窑炉设计说明书end-万婷(1)

1、景德镇陶瓷学院窑炉课程设计说明书题目日产6000平米玻化砖重油辊道窑设计学 号:200810230135姓 名：万婷院 係）:材料科学与工程学院专 业：08材料化学（一）班扌旨导教师：周露亮、朱庆霞、孙健、李杰O年七月二日目录1前言 32设计任务书 43窑体主要尺寸的确定 53.1窑内宽的确定 53.2 窑体长度的确定 53.2.1 窑体长度的确定 53.2.2 窑体各带长度的确定 53.3 窑内高的确定 64烧成制度的确定 65工作系统的确定 75.1排烟系统 75.2 燃烧系统 75.2.1 烧嘴的设置 75.2.2 发生炉煤气输送装置 75.3 冷却系统 75.3.1 急冷通风系统 75

2、.3.2 缓冷通风系统 85.3.3 快冷通风系统 85.4 传动系统 85.4.1 辊子材质的选择 85.4.2 辊子直径与长度的确定 85.4.3 辊距的确定 85.4.4 传动系统的选择 85.4.5 传动过程 95.4.6 传动过程联接方式 95.5 窑体附属结构 95.5.1 事故处理孔 95.5.2 测温测压孔及观察孔 105.5.3 膨胀缝 105.5.4 挡墙 105.6 窑体加固钢架结构形式 1 06 燃料燃烧计算 106.1空气量 106.1.1 理论空气量的计算 106.1.2 实际空气量的计算 116.2 烟气量 116.2.1 理论烟气量的计算 116.2.2 实际烟

3、气量的计算 116.3 燃烧温度 117 窑体材料及厚度的确定 118热平衡计算 128.1 预热带及烧成带热平衡计算 138.1.1 热平衡计算基准及范围 138.1.2 热平衡框图 138.1.3 热收入项目 138.1.4 热支出项目 148.1.5 列出热平衡方程式 218.1.6 预热带与烧成带的热平衡表 228.2 冷却带热平衡 228.2.1 热平衡计算基准及范围 228.2.2 热平衡框图 228.2.3 热收入项目 228.2.4 热支出项目 238.2.5 列出热平衡方程 338.2.6 冷却带热平衡表 339 烧嘴的选用 3310 参考文献 错误!未定义书签。1 前言随着

4、经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地 位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择 烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。陶瓷窑炉可分为两种 : 一种是间歇式窑炉 , 比如梭式窑 ; 另一种是连续式窑炉 , 比如本设计书设计 的辊道窑。辊道窑是当代陶瓷工业的先进窑炉，我国 70 年代开始已陆续应用于日用陶瓷工业、建筑 陶瓷工业。 80 年代后，辊道窑已广泛地用于我国建陶工业中。辊道窑由于窑内温度场均匀，从而保证了产品质量，也为快烧提供了条件；而快烧又保证了产量，降低了能耗。产品单位能耗一般在20003500 kJ/

5、kg，而传统隧道窑则高达 55009000kJ/kg 。所以，辊道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型，在我国已得到越来越广 泛的应用。烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成 也由窑炉决定。在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。 要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压 力。最后，必须要维持适当的气氛。通过对其窑炉结构和控制的了解，借鉴经验数据，本文设计的辊道窑，全窑长117.024 米，内宽 2.73 米，烧成温度是 1180 摄氏度，燃料采用重油，

6、单位质量得产品热耗为 2582kJ/kg 。热效率 高，温度控制准确、稳定，传动用电机、链传动和齿轮传动结构，联接方式主要采用弹簧夹紧式， 从动采用托轮磨擦式，传动平衡、稳定，维护方便，控制灵活。本设计书在写作过程中得到老师和同学的指导，在此表示深深地谢意。 编写时，本人虽然想设计一个实用、廉价的建陶工业辊道窑，内容上尽量想符合工程上的需要， 但由于本人水平所限，设计书中一定有不少缺点和不足之处，诚挚地希望老师批评指正。万婷2011年7月2日2设计任务书一、设计任务日产6000平米玻化砖辊道窑设计二、原始数据玻化砖1 .坯料组成（%）表2- 1 :坯料组成（%）SiO2Al 2QCaOMgOF

