隧道窑课程设计说明书最终版备课讲稿

1、隧道窑课程设计说明书最终版无机非金属材料课程设计学生姓名:学号：181000435专业班级：材料10级（4 ）班指导教师:二O三年九月四日目录、 前U言 -1 -二、设计任务和原始数据 -2 -2.1设计任务 -2 -2.2课程设计原始数据 -2 -三、窑体主要尺寸的确定 -3 -3.1隧道窑容积的计算 -3 -3.2隧道窑内高、内宽、长度及各带长度计算 -3 -四、工作系统的安排 -5 -4.1预热带工作系统 -5 -4.2烧成带工作系统 -5 -4.3冷却带工作系统 -6 -五、 窑体材料以及厚度的确定 -7 -六、燃料燃烧计算 -8 -6.1燃烧所需空气量计算 -8 -6.2燃烧产生烟气

2、量计算 -8 -6.3燃烧温度计算 -8 -七、预热带和烧成带热平衡计算 -10 -7.1热平衡计算基准及范围 -10 -7.2预热、烧成带热收入项目： -10 -7.3预热、烧成带热支出项目： -13 -7.4预热、烧成带平衡热计算 -14 -7.5预热、烧成带热平衡表 -14 -八、冷却带热平衡计算 -15 -8.1冷却带热收入项目： -15 -8.2冷却带热支出项目： -15 -8.4冷却带热平衡表 -17 -九、选用烧嘴及燃烧室计算 -17 -十、排烟系统的计算及排烟机的选型 -18 -10.1排烟系统的设计 -18 -10.2 阻力计算 -19 -10.3 风机选型 -21 -十一、

3、结束语 -23 -十二、参考文献 -23 -亠、前言隧道窑始于1765年，当时只能烧陶瓷的釉上彩，到了 1810年，有可以用 来烧砖或陶器的，从1906年起，才用来烧瓷胎。最初著名的隧道窑，是福基伦 式，到了 1910年以后，就渐渐有了许多改进的方式。隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶， 底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定 的高温带-烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用 下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成 了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品， 鼓入

4、的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这 一段便构成了隧道窑的冷却带。隧道窑与间歇式的旧式倒焰窑相比较，具有一系列的优点。1、生产连续化，周期短，产量大，质量高。2、利用逆流原理工作，因此热利用率高，燃料经济，因为热量的保持和余热的利用都很良好，所以燃料很节省，较倒焰窑可以节省燃料50-60%左右。3、 烧成时间减短，比较普通大窑由装窑到出空需要 3-5天，而隧道窑约有 20小时左右就可以完成。4、节省劳力。不但烧火时操作简便，而且装窑和出窑的操作都在窑外进 行，也很便利，改善了操作人员的劳动条件，减轻了劳动强度。5、提高质量。预热带、烧成带、冷却带三部分的温度，常常保

5、持一定的范 围，容易掌握其烧成规律，因此质量也较好，破损率也少。&窑和窑具都耐久。因为窑内不受急冷急热的影响，所以窑体使用寿命 长，一般5-7年才修理一次。但是，隧道窑建造所需材料和设备较多，因此一次投资较大。因是连续烧 成窑，所以烧成制度不宜随意变动，一般只适用大批量的生产和对烧成制度要 求基本相同的制品，灵活性较差。1、设计任务和原始数据2.1设计任务年产50万川素烧釉面砖隧道窑的设计2.2课程设计原始数据(1) 生产任务：年产50万卅素烧釉面砖隧道窑的设计；(2) 产品规格：152X 152X 5 (mm ;(3) 成品率：85%(4) 坯体组成(干基)：(% Al 2QCaO

6、MgO 其余 合计22.38 6.35 1.23 70.00 99.96(5) 坯体水分：相对水分 3%(6) 装窑密度：38.29 m2/m3，附匣钵烧，每个匣钵装50块釉面砖坯，每个匣钵和垫片共重8.52kg，每块砖坯入窑湿重 0.204kg ;(7) 燃料：60 号重油，Qet,ar=37000KJ/kg，预热温度 90C；(8) 烧成制度：1 )、氧化气氛，1.5-2.0;2 )、烧成时间：48小时；3 )、制品入窑平均温度85 C；4 )、制品出窑平均温度130C；5 )、最高烧成温度1220C；6 )、冷却带抽出热风温度200E7 )、温度制度：85E -400 °C -

