年產(chǎn)12萬(wàn)大件衛(wèi)生瓷的隧道窯說(shuō)明書(shū)教材

1、后刁用Z上承關(guān)鍵設(shè)備工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目設(shè)計(jì)一條年產(chǎn)12萬(wàn)大件衛(wèi)生瓷的隧道窯學(xué)院名稱(chēng)材料與化學(xué)化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)材料科學(xué)與工程（無(wú)機(jī)非金屬分析）學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)任課教師設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)教務(wù)處制2015年1月20日目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2一、前言3二、設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料4三、燒成制度的確定5四、窯體主要尺寸的確定5五、工作系統(tǒng)的確定7六、窯體材料以及厚度的確定8七、燃料燃燒計(jì)算9八、加熱帶的熱平衡計(jì)算10九、冷卻帶熱平衡計(jì)算15十、燒嘴的選用及燃燒室的計(jì)算19十一、煙道和管道計(jì)算，阻力計(jì)算和風(fēng)機(jī)選型20十二、小結(jié)25十三、參考文獻(xiàn)252013-2014學(xué)年第1學(xué)期課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

2、一、課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一條年產(chǎn)衛(wèi)生瓷12萬(wàn)大件的隧道窯二、課程設(shè)計(jì)原始資料1 .年產(chǎn)量：12萬(wàn)大件/年；2 .產(chǎn)品規(guī)格：400>200>200mm,干制品平均質(zhì)量10Kg/件；3 .年工作日：340天/年；4 .成品率：90%;5 .燃料種類(lèi)：天然氣，熱值QD=36000KJ/Bm36 .制品入窯水分：2.0%;7 .燒成曲線(xiàn)：20970c,9h;9701280c,4h;1280C,保溫1h;128080C,14h;最高燒成溫度1280C,燒成周期28h。三、課程設(shè)計(jì)要求1 .課程設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照成都理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)（學(xué)年論文）工作管理辦法進(jìn)行規(guī)范管理；2 .要求提交窯爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，

3、設(shè)計(jì)圖一張（隧道窯剖面圖）；3 .要求計(jì)算正確，設(shè)計(jì)合理，文圖相符，課程設(shè)計(jì)報(bào)告>3000?（含數(shù)據(jù)表、插圖）；4,采用學(xué)校規(guī)定的成都理工大學(xué)學(xué)生的撰文專(zhuān)用稿紙”，參照學(xué)校規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)格式要求（含數(shù)據(jù)表、插圖），撰寫(xiě)或編排打印課程設(shè)計(jì)；參照學(xué)校規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝訂結(jié)構(gòu)，課程設(shè)計(jì)報(bào)告、圖紙等一并裝入學(xué)校規(guī)定的成都理工大學(xué)學(xué)生撰文資料袋、前言隨著科技進(jìn)步和全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和科技含量要求比以往更高。對(duì)于熱工設(shè)備，主要的還是節(jié)能和加熱質(zhì)量，這就要求有更好的便宜耐火材料，隧道窯作為其主要的熱處理設(shè)備，主要是利用燃?xì)馊紵訜岷途徛鋮s，對(duì)材料進(jìn)行處理。隧道窯設(shè)計(jì)

4、是利用熱工基礎(chǔ)理論及實(shí)踐知識(shí)，組織燒成工藝，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。耐火制品的燒成可分為二大類(lèi)，一是連續(xù)式窯，主要是隧道窯，具有過(guò)程穩(wěn)定，操作連續(xù)，機(jī)械化自動(dòng)化水平高，產(chǎn)量高，質(zhì)量好，燃耗低，勞動(dòng)條件好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、最現(xiàn)代化的窯爐之一。二是間歇式窯：只要是倒焰窯，具優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，靈活性大；缺點(diǎn)是產(chǎn)量低，能耗高，不宜實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。近年來(lái)，在倒窯的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的鎖式窯、鐘罩窯、半隧道窯等，對(duì)上述缺點(diǎn)已有所改善隧道窯具有生產(chǎn)連續(xù)化，周期短，產(chǎn)量大，質(zhì)量高，、生產(chǎn)連續(xù)化，周期短,產(chǎn)量大，質(zhì)量高。熱利用率高，燃料經(jīng)濟(jì)，燒成時(shí)間減短，節(jié)省勞力。質(zhì)量較好，破損

5、率也少，窯和窯具都耐久的特點(diǎn)。故是很多陶瓷廠選用的對(duì)象。、設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料（一）、課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一條年產(chǎn)衛(wèi)生瓷12萬(wàn)大件的隧道窯（二）、課程設(shè)計(jì)原始資料1 .年產(chǎn)量：12萬(wàn)大件/年；2 .產(chǎn)品規(guī)格：400>200>200mm,干制品平均質(zhì)量10Kg/件；3 .年工作日：340天/年；4 .成品率：90%;5 .燃料種類(lèi)：天然氣,熱值QD=36000KJ/Bm36 .制品入窯水分：2.0%;7 .燒成曲線(xiàn)：20970c,9h;9701280c,4h;1280C,保溫1h;128080C,14h;最高燒成溫度1280C,燒成周期28h。（三）、課程設(shè)計(jì)要求1 .課程設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照成都