7、e2QK2ONstOI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852 .产品规格：600 X 600 x 10mm，单重4公斤/块;3 .入窑水分：v 1%4 产品合格率：95%5 烧成周期：60分钟（全氧化气氛）6 最高烧成温度：1180 C三、燃料表2 2 :燃料组成重油CdafHdafOdaf+NdafSdafQnet(MJ/Nm 3)86121141.58四、夏天最高气温：37C3 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为600 X 600 x 10mm设制品的收缩率为 5%由于坯体尺寸=产品尺寸/(1-烧成收缩) 得坯体尺寸为：632 x 632

8、mm两侧坯体与窑墙之间的距离取100mm设内宽B=3m取产品长边平行于辊棒，计算宽度方向坯体排列的块数为： n=(3000-100x2) /632=4.4，确定并排 4块。确定窑内宽 B=632 X 4+100X 2=2728mn,取 2730mm3.2 窑体长度的确定3.2.1 窑体长度的确定窑容量=(日产量X烧成周期)+ ( 24 X产品合格率)=(6000 X 60/60 )-( 24 X 95%=264(m2 / 窑)装窑密度=每米排数X每排片数X每片砖面积=(1000 - 632)X 4X( 0.6*0.6 )=2.28( m /每米窑长 )有效窑长=窑容量十装窑密度=264- 2.

9、28=116(m)取单节长度为2200m m节间联接长度8mm窑的节数=116- 2.208=52.5节,取节数为53节所以算出窑长为 L=2.208 X 53=117.204m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占全窑总长的 30.1%,节数=53X 30.1%= 15.95，取16节，长度=16X 2.208 = 35.328m;烧成带占全窑总长的 28.8%，节数=53X 28.8%= 15.264，取15节，长度= 15X 2.208 = 33.12m；冷却带占全窑总长的 41.1%，节数=53X 41.1% = 21.783，取22节，长度= 22X 2.208 = 48.576m。

10、3.3窑内高的确定表3- 1: 窑内高度表1-16 节17-35 节36-53 节辊上高（mr）i290390290辊下咼（mr）i390490390内总高（mm6808806804烧成制度的确定（i）温度制度： 烧成周期：60min 各带划分：表4 1：各带划分名称温度/C时间/min升温速率/ C min长度比例%长度节数预热带2095018.151.3830.135.32816烧成带950118017.313.328.833.1215冷却带急冷11807004.1117.077.541.18.8324缓冷7005001414.2922.626.49612快冷500806.564.6211

11、13.2486累计60100117.02453（2）气氛制度：全窑氧化气氛。（3）烧成温度曲线大致如下：t (min)图4 1:烧成温度曲线5 工作系统的确定5.1 排烟系统采用集中排烟方式， 排烟口设在第16节，每节上下各5对直径为200mm勺圆形排烟口直通窑 体外，排烟口设在距每节窑头600mm处。下排烟口上方设置支柱和挡板以防止碎坯落入下排烟口。排烟出口处设置排烟阀，然后经水平分管进入总烟管。总烟管设于窑顶，上有总闸。利用烟气抽力， 引导窑内气体流动。5.2 燃烧系统5.2.1 烧嘴勺设置本设计在预热带后部即烧成带前就开始设置烧嘴， 有利于快速升温和温度调节， 缩短烧成周期， 达到目勺。

