隧道窯設(shè)計說明書

.PAGE.2設(shè)計任務(wù)書專業(yè)熱能動力班級學(xué)生指導(dǎo)教師題目年產(chǎn)30萬件衛(wèi)生潔具天然氣隧道窯爐設(shè)計主要研究容和設(shè)計技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)品：衛(wèi)生潔具〔產(chǎn)品構(gòu)造自定〕；產(chǎn)量：30萬件/年；3、年工作日：330天；4、燃料：天然氣；Qnet,ar=36000KJ/M35、燒成合格率：92%；6、坯體入窯水分：2.2%；7、燒成周期：自定；17小時8、氧化氣氛燒成；9、燒成溫度：1220℃。根本要求〔含成果要求〕：1、認(rèn)真思考，獨(dú)立完成；2、編寫詳細(xì)設(shè)計說明書，含設(shè)計計算、材料概算等并要求應(yīng)用計算機(jī)計算、處理和分析。說明書采用學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一格式，一律用A4紙打?。?、繪制窯爐設(shè)計圖紙，包括剛架構(gòu)造、窯爐砌體、排煙通風(fēng)系統(tǒng)、異型磚及燃燒器等；4、全部圖紙要求上墨加黑并至少要有一AutoCAD制作的1#圖紙，要求視圖關(guān)系正確、尺寸標(biāo)注完整，圖紙中阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字的書寫等必須符合相關(guān)國標(biāo)；5、要求完成2000~3000字的英文文獻(xiàn)調(diào)研報告和至少2000個英文字符的畢業(yè)設(shè)計摘要。工作進(jìn)度方案：1、第1~4周：畢業(yè)實習(xí)，收集相關(guān)資料；2、第5~6周：查找資料，確定方案；3、第7~8周：進(jìn)展初步設(shè)計計算；4、第9~10周：詳細(xì)計算并設(shè)計草圖；5、第11~15周：完成全部圖紙；6、第16~17周：圖紙上墨，編制設(shè)計說明書；7、第18周起：整理全部材料，準(zhǔn)備辯論。3原始數(shù)據(jù)3.1坯料組成:SiO2AL2O3CaOMgOFeOK2ONa2OTiO2灼失65.720.040.320.230.343.120.204.94.83.2線收縮率線收縮率為11%3.3燒成周期燒成周期為17小時，可調(diào)3.4燃料天然氣組成：CH4C2H6H2SCO2N2其它86.8%0.11%0.879%4.437%8.1%0.343%3.5燒成工藝確定(見圖(3-1)燒成溫度曲線)20～450℃2.3小時預(yù)熱帶450～600℃1.3小時預(yù)熱帶600～900℃1.8小時預(yù)熱帶900～1220℃2.6小時燒成帶1220～1220℃1.5小時燒成帶1220～800℃1.6小時急卻帶800～500℃3.0小時緩卻帶500～350℃1.4小時冷卻帶350～80℃1.5小時冷卻帶圖3-1燒成溫度曲線4窯體主要尺寸確實定4.1棚板和立柱的選用根據(jù)原始數(shù)據(jù)，采用裸燒方式即可滿足要求，選用棚板的材料是堇青莫來石板，立柱的采用的是堇青莫來石空心立柱，其體積密度為2.0g/cm3。棚板尺寸：690×450×38mm支柱：85×85×500mm橫梁：950×30×30mm支帽：105×105×27mm4.2窯長及各帶長4.2.1裝車方法在窯車的長度方向上設(shè)置2塊棚板，寬度方向上設(shè)置7塊棚板。棚板間的間隙在長度方向上為60mm，在寬度方向上為10mm，由此確定窯車車面尺寸為：長：690×2+60=1440取1500mm寬：450×7＋10×6=3210mm4.2.2窯長確實定每車裝載制品數(shù)為13件。窯長L===80.76m窯容車數(shù)：n=80.76/1.5=53.84輛，取54輛。全窯不設(shè)進(jìn)車和出車室，所以窯有效長為54×1.5=81m取82m4.2.3各帶長度確實定根據(jù)燒成曲線：預(yù)熱帶長=〔預(yù)熱時間×總長〕/總燒成時間=5.4×82/17=26m燒成帶長=〔燒成時間×總長〕/總燒成時間=4.1×82/17=20m冷卻帶長=〔冷卻時間×總長〕/總燒成時間=7.5×82/17=36m4.3窯車車面尺寸4.3.1窯車窯容車數(shù)54輛，那么推車時間：17×60/54=18.8min/車；推車速度：60/18.8=3.2車/小時。窯車架高225mm，窯車襯面邊緣用三層的輕質(zhì)磚共260mm，在窯車的中部鋪4層硅酸鋁纖維棉和1層函鋯纖維毯。窯車總高為：225+260=485mm在車面與棚板間留火道，其高度為300mm。4.3.2確定窯截面的尺寸根據(jù)窯車和制品的尺寸，窯寬B取3550mm。4.3.3窯車車面上窯墻高設(shè)計由窯車平面至窯頂設(shè)計尺寸：由于連體座便器尺寸的不確定性，其高度一般在700mm到800mm左右，故取預(yù)熱帶、冷卻帶：1200mm，為了加強(qiáng)傳熱，燒成帶加高100mm，所以取1300mm。4.4全窯高窯全高〔軌面至窯頂〕：預(yù)熱帶、冷卻帶為1200+485=1685mm；燒成帶為1300+485=1785mm。5窯體及工作系統(tǒng)確實定5.1窯體以2米為一個模數(shù)單元節(jié)，全窯76米，共有38節(jié)。窯體由窯墻主體、窯頂和鋼架組成窯體材料由外部鋼架構(gòu)造〔包括窯體加固系統(tǒng)和外觀裝飾墻板〕和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。5.1.1鋼架每一鋼架長度為2米，含鋼架膨脹縫。全窯共38個鋼架構(gòu)造，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(dāng)著窯墻和窯頂及附屬設(shè)備的全部重量。5.1.2窯墻窯墻采用輕質(zhì)耐火隔熱材料。常用材質(zhì)如下：堇青莫來石板、莫來石絕熱磚、聚輕高鋁磚、輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)粘土磚、含鋯散棉、硅酸鋁棉等耐火材料。窯墻砌筑在鋼構(gòu)造上。每隔兩米留設(shè)20mm左右的熱膨脹縫，用含鋯散棉填實。窯墻最外面用10mm厚的碳酸鈣板。5.1.3窯頂窯頂是由吊頂板或吊頂磚和角鋼或細(xì)鋼筋等組成的平頂構(gòu)造。角鋼直接焊接在窯頂鋼架上，細(xì)鋼筋那么是做成鉤狀掛在窯頂鋼架上。吊頂板或吊頂磚與角鋼或細(xì)鋼筋緊固。這樣，窯頂?shù)闹亓恳灿射摷艹挟?dāng)。在窯頂上，鋪厚度適宜的保溫棉和耐火棉，窯體材料的輕質(zhì)化，可大大減少窯體蓄熱。5.1.4檢查坑道和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)生窯卡車或者其他事故，也可停窯，能夠快速冷卻下來，再進(jìn)展處理，對生產(chǎn)影響不大。