年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧辊道窑设计本科毕业设计

1、2010届本科毕业生设计（论文） 年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧辊道窑设计目 录摘 要3前 言41设计任务书及原始资料52窑体尺寸的确定62.1进窑砖坯尺寸62.2排砖方法、内宽及内高的确定62.3烧成制度的确定72.4窑长及各带长83工作系统的确定103.1排烟系统103.2燃烧系统103.3冷却系统113.4窑体附属结构124窑体材料确定144.1窑体材料确定原则144.2窑体材料厚度确定原则144.3全窑体所用材料及厚度列表155燃烧计算165.1燃料组成成份165.2燃烧所需空气量165.3燃料产生烟气量175.4燃烧温度计算176物料平衡计算196.1坯体组成成份196.2相关物理

2、质量计算197预热带烧成带热平衡计算207.1热平衡计算准则207.2热平衡示意图207.3热收入项目207.4热支出项目227.5列热平衡表328冷却带热平衡计算338.1热平衡计算准则338.2热平衡示意图338.3热收入338.4热支出348.5列热平衡表409烧嘴选型4110传动计算.4210.1传动系统选择4210.2传动过程4210.3辊子材质的选择4210.4辊距的确定4310.5辊子传动过程中的联接方式4310.6辊子转速的选择4311管道尺寸、阻力计算及风机的选用4411.1排烟风机、管道尺寸、阻力计算4411.2风机选型4612工程材料概算5113汽化石油气简介55后 记5

3、6参考资料57外文文献翻译58摘 要本人设计是年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧辊道窑设计。窑炉总长123424mm，有效长123米，有效宽是2.8米，烧成温度是850摄氏度。燃料采用汽化石油气，燃烧器采用高速烧嘴。我设计的辊道窑，窑体趋向轻型化，烧成质量好，产量高。本设计在窑尾将抽热风收集用于干燥，节能减排，倡导洁净生产，优化工作环境。关键词：快速烧成、辊道窑、保温 、节能abstracti designed annual output of 12 million porcelain decorating roller gas kiln design. furnace length 12342

4、4mm, effective length 123 m, effective width of 2.8 meters, firing temperature is 850 degrees celsius. vaporization of lpg fuel use, high-speed burner burner. i designed the roller kiln, the kiln towards lighter and firing good quality and high yield. the design of the kiln will pumping hot air coll

5、ected for drying, energy conservation, promote clean production, optimize the working environment. keywords: quick firing, roller kiln, insulation, energy saving前 言随着经济不断发展，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,

6、比如辊道窑。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；而辊道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大，又保证了快烧的实现；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/kg ，而传统隧道窑则高达55009000 kj/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

7、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。这些要求都应该遵循。在设计之初我在乐华陶瓷洁具集团工作、实习，该厂使用的窑炉是中窑设计、建造的。该窑长326米，内宽2.8米，利用余热干燥生坯，热效率高，温度控制准确、稳定，传动用齿轮传动，摩擦式联结辊筒，传动平衡、稳定，维护方便，无级调节，控制灵活。设计认为，通过仿制吸收其先进技术，又有主助于加深原窑的认识，更好管理窑炉。所以，本设计我借鉴该窑炉的设计思想，加上我个人的见解。 我设计的辊道窑是连续式窑。窑炉总长123米，内宽2.8米，烧成温度是850摄氏度。燃料采用汽化石油气。我设计的辊道窑，窑体趋向轻型化，烧成质量好，产量高

8、，年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧。本设计在窑尾将抽热风收集用于干燥，节能减排，倡导洁净生产，优化工作环境。1 设计任务书及原始资料一、设计任务：年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧辊道窑设计二、原始资料：1、产品规格 ：246×246×30 mm 密度:2300kg/m32、年工作日 ：330 天3、燃 料 ：汽化石油气组成ch4c2h4c3h6c3h8c4h8合计q%42.89530.50.812.810048000 kj/kg4、烧成合格率 ：98%5、烧成制度：最高烧成温度850 ，全氧化气氛， 烧成周期 180 min6、坯体入窑水分 ： 1 %7、坯体组成：组成灼减

