陶瓷窑炉与设计：第三章 陶瓷窑炉的设计计算　

1、第三章陶瓷窑炉的设计计算3.1 辊道窑设计计算 辊道窑的设计计算包括：窑体主要尺寸计算燃料燃烧计算热平衡计算通风阻力计算例以某厂消化吸收进引进窑自行设计的一条气烧明焰辊道窑为例来说明辊道窑设计计算步骤。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算school of material science and engineering S U S T3.1.1 原始资料收集 设计前必须根据设计任务收集所需的原始资料。设计原始资料如下： 1产量：年产270000m2瓷砖 2产品规格：1002007，2002008，2003008，3003009(mm) 3年工作日：300天 4燃料：半水煤气，热值5233.8

2、kJm3，压力0.10.16MPa，供气量800m3h 5坯入窑含水量：2 6原料组成：中粘性土，低粘性土，风化长石各占30，还有适量低温溶剂原料 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算school of material science and engineering S U S T7烧成制度 (1)温度制度： 烧成周期：72min 各带划分：烧成周期比原引进WELKO公司辊道窑 60min增加12min，12min全部用于增加预热及冷却时间，而 高温烧成时间仍按原设计不变。各段温度与时间划分如表 3-1。表3-1 各段温度的划分与升温速率 名 称 温度/时间/min 升温速率/min-1长度比

3、例/ 窑前段40250 9.2 22.8 13 预热带4001050 25 26 33烧成带10501245 12 16.25 18 冷却带124580 25.8 45.16 36 累 计 72 100school of material science and engineering S U S T陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 (2)气氛制度：全窑氧化气氛。 (3)压力制度：预热带-40-25Pa，烧成带8Pa。3.1.2窑型选择 设计考虑到该厂已引进WELKO公司FRW2000型辊道窑，该窑设计合理，利用余热干燥生坯和进窑坯，热效率高； 温 度控制准确、稳定；传动用传统链条传动，摩擦

4、式联接辊筒，传 动平衡，维护方便，无级调速，控制灵活。 设计认为，FRW2000 型窑炉适合该厂使用，通过仿制吸收其先进技术，又有助于加 深对原窑的认识，更好管理窑炉，新旧窑零部件可互用，节约 资金。因此，窑型选择为仿FRW2000型煤气辊道窑。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.3 窑体主要尺寸的计算 1窑内宽：以200mm200mm产品进行计算，参考原引进窑，取内宽1.5m可并排6片砖。 2内高取：第13节、1923节：582mm； 第418节：825mm。 3窑长： 计算窑容量： 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算同一列砖砖距取40mm，则：装窑密度每米排数每排片数每片砖面积(m2

5、/每米窑长) =1000/(200+40)60.22 1(m2/每米窑长)故窑长L=50150(m) 利用装配式，由若干节联接而成， 设计每节长度为2120mm， 节间联接长度8mm， 总长度2128mm， 节数50000/2128=23.5节， 取节数为24节。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算窑长度为：L21202451064mm各带长度： 窑前段：51064136640，取3节， 长度321286384(mm) 预热带: 510643316851，取8节， 长度82128=17024(mm) 烧成带：51064178681，取4节， 长度=421288512(mm) 冷却带：510643

6、7；18894，取9节， 长度=92128=19152(mm)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.4 工作系统 1.通风系统 在第4节窑顶及两侧下方各设置一对抽烟口(主抽烟口)，设置抽烟风机A抽出烟气(抽烟管中间设置热交换器)；A风机抽出烟气部分送入窑前段(在第3节窑顶、辊道下部设置进气口)，部分经烟囱排出；在第1节窑顶、辊道下部设置一抽风口，由窑前段抽风机抽出烟气经烟囱排空。 由助燃风机B供应燃烧器的燃烧空气； 由急冷风机C供应第17节急冷空气。 在第1921节窑顶部、下部各设置一抽热风口，第21节为主抽风口，由抽风机E抽出热风部分送入窑下面干燥器(在窑下干燥器的第19节一侧窑墙设置一