因此該隧道窯不設(shè)置窯車下檢查坑道。這樣既簡化了窯爐根底構(gòu)造，減少了施工量和難度，又降低了本錢，窯體保溫也得到明顯改善。5.1.5測溫孔為了嚴(yán)密監(jiān)視及控制窯溫度和壓力制度，及時調(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。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(shè)計在窯體的第1節(jié)~13節(jié)，在第1節(jié)設(shè)置一處測溫孔，接下來每隔一節(jié)設(shè)置一處測溫孔，共7處測溫孔；在進(jìn)入燒成帶之后的第14節(jié)與16節(jié)各設(shè)置一處測溫孔，第18、20、22節(jié)的窯頂和窯側(cè)墻處設(shè)置測溫孔，共6處測溫孔；第24，26，28，31，33，35，37，38節(jié)各設(shè)置一處測溫孔，共8處測溫孔。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、急冷完畢等都有留設(shè)。5.1.6曲封、砂封和車封窯墻與窯車之間、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填充散棉，以防止上下漏氣。砂封是利用窯車兩側(cè)的厚度約6——8mm的鋼制裙板，窯車在窯運(yùn)動時，裙板插入窯兩側(cè)的裝有直徑為1——3mm砂子的砂封槽，隔斷窯車上下空間。砂封槽用厚度3mm左右的鋼板制作而成，且留有膨脹縫。在預(yù)熱帶頭部緩冷段頭部的窯墻上各設(shè)置一對加砂斗。5.1.7窯爐根底窯爐根底、拖車道根底、回車線根底用毛石、混凝土或鋼筋混凝土、三七灰土三層夯實。5.2排煙系統(tǒng)為了更好的利用煙氣的熱量能，采用分散排煙的方式。在預(yù)熱帶1～6節(jié)設(shè)17對排煙口，煙氣由各排煙口經(jīng)窯墻水平煙道進(jìn)入窯垂直煙管，匯總到排煙總管由排煙機(jī)抽出，送到成型車間枯燥坯體。5.3氣幕的設(shè)定1號車位窯頭設(shè)封閉氣幕?？紤]到煙氣溫度不是很高，故窯頂采用鋼板風(fēng)盒，出風(fēng)與進(jìn)車方向成45度角；窯兩側(cè)墻豎插管道，管壁開孔與進(jìn)車方向成45度角。封閉氣幕的風(fēng)源為外界空氣。5.4燃燒系統(tǒng)此窯采用小功率多分布高速調(diào)溫?zé)斓牟贾梅绞?。兩?cè)垂直和水平交織排列，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(zhǔn)裝載制品的下部火道，上部燒嘴噴火口對準(zhǔn)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：8——17節(jié)下部設(shè)置15對共30只，18——23節(jié)上部設(shè)置12只，下部設(shè)置12對共24只。預(yù)熱帶帶前部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(shè)備用。助燃風(fēng)全部為外界空氣。5.5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(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)可供枯燥用，到達(dá)節(jié)能目的。5.5.1急冷段采用直接向窯吹入冷風(fēng)的方式，共設(shè)置了14對急冷風(fēng)管，直接向窯噴入冷風(fēng)。并設(shè)置四對側(cè)部抽熱口。5.5.2緩冷段制品冷卻到800～500℃圍時，是產(chǎn)生冷裂的危險區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制該段冷卻降溫速率。為了到達(dá)緩冷的目的，本設(shè)計采用間壁冷卻的形式，在29至34節(jié)設(shè)置3組中空墻來進(jìn)展間壁冷卻。5.5.3快冷段在35-38節(jié)分上下兩排設(shè)置18對快冷風(fēng)管，氣源為外界空氣。并在頂部設(shè)置抽熱口，由抽熱風(fēng)機(jī)送至枯燥室。5.5.4窯尾段在40-41節(jié)設(shè)置4對軸流風(fēng)機(jī)，直接對窯的制品進(jìn)展冷卻，以保證制品的出窯溫度低于80℃。5.6車下風(fēng)系統(tǒng)車下風(fēng)風(fēng)源為室冷空氣。在18—27節(jié)，由車下風(fēng)風(fēng)機(jī)抽冷空氣直接送至窯下，每隔1m開一個車下風(fēng)孔。5.7輸送系統(tǒng)及附屬裝置隧道窯鋪設(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(jī)將窯車推入窯，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(jī)。根據(jù)設(shè)定好的推車速度，頂車機(jī)將窯車頂入窯。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(shè)置有一個窯車下檢查坑道，深約1.5米，其長寬尺寸約同窯車大小，用來檢修運(yùn)行不良的窯車。在回車線前部和后部，各設(shè)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。5.8控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)5.8.1工作原理本窯的控制系統(tǒng)采用分散控制的方法，既可在控制柜統(tǒng)一控制，也可進(jìn)展現(xiàn)場控制。該系統(tǒng)主要包括動力控制、熱工控制、報警裝置及平安保護(hù)系統(tǒng)。5.8.2動力控制所有風(fēng)機(jī)均采用直接啟動方式，手動控制，在窯爐控制柜上設(shè)置風(fēng)機(jī)開啟/關(guān)閉按鈕，直接集中控制和統(tǒng)一調(diào)節(jié)。只要按一下某風(fēng)機(jī)啟動按鈕，與該風(fēng)機(jī)配套的接觸器銜鐵便接通風(fēng)機(jī)電源。5.8.3運(yùn)行平安保護(hù)系統(tǒng)及報警系統(tǒng)為了保證該隧道窯在正常工作條件下平安運(yùn)行，防止窯爐在燃燒系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時供天然氣的局部繼續(xù)向窯爐燒咀供給天然氣而造成損壞或事故。本窯設(shè)有平安運(yùn)行保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，要立即關(guān)閉天然氣主管上手動閥門，從而關(guān)閉天然氣。