12、考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。因此，在在第1316节，每节辊下交错设置 2对烧嘴，将强窑内气体扰动，在设有烧嘴的对侧窑墙上部设有48mm勺喷风管在烧成带的17 31节，每节设置4对烧嘴，上下对侧均交错布置。每个烧嘴对侧设置一个火焰观察孔，因此，本设计总共有68对烧嘴。5.2.2 发生炉煤气输送装置 在煤气总管前设一个连锁保险器，保证助燃风机事故、停电、煤气压力过低时能迅速自动切断煤气，确保安全。煤气总管设一放散管。煤气支管和分管分别从分管和总管侧方引出防止冷凝水淤 积在管道内。辊上或辊下每 4个燃烧系统组成一个控制单元。5.3 冷却系统制品在冷却带有晶体成长，转化的过程，并且冷却出窑是整个烧

13、成过程最后的一个环节。从热 交换的角度来看，冷却带实质上是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加 热空气，余热风可供干燥，达到节能的目的。5.3.1 急冷通风系统从烧成最高温度至少800C以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性，此时可以进行急冷，最 好的办法是直接吹风冷却。辊道窑急冷段应用最广的是直接风冷是在辊上下设置横窑断面的冷风喷 管。每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷的效果。 由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用耐热钢制成，管径为6080mm。本设计也采用直接吹风冷却，在第33 35节每节设置 10根 76急冷风管 ,上下管布置

14、在同一断面并横穿过窑内，每根风管的窑内部分均匀开 90个10圆孔.532缓冷通风系统在第36-45节的每节辊上安装8根，渐冷风管为1.2mm厚50mmB勺304薄壁耐热钢管，换热管一 端敞开做吸风口，另一端接抽热风管，通向余热风机。在40-46节窑的顶部设置6个圆形抽热风口，直径为250mm缓冷换热和抽热共用一台风机。5.3.3快冷通风系统窑尾采用直接吹冷风冷却产品。在窑炉最后2节两侧安装轴流风扇，每节并排装5台小型轴流风机，上下对制品强制冷却。在第51节设一矩形抽冷风口，尺寸为1600X 5 80 mmo5.4传动系统5.4.1辊子材质的选择辊道窑对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀

15、系数小而均匀，高温抗氧化性能好， 荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强。常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。本 设计在选用如下：表5- 1 :辊子的选材低温段（20250）无缝钢管辊棒中温段（200500r和500r80C）耐热不锈钢管高温段（5001180C和1180700E）刚玉质陶瓷辊棒5.4.2 辊子直径与长度的确定辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热。因中试窑比较短，辐射换热和对流换热空间有限，本设计辊子的直径要小些，故选用直径为90mm的辊棒，而长度则取3000mm5.4.3辊距

16、的确定为了保证无论何时制品在转动过程中都有3根辊棒，所以应取问产品的1/4以下，即辊距不大于600/4=150mm因此，本设计确定辊距为50m每节窑为2208/50=44根。5.4.4传动系统的选择考虑到产品的质量问题，辊道窑的传动系统由电动机、减速设备、传动机构所组成。为避免停电对正常运行的辊道窑造成的危害，辊道窑一般都设在滞后装置，通常是设一台以电瓶为动力的直流电机。停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间，避免被 压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源。本设计选用多电机分段传动分段带动的传动方案。将窑分成33段，每段由一台电机托动，采用变频调速。所有电机可以同时运行

17、，每台亦可单独运行，当处理打缧、堵窑等事故时，将电机打到 摆动状态，使砖坯前后摇摆运行，可保证这些区段的制品不粘辊，辊子不弯曲，砖坯亦不会进入下一区段。545传动过程电机f主动链轮f滚子链f从动链轮f主动斜齿轮f从动螺旋齿轮f主轴f主轴上的斜齿轮t被动斜齿轮t辊棒传动装置t辊子5.4.6传动过程联接方式依据以上原则，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式。5.5窑体附属结构5.5.1 事故处理孔事故处理孔设在辊下， 且事故处理孔下面与窑底面平齐， 以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。 为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧

18、内壁交点连线。由上图知：cot Bc B cot1 B12 73则：L 2(b c) 2b =2X 0.4 x=6.63m0.45两事故处理孔中心距 L应小于或等于6.63m又因为每节长度只有 2.208m，所以，可以每节设置一个事故处理孔，本设计在每节设置一个事 故处理孔，尺寸为：400X 130mm两侧墙事故处理孔采取交错布置的形式。当事故处理孔在不处理 事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞密封，防止热气体外溢或冷风漏入 等现象对烧成制度产生影响。5.5.2 测温测压孔及观察孔为严密监视及控制窑内温度制度，及时调节烧嘴开度，在窑道顶及窑侧墙中央留设若干处测温孔，以安装热

19、电偶。本设计在 1、6、49、52节及7-47节的偶数节设置直径为 40mn测温孔，辊上 设在窑顶，辊下设在窑侧墙，两侧墙的测温孔交错布置。压力制度中零压面的位置控制特别重要，一般控制在预热带和烧成带交接面附近。若零压过多 移向预热带，则烧成带正压过大，有大量热气体逸出窑外，不但损失热量，而且恶化操作条件；若 零压过多移向烧成带，则预热带负压大，易漏入大量冷风，造成气体分层，上下温差过大，延长了 烧成周期，消耗了燃料。本设计以观察孔代替测压孔。在每个烧嘴的对侧窑墙设置50mm勺观察孔，以便烧嘴的燃烧状况。未用时，用与观察孔配套的孔塞塞住，以免热风逸出或冷风漏入。5.5.3 膨胀缝窑体受热会膨胀

20、，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免砌体的开裂或挤坏。本设计窑体采用装配式，每节窑体留设1处宽度为10mm勺膨胀缝，内填陶瓷棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。5.5.4 挡墙窑道上的档板和挡火墙可以起到窑内气体的上下和水平导流、调整升温曲线、蓄热辐射及截流 作用。档板负责对窑内上半窑道的控制 , 采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成 , 可以通过在窑顶外部调整 位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制 ,采用耐火砖砌筑 ,高低位置相对固定。窑道档板和 挡火墙设置在同一横截面上。 全窑共设置 3对闸板和挡火墙结构， 分别在 16-17 节、 31-32 节、 35-36 节，

21、节之间设置。5.6 窑体加固钢架结构形式 辊道窑钢架结构起着加固窑体作用，而钢架本身又是传动系统的机身。本设计采用金属框架装配式钢架结构，立柱用 2.5t X 75 X 50mm方钢、上横梁用 2.3t X 50 X 50mm方钢、下梁用 2.5t X 100X 50mm方钢。在一节窑体钢架中，每侧共有立柱3根，两头每个立柱上开有攻 M12螺栓节间联接的6个孔。下横梁每节共 3根，焊在底侧梁上，下横梁上焊有50X 50mm勺等边角钢作底架，以便在其上搁置底板。上下侧板可用 23mm钢板冲压制成，吊顶梁采用 50 X 50X 5mm的等边角钢。6 燃料燃烧计算6.1 空气量6.1.1 理论空气量

22、的计算燃料为重油，本设计燃料低发热量Qnet=41 580KJ/Nm 3, 其成分组成如表 22 所示 :根据气体燃料的化学组成，计算其理论空气量：Va = 0.203*41580/1000+2=10.441( Nm/Nm3)6.1.2 实际空气量的计算由于在氧化气氛下烧成，根据经验取空气系数为=1.2 ,Va = va0 X = 10.441 X 1.2 = 12.53 ( Nnn /Nm3)6.2 烟气量6.2.1 理论烟气量的计算按照燃料的化学成分计算理论烟气量：033Vg = 0.265*41580/1000=11.02( Nm /Nm )6.2.2 实际烟气量的计算Vg = V： +