7、进热风口)，其余热风经烟囱排空。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算在第24节窑顶部、底部各设置一排风扇，以45向窑内吹入冷空气。 热交换风机G将冷空气送入热交换器，空气被加热后送入窑下干燥器(在窑下干燥器的第3节一侧设置一进气口)，在干燥器第1节一侧设置一抽风口，由干燥器抽风机F抽出废气经烟囱排出；在干燥器第24节一侧设置吹冷风机。 在第518节，节之间辊道上、下方各设置挡板，上方采用耐火纤维板吊挂，下方用高铝砖砌筑；12节、16节在靠近窑尾处再增设一挡板。 在进窑口，第3节靠近窑尾处，第3、4节，18、19节，21、22节，节之间设置闸板。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算2 . 燃烧系统

8、(1)烧嘴设置 在第516节和第18节，每节分别在辊上、下各设置两对烧嘴，辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列。 在辊道上方每个燃烧器对侧窑墙分别设置一个火焰观察孔。 (2)煤气输送装置 煤气由升压风机升压，通过管道、阀门、总管煤气处理系统，送至各节烧嘴，助燃空气由风机通过管道、阀门送至烧嘴。 总管煤气处理系统： 汽水分离器过滤器过滤器调压器。 煤气总管尺寸，参考引进窑尺寸，考虑本厂煤气热值较低及为了较好稳定煤气压力，内径选取偏大值，故内径取200mm。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3. 温度控制系统 (1)热电偶设置 在第516节和第18节，每节分别在窑顶中部插入一根热电偶及一侧窑墙中部

9、的辊下方插入一根热电偶，第2、4、7、1921节，在窑顶插入一根热电偶，在窑下干燥器第2、22节一侧窑墙辊上方各设置一热电偶。 (2)烧嘴控制装置 热电偶DDZ型电动单元组合仪表(变送、调节、显示) 空气手动阀电动调节阀球阀煤气手动阀比例调节器球阀 经电动调节阀调节后的空气信号输送到比例调节器，实现对空气和煤气管道按预定值进行比例调节，保证窑内氧化气氛 烧嘴陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算第1216节，每节由两套控制装置分别控制辊上、下烧 嘴的供气量，辊上4个烧嘴一套，辊下的4个烧嘴为一套。 在第511节，第18节，每节由一套控制装置控制该节 所设置的全部8个烧嘴。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉

10、的设计计算3急冷系统、余热利用系统温度控制装置 控制装置设置如下： 热电偶DDZ型电动单元组合仪表(变送、调节、显示) 空气电动调节阀手动阀控制区域 在窑第17节、21节的温度控制各由一套控制装置控制。 4温度控制系统各仪表选型 热电偶：高温区：铂铑铂热电偶，WRP130S， L750mm 低温区：镍铬镍硅热电偶，WRN122K， L750mm 温度调节采用肇庆仪表厂开发的RM40型智能温度调节器。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算4 . 检查处理系统。 第13节，每节分别在两侧辊上、下各设一对检查处口， 上、下对侧互相错开； 第4节、17节在两侧辊下方各设置一个检查处理口，位置 靠 近窑尾

11、方向； 第516节和第18节，每节分别在辊下方设置一个检查处 理 口，对侧错开； 第1923节，每节分别在两侧下方各设置3个检查处理口， 对侧相对。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算5. 传动系统 传动机构采用链轮链条传动，并采用分段带动统一传动的传动方式 辊棒与传动系统的联接方式采用托轮摩擦式。 辊子自由地放在窑墙外侧的两只托轮上，辊子传动端放在两只传动摩擦托轮上，全窑设置两台电机(配无级变速器)，其中一台备用，一台带动一条贯穿窑头、尾的传动轴，传动轴通过7个圆柱蜗杆减速器分别带动每段链条，从而带动传动托轮，通过摩擦传动使其上的辊子转动。 每段设置一链条张紧装置。 全窑还设置一台直流电机，以