6、理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)（學(xué)年論文）工作管理辦法進(jìn)行規(guī)范管理；2 .要求提交窯爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，設(shè)計(jì)圖一張（隧道窯剖面圖）；3.要求計(jì)算正確，設(shè)計(jì)合理，文圖相符，課程設(shè)計(jì)報(bào)告>3000?（含數(shù)據(jù)表、插圖）；4,采用學(xué)校規(guī)定的成都理工大學(xué)學(xué)生的撰文專(zhuān)用稿紙”，參照學(xué)校規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)格式要求（含數(shù)據(jù)表、插圖），撰寫(xiě)或編排打印課程設(shè)計(jì)；參照學(xué)校規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝訂結(jié)構(gòu)，課程設(shè)計(jì)報(bào)告、圖紙等一并裝入學(xué)校規(guī)定的成都理工大學(xué)學(xué)生撰文資料袋三、燒成制度的確定1、燒成曲線(xiàn)：20970c,9h,預(yù)熱帶；9701280c,4h,燒成帶；1280C,保溫1h,保溫帶；128080C,14h,冷卻帶；

7、最高燒成溫度1280Co燒成周期：28h2、窯型選擇衛(wèi)生瓷是大件產(chǎn)品，采用普通窯車(chē)隧道窯。由于考慮到燃料為天然氣，經(jīng)過(guò)凈化處理，不會(huì)污染制品。若再?gòu)母G的結(jié)構(gòu)上加以考慮，避免火焰直接沖刷制品，所以采用明焰露裝的形式（制品不襲匣缽）,既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又增加了產(chǎn)量，降低了燃料消耗，改善了工人的操作條件，并降低了窯的造價(jià)，是合理的。四、窯體主要尺寸的確定1、窯主要尺寸的確定為使裝車(chē)方便，并使窯內(nèi)溫度均勻，快速燒成，采用單層裝車(chē)的辦法，即窯車(chē)上只放一層制品。根據(jù)幾種裝車(chē)方法確定：窯車(chē)長(zhǎng)儂=1500刈70mm,平均每車(chē)裝制品10件/車(chē)，干制品的平均質(zhì)量為每件10Kg,則每車(chē)裝載量為100Kg/車(chē)。則窯車(chē)

8、的裝載圖為：870mm1500mm5可直接求出窯長(zhǎng):窯長(zhǎng)L二生產(chǎn)任務(wù)（件/年）年生產(chǎn)日（日/年）x24（h/日）父燒成時(shí)間（h）成品率m裝窯密度（件/m窯長(zhǎng)）120000”28二35024=66.67m0.9(10-15)窯內(nèi)容車(chē)數(shù)：n=66.67/1.5=44.45輛取44輛則窯車(chē)有效長(zhǎng)度為：45M.5=66m2、窯體各帶長(zhǎng)度的確定根據(jù)燒成曲線(xiàn)：預(yù)熱帶長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間上總燒成時(shí)間父心長(zhǎng)9“一=-67=21.50m28燒成帶長(zhǎng)燒成時(shí)間總燒成時(shí)間41父總長(zhǎng)=父67=12m28冷卻帶長(zhǎng)冷卻時(shí)間總燒成時(shí)間父心長(zhǎng)14-67=33.5m28設(shè)進(jìn)車(chē)室2m,出車(chē)室2m,則窯總長(zhǎng)為67十2十2=71m窯內(nèi)寬B根據(jù)窯

9、車(chē)和制品的尺寸取800mm。窯內(nèi)側(cè)墻高（窯車(chē)裝載面至拱腳）根據(jù)制品最大尺寸（并留有空隙淀為500mm。拱心角a取60°,則拱高f=0.134B=0.134X800=107mm軌面至窯車(chē)襯磚面高660mm。為避免火焰直接沖擊制品，窯車(chē)上設(shè)300mm高之通道（由40mm厚耐火粘土板及耐火粘土磚柱組成）。側(cè)墻總高為（軌面至拱腳）H=500十300十40十660=1500mm窯內(nèi)容車(chē)數(shù)46輛2860推車(chē)時(shí)間：28=37.3min/車(chē)45小時(shí)推車(chē)數(shù)：出=1.6車(chē)/h37.3五、工作系統(tǒng)的確定在預(yù)熱帶211號(hào)車(chē)位設(shè)10對(duì)排煙口，每車(chē)位一對(duì)。煙氣通過(guò)各排煙口到窯墻內(nèi)的水平煙道，由5號(hào)車(chē)位的垂直煙道

