窯爐畢業(yè)設(shè)計---96米焦?fàn)t煤氣隧道窯

1、<p>　　《窯爐課程設(shè)計》說明書</p><p>　　題目：日產(chǎn)20000件花瓶隧道窯設(shè)計</p><p><b>　　一 前言</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，陶瓷工業(yè)在人民生產(chǎn)、生活中都占有重要的地位。陶瓷的發(fā)展與窯爐的改革密切相關(guān)，一定結(jié)構(gòu)特點的窯爐燒出一定品質(zhì)的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐

2、是獲得性能良好制品的關(guān)鍵。</p><p>　　陶瓷窯爐可分為兩種:一種是間歇式窯爐,比如梭式窯;另一種是連續(xù)式窯爐,比如隧道窯。隧道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而隧道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。所以，隧道窯是當(dāng)前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進窯型，在我國已得到越來越廣泛的應(yīng)用。</p>&l

3、t;p>　　燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，與此同時，燒成也由窯爐的窯型決定。</p><p>　　在燒成過程中，溫度控制是最重要的關(guān)鍵。沒有合理的燒成控制，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都會很低。要想得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量，首先要有符合產(chǎn)品的燒成制度。然后必須維持一定的窯內(nèi)壓力。最后，必須要維持適當(dāng)?shù)臍夥?。這些要求都應(yīng)該遵循。</p><p>　　在高考之

4、后我曾在廣東惠好陶瓷廠做過一個多月的臨時工，由于當(dāng)時并不知道我現(xiàn)在會學(xué)習(xí)有關(guān)窯爐的有關(guān)知識，以至于在那時候并沒有對陶瓷廠的設(shè)備有過多的認(rèn)真學(xué)習(xí)。不過由于我有對陌生事物是好奇而會去了解，所以到現(xiàn)在還依稀記得一些有關(guān)當(dāng)時的窯爐。該廠使用的窯爐有隧道窯和輥道窯，隧道窯窯長近200米，內(nèi)寬2米多，高近2米。且利用余熱干燥生坯，熱效率高，溫度控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定，傳動用窯車軌道傳動，傳動平穩(wěn)，維護方便，便于調(diào)節(jié)，控制靈活。通過對其窯爐結(jié)構(gòu)和控制的了解，

5、借鑒其經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)代窯爐的發(fā)展情況，本次設(shè)計的隧道窯總長96米，內(nèi)寬2.5米，燒成溫度是11210攝氏度，燃料采用焦?fàn)t煤氣。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前言………………………………………………………………………………………1</p><p>　　2 設(shè)計任務(wù)與原始資料……………………………………

6、………………………………4</p><p>　　3 窯體主要尺寸的確定……………………………………………………………………5</p><p>　　3.1 裝車方法…………………………………………………………………………</p><p>　　3.2 窯車尺寸的確定…………………………………………………………………</p><p>　　3.3 窯

7、主要尺寸的確定…………………………………………………………………</p><p>　　3.4 各帶長度的確定</p><p><b>　　3.5 推車時間</b></p><p>　　4 燒成制度的確定…………………………………………………………………………</p><p>　　5 工作系統(tǒng)的確定………………………………

8、…………………………………………</p><p>　　5.1燃燒系統(tǒng)…………………………………………………………………………</p><p>　　5.2排煙系統(tǒng)…………………………………………………………………………</p><p>　　5.3其他附屬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………</p><p>　　5.3.1

9、 事故處理孔…………………………………………………………………</p><p>　　5.3.2 測溫測壓孔及觀察孔………………………………………………………</p><p>　　5.3.3 膨脹縫………………………………………………………………………</p><p>　　5.3.4 擋墻…………………………………………………………………………

10、</p><p>　　5.3.5 窯體加固鋼架結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………</p><p>　　6 燃料及燃燒計算……………………………………………………………………………</p><p>　　6.1 空氣量的計算……………………………………………………………………</p><p>　　6.2 煙氣量的計算………

11、……………………………………………………………</p><p>　　6.3 理論燃燒溫度的計算………………………………………………………………</p><p>　　7 窯體材料及厚度的確定……………………………………………………………………</p><p>　　8 熱平衡計算…………………………………………………………………………………</p><