12、便在停电时带动传动轴，避免辊子在高温下变形。 在第9节处设置手动离合器，将传动轴分成两段，以便在特殊情况下停止第16节传动系统的运转。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算(1)传动链、减速器选型、齿轮齿数确定 链条、齿轮齿数选取完全依照引进窑，因此省略设计计算，主要参数见表3-2。表3-2 传动链选型电机与传动轴传动 传动轴与 减速器传动 减速器与传动摩擦辊子传动 链条选型 TG190 TG127 TG127 主动轮齿数 30 30 20 从动轮齿数 30 20 11张紧装置齿轮齿数 18陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算减速箱选型：圆柱蜗杆减速器WS80-30-，i1/30。 摩擦传动轮直径取

13、42mm。 无级变速器电机输出端至陶瓷辊筒总传动比： 无级变速的输出转速：33.3150r/min 线速度：397.31789.8mm/min， 即制品运行时间范围：128.528.5min；烧成周期72min；主动轴转速：59.5rmin。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算(2)电机选型 JF02-42-4/A301型电机，功率4kW配FRC3R(立2)齿轮链无级变速器。 输入轴转速：1440rmin； 输出端减速装置传动比：i1/10.2； 输出轴转速Nmax150r/min，Nmin33.3rmin； 输出功率：Pmax3.9KW， Pmin2.01kW； 直流机选型：AR50、2dDC

14、、0.66kW。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算(3)辊棒选型 刚玉莫来石质辊棒，高温荷重软化温度：1550 长度：2316mm；外径：40mm。 (4)确定辊距 辊距200366.7(mm) 考虑到每节长2120mm，辊距定为53mm，每节装40根棒。 (5)设置进砖砖距控制装置，设置对主传动轴进行探测， 显示的装置。 (6)传动报警：在窑头、尾各设置一激光探测器，对制品在运行过程中发生堵塞现象报警。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.5 窑体材料 整个窑体由金属支架支承 窑体外壳除第48节的顶部外，都由金属板构成 第24节全部由金属板及支架构成。 支承钢架结构仿制引进窑，省略设计

15、计算。窑体材料的选择如表33所示。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算表3-3 窑体材料的选择1.窑前段（12节）(1)底部及下侧壁 材 质使用温度/密度/ gcm-3 导热系数/ W/(m) -1 厚/mm 隔热层 耐火混凝土 900 0.350.81 (20400 )膨胀缝矿渣棉 700 0.012 0.45(20 ) (2)顶部及上侧壁(内壁:金属板)隔热层矿渣棉 700 0.012 0.45(20 ) (3)中间辊筒部位孔砖轻质高铝砖(PM)-1.0 1300 1.0 0.66+8l0-5t填充层硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.10.3 2.冷却段(1923节)(1)底部及下侧

16、壁隔热层耐火混凝土 900 0.350.81 (20400 )膨胀缝矿渣棉 700 0.012 0.45(20 ) (2)顶部及上侧壁(内壁：金属板)隔热层矿渣棉 700 0.012 0.45(20) 材 质使用温度 密度/ gcm-1 导热系数/ W/(m) -1 厚/mm (3)中间辊筒部位孔砖轻质高铝砖 1300 1.00.66+810-5t填充层陶瓷棉 1250 0.07 0.10.3 3.预热段、急冷区、过渡区(411 1718节： (1)底部耐火层轻质高铝砖 1300 1.0 0.66+810-5t 65隔热层硅藻土砖 900 161膨胀缝硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.

17、10.3 10 (2)顶部:使用悬挂式吊顶结构耐火层轻质高铝砖 1300 1.00.66+810-5t 300隔热层蛭石 800 0.1 0.0520.058膨胀缝硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.10.3 150 (3)侧部耐火层轻质高铝砖 1300 1.0 0.66+810-5t 113隔热层硅酸铝耐火纤维束 1350 0.3 0.10.2 197检查处理口轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+810-5t压顶砖 (4)烧嘴周围耐火层轻质高铝砖 1400 1.20.66+8810-5t隔热层温石棉 600 2.3 0.07 (5)中间辊筒部位耐火层(孔砖)轻质高铝砖 1400 1