此外，為嚴(yán)密監(jiān)控窯各關(guān)鍵部位的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，本窯設(shè)置了故障報警系統(tǒng)?？刂乒裆显O(shè)置有報警顯示儀：當(dāng)監(jiān)視的任一部件出現(xiàn)故障時，即出現(xiàn)聲光報警，以便操作人員及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。5.8.4熱工控制系統(tǒng)5.8.4.1燒成帶溫度的控制本窯共設(shè)有8個控制回路,〔其中5點(diǎn)為自動控制回路〕對各控制點(diǎn)是進(jìn)展獨(dú)立控制，5點(diǎn)均用于窯段對應(yīng)的調(diào)節(jié)單元的溫度調(diào)節(jié)，只需調(diào)節(jié)燃?xì)饬?，就可到達(dá)調(diào)節(jié)窯溫的目的。現(xiàn)就一個單元簡述一下溫度調(diào)節(jié)的過程:每個溫度調(diào)節(jié)單元主要有溫控調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、執(zhí)行器帶動的蝶閥、燒咀和熱電偶幾個主要局部組成。調(diào)節(jié)單元正常工作時，溫控調(diào)節(jié)器中要輸入一個設(shè)定溫度值，單元熱電偶來實測窯本單元的溫度，并通過溫度傳感器把該溫度的毫伏信號送回到溫控調(diào)節(jié)器，使其與設(shè)定溫度比擬，如果實測溫度低于設(shè)定溫度，溫控調(diào)節(jié)器就會輸出一個信號，使執(zhí)行器帶動蝶閥向開大天然氣的方向變化，直到實測溫度與設(shè)定溫度一樣。如果實測溫度高于設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)過程與此類似，只是電動執(zhí)行器帶動蝶閥向開度小的方向變化，以減少燒咀噴出的天然氣量，使窯溫下降。5.8.4.2預(yù)熱帶和冷卻帶的溫度控制預(yù)熱帶和冷卻帶溫度控制的手段主要是通過調(diào)節(jié)排煙總閘、排煙支閥、各種氣幕、抽余熱總閘、支閥以及冷卻風(fēng)閘等來實現(xiàn)的。所有閘板和閥門都標(biāo)記有刻度線，方便調(diào)節(jié)。6窯體材料和厚度確實定窯體所采用的材料及其厚度應(yīng)該滿足各段使用性能要求，綜合考慮各處的溫度對窯墻、窯頂?shù)囊?，窯體外表最高溫度限制以及磚形、外觀整齊等方面的因素，確定窯體材料和厚度見如下。表6—1窯體材料和厚度表窯墻窯頂溫度段(℃)該段長度(m)輕質(zhì)高鋁磚(mm)聚輕高鋁磚(mm)輕質(zhì)粘土磚(mm)硅酸鋁棉(mm)硅酸鈣硬板(mm)該段厚度(mm)堇青莫來石板〔mm)莫來石絕熱磚〔mm)硅酸鋁纖維(mm)20-900261142301035420230900-122020114230100104542302301220-800811423010010454230230800-80281142301035420230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，是在1300℃以下燒成瓷制品最理想的材料。7燃料燃燒計算7.1助燃空氣量計算所用燃料為液化氣，低位發(fā)熱量：Qnet,ar=110000KJ/m3。查工具書，得理論空氣燃燒計算式，Va0=0.264*+0.02(m3/m3)那么理論空氣需要量為：Va0=0.264*+0.02=9.524(m3/m3)取空氣過剩系數(shù)為1.2，那么實際需要空氣量為：Va=qv,a=αVa0=1.2*9.524=11.4288(m3/m3)7.2煙氣量計算查工具書，得理論空氣燃燒計算式，V0=0.264*+1.02(m3/m3)那么理論煙氣量為：V0=0.264*+1.02=10.524(m3/m3)實際煙氣量為：V=V0+〔α-1〕Va0=10.524+〔1.2-1〕*9.524=12.4288(m3/m3)7.3燃燒溫度計算t=〔QDw+VaCata+CfTf〕/〔VC〕查表在t=1730℃時的煙氣比熱為C=1.64kJ/(Nm3?℃)，在室溫20℃時空氣比熱為Ca=1.30kJ/(Nm3?℃)，天然氣的比熱為Cf=1.56kJ/(Nm3?℃)，代入公式得t=(36000+11.428×1.30×20+1.56×20)/〔12.4288×1.67〕=1782℃相對誤差為：〔1782-1730〕/1782=2.9%<5%，認(rèn)為合理。取高溫系數(shù)n=0.8，那么實際燃燒溫度為tp=ηtth=0.8*1782=1425.6℃。1425.6－1220=205.6℃，比燒成溫度高出205.6℃，認(rèn)為合理。8物料平衡計算8.1每小時燒成干制品的質(zhì)量=推車速度×每車載重=3.2*450=1440kg每小時進(jìn)3.2車，每車裝載制品450kg8.2每小時入窯干坯的質(zhì)量G1=Gm·=1440×=1513kg/h8.3每小時欲燒成濕制品的質(zhì)量G2=G1·=1513×=1547kg/h8.4每小時蒸發(fā)的自由水的質(zhì)量GW=G2-G1=1547－1513=34kg/h8.5每小時從精坯中產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量8.5.1每小時從精坯中引入的CaO和MgO質(zhì)量計算GCaO=G1·CaO%=1513×0.32%=4.8416kg/hG=G1·MgO%=1513×0.23%=3.4799kg/h8.5.2產(chǎn)生的CO2質(zhì)量Gco=Gco·＋G·=7.63kg/h8.6每小時從精坯中排除構(gòu)造水的質(zhì)量GipGip=G1×IL%-Gco=1513×4.8%-7.63=64.994kg/h8.7窯具的質(zhì)量Gb每車有20個火道支柱，20個支帽，12根橫梁，14塊棚板。共重約300kg，Gb=300×3.2=960kg/h9預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡計算9.1確定熱平衡計算的基準(zhǔn)、圍本次計算選用1小時為計算基準(zhǔn)，以0℃作為基準(zhǔn)溫度。以預(yù)熱帶和燒成帶為計算圍。9.2熱平衡示意圖圖9-1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—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(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—?dú)饽?