23、 (-1) Va0 = 11.02 +(1.2-1) X 10.441 = 13.12 ( Nnn /Nm3)6.3 燃烧温度设空气温度ta 20 C,空气比热为Ca = 1.30 kJ/m3 C ,发生炉煤气比热为：cf = 2kJ/m3 C, ta tf 20 C,现设tth = 1900C,燃烧产物温度 Cg = 1.66 kJ/m3 C。则理论燃烧温度为：tth = (Qet VaCata Cftf )/ Vg Cg=(41580+12.53*1.3*20+2*20) /(13.12*1.66)=1926C求得温度与假设温度相对误差 ：(1926-1700)/1900 X 100%=1

24、.37% 5%所以假设合理。 取高温系数 =0.8，则实际燃烧温度tp = 0.8 X 1926 = 1540.8 C,比需要的温度高 360.8 C,这符合要求有 利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。7 窑体材料及厚度的确定1 、窑体材料确定原则窑体材料要用耐火材料和隔热材料。耐火材料必须具有一定的强度和耐火性能以便保证烧到高 温窑体不会出现故障。隔热材料的积散热要小，材质要轻，隔热性能要好，节约燃料。而且还要考 虑到廉价的材料问题，在达到要求之内尽量选用价廉的材料以减少投资。2、窑体材料厚度的确定原则 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。 材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍；墙高

25、则为砖厚的整数倍，尽量少砍砖。 厚度应保证强度和耐火度。总之，窑体材料及厚度的确定在遵循以上原则的基础上，还要考虑散热少，投资少，使用寿命长等因素表7- 1 :窑体材料和厚度表（1）1-16、36-53 节名称材质使用温度（C）导热系数W/ (m?C )厚度（mm窑顶耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C30.310+0.176 X 10- t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.1 0.3150窑墙耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.3190窑底耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10

26、- t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.14 X 10 3t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.3表7 -2 :窑体材料和厚度表（2）17-35 节名称材质使用温度（C）导热系数W/ (m?C )厚度（mm窑顶耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C30.310+0.176 X 10- t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.1 0.3150窑墙耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10- t230隔热层混合纤维13500.12120窑底耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10- t130隔热层硅藻土砖9000.063+0.14

27、 X 10 3t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.31008热平衡计算热平衡计算包括预热带、烧成带热平衡计算和冷却带热平衡计算。预热带和烧成带的热平衡计 算目的在于求出每小时的燃料消耗量；冷却带的热平衡计算的目的在于计算冷空气鼓入量和热风抽出量。8.1预热带及烧成带热平衡计算8.1.1热平衡计算基准及范围时间基准：1h; 温度基准：0 C8.1.2热平衡框图图 8 1:预热带和烧成带热平衡示意图Q1 -坯体带入显热；Qa2 漏入空气带入显热;Qa1-助燃空气带入显热;Qf -燃料带入化学热及显热;Q2 -产品带出显热;墙、顶、底散热;Q4-物化反应耗热;Q5 -其它热损失;废气带

28、走显热。8.1.3热收入项目8.1.3.1制品带入显热Q1烧成酌减4.85%（kJ/h ）入窑干制品质量G1600024 95%=3073（ kg/h）0.36 95.15%3073 1% 湿基制品质量 G2=3104 （ kg/h）1 1%制品入窑第1节时的温度为20C，入窑制品比热为：5c10.84 26 10200.8452 kJ/（kg C）入窑干制品含自由水Q1G2c1t13104 0.8452 2052470 （ kJ/h）8.1.3.2燃料带入化学热及显热 Qf燃料的低热值 Qnet=41580kJ/ Nm3入窑燃料温度tf=20 C, 20 C是重油的比热容是 Cf=2kJ/