18、.2 0.66+810-5t填充层陶瓷棉 1350 0.07 0.10.3 (6)膨胀缝及结合处膨胀缝硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.10.3节间弹性连接硅酸铝耐火纤维板 1350 0.3 0.10.2 4烧成带(1216节) (1)底部 耐火层轻质高铝砖(PM-1.0) 1400 1.00.66q-810-5t 130 隔热层硅藻土砖 900 0.350.81 130硅酸铝耐火纤维束 1350 0.2 0.10.3 100 (2)顶部：采用悬挂式吊顶结构耐火层轻质高铝砖 1400 1.0 0.66+810-5t 300隔热层蛭石 800 0.1 0.0520.058 材 质使用温度

19、/ 密度/ gcm-3导热系数/ W/(m) -1厚度/mm硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.10.3 150(3)侧部耐火层轻质高铝砖(PM)-1 1400 1.00.66+810-5t 113 隔热层硅酸铝耐火纤维毡 1350 0.3 0.10.2 119硅酸铝耐火纤维束 1350 0.2 0.10.3 78检查处理口轻质高铝砖 1400 1.20.66+810-5t压顶砖(PM)-1.2 (4)烧嘴周围耐火层轻质高铝砖 1400 1.2066+810-5t隔热层温石棉 600 2.3 0.07 (5)中间辊筒部位耐火层(孔砖)轻质高铝砖(PM)-1.2 1400 1.20.66+

20、810-5t填充层硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.10.3 (6)膨胀缝及结合处膨胀缝硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.10.3节间弹性连接硅酸铝耐火纤维毡 1350 0.3 0.10.23.1.6 燃料燃烧计算 1空气量(标准情况下) 当QDw5233.8kJ/m3时，用经验公式： 理论空气量： (m3空气/m3煤气) 取空气过剩系数=1.15 实际空气量：VaVa0=1.15 1.091.25(m3/m3煤气) 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算2烟气量(标准情况下) 当QDw5233.8kJ/m3时，用经验公式： 理论烟气量 (m3烟气/m3煤气) 实际烟气量:Vg=1

21、.91+(1.15-1.0) 1.092.07(m3/m3煤气)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3燃烧温度理论燃烧温度 已知tatf=20 ca1.30(kJ/m3)，cf1.32kJ/(m3) 设tth=1500，查有关表得cf1.635kJ(m3) 求得温度与假设温度相对误差： ，所设合理，取高温系数0.85，实际温度tp0.851564=1329 ，比要求温度1245高出84，基本合理。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.7 热平衡计算 热平衡计算 预热带、 烧成带热平衡计算 冷却带热平衡计算 仅以预热带、烧成带热平衡计算为例来说明其计算方法，冷却带热平衡计算在此略去。 预热带、

22、烧成带热平衡计算的目的：求出燃料消耗量。 热平衡计算必须选定计算基准： 这里时间以1h为计算基准，0作为基准温度。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算一、 热收入项目 第13节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热，所以13节不列入热平衡计算中，但是计算时，应以第3节坯体计算坯体带入显热，以第4节烟气温度值计算烟气带走显热。 1.坯体带入显热Q1 取烧成灼减5 入窑干制品质量 (kg/h) 入窑制品含自由水2，湿基制品质量 (kg/h) 制品入窑第4节时温度t1250， 入窑制品比热容c1=0.84+2610-5250=0.905kJ(kg) QlGlclt1=799.8 0.905 2501809

23、55kJ/h陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算2燃料带入化学热及显热Qf 煤气低热值QDW=5233.8kJm3 入窑煤气温度t120， 20时煤气比热容cf=1.32kJ/(m3) 设煤气消耗量为xm3/hQfx(QDW+cftf) x(5233.8+1.32 20)5260.2x(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3助燃空气带入显热Qa 助燃空气温度ta=20， 20时空气比热容ca1.30kJ/(m3) 助燃空气实际总量Va总Vax1.25x(m3/h) QaVa总cata=1.25x 1.3 20=32.5J(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算4预热带漏入空气带入显