9、%68.3516.112.272.630.874.455.38、烧成收缩 ： 10 %9、气象资料 ：夏天最高温度 38 10、其余自定三、要求：1、 辊道窑炉体的外形结构尺寸的设计和计算合理，准确，设计思路灵活创新2、 窑炉主体图、钢架结构图和三带截面图、管路图等要求清晰、干净、规范3、 要求至少有三张计算机绘图，其他为手绘，可以加入辅助设备和部件绘图4、 最后要整理设计说明书和整套设备的成本概算，要求完整、详细，排版规范2 窑体尺寸的确定2.1 进窑砖坯尺寸产品规格：246×246×30 mm产品宽度246mm，考虑烧成收缩为10%，则：坯体尺寸=产品尺寸÷（

10、1-烧成收缩）=246÷（1-10%）=274 mm2.2 排砖方法、内宽及内高的确定2.2.1 排砖方法及内宽根据产量，所用的燃料，窑内传热等因素，粗略确定内宽的尺寸，设计为b米，入窑坯体的尺寸为274x274，故暂定窑内宽b = 2800 mm 。坯体离窑墙内壁一般有100200 mm 间隙，取150 mm，则可排砖数为： ，最终确定并排9片所以，窑内宽 b=274×9+150×2=2766 mm，最后定窑内宽为 2800 mm。2.2.2 内高内高为窑道内整个空间的高度，等于辊上高（辊道中心线至窑顶的距离）与辊下高（辊道中心线至窑底的距离）之和。内高必须合理

11、，既能有利于产品换热满足烟气有足够的流动空间，又必须满足一定的烧成空间和冷却空间，所以，内高的确定有一定的原则，为了有利于热量的传递，三带的内高不应一样，烧成带和急冷、缓冷带由于温度较高，为了保证有足够的烧成空间和冷却空间。所以，内高可较其他两带稍高一些。 取内高如下：标准砖：230x114x65mm。一般考虑耐火砖及轻质砖灰缝在24mm，红砖在710mm，此次设计考虑耐火砖灰缝取3mm。窑前段、缓冷、辊上高5层砖，辊下高6层砖。预热、烧成、保温、急冷、快冷辊上6层，辊下6层。位置窑前段第1节第8节预热、烧成、急冷、快冷段第9节第42节，5158缓冷段第43节第52节辊上高340mm400mm

12、340mm辊下高408mm408mm408mm总高748mm808mm748mm2.3 烧成制度的确定（1）温度制度： 烧成周期:180 min 各温度段的划分与升温速率名称温度/时间/min升温速率/·min-1长度比例/%节数窑前段20250259.213.98预热带250550407.522.213烧成带550850358.5719.411保温段8508501005.53急冷带850650201011.17缓冷段650400251013.98快冷段400802512.813.98累计18010058 温度曲线图（2）气氛制度：全窑氧化气氛（3）压力制度：预热带-8-4 pa ，

13、烧成带 < 8 pa2.4 窑长及各带长初期由于控制技术不精确，辊子质量较低，至使制品跑偏、撞墙，其长度一般只有3040米。随之控制技术的提高，产量的加大，宽体化、自动化、轻型化是现在窑炉的发展趋势，现在的窑长有超300米的在佛山屡屡可见。2.4.1 窑长 同一列砖砖距取30 mm ，则 所以， m利用装配式，由若干节联结而成，设计每节长度为2120 mm ，节间联结长度 8 mm ，总长度 2128 mm （节）， 取节数为 58节。所以，窑长度为： mm 2.4.2 各带长根据烧成曲线中温度的划分，各段长度：窑前段： （节） 取 8 节 预热带： （节） 取 13节烧成带： （节）

14、取11节 保温带： （节） 取3节急冷段： （节） 取 7节 缓冷段： （节） 取 8 节快冷段： （节） 取 8 节总共58节，总窑长l=582128=123424 mm3 工作系统的确定辊道窑的工作系统包括排烟系统、燃烧系统、冷却系统等，各系统设置如下：3.1 排烟系统在窑前段第1、2、3、4、6节设置排烟口，采用五段分散排烟的方式。在每段排烟除的窑顶、窑底各设5个排烟口直通窑体外，在排烟口出口处设置一一条垂直支烟管，每垂直支烟管设置排烟闸，以调节烟气支流量。然后经水平分管进入总烟管，水平管道第2、3节之间设置排烟闸，控制水平管道的烟气量。总烟管设于窑顶，上有总闸。利用烟气抽力，引导窑内气