10、經(jīng)窯頂金屬管道至排煙機(jī)，然后由鐵皮煙囪排至大氣。排煙機(jī)及鐵皮煙囪皆設(shè)于預(yù)熱帶窯頂?shù)钠脚_(tái)上。在1號(hào)、3號(hào)、6號(hào)車(chē)位有三道氣幕。其中1號(hào)車(chē)位氣幕為封閉氣幕，窯頂和側(cè)墻皆開(kāi)孔，氣體噴出方向與窯內(nèi)氣流成90°角。3號(hào)和6號(hào)車(chē)位為擾動(dòng)氣幕，氣體由窯頂噴出，方向與窯內(nèi)氣流成150°角。用作氣幕的氣體從冷卻帶的間接冷卻部位抽出。在燒成帶15號(hào)23號(hào)車(chē)位設(shè)7對(duì)燃燒室，不等距分布，兩側(cè)相對(duì)排列。助燃空氣不預(yù)熱，由助燃風(fēng)機(jī)直接抽車(chē)間冷空氣，并采用環(huán)形供風(fēng)方式，使各燒嘴前壓力基本相同。冷卻帶在2328號(hào)車(chē)位處，有7m長(zhǎng)的間壁急冷段，由側(cè)墻上的小孔直接吸入車(chē)間冷空氣，冷卻氣體流動(dòng)方向與窯車(chē)前進(jìn)方向

11、相同（順流）。從換熱觀點(diǎn)，逆流冷卻效率高，但磚砌體易漏風(fēng)，逆流漏進(jìn)的冷風(fēng)和700c左右的產(chǎn)品接觸，易急冷至更低溫度，達(dá)到SiO2晶形轉(zhuǎn)化溫度而使產(chǎn)品開(kāi)裂。所以要采用順流。該處窯頂自2328號(hào)車(chē)位有8m長(zhǎng)的二層拱間接冷卻，冷空氣亦由窯頂孔洞處自車(chē)間吸入。由間壁、二層拱抽出來(lái)的熱空氣經(jīng)窯頂上金屬管道送往預(yù)熱帶作氣幕。（實(shí)際上該段應(yīng)采用直接風(fēng)急冷或直接、間接相結(jié)合，將兩層拱抽來(lái)的熱氣再?lài)娙敫G內(nèi)作急冷，可防止大件產(chǎn)品炸裂。）自3143號(hào)車(chē)位設(shè)11對(duì)熱風(fēng)抽出口，每車(chē)位一對(duì)。熱空氣經(jīng)過(guò)窯墻內(nèi)的水平熱風(fēng)通道，于33號(hào)車(chē)位處用金屬管道由熱風(fēng)機(jī)抽送干燥。窯尾44號(hào)車(chē)位處，由冷卻風(fēng)機(jī)自窯頂和側(cè)墻集中鼓入冷卻空氣。

12、車(chē)下自1535號(hào)車(chē)位，每隔3m設(shè)一個(gè)冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，由車(chē)下冷卻風(fēng)機(jī)分散鼓風(fēng)冷卻，并于5號(hào)車(chē)位處由排煙機(jī)排走。燒成帶前后，即15號(hào)、24號(hào)車(chē)位處，設(shè)兩對(duì)事故處理口。全窯無(wú)檢查坑道。六、窯體材料以及厚度的確定窯體的材料及厚度如下表所示。材料及厚度確定后可進(jìn)行材料的概算。確定全窯的材料消耗量窯體的材料及厚度溫度范圍長(zhǎng)度窯墻材料（m）窯頂材料（m）(C)范圍I等n等輕質(zhì)粘紅磚I等粘n等粘輕質(zhì)粘粒狀高紅磚鋼筋混(m)粘土磚粘土磚土石專(zhuān)土石專(zhuān)土石專(zhuān)土上爐渣凝土（進(jìn)口室）(2)0.2400.0520950016.50.2300.2350.4950.2300.0750.1200.05375095016.521.

13、50.2300.3500.2300.1130.0750.1200.053（事故處理口）（空）（空）（口粘）0.1200.2300.2650.3450.2300.1130.0750.1200.053（口粘）9501280126021.533.50.3450.4700.3450.2300.1130.0750.1200.053（燒嘴處）0.9300.2300.2300.1130.0750.1200.0531260119033.534.50.2300.3500.3800.2300.1130.0750.1200.053（事故處理口）（空）（空）（口粘）0.1200.2300.2650.3450.2300