29、( m3C) 设重油消耗量为xm3 /hQf x(Qnet Cftf)x(415802 20)41620x(KJ/h)8.1.3.3 助燃空气带入显热 Qa1 (KJ/h)助燃空气温度ta = 20C, 20 C时空气比热容 ca = 1.30 kJ/ ( m ?C),则燃料燃烧所需助燃空 气总量为：Va,总Va x 12.53x m3/hQa1 Va,总cata12.53x 1.3 20 325.78x (KJ/h)8.1.3.4预热带漏入空气带入显热Qa2 (KJ/h )取预热带前段空气过剩系数g 2.0,漏入空气温度ta = 20C, Q = 1.30 kJ/( m3?C).则漏入空气总

30、量为：Va x( g ) Va0 x(2.0 1.2) 10.441 8.35x(m3/h)Qa2Va Ca ta8.35x 1.3 20217.1x(KJ/h )8.1.4 热支出项目8.1.4.1产品带出显热Q2 (KJ/h)烧成产品质量G3G1 95%3073 95.15%2919.35( Kg/h)制品出烧成带(第37节)产品温度t2 = 1180C .查表可知：产品平均比热为c2 0.84 26 10 5 1180 1.15 kJ/(kg C)Q2GsCzt?2919.35 1.15 11803961558 (KJ/h )8.1.4.2 烟气带走显热Qg (KJ/h)每小时离窑烟气总

31、量为：Vg Vg0 ( g) Va0 x=11.02(2.0 1.2) 10.441 x=19.37x( m3/h)烟气离窑温度一般tg = 200C , 200 C时烟气比热容 q = 1.41kJ/(m 3 C)Qg Vg cgt g19.37x 1.41 2005462.34x(KJ/h )8.1.4.4窑体散热损失Q3将计算分为2部分，即第616节：500-950 C ,取平均值725 C ;第1731节：950-1180 C取 平均值为1065 C。i第616节：窑外壁表面平均温度 40C，窑内壁平均温度 725Ca.窑顶窑顶耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C30.310+0.176

32、 X 10- t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.1 0.3150t1725 C ta 40 C设t2=445 C , t3 =76 C13 t10.31 0.176 101 -t2=0.31+0.1763X 10- ( 725+445) /2=0.413 W/m C244273 t3273 ta4.541100100a2.56(t3 ta)4 t3 ta44273 76273 404.541100100=2.56(76 40)476 40=12.88 W/m C1=0.23m2 = 0.2 W / (m? C )2 =0.15m热流密度:t1 ta2 10.230.413725 400

33、.150.212.88校核t2、t3t2 t17250.230.413495449 C449 445445100%1 % 5%允许t17250.230.150.4130.2495 78 C78 7676100%2.63% 5%允许窑顶散热面积：2.73 3.552.208 1176.26m2则 0顶=qA顶=495 X 76.26 X 3.6 = 135895(kJ/h)b.窑墙窑墙耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.3190ti 725 C ta 40 C设 t2485 C , t373 C10.310.17

34、6 10 3 上112 =0 31+0 176 X 10-3 ( 725+485) /2=0.416 W/m C244273 t3273 ta4.541100100a2.56(t3ta)4t3 ta44273 73273 404.541100100=2.56(7340)473 40=12.65 W/m C1=0.23m2 = 0.2 W / (m? C )2 =0.19m热流密度：qti ta0.23725 40=433 (W/tf)0.1910.4160.212.65校核t2、t3t2 t1 1 q 725 觴 433 486 C486 485485100%0.62% 5% 允许t3t1q

35、7251 20.230.190.4160.2433 74 C74 7373100%1.4% 5% 允许窑墙散热面积：A墙0.681.4222.2081125.5 m2则 0墙=2qA墙=2X 433X 25.5 X 3.6 = 79498.8 (kJ/h)c.窑底窑底耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10-3t230隔热层硅藻土砖90030.063+0.14 X 10 t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.3t1725 C ta 40 C设t2470 C , t374 C,10.31 0.176 103 t1t2-=0.31+0.1763X 10 ( 7