12、;p>　　8.1 預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡計算…………………………………………………</p><p>　　8.1.1 熱平衡計算基準(zhǔn)及范圍………………………………………………………</p><p>　　8.1.2 熱平衡框圖……………………………………………………………………</p><p>　　8.1.3 熱收入項目…………………………

13、…………………………………………</p><p>　　8.1.4 熱支出項目……………………………………………………………………</p><p>　　8.1.5 列出熱平衡方程式……………………………………………………………</p><p>　　8.1.6 列出預(yù)熱帶燒成帶熱平衡表…………………………………………………</p><

14、;p>　　9 冷卻帶熱平衡………………………………………………………………………………</p><p>　　9.2.1 熱平衡計算基準(zhǔn)及范圍………………………………………………………</p><p>　　9.2.2 熱平衡框圖……………………………………………………………………</p><p>　　9.2.3 熱收入項目……………………………

15、………………………………………</p><p>　　9.2.4 熱支出項目……………………………………………………………………</p><p>　　9.2.5 列出熱平衡方程式……………………………………………………………</p><p>　　9.2.6 列出冷卻帶熱平衡表…………………………………………………………</p><

16、p>　　10 燒嘴的選用…………………………………………………………………………………</p><p>　　11總結(jié)…………………………………………………………………………………………</p><p>　　12參考文獻……………………………………………………………………………………</p><p>　　二 設(shè)計任務(wù)與原始資料</p><p&

17、gt;　　2.1 課程設(shè)計的目的與任務(wù)</p><p>　　本課程的目的是對學(xué)生學(xué)習(xí)《熱工過程及設(shè)備》課程的最后總結(jié)，學(xué)生通過課程設(shè)計將能綜合運用和鞏固所學(xué)知識，并學(xué)會如何將理論知識和生產(chǎn)實踐相結(jié)合，去研究解決實際中的工程技術(shù)問題，本設(shè)計的任務(wù)主要是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計與繪圖的基本技能，初步掌握窯爐設(shè)計的程序、過程與內(nèi)容。</p><p>　　2.2 設(shè)計基本要求</p><p

18、>　　2.2.1課程設(shè)計應(yīng)當(dāng)成為創(chuàng)造性勞動，應(yīng)表達出自己的設(shè)計思想，而不是簡單地照搬現(xiàn)成的資料，獨立思考完成，杜絕抄襲往屆的課程設(shè)計。</p><p>　　2.2.2 窯爐結(jié)構(gòu)和工作系統(tǒng)合理，設(shè)計計算正確，獨立完成，大膽創(chuàng)新</p><p>　　2.2.3 圖紙：清晰干凈，制圖規(guī)范，尺寸齊全；圖紙文字一律仿宋字體，各字體大小參考機械制圖書；圖紙上墨。</p><p

19、>　　2.2.4 設(shè)計圖紙范圍：窯體結(jié)構(gòu)圖，窯體主要斷面圖。</p><p><b>　　2.3 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　日產(chǎn)20000件花瓶焦?fàn)t煤氣隧道窯設(shè)計</p><p><b>　　2.4 原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　花瓶坯體組成（%）<

20、/b></p><p><b>　　圖表1 胚體組成</b></p><p>　　產(chǎn)品尺寸：Φ200*160 產(chǎn)品質(zhì)量2.8公斤/件；</p><p><b>　　入窯水分：〈1%</b></p><p><b>　　產(chǎn)品合格率：95%</b></p>&

21、lt;p>　　燒成制度：燒成周期：15小時，最高燒成溫度：1210℃（溫度曲線自定）</p><p>　　窯具：SiC棚板、SiC支柱，尺寸自定</p><p>　　三 窯體主要尺寸的確定</p><p><b>　　3.1 裝車方法</b></p><p>　　由于產(chǎn)品單一，為了便于裝車和便于控制和測量溫度及氣氛

22、，采用順序多層次裝車方案：沿長度方向上裝3列棚板，沿寬度方向上裝4排棚板，高度方向上裝4層。</p><p>　　3.2 窯車尺寸的確定</p><p>　　取制品與制品間間距為50mm，棚板間間距為50mm。</p><p>　　取棚板規(guī)格為750*750*25mm。</p><p>　　取支柱規(guī)格為Φ50*175mm。</p>