14、.1150.0750.1200.053119071034.541.5間隙通道壁厚+空隙+0.3500.3800.2300.1130.0750.0890.053壁厚0.04+0.150+0.04（空）0559.450.2300.4950.2300.0750.1200.0533308059.45670.2300.5000.2300.0750.1200.053（出車(chē)室）(2)0.2400.05七、燃料燃燒計(jì)算1、燃燒所需空氣量該窯用天然氣，其熱值為:Qd=36000KJ/Bm3理論空氣量：V0=雪*0.02=9.524Bm3/Bm3a1000實(shí)際空氣量：取空氣過(guò)剩系數(shù)a=1

15、.29V.-：V：=1.299.54=12.286Bm3/Bm32、燃燒產(chǎn)生煙氣量理論煙氣量:Vg00.264Qd10001.020.2643600010001.02=10.542Nm3/Nm3實(shí)際煙氣量：V=Vg0g(1-1)V：=10.524(1.29-1)9.524=13.486Nm3/Nm33、燃燒溫度VaCataCftfVC1730c時(shí)的煙氣比熱為：C=1.64KJ/Bm3CftfQD理論燃燒溫度tth：tth二現(xiàn)設(shè)t=1730C,查表，在qd則：tth=DVaCataaaaVC=(36000+3.1220+12.2861.320)/(13.2861.64)=1669.7C求得t=1

16、730C,所以最初假設(shè)的1730c的相對(duì)誤差為:(1730-1669.7)1669.7100%=3.6%<5%小于5%,所以合理。取高溫系數(shù)：4=0.80則實(shí)際溫度為：TP=0.80父1.669.7=1335.8C,比燒成溫度1280c高55.76C,認(rèn)為合理。4、用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定燃料消耗量燃料消耗量的計(jì)算，可直接選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如下表）。表中列出隧道窯焙燒各種陶瓷產(chǎn)品的單位熱耗。將每小時(shí)的產(chǎn)量乘以表中數(shù)據(jù)，即為該窯每小時(shí)財(cái)?shù)臒岷乃淼栏G單位產(chǎn)品熱耗產(chǎn)品名稱(chēng)單位熱耗產(chǎn)品名稱(chēng)單位熱耗瓷器460026000J/kg產(chǎn)品衛(wèi)生陶瓷（明焰有匣缽）420000460000KJ/件產(chǎn)品陶瓷880017000

17、KJ/kg產(chǎn)品衛(wèi)生陶瓷（明焰無(wú)匣缽）50000260000KJ/件產(chǎn)品陶管1460017600KJ/kg產(chǎn)品衛(wèi)生陶瓷（隔焰）350000370000KJ/件產(chǎn)品粘土質(zhì)耐火磚25004600KJ/kg產(chǎn)品釉面磚（明焰素?zé)?10000140000KJ/m2硅磚59007300KJ/kg產(chǎn)品釉面磚（明焰釉燒）92000100000KJ/m2建筑紅磚12001750KJ/kg產(chǎn)品釉面磚（半隔焰釉燒）8800096000KJ/m2八、加熱帶的熱平衡計(jì)算1、預(yù)熱帶及燒成帶的熱平衡計(jì)算（1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)及范圍：在此以1小時(shí)作為計(jì)算基準(zhǔn)，而以0c作為基準(zhǔn)溫度。計(jì)算燃燒消耗量時(shí),熱平衡的計(jì)算范圍為預(yù)熱帶和燒

18、成帶，不包括冷卻帶。（2）熱平衡框圖10QfQaQa,Q2一匣缽或繃板帶入的顯熱Qa一助燃空氣帶入的顯熱Q3產(chǎn)品帶出的顯熱Q5一窯墻、窯頂散失之熱Q7物化反應(yīng)耗熱Qg廢氣帶走的顯熱其中Qi一制品帶入的顯熱Q一燃燒帶入的化學(xué)熱Qa'一漏入空氣帶入的顯熱Q4一匣缽或繃板帶出的顯熱Q6一窯車(chē)積散之熱Qs其他熱損失2、熱收入項(xiàng)目：(1)制品帶入顯熱Q用公式計(jì)算每小時(shí)入窯干制品：G1=1001.6=160(Kg/h)入窯制品含2%自由水，每小時(shí)入窯的濕制品為：-160G163.27(Kg/h)(1-0.02)入窯制品的比熱隨各地原料成分及分配方的不同而變化，一般在0.841.26KJ/kgC范圍

19、。現(xiàn)取平均比熱c'=0.92KJ/kg.CaT入窯制品溫度t1'=20c則Q產(chǎn)G1c'11'=163.2709220=3004(Kg/h)(2)墊板及支柱帶入顯熱Q2：此窯制品不裝匣體，亦不用棚板，為避免火焰沖擊制品，窯車(chē)上有耐火粘土熱墊板及支柱組成的火焰通道。墊板與支柱窯吸熱，根據(jù)器體積、密度可求得每11車(chē)質(zhì)量為158.1Kg。G2=158.11.6=252.96(Kg/h)C2=0.845KJ/kg.C根據(jù)公式可得：Q2=252.960.84520=4275(Kg/h)(3)燃料帶入化學(xué)熱及顯熱QfQD=36000KJ/Bm3入窯天然氣溫度，t=20C查手冊(cè)