36、25+470) /2=0.415 W/m C244273仁273 ta4.54 -1100100a2.56(t3ta)4t3 ta44273 74273 404.541100100=2.56(7440)474 40=12.73 W/m C1=0.23m20.063 0.14$=0.063+0.14 X 10-3 (725+470) /2=0.147 W/m C2 =0.13m热流密度:t1 ta2 10.23725 400?13厂=451 （叽0.4150.14712.73校核t2、t3t2 t17250.230.415 451475 C475 470470100%1.1% 5% 允许t3t1

37、7250.230.130.415 0.147451 75 C75 74100%1.35% 5% 允许窑底散热面积:A底=76.26 m 2则 0底=qA底=451 X 76.26 X 3.6 = 123815.7 (kJ/h)ii第2235节窑体散热计算如下：取窑外壁温度80 C ,窑内壁平均温度为 1065 Cd.窑顶窑顶耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C30.310+0.176 x 10- t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.1 0.3150ti 1065 Cta 80 C设t2680 C , t3124 C,0.310.176 10 3 =0.31+0.1762-3x 10( 10

38、65+680) /2=0.464 W/m C2.56(t31taj44.54 271002734 ta 100t3 ta2.56(124180)44.544273 1244273 80100100124 80=16.2 W/m1=0.23m2=0.2 W/m C2 =0.15m热流密度:t1ta2 11065 800.230.4640.150.12=753 (W/tf)116.2校核t2、t3t2 t110650.237530.464691 C691 680680100%1.62% 5% 允许t11065連吐0.4640.2753 126 C100%1241.6% 5% 允许窑顶散热面积:A顶

39、=(2.73+3.43 ) /2 x 2.208 x 15 = 102m2则 0顶=qA 顶=753 x 102 x 3.6 = 276501.6(kJ/h)e.窑墙窑墙耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10-3t230隔热层混合纤维13500.12120t11065 Cta80 C设 t2580 C,t3133C,10.310.176 10 3 上1t2=0.31+0.1763X 10- ( 1065+580) /2=0.455 W/m C244273 t3273 ta4.541100100a2.56(t3ta)4t3 ta44273 133273 804.541

40、100100=2.56(13380)413380=16.88 W/mC1=0.23m2 = 0.25 W / (m?C )2 =0.12m热流密度：qt1 ta2 11065 800.121一=943 (W/tf)0.4550.2516.88校核t2、t2 t110650.239430.455588 C588 580580100%1.38% 5% 允许t3t110650120.455 0.25943 136 C136 133133100%2.26% 5% 允许窑墙散热面积：A 墙=(0.88+1.42 ) /2 X 2.208 X 15 = 38.088m 2则 Q墙=2qA墙=2X 943X

41、 38.088 X 3.6 = 258602(kJ/h)f.窑底窑底耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C0.310+0.176 X 10-3t130隔热层硅藻土砖90030.063+0.14 X 10 t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.1 0.3100ti 1065 Cta 80 C设t2890 C , t3380 C, t495 C10.31 0.176 103 t1t2-=0.31+0.1763X 10 ( 1065+890) /2=0.473 W/m C244273 t3273 ta4.541100100a2.56(t3ta)4t3 ta44273 380273 804.54 11

42、00100=2.56(38080)438080=35.82 W/m C1=0.13m2 0.063 0.14 10 3=0.063+0.14 X 10-3 (890+380) /2=0.15 W/m C22 =0.13m3 = 0.2 W / (m? C )3=0.1m热流密度：qt1ta106580=594 (W/tf)1231O.130.130.11123 a 0.4730.150.235.82校核 t2、t3、t4t2 t1q 1065 -013 594902 C10.473902 890890100%1.35% 5% 允许t3t1q 10651 20.130.130.473 0.155