24、热Qa 取预热带空气过剩系数g2.0，漏入空气温度ta20，ca=1.3 漏入空气总量Vax(g-)Va0 x(2.0-1.15)1.09=0.93x(m3/h) Qa=Vacata=0.93x 1.3 2024.2x(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算二、 热支出项目 1产品带出显热Q2 烧成产品质量G3Gl95=783.8 95744.6(kg/h) 制品出烧成带(第16节)温度t21245 制品平均比热容c2=0.84+2610-512451.16kJ/(kg) Q2G3c2t2=744.61.1612451075351(kJ/h) 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算2窑体散失

25、热 将计算窑段分为两部分： 第411节：4001000，取平均值700； 第1216节：10001245，取平均值1123。 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算第411节：窑外壁表面平均温度40，窑内壁平均温度700a窑顶：高铝砖导热系数砖0.706W/(m)，厚度10.3m耐火纤维导热系数纤0.2W(m)，厚度20.15m 热流 (W/m2)窑顶散热面积 m2 Q顶56230.84 3.662395(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算b窑墙高铝砖平均导热系数砖0.713W/(m)，厚度10.113m耐火纤维平均导热系数纤0.15W/(m)，厚度20.197m 热流 W/m2 一侧窑

26、墙散热面积 m2 二侧窑墙散热量Q墙2448.720.873.667423(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 c窑底：在窑下面与干燥器间装有100mm厚耐火纤维起保温作用。高铝砖导热系数砖0.715W(m)，厚度1=0.065m硅藻砖导热系数硅0。214W/(m)，厚度2=0.13+0.0310.161m耐火纤维导热系数纤0.15W(m)，厚度3=0.10m 热流 (w/m2) 窑底散热面积 m2 Q底437.1 30.84 3.648529(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算第1216节：窑外壁表面平均温度取80，窑内壁平均温度1123 a窑顶： 高铝砖导热系数砖0.7

27、35W/(m)，厚度10.3m 耐火纤维导热系数纤=0.25W/(m)，厚度2=0.15m 热流 (wm2) 窑顶散热面积 m2 Q顶1034.7 19.28 3.6=71816(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 b窑墙：高铝砖平均导热系数砖0.74W/(m)，厚度10.113m耐火纤维导热系数纤0.25W/(m)，厚度2=0.197m 热流 (w/m2) 一侧窑墙散热面积 (m2)二侧窑墙散热量 Q墙2 110813.073.6=104267(kJ/h) 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算c窑底： 在窑下面与干燥器间装有100mm厚耐火纤维起保温作用。 高铝砖导热系数砖0.74W

28、(m)，厚度1=0.13m 硅藻砖导热系数硅0.4W/(m)，厚度2=0.13m 耐火纤维导热系数纤0.2W(m)，厚度3=0.10m 热流 (w/m2) 窑底散热面积 (m2) Q底104219.283.672323(kJh)窑体总散热量：Q362395+67423+48529+71816+104267+72323 426753(kJ/h) 3物化反应耗热Q4 自由水蒸发吸热Ow 自由水质量GwG2-G3799.8-783.8=16.0(kg/h) 烟气离窑温度tg=400 QwGw(2490+1.93tg) 16 (2490+1.93 400) 52192(kJh) 陶瓷窑炉与设计第三章窑

29、炉的设计计算 其余物化反应热Qr 用A12O3反应热近似代替物化反应热 入窑干制品质量G1=783.8kg/h，A12O3含量20 QrG1 2100 A12O3 783.8 210020 329196(kg/h) 故Q452193+329196381389(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 4烟气带走显热Qg 离窑烟气总量VgVg0+(g-)Va0 x 1.91+(2-1) 1.09x3x(m3h) 烟气离第4节窑温度tg400，400时烟气比热容cg1.5(kJ/m3) QgVgcgtg3x1.45 4001740 x(kJ/h)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算5其他热损失Q