20、，此溫度下的天然氣平均比熱為：Cf=3.12根據(jù)公式可得；Qf=x(QdtfCf)=x(360003.1220)=36062.4x(Kg/h)(4)空氣帶入顯熱Qa;全部助燃空氣作為一次空氣。燃料所需空氣量為：Va=12.286xBm3/h助燃空氣溫度t=20C查手冊(cè)，在20C時(shí)空氣的平均比熱為：Ca=1.30J/kg.C根據(jù)公式可得Qa=VaXCata=12.286xX1.3020=319.43&KJ/h(5)從預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏漏入空氣帶入顯熱Qa.取預(yù)熱帶煙氣中的空氣過(guò)剩系數(shù)a=2.5理論空氣量：V：=0.264Qd0.02=0.264360000.02BmJBm3;1000100

21、0燒成帶燃料燃燒時(shí)的空氣過(guò)剩系數(shù)af=1.29Va'=x(2.5-1.29)>9.524=11.52xBm3/h.-'漏入空氣溫度為ta=20C'查手冊(cè)，Ca=1.30kJ/kg.C根據(jù)公式可得；12Qa=VaxCaMa=11.52xx1.30X20=299.52xkJ/h(6)氣幕空氣帶入顯熱Qm；作氣幕用的氣體由冷卻帶時(shí)間接冷卻出抽來(lái)，其帶入之顯熱由冷卻帶熱平衡計(jì)算為；Qm=216000kJ/h3、熱支出項(xiàng)目：產(chǎn)品帶出顯熱Q3出產(chǎn)品帶出質(zhì)量G3=160kg出燒成帶產(chǎn)品溫度：t3=1280C查手冊(cè)，得產(chǎn)品平均比熱；C3=1.20kJ/kg.C根據(jù)公式可得：Q3=

22、160x1.20*1280=245760kJ/h(2)墊板支柱帶走顯熱Q4墊板、支柱質(zhì)量：G4=237kg/h出燒成帶墊板、支柱溫度，L=1280C查手冊(cè)，次時(shí)粘土墊板、支柱的平均比熱為：C4=1.178kJ/kgC根據(jù)公式得：Q4=G4><C44=237X1.178刈280=357358kJ/h(3)煙氣帶走顯熱Qg；煙氣中包括燃燒生成的煙氣，預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入之空氣外，尚有用于氣幕的空氣。用于氣幕之空氣體積由冷卻帶計(jì)算為；Vm=1552Bm3/h離窯煙氣體積：Vg=Vgo+(ag-1)Vaix+Vm離窯煙氣溫度一般為200300C,現(xiàn)取tg=250C查手冊(cè)，此時(shí)煙氣的平均比熱為

23、：Cg=1.44kJ/m3C根據(jù)公式得：Qg=Vgo+(ag-1)Vaix+VmxCgMg=10.524+(2.5-1)X9.524收+1552X1.44><250=8931.6x+558720kJ/h(4)通過(guò)窯墻，窯頂散失的熱Q5根據(jù)各處材料的不同，并考慮溫度范圍不能太大，將預(yù)熱帶窯墻分為四段計(jì)算其向外散熱，一側(cè)散熱:13第一段；20-75OC,長(zhǎng)16.5米,散熱9020kJ/h第二段；750970C,長(zhǎng)5.2米,散熱7300kJ/h第三段；9701280C,長(zhǎng)9.64米,散熱15607kJ/h第四段；1280c長(zhǎng)2.41米,散熱4659kJ/h一側(cè)總散熱:兩側(cè)總散熱:3658

24、6kJ/h36586>2=73172kJ/h窯頂按同樣原則，計(jì)算結(jié)果為：120536kJ/hQ5=73172+120536=193708kJ/h(5)窯車(chē)積蓄和散失之熱Q6取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占熱收入的25%。(6)物化反應(yīng)耗熱和散熱之熱Q7不考慮制品所含之結(jié)構(gòu)水自由水質(zhì)量Gw=163.27-160=3.27kJ/h煙氣離窯溫度tg=250C制品中A12O3含水量為25%。根據(jù)公式可得;Q7=Qw+Qr=Gw(2490+1.93tg)+Gr>2100加12O3%=3.27依490+1.93250)+1602100.25=93720kJ/h(7)其他熱損失Q8去經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占熱收入的5%.4、