7、750 C -950 C -1220 °C-1200 °C -700 °C -400 °C-130 C,其中，85 C -950 C为预热带，950 C 1200 C为烧成带， 1200C 130C为冷却带；(9) 三带长度比例：预热带：烧成带：冷却带 =41: 20： 39(10) 年工作日：340天/年；(11) 总烟道内空气温度240C(指烟囱底部温度)，总烟道空气系数a=3.5 ；(12) 外界空气温度25C(地下水汽较低地区)；(13) 窑车高度取660m(轨面至窑车衬砖高度)，铁轨面至下拉杆高度为300mrp(14) 窑型：明焰隧道窑。、窑体

8、主要尺寸的确定3.1隧道窑容积的计算隧道容积是根据生产任务、成品率、烧成时间以及装窑密度四个因素决定 的。装窑密度是根据制品对焙烧过程的要求，制品的尺寸等找出最合理的装车 方法而计算出来的，也可以从生产实践中收集数据。烧成时间是由烧成曲线决 定的。生产任务和成品率都是已知的。贝U：隧道容积：V Ggm3(3-1 )式中V 隧道容积m3;G 生产任务,T烧成时间,K成品率；kg/h或件/h，且G =即坯体在窑内停留时间件生产任务（年）或（kg/年）年工作日（日/年）X24 （ h/日），h ；g装窑密度,kg/m 或件 /m。由生产任务和原始资料中可得，该隧道窑:1）年产量：50万川素烧釉面砖，

9、23）成品率：85%,45）装窑密度：g=38.29 m2 /m3,6根据上述（3-1 ）式得：）工作日:340天/年，）烧成时间：48小时，）产品规格：152X 152X 5 （ mm；-50000061.27 (m /h );综上所述，隧道窑容积:Kg61.27 4885% 38.29390.37m;3.2隧道窑内高、内宽、长度及各带长度计算本次设计的思路：1）在合理长度范围内，首先确定窑车的尺寸以及窑的长度，2）根据窑车车长以及窑内车数直接求出窑的有效长度以及各带长度，3）再根据窑长和制品尺寸，确定窑内宽和内高。隧道窑长度及各带长度计算隧道窑的长度与烧成制度以及窑内压力制度等因素有关。一

10、般隧道窑长度 在60到90m所以，应根据具体情况，从产量、质量、投资、生产费用等各方 面去比较，确定。以下计算隧道窑长度：假设窑各带总长Li 80m，取窑车长l车1.6m ；在合理长度范围内，可以假设窑各带总长 Li,然后通过修正，得到有效长 度，具体修正公式如下：Li订 （n取整）（3 2）L 有nl 车（33）其中，n窑车的数目，l车一窑车长度，L有一窑的有效长度； 根据公式（32）、（ 33）得：窑内车数n 8050辆，1.6有效长度L有 50 1.680m，取进车车室和出车车室的长度li=2m,则窑长L=Li + 2li =80+2*2=84m 由原始资料可知：三带长度比例：预热带：烧

11、成带：冷却带 =4i: 20： 39； 则各带长度：预热带长度l预80 0.4i32.8m .烧成带长度l烧80 0.20 i6m .冷却带长度l冷 80 0.393i.2m。综上所述，隧道窑长度为84m预热带长度32.8m,烧成带长度i6m冷却 带长度3i.2m。隧道窑内高、内宽计算隧道窑的内宽与内高根据窑的断面温度分布均匀性、制品规格、工人操作 方便等因素由经验确定。目前一般内高在i-2m （快速烧成的隧道窑内高较低），内宽在i-2m，顶烧隧道窑的宽度则较此数大。以下确定隧道窑内宽和内 高：由隧道窑的长度和体积可得隧道窑的截面积，即：V FL 有（34）其中，F 隧道窑的截面积；隧道窑截面