15、体流运动。在第5、6节之间设置一个工作平台，上面布置两台排烟风机，一台为正常云作风机，另一台备用。3.2 燃烧系统在辊子上下各设一层烧嘴，同一层烧嘴两侧交错布置，同一侧烧嘴上下交错布置。烧嘴的对侧是观察孔，以便更好的观察火焰的燃烧情况，便于操作控制。为均匀窑温，强化窑内对流换热，在选择烧嘴时，选用小流量高速烧嘴，本设计采用的是北京神雾公司wdhtcc2型烧嘴.3.2.1 烧嘴的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，达到的目的。考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。因此，在1421节每节的设置2对烧嘴，在辊下布置3个烧嘴，在辊上布置1个烧嘴，交错布置。

16、以更好调节窑内温差，在2232节每节设置3对烧嘴，3335节每节设置4对烧嘴。辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列，并在每烧嘴的对侧设置一观察孔，但如遇到事故处理孔，则取消观察孔。考虑每节事故处孔交错布置。3.2.2 烧嘴布置位置（预热带）1421节烧成带（2232）节（保温带）3335节烧嘴布置每节2对烧嘴每节3对烧嘴每节4对烧嘴烧嘴总数32个66个24个总共1223.3 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。3.3.

17、1急冷通风系统从烧成最高温度至少800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4060mm。本设计也采用此种结构，在第36节后半节设置4根，辊上辊下各2根，在第37节42节，每节辊上4根、辊下4根，内径40mm急冷风管，风管采用相对排列布置。共52根急冷风管。与此同时，在第39节41节处设置一个工作平台，上面放置急冷风机2台、助燃风机2台。各自一台运

18、行，一台备用。3.3.2 缓冷通风系统制品冷却到800400范围时，是产生冷裂的危险区，应严格控制该冷却降温速率。为达到缓冷目的，一般采用热风冷却制品的办法。大多数辊道窑在该处设有36处抽风口，使从急冷段与窑尾段过来的热风流经制品，让制品慢速均匀得冷却。本设计采用抽热风和换热管冷却方法，在第45、46、47、49四处设置抽热风口，抽热风口设置在窑顶，每处只设置五个小抽热风口，在每根支管上设置一个控制阀，支管经汇总后与分管连接。同时，在43节50节窑墙两侧设置换热管进行冷却，每节只设置辊上8根，交错布置。共64根换热管。3.3.3快冷通风系统本设计从.第52节58节在辊上布置轴流风机，交错布置，

19、每节4台，每边2台。轴流风机安装距窑顶160mm，具体安装位置见图纸，共28台轴流风机。为了更好的提倡节能减排，故此，本次设计在快冷阶段将其热气抽出用于其他用处，故此在第55节、57节设置抽热风口，设置5个支热风口，在每根支管上设置一个控制阀，支管经汇总后与分管连接，抽热空气直接输送用于干燥。3.4 窑体附属结构3.4.1 事故处理孔本设计将事故处理设在辊下，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。为了便于处理事故，两侧墙事故处理一般采用交错布置形式，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内壁交点连线。考

20、虑到砌筑应该比求出值稍大一点，故取事故处理孔长度为：320 mm，所以我们取事故处理孔尺寸为：320×100，事故处理孔中心位置距离每节窑前490mm处。在事故处理口上设置一个420×230×50的过桥砖。对于事故处理孔在不处理事故时，要进行密封，内部堵塞耐火材料做成的大盖板，间隙填入陶瓷棉，最外部的钢板密封前端仍需一段耐火材料。密封是为了防止热气体外溢，冷风漏入等引起的热损失对烧成制度产生影响。3.4.2 测温孔为严密监视及控制窑内温度制度，及时调整烧嘴开度，一般在窑道顶及火道侧墙留设若干处测温孔以安装热电偶。测温孔间距一般为35米，高温段布密些，低温段布稀些，