25、列出熱平衡方程式熱收入=熱支出Q1+Q2+Qf+Qa+Qa+Qm=Qa+Q4+Qg+Qs+Q6+Q7+Q83004+4275+360624+319.436x+299.52x+216000=245760+357358+8931.6x+558720+193708+93720+(3004+4275+36062.4x+319.436x+299.52x+216000)X(0.25+0.05)移項(xiàng)整理得16745.3492x=1236669.73x=73.85,即每小時(shí)需要天然氣73.85Bm145、列出預(yù)熱帶及燒成帶平衡表如下熱收入熱支出項(xiàng)目KJ/h%項(xiàng)目KJ/h%1.坯體帶入顯熱30040.101.產(chǎn)

26、品帶出顯熱2457608.082.墊板、支柱顯熱42750.142.墊板、支柱顯熱35735811.753.燃料化學(xué)熱，顯熱2758773.691.073.煙氣顯熱1241987.440.834.阻燃空氣顯熱24436.90.814.窯墻、窯頂散熱1937086.375.漏入空氣顯熱22913.30.765.窯車(chē)積、散熱756350.724.906.氣幕顯熱2160007.136.物化反應(yīng)熱937203.087.其他熱損失141470.144.98總計(jì)3029402.8100.01總計(jì)3030354.2499.99九、冷卻帶熱平衡計(jì)算冷卻帶熱平衡的計(jì)算，其計(jì)算方法與預(yù)熱帶，燒成帶熱平衡計(jì)算方法

27、相同。先確定熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)：1h,0C；劃計(jì)算范圍：冷卻帶；畫(huà)冷卻帶熱平衡示意圖；列出熱收入、熱支出的所有項(xiàng)目，然后解熱平衡方程式。在這個(gè)熱平衡方程式中也只能有一個(gè)未知數(shù)，即冷卻空氣需要量Vx（或可供干燥的熱空氣量）。其他一切項(xiàng)目都應(yīng)已知，或用Vx代替，或事先用分段熱平衡的辦法算出，所以Vx可求。而可供干燥的熱空氣抽出量是由冷卻空氣鼓入量和助燃二次空氣量決定的，亦可求。熱收入的項(xiàng)目為離燒成帶而進(jìn)入冷卻帶時(shí)產(chǎn)品帶入顯熱，棚板帶入顯熱，窯車(chē)帶入顯熱，冷卻空氣帶入顯熱等。熱支出項(xiàng)目為離窯時(shí)產(chǎn)品帶出顯熱，匣缽，棚板帶出顯熱，窯車(chē)帶出顯熱，窯墻、窯頂散熱、抽送干燥熱空氣帶走顯熱，作氣幕氣體帶走顯熱，其他

28、熱損失等。計(jì)篡公式同預(yù)熱帶、燒成帶。15QiQ3Q4Q9QiiQ12Q13Qi4Q15Ql6其中：Q3產(chǎn)品帶入顯熱Q4墊板、支柱顯熱Q9窯車(chē)帶入顯熱Qio冷卻帶末端送入空氣帶入顯熱Q15窯墻，頂散熱Qii.產(chǎn)品帶出顯熱Qi2.墊板、支柱帶出顯熱Qi3窯車(chē)帶走和向車(chē)下散失之熱Q14抽送干燥用的空氣帶走顯熱Qi6.抽送氣幕熱空氣帶走顯熱Q損其他熱損失1、熱收入項(xiàng)目：(1)產(chǎn)品帶入顯熱Q3此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱、燒成帶產(chǎn)品帶出顯熱:Q3=345760kJ/h(2)墊板、支柱帶入顯熱Q4此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱、燒成帶墊板、支柱帶出顯熱:Q4=457358kJ/h(3)窯車(chē)帶入顯熱Q9預(yù)熱帶、燒成帶窯車(chē)散失之熱約占

29、窯車(chē)積、散熱之5%,而95%之積熱帶進(jìn)冷卻帶。Q9=0.95既=0.95757350.7=819483.2KJ/h(4)冷卻帶末端送入空氣帶入顯熱Q10,用公式可計(jì)算得：ta=20C,此溫度下空氣平均比熱，查手冊(cè)為：Ca=1.30KJ/m3：CQi0=VaCata=VaXi.3>20=26VaKJ/h2、熱支出項(xiàng)目:16產(chǎn)品帶出顯熱Qii出窯產(chǎn)品質(zhì)量Gii=135Kg/h出窯產(chǎn)品溫度tii=80C查手冊(cè)，此時(shí)產(chǎn)品平均比熱，Ci產(chǎn)0.896kJ/kg.C根據(jù)公式計(jì)算可得：Qii=GiiCiitii=i60>0.89680=ii468.8KJ/h墊板、支柱帶出顯熱，Qi2出窯墊板、支柱