12、积与内宽及内高之间的关系：2F HB Bf（35）3其中，H窑车车面与拱脚的距离，B 窑内宽度，f 拱高;取窑内宽度B=1.05m 拱心角口 a =60。，贝U f=0.134B ；根据式（3 4）、（ 35）可得：VFL有V90.37 2Fm21.130 卅L有80FHB2Bf3H0.98H 0 98验算 一 一一 0.82在0.8-1之间，所以窑内高H f 1.12mB 1.2综上所述，窑内宽度为1.05m,窑内高度为1.12m。四、工作系统的安排工作系统的确定原则是要满足制品的焙烧要求，减少窑内温差，加速传热 和充分利用余热，便于施工以及操作控制等。具体设计过程中遵循如下规律：1）排烟口

13、的个数与窑车数相当，2）预热带排烟系统长度占预热带长度的65%-80%3）预热带气幕气孔设2-3道，4）烧成带燃烧系统燃烧室先疏后密。4.1预热带工作系统取排烟系统长度占预热带长度的比入=70%此时有I排二入l预=22.96m, 则排烟口个数y1=14个;在预热带2-15号车位设14对排烟口，每车位一对。烟气通过各排烟口到窑 墙内的水平烟道，由8号车位的垂直烟道经窑顶金属管道至排烟机，然后由铁皮 烟囱排至大气。排烟机及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台。在1号、4号、7号车位有三道气幕。其中1号车位气幕为圭寸闭气幕，窑顶和 侧墙皆开孔，气体喷出方向与窑内气流成 90。角。4号和7号车位为扰动气幕，

14、气 体 由窑顶喷出，方向与窑内气流成150。角。用作气幕的气体从冷却带的间接冷却 部位抽出。4.2烧成带工作系统烧成带长度I烧=16m窑车长度I车=1.6m,则有燃烧室对数y2=10对； 在烧成带21号-30号车位设10对燃烧室，先疏后密，两侧相对排列。 助燃空气不预热，由助燃风机直接抽车间冷空气，并采用环形供风方式， 使各烧嘴前压力基本相同。4.3冷却带工作系统冷却带在32-35号车位处，有7n长的间壁急冷段，由侧墙上的小孔直接吸人车间冷空气，冷却气体流动方向与窑车前进方向相同（顺流）。从换热观点，逆流冷却效率高，但砖砌体易漏风，逆流漏进的冷风和700 °C左右的产品接触，易急冷至

15、更低温度，达到SiO2晶形转化温度而使产品开裂。所以要采用顺流。该 处窑顶自31-35号车位有8n长的二层拱间接冷却，冷空气亦由窑顶孔洞处自车间 吸入。由间壁、二层拱抽出来的热空气经窑顶上金属管道送往预热带作气幕。 这里只作为计算例题，实际上该段应采用直接风急冷或直接、间接相结合，将 丙层拱抽来的热气再喷入窑内作急冷，可防止大件产品炸裂。自37-46号车位设9对热风抽出口，每车位一对。热空气经过窑墙内的水平 热风通道，于41号车位处用金属管道由热风机抽送干燥。窑尾50号车位处，由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气。车下自21 41号车位，每隔3.2m设一个冷却风进风口，由车下冷却风机分 散鼓

16、风冷却，并于8号车位处由排姻机排走。烧成带前后，即20号、31号车位处，设两对事故处理口。全窑无检查坑道。五、窑体材料以及厚度的确定根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如下表。材料及厚度确定后可进行材料的概算。确定全窑的材料消耗量。温度范围C长度范围m窑体材料m窑体材料mI等粘土砖H等粘土砖轻质粘土砖红砖I等粘土砖H等粘 土砖轻质粘土砖粒状高炉渣红砖钢筋混粘土进车室(2)0.2400.058540008.60.2300.2350.4950.2300.0750.1200.0534007508.624.50.2300.2350.4950.2300.0750.1200.05375095024.532.