21、在烧成曲线的关键点，如氧化末段、晶体转化点、釉始溶点、成瓷段、急冷结束等都应设测温孔。本设计如下：第1、3、5、7、10、13、16、19、21、22、24、26、28、30、32、34、36、39、42、45、50、53、57节的窑顶和辊下侧墙各设置一个测温孔。窑顶测温孔设计安装在距离窑前1600mm处，侧墙安装位置距离窑底160mm,距窑前1600mm。3.4.3 测压孔本设计不另设测压孔，以观察孔代替测压孔。3.4.4 观火孔在每个烧嘴的对侧窑墙设置直径50mm的观火孔，以便及时观察对面烧嘴火焰情况。遇到事故处理口，取消观火孔。3.4.5膨胀缝 窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免砌

22、体开裂、挤坏，必须重视窑体膨胀的留设，窑墙、窑顶等砌体都要留设，一般每隔2m左右留设20mm膨胀缝，内填陶瓷棉或石棉。3.4.6挡墙、挡板由于辊道窑属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度及温度制度。因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下筑挡墙，辊上插挡板，缩小该外工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度制度的调节。为了更好的调节窑炉内温度制度的调节，本设计将在每个换带之间设计上挡板，在烧成带和冷却带设置挡墙、挡板是为避免烧成带的烟气倒流，又避免了压力波动时急冷风窜流向烧成带而降低高温区温度。再一个就是防止高温烟气的辐射对急冷管的损害。预热带设置挡墙、挡板可以增加烟气

23、在高温区的滞留时间，提高烟气利用率比可控制低温区的温度。本设计在烧成带第22节前和急冷带第36节前，各设置挡墙、挡板。挡墙高度为230mm。在第8、42、50节末各设置挡墙和挡板。在第5节、12节、17节、24节、28节末端设置挡墙，不设置上挡板。挡板最大入窑深度距离辊子中心上170mm。挡墙用超轻质耐火粘土砖组成，标砖沿宽度方向32.5×32.5等边三角形切掉，用于砌筑挡火墙。第 71 页 共 71 页2010届本科毕业生设计（论文）年产1200万件瓷盘燃气二次釉烧辊道窑设计4 窑体材料确定4.1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

24、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。4.2窑体材料厚度的确定原则Ø 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。Ø 材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍；墙高则为砖厚的整数倍，尽量少砍砖。Ø 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得计出上，还要考虑散热少，投资少，使用寿命长等因素。4.3全窑体所用材料及厚度列表分段节数窑体位置材料名称使用温度导热率 w/（m.）厚度 m窑前段快冷段第1节到第8节、第51节到第55节窑

25、墙耐火粘土砖 10000.84+0.58×10-3t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.2窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.15窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.179硅藻土砖9000.350.810.065预热带缓冷带第9节到第21节第43到50节窑墙耐火粘土砖 10000.84+0.58×10-3t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.12（600）0.2窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐

26、火纤维针刺毡11000.12（600）0.15窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.179硅藻土砖9000.350.810.065烧成带、保温带、急冷带第22节到第35节第36节到第42节窑墙轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.16（800）0.20窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.12（600）0.20窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.244硅藻土砖9000.350.810.065快冷带第56节到

27、第58节窑墙耐火粘土砖 10000.84+0.58×10-3t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.2窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.15窑底耐热钢板0.015 燃料燃烧计算5.1燃料组成成份干成份：组成ch4c2h4c3h6c3h8c4h8合计q%42.89530.50.812.810048000 kj/kg所给燃料为干气体燃料，在进行燃烧计算时，则必须用气体燃料的湿成分作为计算的依据，因此首先根据温度下的饱和水蒸气含量将干成分换算成湿成分。取大气常温为 20 ，根据公式查燃料及燃

28、烧附表5 可知 由气体燃料干湿成分的换算关系 可得同理可以算出：湿成分如下组成合计%41.9251.810.490.792.742.241005.2燃烧所需空气量理论需要空气量l0，根据公式： 取整个过程中空气过剩系数 实际空气需要量 ： 5.3燃料产生烟气量燃烧各产物量：实际燃烧烟气量：理论燃烧烟气量 5.4燃烧温度计算 燃烧产物中co2 及h2o的成分： 汽化石油气带入物理热20 时汽化石油气的比热容 查手册计算可得 空气带入物理热20 时空气的比热容 查表可知 估计理论燃烧温度在1850 左右 ，由表可知 ，取 ，并在此忽略热分解的热量，则 计算温度与假设温度相符，即所取和 的值以及假设