23、<p>　　窯車車面尺寸為：長 Lc=750*4+3*50=3150mm，</p><p>　　寬 Lb=750*3+50*2=2350mm。</p><p>　　3.3 窯主要尺寸的確定</p><p>　　取最高層制品與窯頂間間距為100m。</p><p>　　窯內(nèi)高：H=4*（175+25）+100=900mm。<

24、/p><p>　　取車臺面高為400mm。</p><p>　　窯高：400+H=1300mm。</p><p>　　取窯車也窯墻間距為75mm。</p><p>　　窯內(nèi)寬：B=750*3+50*2+75*2=2500mm。</p><p>　　為改善窯內(nèi)傳熱，使制品在燒成帶受熱均勻。燒成帶窯內(nèi)寬加寬300mm，取280

25、0mm。</p><p>　　全窯制品數(shù)：G==13158件。</p><p>　　依據(jù)棚板規(guī)格，每塊棚板裝9件制品，制品間間距50mm</p><p>　　每車制品數(shù)：Gc=9*3*4*4=432件。</p><p>　　裝窯密度：ρ==137.14件/米。</p><p>　　窯內(nèi)存車數(shù)：Nc==30.46輛，取3

26、0輛。</p><p>　　窯的有效長度：L=30*3.15=95.94m，實際長度取96m。</p><p>　　3.4 各帶長度的確定</p><p>　　預(yù)熱帶：Ly=96=35.2米，實際取35米。</p><p>　　燒成帶：LS=96=19.2米，實際取20米。</p><p>　　冷卻帶：LL=96-35

27、-20=40米。</p><p><b>　　3.5 推車時間</b></p><p>　　每車用時：=30min。</p><p>　　設(shè)室內(nèi)1/3的窯車數(shù)為備用車，則共需窯車數(shù)為30+10=40輛。</p><p><b>　　四 燒成制度的確定</b></p><p>

28、<b>　　制定溫度曲線</b></p><p>　　圖表2 燒成溫度曲線</p><p>　　五 工作系統(tǒng)的初步確定</p><p><b>　　5.1 燃燒系統(tǒng)</b></p><p>　　在燒成帶12-16號車位設(shè)5對燒嘴，均勻分布且呈交叉設(shè)置。助燃空氣不事先預(yù)熱，由助燃風(fēng)機直接抽取車間的室內(nèi)

29、空氣。</p><p><b>　　5.2排煙系統(tǒng)</b></p><p>　　在預(yù)熱帶2-10號車位設(shè)9對排煙口，每車位一對交叉排列，煙氣通過排煙孔到窯墻內(nèi)的水平煙道，由3、6、9號車位的垂直煙道經(jīng)窯頂?shù)慕饘俟艿乐僚艧煓C，然后由鐵皮煙囪排出至大氣。排煙機與鐵皮煙囪皆設(shè)于預(yù)熱帶窯頂?shù)钠脚_上。</p><p>　　在冷卻帶的第17-24車位處設(shè)有

30、21米長的間壁急冷段，由間壁上的7對小孔直接吸取車間冷空氣。同時，在同一段的窯頂有一段15米長的急冷風(fēng)口，將排出去的熱空氣經(jīng)窯頂上的金屬管道送往預(yù)熱帶坐氣幕。自26-29號車位設(shè)有4對熱風(fēng)抽出口，每車位對應(yīng)一對。</p><p>　　5.3其他附屬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　5.3.1 事故處理孔</p><p>　　事故處理孔下面應(yīng)與窯底面平齊，以便于清除出落

31、在窯底上的碎片。事故處理孔尺寸為：寬500毫米，高1250毫米，分別設(shè)在18號車位和34車位。</p><p>　　5.3.2  測溫孔及觀察孔</p><p>　　測溫孔及觀察孔在燒成曲線的關(guān)鍵處設(shè)置測溫孔，低溫段布稀點，高溫處密點，以便于更好地了解窯內(nèi)各段的溫度情況。觀察孔是為了觀察燒嘴的情況。</p><p><b>　　5.3.3 測壓孔

32、</b></p><p>　　壓力制度中零壓面的位置控制特別重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶交接面附近。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大，有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過多移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過大，延長了燒成周期，消耗了燃料。本設(shè)計以觀察孔代替測壓孔。</p><p><b>　　5.3.