30、質(zhì)量：Gi2=237Kg/h出窯墊板、支柱溫度：ti2=80C在80c時(shí)粘板、支柱的比熱為：Ci2=0.84+0.000264t=0.858KJ/m3/CQi2=Gi2Ci2ti2=i6268KJ/h(3)窯車(chē)帶走和向車(chē)下散失之熱Qi3此項(xiàng)熱量占窯車(chē)帶入顯熱的55%,Qi3=0.55Q9=0.55漢i9483.2=3957i5.76KJ/h(4)抽送干燥用的空氣帶走顯熱Qi4,該窯不用冷卻帶熱空氣作二次空氣，且氣幕所用空氣由冷卻帶間壁抽出，所以，熱空氣抽出量即為冷卻空氣鼓入量Va。設(shè)抽送干燥器用的空氣溫度為200C：此溫度下的空氣平均比熱為：Ci4=i.32kJ/Bm3-CQi4=VaCi4t

31、i4=VaM.32200=264VakJ/h(5)計(jì)算得，冷卻帶窯墻，頂散熱為：Qi5=i00000kJ/h(6)抽送氣幕熱空氣帶走顯熱Qi6抽送氣幕熱空氣包括兩側(cè)間壁及二層拱內(nèi)抽出之熱空氣，其所帶之熱由窯墻、窯頂之計(jì)算中已知為：Qi6=Q+Q=2i6000kJ/h抽送氣幕的熱空氣體積為；Vm=Vo+Vo=i552Bm3/h(7)其他熱損失Q損i7取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占總熱收入的5%3、列熱平衡方程式熱收入=熱支出，即：0.95(245760+357358+719483.2+26X6)=11468.8+16268+395715.76+264V+100000+216000移項(xiàng)整理得：Va=2672Bm3

32、h.即每小時(shí)有2672標(biāo)準(zhǔn)立方米，200c的熱空氣抽送干燥。熱收入熱支出項(xiàng)目KJ/h%項(xiàng)目KJ/h%1產(chǎn)品帶入顯熱34576017.651.產(chǎn)品帶出顯熱11468.80.762.墊板、支柱顯熱45735825.672.墊板、支柱帶出顯熱162681.08819483.251.683窯車(chē)中走和向車(chē)395715.7626.323.窯車(chē)帶入顯熱卜散失之熱4.冷卻帶末端送入空氣帶入顯熱694724.994抽送干燥用的空氣帶走顯熱70540837.945窯墻，頂散熱1000006.656.抽送氣幕熱空氣帶走顯熱21600014.377其他熱損失389380.645.85總計(jì)169207399.98總計(jì)1

33、699203.7699.994、列出冷卻熱平衡表及全窯熱平衡表，方法同預(yù)熱帶、燒成帶，此處從略熱平衡采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，可節(jié)約時(shí)間。并可制成軟件包，便于變更條件時(shí)采用。18十、燒嘴的選用及燃燒室的計(jì)算每小時(shí)燃料的消耗量求出為：X=73.85Bm3h該窯共設(shè)7對(duì)燒嘴。每個(gè)燒嘴的燃料消耗量為：*5=5.27514(1)選用DW-I-3型渦流式短焰燒嘴，其生產(chǎn)能力為18Bm3h,燒嘴前天然氣壓力800Pa,空氣壓力2000Pa與其配合的燒嘴磚厚230mm。(2)燃燒室體積V=5.275父15500=0.06541m31250000燃燒室深為：L=窯墻厚-燒嘴厚度=1.16-0.23=0.93m燃燒室

34、面積:_V0.06541L0.93-2-0.0703m取燃燒室寬B為四個(gè)半磚寬，即4X(石t寬+灰縫)=4X(0.113+0.003)=0.464m選用60°拱，拱高f=0.1340.464=0.062m,燃燒室白截面積=拱形部分面積+側(cè)墻矩形部分面積：0.147=(0.67(X062&.464+0.464H)燃燒室側(cè)墻高：H=(0.147-2/3%062W464)田.464=0.275m取H=0.272m,即四磚厚：4X(石專(zhuān)厚+灰縫)=4>(0.065+0.003)=0.272m則燃燒室總高為：0.272+0.062=0.334m19十一、煙道和管道計(jì)算，阻力計(jì)算和

35、風(fēng)機(jī)選型1、煙道和管道計(jì)算：需要由排煙系統(tǒng)排除的煙氣量，由預(yù)熱帶燒成帶的熱平衡應(yīng)為：Vg=VgC+(3g-1)VaX+Vm=10.524+(2.5-1)>9.524>73.85+15523=3384.22Bm/h(1)排煙口及水平支煙道尺寸共有10對(duì)排煙口，則每個(gè)排煙口的流量為：Vi=3384.22=169.21Bm3/h20煙氣在磚砌管道中的流速為12.5Bm/s,流速太大則阻力大，流速太小則管道直徑過(guò)大，造成浪費(fèi)，且占地太多?，F(xiàn)取流速w=1.5Bm/s：貝tjFi=Vi=169.21=0.031mW1.53600排煙口高取三磚厚即0.204m：00313則寬為00313=0.1