43、94 394 C394 380380100%3.68% 5% 允许t4 tiq 10651230.130.130.10.473 015 在594 97 C97 9595100%2.1%5% 允许窑底散热面积:A底=102m2则 Q底=qA底=894X102X3.6= 328276.8 (kJ/h)窑体总散热量为Q3 =135895+79498.8+123815.7+276501.6+258602+328276.8 =1202589.9 (kJ/h)8.1.4.3物化反应耗热Q4 (kJ/h)i自由水蒸发吸热Qw自由水质量 GwG2 G13104 307331 (kg/h)烟气离窑温度tg =

44、500 CQw Gw(2490 1.93tg)=31 X (2490+1.93 500) =107105 (kJ/h)ii其余物化反应耗热Qr用Al 2O3反应热近似代替物化反应热入窑干制品质量 G1 =3073 ( kg/h ), Al2O3含量=16.27%Qr G1 2100 Al2O3%=3073 X 2100 X 16.27%=1049952(kJ/h)总的物化反应耗热：Q4Qw Qr = 107105+1049952 = 1157057(kJ/h)8.1.4.5其它热损失Q5 (kJ/h)根据经验占热收入的5%Q5 =( Q1QfQa1Qa2)X 0.05=(52470+41620

45、x+325.78x+217.1x ) *0.05=2623.5+2108x 8.1.5列出热平衡方程式由热收入=热支出得Q1 Qf Qa1 Qa2 Q2 Q3 Q4 Q5 Qg52470+41620x+325.78x+217.1x=3961558+1202589.9+1157057+2623.5+2108x+5462.34x计算得出x= 181.3 m 3/h即每小时需发生炉煤气热耗为：181.3 415802919.35181.3 m3,每小时烧成产品质量2582 (kJ/kg)2919.35 ( Kg/h),所以，单位质量得产品8.1.6预热带与烧成带的热平衡表表8-1 :预热带与烧成带热

46、平衡表热收入热支出项目KJ/h%项目KJ/h%坯体带入显热524700.68产品带走显热396155851.5燃料化学显热754570698.04窑体散热1202589.915.6助燃空气显热590640.77物化反应耗热115705715漏入空气显热393600.51其它热损失384803.95烟气带走显热99032212.9总热量7696600100总散热7696330.81008.2冷却带热平衡8.2.1热平衡计算基准及范围时间基准：1h;温度基准：0C8.2.2热平衡框图图8- 1 :冷却带热平衡示意图q2 产品带入显热q6 冷却风带入显热Q7 产品带出显热Q 热风抽出带走显热Q9 窑

47、体散热Qw 其它热损失8.2.3 热收入项目8.2.3.1 产品带入显热Q2制品带入显热在上面已经算出：Q2 =3961558KJ/h823.2 冷风带入显热Q6鼓入冷风为自然风，ta =20 C ,查表知此时冷风的比热为：3Ca=1.30kJ/(m?C)设鼓入风量为Vxm3/h，则：Q6VaCata=26Vx824热支出项目8.241制品带走显热Q7出窑时产品的质量G32919.35( Kg/h ),出窑口温度t7=80 C ,查表知此时温度下制品的平均比热为：C7 = 0.84+26 X 10 5 X t7 = 0.84+26 X 10 5 X 80= 0.8608 kJ/(kg?C )则

48、:Q7=G3t7C7 =2919.35 X 80 X 0.8608=201038 kJ/h8.2.4.2 热风抽出时带走的显热Q8抽风为鼓入风的95%故抽出热风量应为0.95 Vxm3/h.取热风抽出时的温度为：t8=400C,查表知此时的比热为：Q=1.45kJ/(m 3?C ),则：Q8 =0.95 Vx t8 C8 =0.95 X 400X 1.45 X Vx =551 Vx8.2.4.3 窑体的散热Q9i在急冷带的窑体散热(3235节)窑外壁温度取80C ,窑内壁平均温度为940Ca.窑顶窑顶耐火层莫来石轻质咼铝砖1600 C30.310+0.176 X 10- t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.1 0.3150t1 940 cta 80 C设 t2560 C , t3123 C,1 0.31 0.176