17、80.2300.3500.3800.2300.1130.0750.1200.053事故处理口（空）空H粘0.1200.2300.2650.3450.2300.1130.0750.1200.053H粘950122032.851.30.3450.4700.3450.2300.1130.0750.1200.0531200烧嘴处0.9300.2300.2300.1130.0750.1200.053事故处理口（空）（空）H粘0.0750.1200.0530.1200.2300.2650.3450.2300.1150.0750.1200.053120070051.358.2间隙通道壁厚+空0.04+0.1

18、50+0.04隙+壁厚0.3500.3800.1130.113空 0.1500.0750.0890.05370040058.272.60.2300. 2350.4950.2300.0750.1200.05340013072.6800.2300.5000.2300.0750.1200.053（岀车室）(2)0.2400.0750.1200.0530.05六、燃料燃烧计算燃料燃烧的计算包括：燃烧所需空气量的计算，燃料生成烟气量的计算及 实际燃烧温度的计算。6. 1燃烧所需空气量计算该窑用60号重油，其热值 Qet,ar=37000KJ/kg,查阅相关资料，得理论空气量计算公式：(6-1 )0.20

19、3 Qnet,ar1000其中，Va° 理论空气量;根据（6-1 ）得，理论空气量:VaO0.203 Qnet,ar100029.51Bm3/kgV；由实际空气量公式:(62)其中，a空气过剩系数（通常有a=1.5-2.0 ）;根据（6-2 ），且取空气过剩系数a =1.5 得,实际空气量：VaVa01.5 9.5114.27 Bm3/kg ；6.2燃烧产生烟气量计算查阅相关资料，理论烟气量计算公式:0.265 Qnet,ar1000(63)根据（63）得,理论烟气量：V。豐严9.81Bm沁实际烟气量：V=寸+ (a -1 ) Va=9.81+ (1.5-1 ) *9.51=14.5

20、7(Bm3/kg)6. 3燃烧温度计算查阅相关资料，理论燃烧温度公式：t th =(Qnet,ar+GTf +VaCaTa)/VC(64)其中，tth理论燃烧温度，Ca室温25C时重油以及空气比热,Gf入窑温度下的重油比热，C 指定温度下烟气比热，Ta室温温度；Tf 重油入窑温度；3设t=1600 C 查表得1600C时烟气比热 C=1.63KJ/Bm. C3在室温25C的空气比热 Ca=1.3 KJ/BmC3重油比热 C=1.74+0.0025t=1.74+0.0025*90=1.97 KJ/Bm. C代入公式(64)得：t= (37000+1.97 X 90+14.27 X 1.3 X 2

21、5) / () =1585°C (1600-1585)/1585X 100%=0.9%<5所以合理。取咼温系数n =0.80则实际温度为：Tp=0.80*1585=1300°C验证：1300C-1220 C =80C，在50C-100 C之间，认为合理。4、用经验数据决定燃料消耗量燃料消耗量的计算，可直接选用经验数据(表1 8)。表中列出隧道窑焙烧 各种陶瓷产品的单位热耗。将每小时的产量乘以表中数据，即为该窑每小时的 热耗。陶瓷工业隧道窑的单位质量产品热耗和窑炉结构及操作条件各因素之间的 关系，可参下图1 8:« 1-8r a 4 »ft ft A

22、r a a ft* ft B Rq aR tU帥护 AJ5OOO0T苟90曲増卢A创-uoot J血応* H七、预热带和烧成带热平衡计算隧道窑的热平衡计算分为二部分：一部分是预热带和烧成带的热平衡，其 目的是计算每小时的热耗，即每小时的燃料消耗量。另一部分为冷却带的热平 衡，其目的是计算冷空气鼓入量和热风抽出量。7.1热平衡计算基准及范围在此以1小时作为计算基准，而以0C作为基准温度。计算燃烧消耗量时, 热平衡的计算范围为预热带和烧成带，不包括冷却带。热平衡框图QfQ Qa'Q Qi Q Q4 Qs Q6 Q7其中Qi-制品带入的显热Qf-燃料带入化学热及显热Qa'-漏入空气带

23、入显热Q4-匣钵带出显热Q6-窑车积散之热Q8-其他热损失QgQ8Q2-匣钵带入的显热Q-助燃空气带入显热Q3-产品带出显热Q-窑墙、窑顶散失之热Q7-物化反应耗热Qg-废气带走显热7.2预热、烧成带热收入项目：(1) 制品带入显热的公式：Qi = Gi ?Ci ?t 1(7 1)其中， G 入窑制品质量(kg/h ) ,C1 入窑制品的平均比热，KJ/kg* Ct1 入窑制品温度，°C。由原始资料可知，每块砖坯入窑湿重m=0.204kg,通过计算可知每小时入窑的砖坯数量为：x=2652块，每小时入窑的湿制品质量为：Gi =2652*0.204(kg/h)=541.01 (kg/h)