30、5 根据经验占热收入的5 Q5(Q1+Qf+Qa+Qa) 0.05 (180955+5260.2x+32.5x+24.2x)0.05 9048+265.8x陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算三、热平衡方程 Q1+Qf+Qa+QaQ2+Q3+Q4+Qg+Q5 180955+5260.2x+32.5x+24.2x 1075351+426753+381389+1740 x+9048+265.8x 解得x517m3/h 每小时烧成产品质量为744.6kg/h故：公斤产品热耗=(5175233.8)/744.63634(kJ/kg)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 热收入 热支出 项目kJ/h 项目

31、kJh 坯体带入显热1809556.18产品带出显热 107535136.72燃料化学热及显热271952392.82窑炉散失之热 42675314.57助燃空气显热168030.57物化反应热 38138913.02漏入空气显热125110.43烟气带走显热 89958030.7l其他热损失 1464745.00 总计2929792100.00 总计 2929547100.00表3-3 预热带、烧成带热平衡表陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.8 烧嘴的选择 考虑到该厂已有引进窑，选用WElKO公司HS20000型烧嘴，它由煤气喷嘴、助燃空气喷嘴和烧嘴砖组成。 煤气节流孔板孔径：烧成带

32、第1216节，取直径8.7mm；预热带第511节，取直径5.6mm。 空气喷嘴瓷管内径：烧成带第1216节，取直径6.5mm；预热带第511节，取直径4.5mm。 烧嘴砖耐火材料选用：莫来石轻质高铝砖，最高使用温度1420，密度1.2g/cm3。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算3.1.9 管道计算、阻力计算、风机选型一、 计算抽烟风机的管道尺寸、阻力损失，对风机选型管道尺寸排烟系统需排除烟气量： VgVg0+(g-1)V0 x1.91+(2.0-1)1.095171551m3/h 烟气在金属管中流速w，据经验数据取w10m/s。 烟气抽出时实际体积V： VVg(273+400)/273155

33、1673/2733824m3/h1.06(m3/s)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算总烟管尺寸 内径 (m)总管内径取直径为360mm，长度4m。分烟管尺寸分管流量VV/33824/3=1275m3/h0.35(m3/s) 内径 (m)分管内径取210mm，长度为3.2m 支管尺寸支管流量VV/61.06/60.177(m3/s) 内径(m)支管内径直径150mm，顶部支管长定为1.1m，两侧支管长定为0.5m。 热交换器 热交换管选直径83mm3.5mm无缝钢管，内径d交76mm，长度取2m。 考虑粉尘阻塞与热交换的需要，流速w交取2m/s。热交换管条数 (条) 热交换管条数取118条。

34、热交换管外表面积S3.140.083211861.5(m2)，引进窑热交换管外表面积为3.140.032239779.8(m2)，(79.8-61.5)/79.810023，新窑热交换表面积比引进窑少23，但新窑需热交换量比引进窑少35以上，取118条能满足要求。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 (2)阻力计算 料垛阻力hi 根据经验每米窑长料垛阻力为0.5Pa。 设0压在1112节交界处，则hi=(7+0.5)节2.13m/节0.5Pa8Pa。位压阻力hg。 烟气从窑炉至风机，高度升高H1.8m，此时几何压头为烟气流动的动力即负位压阻力，烟气温度400，hg-H(a-g)g =-1.8(1

35、.29273/(273+400)-1.30273/(273+400) 9.8 -11.9Pa 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算局部阻力he 局部阻力由表3-4查得： 烟气从窑炉进入支管：11 支烟管进入分烟管： 2=1.5 并90急转弯： 31.5 分管90急转弯： 41.5分管90圆弧转弯： 50.35 (r/d2) 分管进入总管： 61.5 并90急转弯： 71.5 进入交换管： 80.28 陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算阻力类型局部阻力系数公式中用的速度 说 明突然扩大1-(AG/AL)2小管道截面平均流速 AL为小管通道截面积，AG为大管通道截面积，以下同逐渐扩大 1-(AL/A