33、4 膨脹縫</b></p><p>　　窯體受熱會膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，為避免窯體開裂，擠壞，必須留設(shè)膨脹縫。分別在4、8、11、14、16、18、21、24、29號車位設(shè)置20mm的膨脹縫。</p><p>　　5.3.5窯道檔板和擋火墻</p><p>　　窯道上的檔板和擋火墻可以起到窯內(nèi)氣體的上下和水平導(dǎo)流、調(diào)整升溫曲線、蓄熱輻射及截流作用。檔板

34、負(fù)責(zé)對窯內(nèi)上半窯道的控制,采用耐高溫硬質(zhì)陶瓷纖維板制成,可以通過在窯頂外部調(diào)整位置的高低。擋火墻負(fù)責(zé)對窯內(nèi)下半窯道的控制,采用耐火磚砌筑,高低位置相對固定。窯道檔板和擋火墻設(shè)置在同一橫截面上。全窯共設(shè)置5對閘板和擋火墻結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置在9-10節(jié)、13-14節(jié)、23-24節(jié)、28-29節(jié)。</p><p>　　5.3.6 鋼架結(jié)構(gòu)</p><p>　　遂道窯鋼架結(jié)構(gòu)起著加固窯體作用，而鋼架本

35、身又是傳動系統(tǒng)的機身。本設(shè)計采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱用2.5t×75×50mm方鋼、上橫梁用2.3t×50×50mm方鋼、下梁用2.5t×100×50mm方鋼。在一節(jié)窯體鋼架中，每側(cè)共有立柱3根，兩頭每個立柱上開有攻M12螺栓節(jié)間聯(lián)接的6個孔。下橫梁每節(jié)共3根，焊在底側(cè)梁上，下橫梁上焊有50×50mm的等邊角鋼作底架，以便在其上擱置底板。上下側(cè)板可用2～3mm

36、鋼板沖壓制成，吊頂梁采用50×50×5mm的等邊角鋼。</p><p><b>　　六 燃料燃燒的計算</b></p><p>　　6.1 空氣量的計算</p><p>　　6.1.1 理論空氣量：V</p><p>　　V=［0.5CO+0.5H2+2CH4+(m+)CmHn+1.5H2S-O2］*

37、</p><p>　　=［0.5*6.8+0.5*57+2*22.3+(m+)*2.9+1.50.2-0.8］*</p><p>　　因為組分CmHn的化學(xué)式不明確，所以采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行計算。</p><p>　　據(jù)Qnet=17.52MJ/Nm3>12.56MJ/Nm3,</p><p>　　所以：V=0.26*-0.25=4.3Nm

38、3</p><p>　　6.1.2 實際空氣量Va</p><p>　　設(shè)空氣過剩量系數(shù)為r=1.25</p><p>　　Va=r* V=5.38（Nm3/ Nm3）</p><p>　　6.2 煙氣生成量的計算</p><p>　　6.2.1 理論煙氣量Vo</p><p>　　Vo=0.2

39、72*+0.25=5.0 Nm3</p><p>　　6.2.2 實際煙氣量V</p><p><b>　　又α===1.25</b></p><p>　　V=Vo+（1.25-1）V=6.075 MJ/Nm3</p><p>　　6.3 燃燒溫度的計算</p><p>　　6.3.1 燃料的成分

40、及熱值</p><p>　　圖表3燃料的成分及熱值</p><p>　　6.3.2 理論燃燒溫度Tth</p><p>　　假定空氣不預(yù)熱t(yī)a=20℃ 此時 Ca=1.30 KJ/Nm3.℃</p><p>　　焦?fàn)t煤氣 tf=20 KJ/Nm3 Cf=1.41 KJ/Nm3</p><p&

41、gt;　　煙氣 tc=1210℃ Cc=1.58 KJ/Nm3</p><p><b>　　則Tth=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1830.9℃</b></p><p>　　相對誤差 ε==

42、33.9%》5%</p><p><b>　　應(yīng)當(dāng)再進行計算：</b></p><p>　　取煙氣 tc=1700℃ Cc=1.65 KJ/Nm3. KJ/Nm3.℃</p><p><b>　　則Tth=</b></p><p><b>　　=</b>

43、;</p><p><b>　　=1753.26℃</b></p><p>　　相對誤差 ε==2%<5%</p><p>　　符合計算要求，即Tth=1753.26℃.</p><p>　　6.3.3 實際燃燒溫度Tp</p><p>　　隧道窯的高溫系數(shù)?。害?0.8</p>