24、 ，入窑制品含3%自由水，每小时入窑干制品质量：Gi =541.0*( 1-0.03)=524.78(kg/h)，入窑制品温度t1= 85 C,入窑制品平均比热：C1 =0.84+0.000264t=0.84+0.000264*85=0.862 KJ/kg.C,则根据(7 1)得：Q1= G' C =(KJ/h)，综上所述，制品带入显热 39639.80 KJ/h 。(2) 匣钵带入显热Q2： 匣钵或棚板等带入显热的公式：Q=G2?Q?t2(7 2)其中，G2 匣钵或者棚板等质量，C2 入窑匣钵或棚板等的平均比热，12 入窑匣钵或者棚板等的温度；由原始数据可得：每个匣钵装50块釉面砖坯

25、，每个匣钵加垫片 8.52kg，又由前述计算出每小时入窑的砖坯数量为x=2652件，由此可得：0=2652/50*8.52=451.90(kg/h)33C2=0.96+0.146*10A- t=0.96+0.146*10A-*85=0.972KJ/kg. C根据公式(72)可得：Q2(KJ/h);综上所述，匣钵带入显热37335.98 KJ/h 。(3) 燃料带入化学热及显热Qf: 燃料带入化学热及显热 Qf公式如下：Qf = X( Qnetar + C tf ) KJ/h( 7 3)式中 x每小时燃料消耗量，Kg/h;Qnetar 60#重油的低热值，KJ/Kg ；C 入窑60#重油的平均比

26、热，KJ/Kg -C； tf 入窑60#重油的温度，C。Qiet,ar=37000KJ/Kg；重油入窑温度，t=90 C； 查手册，此温度下的煤气平均比热为：Cf=1.74+0.0025t=1.74+0.0025*90=1.97 KJ/kg.C根据公式(73)可得；Q=x(Qnet,ar+tf G)=x(37000+1.97*90)=37177.3x(kg/h)(4) 助燃空气带入显热Qa;全部助燃空气作为一次空气。燃料所需空气量已求得：Va=14.27x Bm3 /h助燃空气温度t =25 C查手册，在25 C时空气的平均比热为；Ca =1.30J/kg. C根据公式可得：Qa=Va*Ca*

27、ta=14.27x 1.3 25=463.8x KJ/h(5) 从预热带不严密处漏漏入空气带入显热Q、a.漏入空气体积公式如下：Va=( g f)Va0x Bm% ,(7 4)式中 V 空气过剩系数为1.5时的燃烧所需空气量，BriVKg ;f烧成带的空气过剩系数；g离窑时烟气中的空气过剩系数；Ca 漏入空气的平均比热，KJ/Bm Cta 漏入空气的温度，C。取预热带烟气中的空气过剩系数a=3.5，由上述已求出理论空气量V=9.51 Bm3/kg 烧成带燃料燃烧时的空气过剩系数a f =1.5根据公式(74)得：Va'=x(3.5-1.5)*9.51=19.02x Bm3 /h漏入空气

28、温度为t a'=25 C查手册，G'=1.30kJ/kg. C根据公式可得Q' a=Va'Ca' t a(6) 气幕空气带入显热Q;作气幕用的气体由冷却带时间接冷却出抽来，其带入之显热由冷却带热平 衡计算为：Qm=216000kJ/h7.3预热、烧成带热支出项目:产品带出显热Q3 产品带出显热公式：Q3 G3 C3 t3 KJ/h(7 5)式中 G 3出烧成带产品质量，Kg/h ;G出烧成带产品的平均比热， KJ/KgCT3出烧成带产品的温度，C。出烧成带产品带出质量 G3=524.78kg 出烧成带产品温度t 3=1220C产品平均比热：C=0.84+