、攪拌風(fēng)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=1547Kg/h；T1—入窯制品的溫度〔℃〕；T1=40℃C1—入窯制品的平均比熱〔KJ/〔Kg·℃〕〕；T1=40℃時，C1=0.92KJ/〔Kg·℃〕；Q1=G1C1T1=1547×0.92×40=56929.6〔kJ/h〕9.3.2硼板、支柱等窯具帶入顯熱Q2Q2=G2C2T2〔kJ/h〕其中：G2—入窯硼板、支柱等窯具質(zhì)量〔Kg/h〕；G2=960Kg/h；T2—入窯硼板、支柱等窯具的溫度〔℃〕；T2=40℃C2—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算：C2=0.963+0.000147t=0.963+0.000147×40=0.968KJ/〔Kg·℃〕Q2=G2C2T2=960×0.968×40=37171.2〔kJ/h〕9.3.3燃料帶入化學(xué)熱及顯熱QfQf=〔Qnet,ar+TfCf〕x〔kJ/h〕其中：Qnet,ar—所用燃料低位發(fā)熱量〔KJ/m3〕；燃料為天然氣，低位發(fā)熱量為：Qnet,ar=36000KJ/m3；Tf—入窯燃料溫度〔℃〕；入窯天然氣溫度為Tf=20℃；Cf—入窯燃料的平均比熱容〔KJ/〔Kg·℃〕〕；查表，Tf=20℃時天然氣平均比熱容為：Cf=1.56KJ/〔Kg·℃〕；x—設(shè)每小時天然氣的消耗量為x〔m3/h〕；Qf=〔Qnet,ar+TfCf〕x=〔36000+20×1.56〕x=36031xkJ/h9.3.4助燃空氣帶入顯熱QaQa=qvCaTa〔kJ/h〕其中：qv,a—入窯助燃風(fēng)流量〔m3/h〕；前面燃燒局部計算得：qv=Va*x=11.4288x(m3/h)；Ta—入窯助燃風(fēng)的平均溫度〔℃〕；助燃風(fēng)用冷卻帶抽出熱風(fēng)，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)時平均比熱容為：Ca=1.30KJ/〔Kg·℃〕；Qa=qvCaTa=11.4288x×1.30×20=297.1488x〔kJ/h〕9.3.5從預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣帶入顯熱Q/aQa/=qv/×Ca/×ta/取預(yù)熱帶煙氣中的空氣過剩系數(shù)ag=2.5，已求出理論空氣量Va0=9.524Nm3/Nm3燒成帶燃料燃燒時空氣過剩系數(shù)af=1.2。Va/=x×〔ag-af〕×Va0=x(2.5-1.2)×9.524=12.382x〔Nm3/h〕，漏入空氣溫度為ta/=20℃，此時Ca/=1.30kJ/(Nm3·℃)，那么：Qa/=qv/×Ca/×ta/=12.38x×1.30×20=332.8x〔kJ/h〕9.3.6氣幕、攪拌風(fēng)帶入顯熱Qs氣幕包括封閉氣幕和攪拌氣幕，封閉氣幕只設(shè)在窯頭，不計其帶入顯熱。取攪拌氣幕風(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=0.6qv=0.6×11.428x=6.8568x〔Nm3/h〕，設(shè)ts=20℃，查得Cs=1.30kJ/(Nm3·℃)，Qs=Vs×Cs×ts=6.8568x×1.30×20=178.2768x〔kJ/h〕9.4熱支出工程9.4.1制品帶出顯熱Q3Q3=G3C3T3〔kJ/h〕出燒成帶產(chǎn)品質(zhì)量：G3=1440Kg出燒成帶產(chǎn)品溫度：t3=1220℃查手冊[11]，此時產(chǎn)品平均比熱：C3=1.20kJ/(kg?℃)那么：Q3=G3×C3×t3=1440×1220×1.20=2108160〔kJ/h〕9.4.2硼板、支柱等窯具帶出顯熱Q4Q4=G4C4T4〔kJ/h〕棚板、立柱質(zhì)量：G4=960kg/h出燒成帶棚板、立柱溫度：T4=1220℃此時棚板、立柱的平均比熱：C4=0.84+0.000264t=0.84+0.000264×1220=1.16kJ/(kg·℃)Q4=G4×C4×T4=960×1.16×1224=1361028.1〔kJ/h〕9.4.3煙氣帶走顯熱QgQg=qgCgTg〔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=6.8568x(Nm3/h)離窯煙氣體積：qg=[Vg0+〔ag-1〕×Va0]x+Vs煙氣溫度為100℃此時煙氣比熱Cg=1.068kJ/(Nm3·℃)Qg＝qg×Cg×tg＝{[12.4288+(2.5-1)×9.524]x+6.8568x}×1.068×100＝3585.45x〔kJ/h〕9.4.4窯墻、窯頂散失熱量Q5根據(jù)各段材料不同,并考慮溫度圍不能太大,將預(yù)熱帶和燒成帶分成三段計算9.4.4.120—600℃段該段窯長度為17.4米，窯寬為3.55米。窯外壁外表平均溫度80℃，窯壁外表平均溫度：〔20+600〕/2=310℃9.4.4.1.1窯墻局部散熱計算此局部用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚度δ=114mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.706w/〔m·℃〕；輕質(zhì)粘土磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.342w/〔m·℃〕；硅酸鈣硬板，厚度δ=10mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/〔m·℃〕；熱流q1===235.5W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯高按1200mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/1=2×235.5×17.4×1.2×3.6=35397〔kJ/h〕9.4.4.1.2窯頂局部散熱計算此局部用材料如下：堇青莫來石板，厚度δ=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2w/〔m·℃〕；硅酸鋁棉，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕；熱流q2===217.3W/m窯頂散熱量：Q/2=217.3×3.55×17.4×3.6=48326.5〔kJ/h〕所以，20—450℃段的窯體散熱總量為：Q/a=Q/1＋Q/2=35397+48326.5=83723.5〔kJ/h〕9.4.4.3600—900℃段該段長度為8.6米，窯外壁外表平均溫度80℃，窯壁外表平均溫度：〔600+900〕/2=750℃9.4.4.3.1窯墻局部散熱計算此局部用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚，厚度δ=114mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.706w/〔m·℃〕；輕質(zhì)粘土磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.342w/〔m·℃〕；硅酸鈣硬板，厚度δ=10mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/〔m·℃〕；熱流q3===685.9W/m那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/7=2×685.9×1.2×8.6×3.6=50963.8〔kJ/h〕9.4.4.3.2窯頂局部散熱計算此局部用材料如下：堇青莫來石板，厚度δ=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2w/〔m·℃〕；硅酸鋁棉，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕；熱流q4===633.1W/m窯頂散熱量：Q/8=3.55×633.1×8.6×3.6=69579.6〔kJ/h〕所以，600—900℃段的窯體散熱總量為：Q/9=Q/7+Q/8=50963.8+69579.6=120543.4〔kJ/h〕9.4.4.4900—1220℃段該段長度為20米，窯外壁外表平均溫度80℃，窯壁外表平均溫度：〔900+1220〕/2=1060℃9.4.4.4.1窯墻局部散熱計算此局部用材料如下：聚輕高鋁磚，厚度δ=114mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.45w/〔m·℃〕硅酸鋁棉，厚度δ=100mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕輕質(zhì)粘土磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.342w/〔m·℃〕；硅酸鈣硬板，厚度δ=10mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/〔m·℃〕熱流q10=q5===593.2W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯高按1300mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q/10=2×593.2×1.3×20×3.6=112714〔kJ/h〕9.4.4.4.2窯頂局部散熱計算此局部用材料如下：莫來石絕熱磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.3w/〔m·℃〕；硅酸鋁棉，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕；熱流q11=q6===568.1W/m窯頂散熱量：Q/11=20×3.55×3.6=147388.6〔kJ/h〕所以，900—1170℃段的窯體散熱總量為：Q/12=Q/10+Q/11=112714+147388.6=260102.6〔kJ/h〕綜上所述，預(yù)熱帶和燒成帶窯體散失熱量總和為：Q5=83723.5+120543.4+260102.6=464369.5〔kJ/h〕9.4.5窯車蓄熱和散失熱量Q6取經(jīng)歷數(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=Gw×〔2490+1.93×tg〕自由水的質(zhì)量Gw=34kg/h煙氣離窯的溫度tg=100℃。制品中AL2O3含量為20.04%那么可得：Qw=34×〔2490+1.93×100〕=912229.4.6.2構(gòu)造水脫水吸熱Q/wQ/w=6700q/m,w〔kJ/h〕其中：q/m,w—入窯制品所含構(gòu)造水的質(zhì)量流量6700—1Kg構(gòu)造水脫水所需熱量〔KJ/Kg〕；Q/w=6700q/m,w=64.994×6700=435459.8KJ/Kg9.4.6.3其余物化反響吸熱QdQd=qdm×2100×w(Al2O3)〔kJ/h〕其中，qdm—入窯干制品質(zhì)量流量〔Kg/h〕；qdm=1513Kg/h；2100—1KgAl2O3的反響熱〔KJ/Kg〕；w(Al2O3)—瓷潔具結(jié)合劑中Al2O3含量占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；w(Al2O3)=20.04%；Qd=qdm×2100×w(Al2O3)=1513×2100×20.04%=635460〔kJ/h〕那么物化反響總耗熱為：Q7=91222+435459.8+635460=1362142〔kJ/h〕9.4.7其他熱損失Q8一般取經(jīng)歷數(shù)據(jù)，此項熱支出占熱收入的5%—10%，本次計算取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+Q856929.6＋36031.2x＋297.15x＋332.8x＋37171.2＋178.3x=2108160＋3585.5x＋464369.5＋1362142＋1361028.1＋10%Q收＋5%Q收解得x=188.1Nm3/h單位燃耗：188.1/1440=0.131〔標(biāo)準(zhǔn)立方米/千克瓷〕單位熱耗：0.1184×36000=4702.5(千焦/千克瓷)9.6預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表表9-1預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表熱收入熱支出工程(kJ/h)〔%〕工程(kJ/h)〔%〕坯體帶入顯熱56929.60.81產(chǎn)品帶走顯熱210816030.01燃料化學(xué)顯熱6777468.7296.5煙氣帶走顯熱674432.559.60助燃空氣顯熱55893.9150.79窯墻、窯頂帶走顯熱464369.56.61漏入空氣顯熱62599.680.89物化反響耗熱136214219.4棚板、立柱帶入顯熱37171.20.53棚板、立柱帶出顯熱1361028.119.38氣幕顯熱33538.230.48窯車積、散熱702360.134510其它熱損失351180.06735總計7023601.345100總計7023672.352100分析：兩者之間存在差值，是因為預(yù)熱帶窯負(fù)壓在該次計算中忽略了窯底漏入窯風(fēng)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(yù)熱帶、燒成帶熱量可認(rèn)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(zhǔn)、圍本次計算選用1小時為計算基準(zhǔn)，以0℃作為基準(zhǔn)溫度。