44、<p>　　則Tp=Tth*0.8=1402.6℃</p><p>　　比制品燒成溫度高了192.6℃.</p><p>　　所以，空氣和燃料可不用事先預(yù)熱亦可達到燒成溫度的要求，即先前的假設(shè)是正確可取的。</p><p><b>　　七 窯體材料的確定</b></p><p>　　根據(jù)各帶的溫度對窯墻、窯

45、頂?shù)囊?，考慮磚型及外觀，以及經(jīng)濟等因素，窯體材料的選擇和參數(shù)列于下表：</p><p>　　圖表4 窯體材料材質(zhì)及厚度</p><p><b>　　八 熱平衡的計算</b></p><p><b>　　8.1 計算基準(zhǔn)</b></p><p>　　8.1.1 熱平衡的計算標(biāo)準(zhǔn)：計算時間基準(zhǔn)：1h&

46、lt;/p><p><b>　　計算溫度基準(zhǔn)：0℃</b></p><p>　　8.1.2 熱平衡計算范圍：</p><p>　　預(yù)熱帶和燒成帶，不包括冷卻帶，冷卻帶另外單獨計算。</p><p>　　8.1.3 熱平衡收支圖</p><p>　　Q1=胚體帶入的顯熱</p><p

47、>　　Q2=棚板帶入的顯熱</p><p>　　Q3=產(chǎn)品帶出的顯熱</p><p>　　Q4=棚板帶出的顯熱</p><p><b>　　Q5=窯墻窯頂散熱</b></p><p><b>　　Q6=窯車積散熱</b></p><p><b>　　Q7=物化

48、反應(yīng)耗熱</b></p><p><b>　　Q8=其他熱損失</b></p><p><b>　　Qg=廢氣帶走顯熱</b></p><p><b>　　Q=漏入空氣顯熱</b></p><p>　　Qa=助燃空氣帶入顯熱</p><p>

49、　　Qf=燃料帶入化學(xué)熱及顯熱</p><p>　　圖表5 熱平衡收支示意圖1</p><p><b>　　8.2 熱收入</b></p><p>　　8.2.1 胚體體帶入的顯熱</p><p>　　胚體入窯時的熱數(shù)據(jù)：溫度t1 20℃ </p><p>　　比熱c1 0.9kJ/kg.℃&

50、lt;/p><p>　　每小時入窯干制品的質(zhì)量G1 2400kg/h</p><p>　　則Q1=G1*c1*t1=43197kJ/h。</p><p>　　8.2.2 棚板帶入的顯熱</p><p>　　棚板入窯時的熱數(shù)據(jù)：溫度t2=20℃</p><p>　　比熱c2=0.75 kJ/kg.℃</p>

51、<p>　　每小時入窯棚板的總質(zhì)量G2=1147.5kg/h</p><p>　　則Q2=G2*c2*t2=17212.5kJ/h。</p><p>　　8.2.3 燃料帶入的化學(xué)熱及顯熱Qf</p><p>　　設(shè)每小時需焦?fàn)t煤氣XNm3/h：</p><p>　　燃料的化學(xué)熱數(shù)據(jù)：Qnet=17520kJ/ Nm3；</p

52、><p><b>　　溫度tf=20℃；</b></p><p>　　比熱cf=1.41kJ/ Nm3.℃；</p><p>　　則Qf=X*(Qnet+tf*cf)=X*17548.2kJ/h。</p><p>　　8.2.4 助燃空氣帶入的顯熱Qa</p><p>　　助燃空氣熱數(shù)據(jù)：溫度ta=2

53、0℃；</p><p>　　比熱ca=1.29 kJ/ Nm3.℃；</p><p>　　每小時需助燃空氣量Va=5.38X；</p><p>　　則Qa=Va*ca*ta=X*138.8 kJ/h。</p><p>　　8.2.5 漏入空氣帶入顯熱Q</p><p>　　取預(yù)熱帶煙氣中空氣過剩系數(shù)αg=2.5,；&l

54、t;/p><p>　　取燒成帶燃料燃燒時空氣過剩系數(shù)αf=1.29；</p><p>　　漏入空氣的熱數(shù)據(jù)：溫度t=20℃；</p><p>　　比熱c=1.29 kJ/ Nm3.℃</p><p>　　每小時漏入空氣量V=X*(αg-αf)* V=X*6.9 Nm3/h；</p><p>　　Q= V*c*t=X*178