29、0.000264*1220=1.16kJ/kg. C 根据公式(75)可得：(2) 匣钵带走显热Q4 匣钵带走显热公式：Q4 G4 C4 t4 Kg/h(7 6)式中G 4匣钵出烧成带质量，Kg/h ;C4出烧成带匣钵的平均比热，KJ/Kg C；t 4出烧成带匣钵的温度，C。匣钵质量：G=451.90kg/h 出烧成带匣钵温度，t4=1220C匣钵的平均比热为 G=0.96+0.000146*1220=1.138kJ/kg. C 根据公式(76)得：Q=G*C4*t 4=(3) 烟气带走显热eg；烟气中包括燃烧生成的烟气，预热带不严密处漏入空气外，尚有用于气幕 的空气。用于气幕的空气体积由冷却

30、带计算为：Vm=1552 Bm3 /h ;离窑体积计算公式如下：Vg = Vg0 +( g 1)Va0x+ Vm Bm%，(77)式中Vg0 空气过剩系数为1.5时的烟气量，BriVKg ;g离窑时烟气中的空气过剩系数；Cg 离窑烟气的平均比热，KJ/Bm5 C；tg 离窑烟气的温度，C。离窑烟气温度：t g=240C查手册，此时烟气的平均比热为 Cg=1.42kJ/mA3. T 根据公式得：Q=Vog+(ag-1)V oax+Vm*Cg*t g =9.81+(3.5-1)*9.51*x+1552*1.42*240=11445.8x+528921.6 kJ/h(4) 通过窑墙，窑顶散失的热 Q

31、5取经验数据，占热收入的 6.67%=494448.6kJ/h。(5) 窑车积蓄和散失之热Q6取经验数据，占热收入的 25%=1853255.55 kJ/h。(6) 物化反应耗热和散热之热Q (不考虑制品所含之结构水)：自由水质量 G w= G1' * 3%=541.01 *3%=16.23 kg/h烟气离窑温度t g=240C制品中A12Q含量为22.38%,根据公式可得；Q7=q+q=G (2490+1.93t g)+Gr=294567 kJ/h(7) 其他热损失Q8取经验数据，占热收入的10%则Q8=741302.2 kJ/h 。7.4预热、烧成带平衡热计算列出热平衡方程式：热收

32、入=热支出Q+Q+Q+Q+Q' +Qm=Q+Q+Q5+Q+Q+Q+Q(39639.80+37335.98+37177.3x+463.8x+618.15x+216000*58.33%=742669+627400+11445.8x+528921.6+294567 移项整理得 10870.8x=2022664.8x=186.1kg/h ,即每小时需要重油186.1kg。7.5预热、烧成带热平衡表列出预热带及烧成带平衡表如下：热收入热支岀项目kJ/h%1kJ/h%1.坯体带入显热39639.800.531.产品带岀显热74266910.022.匣钵带入显热37335.980.502.匣钵带岀显

33、热6274008.463.燃料化学热，显热6918695.5393.333.烟气显热2658984.9835.874.助燃空气显热86313.181.164.窑墙、窑顶散热494448.66.675.漏入空气显热115037.721.555.窑车积、散热1853255.5525.006气幕显热2160002.916.物化反应热2945673.977.其他热损失741302.210总计7413022.21100总计7412627.33100八、冷却带热平衡计算8.1冷却带热收入项目：(1) 产品带入显热Q3此项热量即为预热、烧成带产品带出显热：Q3= 742669 kJ/h(2) 匣钵带入显热Q

34、4此项热量即为预热、烧成带匣钵带出显热：4= 627400 kJ/h(3) 窑车带入显热Q9预热带、烧成带窑车散失之热约占窑车积、散热之5%而95沱积热带进冷却带。Q9= 0.95* Q6 = (4) 冷却带末端送入空气带入显热 Q10用公式(1 6)计算：ta=25C，此温度下 空气平均比热查手册为：Ca=1.30KJ/m3* °C。Q10=VaCata=VaX 1.3 X 25 =32.5 Va KJ/h8.2冷却带热支出项目：(1) 产品带出显热Q11出窑产品质量：G11=524.78 Kg/h ,出窑产品温度：t11= 130 C,此时产品平均比热，C11= 0.84+0.0