29、均适当。参考 燃料及燃烧中 图 53 得知 ，在不计算热分解的条件下，温度为1910，则估计分解时的温度约为1800 ，所以1800 下求热分解的热量。已知燃烧产物中co2和h2o的分压（窑内压力接近大气压）分别为 pa和 pa ，查表可得它们的分解度为： 和 则分解热分别为： 如高温系数为 0.85 ，则实际温度 火焰温度高于制品最高烧成温度的度数：1619.4-850=769 所以空气可以不预热便可达到烧成温度要求。6 物料平衡计算6.1坯体组成成份组成灼减%68.3516.112.272.630.874.455.36.2相关物理质量计算每小时烧成制品质量，每件产品质量密度为2300kg/

30、m3 , 每件产品质量为4.17kg 每小时生成干坯的质量gg 每小时生成湿坯的质量gs （含水量 1 % ） 每小时蒸发自由水的质量gz 每小时从精坯中产生的co2 每小时从精坯中分解出来的结构水gf 7 预热带烧成带热平衡计算7.1热平衡计算准则 计算准则： 基准温度 0 基准质量 1小时进入系统的物料7.2热平衡示意图坯体带入显热：燃料带入化学热及显热：助燃空气带入显热：预热带漏入空气带入显热：热制品带出显热：窑体散失热 ：物化反应耗热：其他热损失：烟气带走显热：7.3热收入项目第1、2节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热，所以1、2节不列入热平衡计算中，但计算时应以第2节末坯体温度计算

31、坯体带入显热，以第2节末烟气温度计算烟气带走显热。7.3.1坯体带入显热入窑干制品质量gg 烧成灼减5.3% ，取每平方米产品的质量为 4.17 入窑制品含自由水 1%湿基制品质量 制品入窑第2节末时温度，入窑制品比热 7.3.2燃料带入化学热及显热汽化石油气低热值 48000入窑汽化石油气温度 ，20时汽化石油气比热容 设汽化石油气消耗量为 7.3.3助燃空气带入显热助燃空气温度 20 时，空气比热容 7.3.4预热带漏入空气带入显热取预热带空气过剩系数 漏入空气温度 ，空气比热容 漏入空气总量为 7.4热支出项目7.4.1热制品带出显热烧成产品质量： （kg/h）制品烧成温度 制品平均比热

32、容，查手册 7.4.2窑体散失热 20250段散热 （本段内高0.74m，窑前段第1节第8节，共8节）窑墙散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙耐火粘土砖10000.84+0.58×10-3t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.2内壁平均温度 ,tm,tn分别表示窑炉内最高温和最低温。设115 ，30 ，ta表示窑外空气常温20°c热流密度： 校核 、 ，允许 。 ，允许 。散热面积 m2 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10

33、500.13（538）0.15内壁平均温度 设 ，热流密度： 校核 、 ，允许。 ，允许 。窑顶散热面积： m2 窑底散热位置材料名称使用最高温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-30.179硅藻土砖9000.350.810.065内壁平均温度 设=35 ，=28热流密度： 校核 、 ，允许 。 ，允许 。窑底散热面积 m2 50550 散热 （本段内高0.8m ，预热带第9节第21节，共13节）窑墙散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙耐火粘土砖10000.84+0.58×10-3t0.23高纯型耐火纤

34、维针刺毡11000.12（600）0.2内壁平均温度，设 ， 热流密度： 校核 、 ，允许 。 ，允许 。窑墙散热面积 m2 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.12（600）0.15内壁平均温度设 ， ，热流密度：校核 、 ，允许 。 ，允许 。窑顶散热面积 m2 窑底散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.179硅藻土砖9000.350.810.065内壁平均温度，设 ， 热流密度：校核

35、 、 ，允许 。 ，允许。窑底散热面积 m2 550850散热 （本段内高0.8m ，烧成、保温段从22节35节。共14节）窑墙散热 位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.16（800）0.2内壁平均温度， 设 ， ，热流密度：校核 、 ，允许。 ，允许 。窑墙散热面积 m2 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.16（800）0.2内壁平均温度， 设 ， ，热流密度：校核、