以冷卻帶為計算圍。10.2熱平衡示意圖圖10-1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(yù)熱帶和燒成帶制品帶出顯熱Q3=2108160〔kJ/h〕10.3.2硼板、支柱等窯具帶入顯熱Q4此項熱量即為預(yù)熱帶和燒成帶硼板、支柱等窯具帶出熱Q4=1361028.1〔kJ/h〕10.3.3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=0.95×Q6=702360.1345×0.95=667242.13〔kJ/h〕10.3.4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〔1/2-1/4〕，本設(shè)計取急冷風(fēng)是窯尾風(fēng)的1/2，那么急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)的總風(fēng)量為：1.5Vx。空氣的溫度ta=20℃,此時空氣的平均比熱ca=1.296kJ/(Nm3·℃〕.那么：Q10=Va×ca×ta=1.5Vx×1.296×20=38.88Vx〔kJ/h〕10.4熱支出工程10.4.1制品帶出顯熱Q11出窯產(chǎn)品質(zhì)量G11=1440㎏出窯產(chǎn)品溫度t11=80℃，產(chǎn)品比熱C11=0.896kJ/(kg·℃)Q11=G11×C11×t11=1440×80×0.896=103219.2〔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G12=960kg/h出窯棚板、立柱溫度t12=80℃，棚板、立柱比熱C12=0.861kJ/〔kg·℃〕Q12=G12×C12×t12=960×0.861×80=66124.8〔kJ/h〕10.4.3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=0.55×Q9=0.55×667242.13=366983.17〔kJ/h〕10.4.5窯墻、頂總散熱Q14根據(jù)各處的材料，并考慮溫度圍不能太大，將窯墻分兩段計算其向外散熱10.4.5.11220—800℃段該段長度為8米，窯外壁外表平均溫度80℃，窯壁外表平均溫度：〔1220+80〕/2=1010℃10.4.5.1.1窯墻局部散熱計算此局部用材料如下：聚輕高鋁磚，厚度δ=114mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.45w/〔m·℃〕硅酸鋁棉，厚度δ=100mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕輕質(zhì)粘土磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.342w/〔m·℃〕；硅酸鈣硬板，厚度δ=10mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/〔m·℃〕熱流q1===562.94W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯高按1300mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q//1=2×562.94×1.3×8.2×3.6=43206.84〔kJ/h〕10.4.5.1.2窯頂局部散熱計算此局部用材料如下：莫來石絕熱磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.23w/〔m·℃〕；硅酸鋁棉，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕；熱流q2===539.13W/m窯頂散熱量：Q//2=3.55×8×3.6=56498.67〔kJ/h〕所以，1220—800℃段的窯體散熱總量為：Q//3=Q//1+Q//2=43206.84+56498.67=99705.51kJ/h10.4.5.2800—80℃段該段長度為28米，窯外壁外表平均溫度80℃，窯壁外表平均溫度：〔800+80〕/2=440℃10.4.5.2.1窯墻局部散熱計算此局部用材料如下：輕質(zhì)高鋁磚,厚度δ=114mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.706w/〔m·℃〕輕質(zhì)粘土磚，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.342w/〔m·℃〕；硅酸鈣硬板，厚度δ=10mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.07w/〔m·℃〕熱流q3===368.53W/m不考慮車臺面以下局部的窯墻散熱，窯高按1200mm計算，那么兩側(cè)窯墻散熱量：Q//4=2×368.53×1.2×27.5×3.6=87563.55〔kJ/h〕10.4.5.2.2窯頂局部散熱計算此局部用材料如下：堇青莫來石板，厚度δ=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2w/〔m·℃〕；硅酸鋁棉，厚度δ=230mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.24w/〔m·℃〕；熱流q4===340.16W/m窯頂散熱量：Q//5=340.16×27.5×3.55×3.6=119549.23〔kJ/h〕所以，800—80℃段的窯體散熱總量為：Q//6=Q//4+Q//5=87563.55+119549.23=207112.78〔kJ/h〕綜上所述，冷卻帶窯體散失熱量總和為：Q14=99705.51+207112.78=306818.29〔kJ/h〕10.4.6抽走余熱風(fēng)帶走熱量Q15=q15×Ca×taQ15=q15×Ca×ta其中，q15—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，冷卻帶鼓入風(fēng)量全部用于氣幕，體積為q15=1.5VxNm3。