35、00264*130=0.874 kJ/kg. C, 根据公式可得：Qi=GiiCiitii=524.78* 0.874*130 =59625.50 KJ/h(2) 匣钵带出显热Q12出窑匣钵质量：G12= 451.90 Kg/h出窑匣钵温度：t12= 130 C在130C匣钵的比热为：C2= 0.96 +0.000146t =0.96+0.000146*130=0.979 KJ/m3* CQ12= G12 C12 t12=451.90 *0.979*130=57513.3KJ/h(3) 窑车带走和向车下散失之热Q13 此项热量占窑车带入显热的55%Q13=0.55 X Q9= 0.55 X 1

36、760592.77 = 968326.02 KJ/h(4) 抽送干燥用的空气带走显热Q14该窑不用冷却带热空气作二次空气，且气幕所用空气由冷却带间壁抽出， 所以，热空气抽出量即为冷却空气鼓入量Va。设抽送干燥器用的空气温度为200C： 此温度下的空气平均比热为：C14=1.32kJ/Bm CQ14=Va C14 t14=VaX 1.32 X 200=264Va kJ/h(5) 窑墙、窑顶散热 Q15取经验数据，占热收入的6.67%,计算得，冷却带窑墙，顶散热为：Q15=222301.15 kJ/h，(6) 抽送气幕热空气带走显热Q6抽送气幕热空气包括两侧间壁及二层拱内抽出之热空气，其所带之热由

37、窑 墙、窑顶之计算中已知为：Q16=Q+Q二 216000 kJ/h抽送气幕的热空气体积为；Vm=Vo+Vo = 1552 Bm3/h(7) 其他热损失Q损取经验数据，占总热收入的5%8.3冷却带热平衡计算列热平衡方程式：热收入=热支出： Q3+Q4+Q9+Q10=Q11+Q12+Q13+Q14+Q15+Q16+Q 损0.8833*(742669+627400+1760592.77+32.5V a)= 59625.50+57513.3+968326.02+264Va+216000移项整理得：235.3 Va =1463848.36解得：V=6221.20即每小时有6221.20 Bm3/h ,

38、 200 C的热空气抽送干燥8.4冷却带热平衡表列出冷却带平衡表如下:热收入热支岀项目kJ/h%kJ/h%1.坯体带入显热74266922.281.产品带岀显热59625.501.792.匣钵带入显热62740018.822.匣钵带岀显热57513.31.733.窑车带入显热1760592.7752.833.窑车积、散热968326.0229.054.空气带显热2021896.074.空气带走显热1642396.849.305.窑墙、窑顶散热222301.156.676.热空气带走显热2160006.487.其他热损失166642.545.00总计3332850.77100总计3332805.

39、31100九、选用烧嘴及燃烧室计算每小时燃料消耗量求出为：x=186.1 kg/h ；该窑共设10对烧嘴，每个烧嘴的燃料消耗为：186.1/20kg/h=9.305kg/h ；选择型号，与其配合的砖厚为230mm燃烧室体积：V=9.305*37000/1250000=0.275 m3 ；燃烧室深度：L=窑墙厚一烧嘴砖厚=1.16-0.23=0.93m；燃烧室截面积：F=0.275/0.93=0.30 m 2;取燃烧室宽B为5个半砖宽：B=5X (砖宽+灰缝)=5X( 0.113+0.003 ) =0.58m, 选用60°拱，拱高f=0.134B=0.134 X 0.58=0.078

40、m，燃烧室的截面积二拱形2部分面积+侧墙矩形部分面积：0.30= ( - X 0.078 X 0.58+0.58H );30.3- 2X 0.078 X 0.58燃烧室侧墙高：H= 3=0.465m；0.58取H=0.476m 四砖厚：7X(砖厚 + 灰缝)=7X( 0.065+0.003 ) =0.476 m，则燃烧室总高为：0.476+0.078=0.554 m 。十、排烟系统的计算及排烟机的选型10.1排烟系统的设计10.1.1 排烟量计算烟道和管道计算：需要由排烟系统排除的烟气量，由预热带的热平衡为：Vg=Vg0+(ag-1)V aqx+Vm=9.81+( 3.5-1)*9.51*18