55、 kJ/h。</p><p>　　8.2.6 氣幕空氣帶入顯熱Qm</p><p>　　用作氣幕的氣體為冷卻段急冷段處抽出來的熱空氣，其帶入的顯熱由冷卻帶熱平衡計算。</p><p>　　Qm=7200*cm*tm =2358000kJ/h.</p><p><b>　　8.3 熱支出</b></p>&l

56、t;p>　　8.3.1 制品帶出顯熱Q3</p><p>　　離開燒成帶制品的熱數(shù)據(jù)：溫度t3=1210℃；</p><p>　　比熱c3=0.92 kJ/kg.℃；</p><p>　　燒成制品質(zhì)量G3=2282.4 kg/h；</p><p>　　則Q3= G3*c3*t3=2540767.7 kJ/h.</p>&l

57、t;p>　　8.3.2棚板帶走顯熱Q4</p><p>　　離開燒成帶棚板的熱數(shù)據(jù):溫度t4=1210℃；</p><p>　　比熱c4=0.80 kJ/kg.℃；</p><p>　　棚板質(zhì)量G4=1147.5kg/h;</p><p>　　則Q4= G4*c4*t4=1110780 kJ/h.</p><p>

58、;　　8.3.3 煙氣帶走顯熱Qg</p><p>　　煙氣包括燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣、預(yù)熱帶從不嚴(yán)密處漏出煙氣，還有用于氣幕的空氣，其中氣幕空氣體積有冷卻帶熱平衡計算：</p><p>　　Vm=72000 Nm3/h.</p><p>　　離窯煙氣熱數(shù)據(jù)：溫度tg=250℃；</p><p>　　比熱cg=1.32 kJ/ Nm3.℃；<

59、;/p><p>　　體積Vg=[V+(αg-1)*V]*X+Vm Nm3/h；</p><p>　　則Qg=Vg*cg*tg=2004.75*X+330*Vm。</p><p>　　8.3.4 窯車積散熱Q6</p><p>　　采用經(jīng)驗計算方法：窯車積散熱占總熱收入的25%。</p><p>　　8.3.5 通過窯墻窯頂

60、散失的熱Q5</p><p>　　因各段窯墻窯頂?shù)闹t材料不盡相同，因此各段散熱應(yīng)加以分別計算。</p><p>　　8.3.5.1 預(yù)熱段</p><p><b>　　窯墻材料熱數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　窯墻厚S1=δ1+δ2+δ3=30+320+450=800mm</p><p>　

61、　溫差t2-t1=900-20=880℃</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ1=43.2，λ2=0.33，λ3=0.7</p><p>　　窯墻面積S1=108.5m2</p><p>　　則熱流量q1===545.5W/m2</p><p>　　窯墻散熱Q1=q1*S1=59186.75 kJ/h.</p><p>&l

62、t;b>　　窯頂材料熱數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　窯頂厚S2=δ1+δ2=150+350=500mm</p><p>　　溫差t2-t1=880℃</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ1=0.073，λ2=0.7</p><p>　　窯頂面積S2=115.5m2</p><p>　　則熱流量q2==

63、=344.45W/m2</p><p>　　窯頂散熱Q1=q2*S2=39784 kJ/h.</p><p>　　8.3.5.2 燒成段</p><p><b>　　窯墻材料熱數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　窯墻厚S1=δ1+δ2+δ3=30+220+500=750mm</p><p>　　溫

64、差t2-t1=1210-20=1190℃</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ1=43.2，λ2=0.105，λ3=0.092</p><p>　　窯墻面積S1=76m2</p><p>　　則熱流量q1===158W/m2</p><p>　　窯墻散熱Q1=q1*S1=12009.5 kJ/h.</p><p>　　窯頂材

65、料熱數(shù)據(jù)：窯頂厚S2=δ1+δ2=200+400=800mm</p><p>　　溫差t2-t1=1190℃</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ1=0.073，λ2=0.092</p><p>　　窯頂面積S2=72m2</p><p>　　則熱流量q2===168W/m2</p><p>　　窯頂散熱Q1=q2*S2=1