漏出空氣忽略不記T15—抽走余熱風(fēng)的平均溫度〔℃〕；取T15=250℃C15—抽走余熱風(fēng)的平均比熱〔KJ/〔Kg·℃〕〕；查表，T15=250℃時，熱空氣的平均比熱為：C15=1.038KJ/〔Kg·℃〕那么：Q15=q15×C15×t15=1.5Vx×250×1.038=389.25Vx〔kJ/h〕10.4.7其他熱損失Q16取經(jīng)歷數(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+Q162108160＋1361028.1＋667242.13＋38.88x=103219.2＋66124.8＋306818.29＋366983.17＋389.25x＋5%Q收得：Vx=8760.55Nm3/h因此得窯尾風(fēng)量為8760.55Nm3/h急冷風(fēng)量為4380.3Nm3/h那么每小時應(yīng)抽余熱風(fēng)為：1.5×8760.55=13140.83Nm310.6冷卻帶熱平衡表表10-1冷卻帶熱平衡表熱收入熱支出工程(kJ/h)(%)工程(kJ/h)(%)產(chǎn)品帶入顯熱210816047.09產(chǎn)品帶出顯熱103219.22.31棚板、立柱帶入顯熱1361028.130.4棚板、立柱帶出顯熱66124.81.48窯車帶入顯熱667242.1314.9窯體散熱306818.296.85急冷、窯尾風(fēng)帶入顯熱340610.017.61窯車帶走和向車下散失顯熱366983.178.19抽熱風(fēng)帶走顯熱3410044.0176.17其它散熱223852.0125合計4477040.24100合計4477041.482100分析：熱平衡分析:從上面熱平衡列表可以看出，熱收入與熱支出根本保持平衡，而熱支出大于熱收入是因為窯底冷風(fēng)帶入顯熱要大于現(xiàn)在的計算值。主要的熱支出是抽出的熱空氣帶走的顯熱，為了節(jié)能，提高熱效率往往要充分利用，冷卻帶余熱可以用它去枯燥坯體。11管道尺寸、阻力計算、風(fēng)機(jī)選型11.1排煙系統(tǒng)的設(shè)計11.1.1排煙量計算排煙系統(tǒng)需排除煙氣量：Vg=[Vg0+(αg－1)×Va0]＋Vm=[12.4288+(2.5－1)×9.524]×188.1+6.8568×188.1=6314.82m3/h=1.75m3/s11.1.2排煙口及水平支煙道尺寸共有17對排煙口，那么每個排煙口的煙氣流量為：qv=1.75/34=0.073m3/s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣在磚砌管道中的流速為1～2.5m/s，流速太大那么阻力大，流速太小那么管道直徑過大，造成浪費(fèi)。現(xiàn)在取流速v=1.5m/s，煙道截面積為：A=0.073/1.5=0.049m2排煙口取長0.230m，那么寬為0.25m，考慮磚型，取4層厚，即0.26m。11.1.3垂直支煙道尺寸煙氣由排煙口至垂直支煙道流量不變，流速一樣，所以截面積應(yīng)相等。但考慮到磚的尺寸，取截面尺寸為：0.23×0.232m2。垂直深度應(yīng)和窯墻〔車臺面至窯頂〕高度一樣，為1200mm。其截面積為：0.23×0.232=0.0.05336m2。其水力半徑為：R==0.23m窯墻以上局部用金屬管道連接，考慮到實際流量、砌筑方法、垂直煙道的當(dāng)量直徑等，取垂直金屬煙道直徑為Φ1=200mm。此局部垂直金屬煙道高度約為1.2米左右，實際距離要以現(xiàn)場風(fēng)機(jī)安裝位置等實際情況為準(zhǔn)。11.1.4水平主煙道尺寸水平主煙道長度12米，直徑Φ2=450mm。11.2阻力計算阻力計算應(yīng)包括料垛阻力、位壓阻力、摩擦阻力和煙囪阻力的計算之和。11.2.1料垛阻力h1取經(jīng)歷數(shù)據(jù)，每米窯長料垛阻力為1Pa，按理想情況假設(shè)，零壓應(yīng)在預(yù)熱帶和燒成帶相接的位置，即第13節(jié)，最后一對排煙口在第6節(jié)，每節(jié)長2米，那么：h1=〔13-6〕×2×1=14Pa11.2.2位壓阻力h2風(fēng)機(jī)與煙囪設(shè)在窯外的車間地面上，煙氣從排煙口到風(fēng)機(jī)〔煙囪底部〕，位置升高1.0米。取煙氣平均溫度為100℃。hg=－H(ρa(bǔ)－ρg)·g=－1.0×[1.29×273/(273+40)－0.95×273/(273+100)]×9.8=－3.92Pa11.2.3局部阻力h3煙氣從爐膛進(jìn)入排煙口，突然縮小，取ξ1=0.5；v=1.5m/s90°轉(zhuǎn)彎至垂直支煙道，取ξ2=2；v=1.5m/s垂直支煙道至分煙管截面突增，取ξ3=0.70；v=1.5m/s水平支煙道與水平主管道成90°，取ξ4=2；v=1.5m/s水平主管90°轉(zhuǎn)彎，取ξ5=2；v=5m/s再45°下降至風(fēng)機(jī)接口，取ξ6=0.5；v=5m/s=48.16Pa11.2.4摩擦阻力h4對非圓形通道應(yīng)求當(dāng)量直徑d：排煙口的直徑和長度d1=0.244m；l1=0.28m垂直支煙道當(dāng)量直徑和長度〔砌筑局部〕：d2==0.23m；l2=1.2m；垂直支煙道當(dāng)量直徑和長度〔金屬管道局部〕：d3=4*=0.4m；l3=1.2m；水平支煙道當(dāng)量直徑和長度：d4=4*=0.4m；l4=0.5m；水平主煙道當(dāng)量直徑和長度：d5=4*=0.9m；l5=15m；摩擦阻力系數(shù)：金屬管取ζ1＝0.03，砌筑管道取ζ2＝0.05，那么有h4=ξ1〔+〕**ρ+ξ2〔++〕**ρ=14.52Pa11.2.5煙囪阻力h11.2.5.1煙囪尺寸煙囪排出煙氣量為：V=1.75m/s煙囪高度為10米，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下取煙氣在煙囪的流動速度為10m/s，平均溫度為100℃，其直徑為：0.6m，取直徑為600mm11.2.5.2計算煙囪阻力=16.04Pa由于煙囪較矮，煙氣在煙囪中的流速比擬大，煙囪本身的抽力尚不能克制煙囪本身的摩擦阻力及出口動壓頭的損失，因此煙囪本身也成為阻力作用。須用風(fēng)機(jī)來克制阻力。風(fēng)機(jī)應(yīng)克制的總阻力為：hx=h1+h2+h3+h4+h=14－3.92＋48.16＋14.52＋16.04＝88.8Pa11.3風(fēng)機(jī)選型為保證正常工作，取平安系數(shù)為1.3所以選型應(yīng)具備風(fēng)壓H為：＝198.2Pa風(fēng)量為：Q=1.3×Vg×(273+100)/273=1.3×6314.82×373/273=11216.32m3/h查"風(fēng)機(jī)選用手冊"選引風(fēng)機(jī)Y8-39No5.6，其參數(shù)見表11-1。