41、6.1+1552=7802.2Bri¥h10.1.2 排烟口及水平支烟道尺寸共有14对排烟口，则每个排烟口的烟气流量为：3qv=7802.2/ ( 14*2)=278.65 Bm /h ;标准状态下烟气在砖砌管道中的流速为12.5m/s，流速太大则阻力大，流速太小则管道直径过大，造成浪费。现在取流速v=1.5m/s，烟道截面积为：F=278.65/ (1.5*3600 ) =0.0516 m2排烟口高取四砖厚，即 H= (0.065+0.003) *4=0.068*4=0.272m则宽为 B=0.0516/0.272=0.190m,考虑砖型，取一砖长，即 B=0.232m； 排烟口水

42、平深度定位0.46m。10.1.3 垂直支烟道尺寸烟气由排烟口至垂直支烟道流量不变，流速相同，所以截面积应相等。但 考虑到砖的尺寸，取截面尺寸为：宽X长 =0.230 X 0.232 m2。垂直深度定为 0.9m。2其截面积为：0.23 X 0.232=0.05336m。10.1.4 水平主烟道尺寸水平烟道内烟气流量为排烟口处烟气流量的7倍，流速不变则截面面积应为排烟口的 7 倍，即：7X 0.0516=0.3612 m2;取宽为二砖半长，即 0.23 X 2.5=0.575m，则高为 0.3612/0.575=0.628m ; 考虑砖型，取高为 0.612m, 即卩 9砖厚：9X( 0.06

43、5+0.003 ) =0.612m； 长度定位6.75m.垂直烟道尺寸若烟气流量不变，垂直烟道又设于水平烟道的中部，所以其内烟气流量增加了一倍，因此截面积应为水平烟道的二倍。但从窑的结构强度来考虑，墙内 通道过大，则窑的结构强度低，由于采用风机排烟，流速可以适当取大些，所 以取垂直烟道截面积等于水平烟道截面积，并考虑砖型0.580 X 0.699即5砖宽X三砖长，高定位1.5m，此时垂直烟道内流速为 3 Bm/s。垂直烟道上接金属管道，直径为0.350m,长定位8m10.2阻力计算阻力计算应包括料垛阻力、位压阻力、摩擦阻力和烟囱阻力的计算之和。10.2.1 料垛阻力hi取经验数据，每米窑长料垛

44、阻力为1Pa,按理想情况假设，零压应在预热带和烧成带相接的位置，即第20号车位处，最后一对排烟口在第 2号车位处， 每车位长1.6米，贝h1= (20-2) X1.6 X=28.8Pa10.2.2 位压阻力hg风机与烟囱设在窑外的车间地面上，烟气从排烟口到风机(烟囱底部)，位置升高1.5米。取烟气平均温度为240Eohg= H( p p) g=1.5 X.29 273/(273+25) 1.30 X73/(273+240) 9X0=7.20Pa10.2.3 局部阻力hl烟气从炉膛内进入排烟口，突然缩小，取8=0.5; 90。转弯至垂直支烟道，取8=2;再90°转弯至水平烟道，取 8=

45、2;在水平烟道中与另五个排烟口(2号、3号、4号、5号、6号、7号排烟口)的烟气经三次 90°合流，&=6*2=12 ;再与同一水平烟道另一边的烟气 180°合流，8=3;至垂直烟道， 然后90°转弯，8=2;与另一侧垂直烟道180°合流，8=3;再90°转弯，取 8=2;与车下冷风90°合流，8=2;至风机(与车下冷却风河流后，流量增加 1730 Nm3/h,但管道直径未变，此时流速为 5Nm/s)。he268 26 2 3)273 2409 21.5221.3027312(0.5 2 21.32 223273 240273(23 2)5"门 273 2401.3 -2273=192 Pa10.2.4 摩擦阻力hf对非圆形通道应求当量直径d: d4通道截面积通道周边长排烟口的直径和长度:4 0.272 0.232 门 “c .d1=0.250m ； |1=0.46m2 ( 0.2720.232)垂直支烟道当量直径和长度：4 0.23 0.232 门d2=0.231m； l2=0.9m；2 (0.23 0.232)水平主烟道当量直径和长度：4 0.575 0.6122 ( 0.575 0.612)=0.593 m