36、 ，允许 。 ，允许 。窑顶散热面积 m2 窑底散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.244硅藻土砖9000.350.810.065内壁平均温度， 设 ， 2=0.4热流密度：校核、 ，允许 。 ，允许 。窑底散热面积 m2 7.4.3物化反应耗热自由水质量 烟气离窑温度 7.4.4烟气带走显热离窑烟气总量离窑烟气过剩系数 ，取离窑烟气温度一般为 ，现取 查手册，此时烟气的平均比热为 7.4.5其他热损失根据经验占热收入的5% 7.4.6列热平衡方程并求解 解得 每小时烧成制品质量为： 每公斤产品热耗：

37、7.5列热平衡表预热带烧成带热平衡表figure 1 the tack and lead thermal balance form to cook to preheat热收入热支出项目%项目%坯体带入显热473110.085.56产品带出显热5808837.1068.34燃料化学热及显热7915673.6093.12窑体散失热578346.766.79助燃空气显热58727.460.70物化反应热204210.752.40漏入空气显热51913.640.62烟气带走显热1485850.7017.48其他热损失424569.864.99总计8499424.78100.0总计8499824.171

38、00.0热平衡分析:从上面热平衡列表,看到热支出一栏中，烟气所占比例比较大，所以我们可以充分利用，将其干燥处理后可以将其送到干燥窑进行干燥利用。这样也可以达到节能的目的。8 冷却带热平衡计算8.1热平衡计算准则 计算准则： 基准温度 0 基准质量 1小时进入系统的物料8.2热平衡示意图制品带入的显热 急冷风窑尾风带入显热 制品带出显热窑体散失热量 缓冷带冷风换热 窑体不严密处漏出空气带走显热 从窑道内抽出空气带走显热 其他热损失 8.3热收入8.3.1制品带入的显热 制品带入显热在上面已经算出： 8.3.2急冷风、窑尾风带入显热 设定窑尾鼓入风量为 。一般急冷鼓入风量是窑尾风的 （）。本设计取

39、急冷鼓入风量是窑尾风量的 。急冷风与窑尾的总风量是1.5。查表得 ：20 时空气的比热为1.29 。 8.4热支出8.4.1制品带出显热根据本设计的结构要求，此时的温度为 此时陶瓷的比热为 8.4.2窑体散失热量 850650段散热 （本段内高0.8m，急冷带：第36节42节，共7节）窑墙散热位置材料名称使用最高温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.16（800）0.2同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 一侧窑墙散热面积 m2二侧窑墙散热 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m

40、）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.16（800）0.20同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度窑顶散热面积 m2窑顶散热 窑底散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-30.244硅藻土砖9000.350.810.065同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 窑底散热面积 m2窑底散热 650400 散热 （本段内高0.74m ，缓冷段，第43节第50节，共8节）窑墙散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙耐火粘土砖10000.84

41、+0.58×10-3t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.12（600）0.20同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 一侧窑墙散热面积 m2二侧窑墙散热 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-3t0.23高纯型耐火纤维针刺毡11000.12（600）0.15同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 窑顶散热面积 m2窑顶散热 窑底散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.179硅藻土砖9000.350.810.0

42、65同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度，设 ， 窑底散热面积 m2窑底散热 40080散热 （本段内高0.8m ，快冷段第51节第58节，共8节）窑墙散热 位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑墙耐火粘土砖10000.84+0.58×10-3t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.20同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 一侧窑墙散热面积 m2二侧窑墙散热 窑顶散热：位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑顶轻质高铝砖13000.66+8×10-5t0.23普通硅酸铝耐火纤维毡10500.13（538）0.15同预热带、

43、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 窑顶散热面积 m2窑顶散热 窑底散热位置材料名称使用温度导热率w/（m.）厚度（m）窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.170×10-3t0.179硅藻土砖9000.350.810.065同预热带、烧成带一样计算。内壁平均温度设 ， 窑底散热面积 m2窑底散热 冷却带窑体总散热 8.4.3缓冷带冷风换热 设换热管的外径83 mm ，内径为 76 mm ，长为 3.4米 ，换热长度为2.8米，取64支 。换热管的通道断面积： m2设管内空气流速为 则流量为 ： 通道当量直径 ： m 通道内对流传热系数为： 换热温度范围：700400 ，窑内烟