11.4其它系統(tǒng)管道尺寸確實定及風(fēng)機(jī)選型11.4.1各管道尺寸的計算11.4.1.1助燃風(fēng)管的計算助燃風(fēng)量V1=Va×x=11.4288×188.1=1399.5Nm3/h實際助燃風(fēng)量m3/h=0.64m3/s取助燃風(fēng)在總管中的流速為10m/s助燃風(fēng)總管徑：=0.286m取300mm助燃風(fēng)分管徑：m取200mm共有66個燒嘴，取流速為w=10m/s所以m取40mm11.4.1.2急冷風(fēng)管的計算該段冷風(fēng)鼓入量一般為冷卻帶鼓入量的1/3，所以4380.3Nm3/h實際鼓風(fēng)量為m3/h=1.31m3/s總管m，取410mm分管m，取300mm支管m，取80mm11.4.1.3急冷段抽熱風(fēng)管的計算冷卻帶總抽風(fēng)量：13140.83Nm3/h，抽出溫度為300℃實際抽風(fēng)量m3/h=5.66m3/s總管m，取850mm 支管〔共有8個抽熱風(fēng)口〕m，取300mm11.4.1.4攪拌氣幕風(fēng)管尺寸的計算氣幕風(fēng)量為1290.37Nm3/h氣幕實際鼓風(fēng)量m3/h=0.385m3/s氣幕總管直徑d1=m，取220mm氣幕支管直徑d2=m，取65mm11.4.1.5封閉氣幕管道尺寸的計算封閉氣幕總管直徑取100mm11.4.1.6窯尾鼓冷風(fēng)管尺寸的計算窯尾鼓冷風(fēng)量為8760.55Nm3/h實際鼓風(fēng)量m3/h=2.61m3/s總管m，取650mm分管d分m，取460mm支管d分m，取80mm11.4.2各窯段的風(fēng)機(jī)選型11.4.2.1急冷段急冷風(fēng)機(jī)的選用為保證正常工作，取平安系數(shù)為1.3，風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量Q=1.3×4380.3=5694.4Nm3/h比擬各種風(fēng)機(jī)性能后，采用G6-43No6.3型離心通風(fēng)機(jī)。它是新型高效率中、低壓離心通風(fēng)機(jī)，具有效率高，節(jié)約電力，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，構(gòu)造完善，便于維修，拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。11.4.2.2窯尾風(fēng)機(jī)的選用為保證正常工作，取平安系數(shù)為1.3，風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量Q=1.3×8760.55=11388.72Nm3/h。11.4.2.3緩冷段抽熱風(fēng)量緩冷不設(shè)風(fēng)機(jī)。11.4.2.4助燃風(fēng)機(jī)的選用為保證正常工作，取平安系數(shù)為1.3，助燃風(fēng)機(jī)需鼓入風(fēng)量Q=1.3×2307.25=2999.43Nm3/h由于助燃風(fēng)要求高壓強(qiáng)制通風(fēng)，且本設(shè)計助燃風(fēng)不要求預(yù)熱。.11.4.2.5車下風(fēng)機(jī)車下風(fēng)為冷卻窯車而用，每個車輪下設(shè)一小吹風(fēng)口，風(fēng)量不需要很大，這里以窯尾風(fēng)量的一半計算，即：Q=11388.72/2=5694.36Nm3/h。11.4.2.6軸流風(fēng)機(jī)為了更好的保證制品出窯溫度低于80℃，在窯尾設(shè)置了4對環(huán)保低噪音軸流風(fēng)機(jī)。其參數(shù)為：型號，T35；流量，5951m3/h；功率，1.1KW；轉(zhuǎn)速，2900r/min。列出風(fēng)機(jī)選型表：表11-1風(fēng)機(jī)型號表用途風(fēng)機(jī)名稱機(jī)型轉(zhuǎn)速r/min全壓Pa風(fēng)量m3/h電動機(jī)型號功率/kW攪拌風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)G6-43No3.3284017851474Y190S-21.5車下風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)G6-43No6.3144016525896Y132S-45.5排煙風(fēng)機(jī)鍋爐引風(fēng)機(jī)Y8-39No5.62900397112214Y200L1-230助燃風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)G6-43No6.3144017973106Y132S-45.5快冷風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)G6-43No8.51470327113034Y160M-422抽熱風(fēng)機(jī)鍋爐引風(fēng)機(jī)Y4-73No9D1450164425976Y180L-422急冷風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)G6-43No6.3144016525896Y132S-45.512燒嘴選型12.1每個燒嘴所需的燃燒能力由于全窯共有66個燒嘴，且每小時燃料的消耗量為188.1m3，考慮每個燒嘴的燃燒能力和燒嘴燃燒的穩(wěn)定性，取平安系數(shù)1.5，所以每個燒嘴的燃燒能力為：188.1×1.5/66=4.275Nm3/h那么每個燒嘴的熱負(fù)荷為：4.275×36000=153900kJ/h12.2選用燒嘴應(yīng)注意的原那么燒嘴的選用能適應(yīng)和滿足生產(chǎn)需要即可，應(yīng)盡量防止不必要的浪費(fèi)。其次，選用燒嘴必須和燒嘴的使用結(jié)合起來，在規(guī)定的負(fù)荷保證火焰的穩(wěn)定性，即不要脫火也不要回火，并要保證在規(guī)定的條件下燃料完全燃燒12.3選用燒嘴由于本設(shè)計的窯寬到達(dá)3550mm，為了保證斷面溫度的均勻與穩(wěn)定，通過資料查詢，選用施能燃燒設(shè)備生產(chǎn)的型號為SIO-200燒嘴，其主要參數(shù)為：火焰長度1100mm-2400mm，出口速度為80m/s，燃?xì)鈮毫?000Pa，助燃空氣壓力4200Pa。此燒嘴不需要專門的燃燒室，燒嘴磚直接砌筑在窯墻上即可。13工程材料概算13.1窯體材料概算13.1.1硅酸鈣硬板，規(guī)格：σ=10mm取窯墻的平均高度為1.8m，窯長82m；兩側(cè)窯墻需：2×1.8×82=295.2m2，取300m2。13.1.2輕質(zhì)粘土磚，規(guī)格：230×114×65mm密度ρ=1.0g/cm3，重?zé)€變化不大于2%的試驗溫度1350℃，在全窯砌有厚度230mm，窯體的平均身高為1.8m，所以砌有粘土磚的窯墻體積為V=2×0.23×1.8×82=67.9m3共需粘土磚67.9/〔0.114×0.230×0.065〕=39838塊13.1.3輕質(zhì)高鋁磚，規(guī)格：230×114×65mm密度ρ=1.0g/cm3，全窯所砌筑的長度為26+28=54m，所以V=2×0.114×1.8×5