66、2088.8kJ/h.</p><p>　　8.3.6 物化反應(yīng)耗熱Q7</p><p>　　入窯水分：<1% 取0.8%</p><p>　　自由水質(zhì)量Gw=0.008*G1=19kg/h。</p><p>　　制品中含Al2O3，r=17.5%</p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗公式：<

67、/b></p><p><b>　　Q7=Qw+Qr</b></p><p>　　=Gw（2490+1.93tg）+Gr*1200*r=212062kJ/h.</p><p>　　8.3.7 其他熱損失Q8</p><p>　　采用經(jīng)驗計算方法，其他熱損失占總熱收入的5%。</p><p>

68、<b>　　8.4 熱平衡方程</b></p><p><b>　　Q收=Q支</b></p><p>　　Q收=Q1+Q2+Qf+Qa+Q=Qg+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8=Q支</p><p><b>　　解得X=</b></p><p><b>　　8.

69、5 熱值收支表</b></p><p>　　圖表6 熱值收支表1</p><p>　　九 冷卻帶熱平衡的計算</p><p><b>　　9.1 計算基準(zhǔn)</b></p><p>　　9.1.1 熱平衡的計算標(biāo)準(zhǔn)：計算時間基準(zhǔn)：1h</p><p><b>　　計算溫度基準(zhǔn)：

70、0℃</b></p><p>　　9.1.2 熱平衡計算范圍：</p><p>　　預(yù)熱帶和燒成帶，不包括冷卻帶，冷卻帶另外單獨計算。</p><p>　　9.1.3 熱平衡收支圖</p><p>　　Q3=胚體帶入的顯熱</p><p>　　Q4=棚板帶入的顯熱</p><p>　

71、　Q9=窯車帶入的顯熱</p><p>　　Q10=冷卻帶末端送入空氣帶入的顯熱</p><p>　　Q11=胚體帶出的顯熱</p><p>　　Q12=棚板等帶出顯熱</p><p><b>　　Q13=窯車積散熱</b></p><p>　　Q14=抽送干燥用的空氣帶走的顯熱</p>

72、;<p>　　Q15=窯墻窯頂散熱</p><p>　　Q16=抽送氣幕熱空氣帶走的顯熱</p><p><b>　　Q17=其他熱損失</b></p><p>　　圖表7 熱平衡收支示意圖2</p><p><b>　　9.2 熱收入項目</b></p><p&g

73、t;　　9.2.1 胚體帶入顯熱Q3</p><p>　　Q3即為燒成帶胚體帶出的顯熱,即：</p><p>　　Q3=2540767.7 kJ/h。</p><p>　　9.2.2 棚板等帶入顯熱Q4</p><p>　　Q4即為燒成帶棚板帶出的顯熱，即：</p><p>　　Q4=1110780 kJ/h。<

74、/p><p>　　9.2.3 窯車帶入顯熱Q9</p><p>　　Q9即為燒成帶窯車帶出顯熱，即：</p><p>　　Q9=Qsum*0.25*0.95</p><p>　　9.2.4 冷卻帶末端送入空氣帶入顯熱Q10</p><p>　　送入空氣熱數(shù)據(jù)：溫度ta=20℃；</p><p>　　

75、比熱ca= 1.29kJ/ Nm3.℃。</p><p>　　送入空氣量Vm= 7200 Nm3/h.</p><p>　　則Q10=Vm*ta*ca=26*Vm= 187200 kJ/h.</p><p><b>　　9.3 熱支出項目</b></p><p>　　9.3.1 胚體帶出顯熱Q11</p>

76、<p>　　出窯制品熱數(shù)據(jù)：溫度t11=80℃；</p><p>　　比熱c11=0.905 kJ/kg.℃</p><p>　　出窯制品的質(zhì)量G11=2281kg/h</p><p>　　則Q11= G11* c11* t11=165166.5 kJ/h.</p><p>　　9.3.2 棚板等帶出顯熱Q12</p>

77、<p>　　棚板的熱數(shù)據(jù)：溫度t12=80℃；</p><p>　　比熱c12 =0.75kJ/kg.℃；</p><p>　　棚板的質(zhì)量G12=1147.5kg/h。</p><p>　　則Q12= G12*c12*t12=68850 kJ/h。</p><p>　　9.3.3 窯車帶走和散失的熱Q13</p>&