36、G)2sin 同上为扩大部分两边组成的夹角突然缩小0.51-(AL/AG)2 同上圆滑转90弯r/d W1=W2r为曲率半径d为管道直径w1为进口流速w2为出口流速0.61.5 0.40.3 5 0.2急转90弯 1.52.0 同上急转45弯 0.5 同上90均匀分流 1 主流速度90等量合流 1.5 同上180均匀分流 1.5 同上180等量合流 23 同上烟道闸板(AG/0.7AL) - 12WGWG为遇闸板前大通道截面处的气体流速圆滑小孔进口0.10.25WGWG为进小孔前大通道截面处的气体流速表34局部阻力系数为简化计算烟管中烟气流速均按l0m/s计烟气温度均按400计，虽在流动过程中

37、烟气会有温降，但此时流速会略小，且取定的截面积均比理论计算的偏大，故按此值算出的局部阻力只会略偏大，能满足实际操作需要。 he(1+1.5+1.5+1.5+0.35+1.5+1.5) (102/2) 1.3273/(273+400)+0.28(22/2) 1.3273/(273+400)=233.6(Pa)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算摩擦阻力hf 摩擦阻力系数：金属管取10.03，热交换管取20.05(粉尘粘壁严重)。 烟囱阻力忽略不计(可由本身几何压头来克服)。风机应克服总阻力h总hi+hg+he+hf8+(-11.9)+233.6+25.5255.2(Pa)陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的

38、设计计算 (3)风机选型为保证正常工作，取风机抽力余量0.5。 所以选型应具备风压：H=(1+0.5)255.2382.8(Pa) 流量取储备系数为1.5 风机排出烟气平均温度250。 Q=1.5Vg(273+250)/273 = 1.51551(273+250)/273 4457(m3/h)选用风机时应考虑窑炉有时空气、煤气比例失调，大量增加烟气量，增大抽风阻力，热交换器粉尘阻塞，造成较大阻力，选型时全风压留有较大余地。所选风机见表3-5。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 项目 抽烟 助燃 急冷 抽热风管道尺寸 /mm总管400,分管210，支管150总管300直径200总管400，分管2

39、00风机代号 抽烟风机A助燃风机B急冷风机C抽热风机E风机名称高温离心通风机高压离心通风机高压离心通风机高温离心通风机风机型号W5-481-11 No5.55-29 No6.59-26-1 No4W5-481-11 No5.5全风压/Pa 1405 8050 3930 1405表3-5 窑主体系统管道尺寸、风机型号规格 风量/m3h-1 8060 5763 2198 8060电机型号Y120M-2Y160L-2Y132S1-2Y120M-2功率/kw 22 18.5 5.5 22转速/rmin-1 2900 3150 2900 2900传动方式 C C A C出口方向 右O 右270 左270

40、 右270外形尺寸940813117592712723质量/kg(不带电机) 214.5 62二、 其他系统管道尺寸确定、风机选型 结合本窑具体情况和已经计算出来的抽烟系统的数据来确定其他系统的风管尺寸、风机型号。 省略风量计算、阻力计算。陶瓷窑炉与设计第三章窑炉的设计计算 表3-6 其他系统管道尺寸、风机型号规格 系统 窑前抽风 热交换 干燥抽风 干燥吹风管道尺寸/mm 直径300 直径400 直径550风机代号窑前抽风机D热交换风机G干燥抽风机F干燥吹冷风机风机名称锅炉离心引风机离心通风机锅炉离心引风机离心通风机风机型号Y4-70No5 4-72 No6 Y5-47 No8 4-72 No

41、3全风压/Pa 1100 1800 2580 1150风量/m3h-1 5400 8520 15430 1710电机型号 Y112M-2 JO2-51-4 JO2-71-4 JO3-80-1功率KW 4 7.5 22 1.1转速/rmin-1 2180 1800 1820 2900传动方式 C C C A出口方向 90 90 90 右90外形尺寸7909009148289641169170111911485455540450质量/kg(不带电机) 160 366 750 20school of materials science and engineering S U S T陶瓷窑炉与设计第二章辊道窑冷却带：冷却带由急冷、缓冷、尾冷三部分组成， 冷却带占辊道窑总长的比例，是按照陶瓷墙地砖冷却制度要求和产品出窑温度不能太高的思路来定的。