44、气流速为 1m/s 取平均温度： 从传热学附录9中查得烟气物性参数为 又 由传热学 表 5-5 可以查出 ， 所以换热系数为： （）由于钢管的管壁很薄可以忽略不计热阻总传热系数： 总的换热面积 m2空气的换热系数 换热量为： 8.4.4由窑体不严密处漏出空气带走显热 冷却带从窑体不严密处漏出空气量通常为窑尾鼓入风量的10%20% 。本设计取 15%，即0.15 。设定漏出空气的平均温度 此时空气的比热容为 8.4.5从窑道内抽出空气带走显热 假定抽出热空气平均温度 查得此时空气比热容： 根据冷却带窑内风量平衡 ：抽出热风量= 总风量 - 漏出风量 （） 8.4.6其他热损失 其他热损失占总收入

45、的 5 %8.4.7列热平衡方程解得 8.5列热平衡表冷却带热平衡表figure 7-4 cool and tack the thermal balance form热收入热支出序号项目热量（kj/h）比例%序号项目热量（kj/h）比例%1制品带入热5808837.193.61制品带出热443560.487.12空气带入热397054.266.42窑体散热383307.456.03缓冷段带走热138214.12.34漏出空气带走热402594.556.45抽出带走热4536114.0773.26其他热损失310294.565总计6205891.36100总计6209885.19100热平衡分析

46、：从上表可以看出，抽出带走热所占比例最大，可以余热利用。把该热送至干燥窑进行干燥用。这样可以达到节能的目的。9烧嘴选型每小时燃料消耗量为 （）考虑到烧嘴的燃烧能力和烧嘴燃烧的稳定性取安全系数1.5本设计一共设置了61对（122个）烧嘴。每个烧嘴的燃料消耗量为： （）烧嘴的热负荷： 所以本设计采用北京神雾公司的wdh-tcc2型烧嘴。该烧嘴技术性能如下：热负荷燃气助燃空气流量调节比例火焰长度火焰锥角炉膛温度流量压力流量温度压力2×104kcal/h2.4bm3/h1000pa0.2mpa24bm3/h常温35015003500 pa1：62003000701800所以该烧嘴符合本设计要

47、求。10 传动计算10.1 传动系统的选择辊道窑的传动系统由电动机,减速设备和传动机构所构成。常见的传动机构由链传动和齿轮传动两种，本设计采用齿轮传动。传动系统采用螺旋斜齿轮传动方式，采用分段传动，130节每三节窑长为一传动组，3158节每三个窑段为一传动组，每组由一台摆线针轮减速机带动，高温区每台摆线针轮减速机由一个变频器调节速度，低温区每两台摆线针轮减速机由一个变频器调节速度。全窑累计减速机20台，变频器10台，一个电磁离合器。操作人员可以将全窑调成一个速度。当发生堵窑事故需要处理时，事故前的棍棒可以调成往返摆动，事故后的棍棒可以继续将砖坯送至窑出口。这种传动方式运行平稳可靠，调整简单，维

48、修量小。螺旋斜齿轮传动都采用油浴润滑，润滑效果好，磨损少，使用寿命长。10.2 传动过程：电机减速器主动链轮滚子链从动链轮传动轴主动螺旋齿轮从动螺旋齿轮棍棒传动轴辊子。10.3 辊子材质的选择辊子的材质要求十分严格，它要求辊子具有很好的抗热震性能，使辊子经受得起急冷急热得冲击；要求辊子直径一致和平直，确保产品得平直移动；要有强的高温抗氧化性能，使辊子能承受高温；要有高的荷重软化温度和小的蠕变性，使辊子在高温下具有最小的弯曲变形；要有好的高温耐久性，使辊子能在高温下长久的工作。另外，还要有好的去污性能，使粘在辊子上面的釉滴或其它污物容易去掉。本设计在低温段（18和5158节）和前台、后台均采用的是55×3800的金属质棍棒；在中温段（921和4350节）采用的是55×3800的莫来