78、lt;p>　　采用經(jīng)驗算法，占窯車帶入熱量的55%</p><p>　　Q13=0.55*Q9=0.55* Qsum*0.25*0.95。</p><p>　　9.3.4 抽送干燥用的空氣帶走的顯熱Q14</p><p>　　抽送干燥用的空氣為冷空氣鼓入量Vx，并設(shè)此時空氣溫度為t14=250℃，c14=1.31 kJ/ Nm3.℃.</p>&

79、lt;p>　　則Q14=Vx*c14*t14=327Vx。</p><p>　　9.3.5 窯墻窯頂散失熱Q15</p><p>　　窯墻材料熱數(shù)據(jù)：窯墻厚S1=δ1+δ2+δ3=30+220+200=450mm</p><p>　　溫差t2-t1=1210-80=1130℃</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ1=43.2，λ2=0.7，λ

80、3=1.5</p><p>　　窯墻面積S1=116.85m2</p><p>　　則熱流量q1===2520.5W/m2</p><p>　　窯墻散熱Q1=q1*S1=294527 kJ/h.</p><p>　　窯頂材料熱數(shù)據(jù)：窯頂厚S2=δ=250mm</p><p>　　溫差t2-t1=1130℃</p&

81、gt;<p>　　導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.7 kJ/kg.℃</p><p>　　窯頂面積S2=120.95m2</p><p>　　則熱流量q2===3955W/m2</p><p>　　窯頂散熱Q1=q2*S2=478357 kJ/h.</p><p>　　9.3.6抽送氣幕熱空氣帶走的顯熱Q16</p><p&

82、gt;　　設(shè)每個小孔的氣流量為Vo=800Nm3/h</p><p>　　氣幕空氣的熱數(shù)據(jù)：溫度t16=250℃；</p><p>　　比熱c16=1.31 kJ/ Nm3.℃；</p><p>　　氣幕空氣量Vm=9*Vo=7200 Nm3/h.</p><p>　　則Q16=Vm*c16*t16=2358000 kJ/h。</p&g

83、t;<p>　　9.3.7 其他熱損失Q17</p><p>　　采用經(jīng)驗計算方法，為收入量的5%。</p><p><b>　　9.4 熱平衡方程</b></p><p><b>　　熱收入=熱支出</b></p><p>　　Q3+Q4+Q9+Q10=Q11+Q12+Q13+Q14

84、+Q15+Q16+Q17</p><p><b>　　解得Vx=</b></p><p><b>　　9.5 熱值收支表</b></p><p>　　圖表8 熱值收支表2</p><p><b>　　十 燒嘴的選擇</b></p><p>　　每小時燃料

85、消耗求出為X=173.9 Nm /h ，該窯共設(shè)8對燒嘴。</p><p>　　每個燒嘴的燃料消耗量為：173.9/16=10.87 Nm /h ，查《現(xiàn)代建筑陶瓷工程師手冊》選燒嘴號：DW-I-3型渦流式短焰燒嘴，其生產(chǎn)能力為18 Nm /h，燒嘴前液化氣壓力為800Pa，空氣壓力為2000Pa，與其配合的燒嘴磚厚為230mm。</p><p><b>　　十一 總結(jié)</

86、b></p><p>　　通過為期三周的窯爐課程設(shè)計，我對窯爐（特別是隧道窯）的認(rèn)識比以前認(rèn)識學(xué)習(xí)機生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上的認(rèn)識更加深刻了，以前只是到工廠看過窯爐，對窯爐只是一個形象上的認(rèn)識，對其具體結(jié)構(gòu)和工作原理還不是很了解，現(xiàn)在通過這次自己動手畫窯爐，不僅對同類隧道窯有了更理性的認(rèn)識，而且是根據(jù)自己所學(xué)的知識，充分發(fā)揮了自己的主觀能動性以及動手能力。使自己的理解能力和動手能力得到了很大的提高。當(dāng)然，我也應(yīng)該看

87、到自己的不足，其中重要的一個方面就是在設(shè)計過程中熱平衡的計算，因為上課的時候老師教的只是有關(guān)的理論知識，要想把書本上的理論知識應(yīng)用到窯爐設(shè)計中，還需要一個重新的認(rèn)知過程。所以在計算熱平衡的時候花費了好多時間，并且還可能現(xiàn)在還存在些許問題，還請老師給于批評指導(dǎo)。</p><p><b>　　十二 參考文獻</b></p><p>　　[1] 孔普濤.《硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)