高鋁磚，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.

43、45 w/m輕質(zhì)粘土磚，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.342 w/m硅酸鋁纖維氈，厚度=100 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q1=605.3 W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯內(nèi)高按1.915mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/1=2605.31.91510.63.6 =88466.28984kJ/h窯頂局部材料如下：莫來石絕熱磚，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.3 w/m；硅酸鋁棉，厚度=230 mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q2=561.8W/m窯頂散熱量：Q/2=561.83.1210.63.6=66887.45856kJ/h所以，1210800段的窯體散熱總量為：Q

44、/3= Q/1+ Q/2=88466.28984+66887.45856=155353.7484 kJ/h10.4.4.2 70080段該段長度為29.68米，窯外壁外表平均溫度40，窯內(nèi)壁外表平均溫度：700+80/2=390此局部用材料如下：輕質(zhì)保溫磚，厚度=345 mm，導熱系數(shù)0.375 w/m；巖棉氈，厚度=100 mm，導熱系數(shù)0.037 w/m；熱流q1=96.6W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯內(nèi)高按1.195mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/4=296.61.19529.683.6=24668.42515kJ/h窯頂局部材料如下：堇青莫來石板，厚度=20mm，導熱系數(shù)0

45、.2 w/m；硅酸鋁棉，厚度=230mm，導熱系數(shù)0.24 w/m；熱流q2=330.2W/m窯頂散熱量：Q/5=330.229.683.123.6=110077.374kJ/h所以，80080段的窯體散熱總量為：Q/6= Q/4+ Q/5=24668.42515+110077.374=134745.7991kJ/h綜上所述，冷卻帶窯體散失熱量總和為：Q14=155353.7484+134745.7991=290099.5475kJ/h10.4.5 抽走余熱風帶走熱量Q15 Q15 = V15C15T15 其中，V15抽走余熱風流量m3/h；該窯不用冷卻帶熱空氣做二次空氣，冷卻帶抽走熱風全部用

46、于氣幕，體積為V15=1.5Vx = Va Nm3。漏出空氣忽略不記T15抽走余熱風的平均溫度；取T15=200C15抽走余熱風的平均比熱KJ/Kg；查表，T15=200時，熱空氣的平均比熱為：C15=1.3 KJ/Kg那么：Q15= V15C15T15= Va 2001.30=260 VakJ/h10.4.6 其他熱損失Q16取經(jīng)驗數(shù)據(jù)，占冷卻帶熱收入的5%10%，本次計算取5%。10.5 列熱平衡方程式列出熱平衡方程式 熱收入=熱支出，即：Q3+Q4+Q9+Q10=Q11+Q12+Q13+Q14+Q15+Q16709632+2938966.8+596243.75+26Va=32112.64+128874.5+327934+139674+26