36、54m,考慮磚型，取一磚長(zhǎng)，即0.232m。0.204排煙口水平深度定為0.46m。(2)垂直支煙道尺寸由于煙氣由排煙口至垂直支煙道流量不變，流速相同，所以截面面積應(yīng)相等。但考慮磚型，取直道支煙道為：寬刈£=0.230>0.232m2,垂直深度定為0.9m。(3)水平煙道尺寸水平煙道內(nèi)煙氣流量為排出口處煙氣流量的4倍(由垂直煙道的位置決定)，流速不變則截面積應(yīng)為排煙口的4倍，即：4X0.0313=0.1252褶取寬為一磚半長(zhǎng)，即0.345m,則高為:0.154/0.345=0.446m考慮磚型，取高為0.340m,長(zhǎng)定為6.75m。(4)垂直煙道尺寸20若煙氣流速不變，垂直煙道

37、又設(shè)于水平煙道的中部，所以其內(nèi)煙氣流量增加了一倍，因此截面積應(yīng)為水平煙道的兩倍。但從窯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)考慮，墻內(nèi)通道過(guò)大，則窯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，由于采用風(fēng)機(jī)排煙，流速可以適當(dāng)取大些，所以取垂直煙道截面積等于水平煙道截面積，并考慮磚型為0.345)0.348m,高定為1.5m,此時(shí)垂直煙道內(nèi)流速為3Bm/so(5)垂直煙道上接金屬管道，直徑為小0.350m長(zhǎng)定為8m。2.阻力計(jì)算(1)料垛阻力hl根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每米窯長(zhǎng)的料垛阻力為1Pa。設(shè)“0壓位在第一對(duì)燒嘴，即16號(hào)車(chē)位處，最末一對(duì)排煙口在第2號(hào)車(chē)位處，每車(chē)位長(zhǎng)1.5m。hi=(16-2)M.5X1=21Pa(2)位壓阻力hg由排煙口至煙囪底，位置升

38、高1.5m(煙囪與風(fēng)機(jī)設(shè)于窯頂?shù)钠脚_(tái)上)，取煙氣溫度為250C。hg=H(：a；g)g=1.51.29273X27320273-1.309.80-7.65Pa273250(3)局部阻力hl查表可得煙氣由隧道進(jìn)入排煙口，突然縮小，取(=0.5;90°轉(zhuǎn)彎至垂直支煙道，爸=2;再90°轉(zhuǎn)彎至水平煙道，(=2;在水平煙道中與另三個(gè)排煙口(2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)排煙口)的煙氣經(jīng)三次90°合流，33X2;再與同一水平煙道另一邊的煙氣180°合流,4=3;至垂直煙道，然后90°轉(zhuǎn)彎，。=2;與另一側(cè)垂直煙道180°合流，5=3;再90°轉(zhuǎn)彎，

39、苞=2;與車(chē)下冷卻風(fēng)90°合流，&=2;至風(fēng)機(jī)(與車(chē)下冷卻風(fēng)合流后，流量增加至1730Bm3h,但管道直徑未變，此時(shí)流速為5Bm/s)。hl=15122p+88gj22/2p632/2p=(0.5+2+2+32+3)X1.5221.3003+250)/273+(2+3+2)M22X.30973+250)/273+2522X.30273+250)/273=178Pa(4)、摩擦阻力hf對(duì)非圓形通道應(yīng)求其當(dāng)量直徑d:21通道截面積d=4；通道周邊長(zhǎng)排煙口直徑和長(zhǎng)度：d1=40.2040.232=0.217m2(0.2040.232)li=0.45m垂直支煙道直徑和長(zhǎng)度：d2=40

40、.2300.232=0.231m2(0.2300.232)12=0.8m水平煙道直彳和長(zhǎng)度：d3=40.3450.340=0.343m2(0.3400.345)13=6.75m垂直煙道直徑和長(zhǎng)度：d4=40.3450.348=0.347m2(0.3400.348)14=1.5m金屬管道直徑和長(zhǎng)度：d5=0.350m,15=8m摩擦阻力系數(shù)，磚砌管道8=0.05金屬管道五=0.03hf=&(1i/di+12/d2+13/d3)i2/2p+4/d4X22/2p+d5X(32/2p=0.05(0.45/0.217+0.8/0.231+6.75/0.343)X1.52.30(273+250)/

41、273+0.051.570.347322X.30273+250)/273+0.038/0.35X5221.30#73+250)/273=28Pa(5)、煙囪阻力h鐵皮煙囪高15m,取煙氣在煙囪內(nèi)流速：w=6Bm/s:煙氣在煙囪內(nèi)的平均溫度為200c1)先求煙囪直徑d由煙囪排出得氣體量=煙氣量+車(chē)下風(fēng)量：V=Vg+Vw=3450+1730=518022V5180截面積F=0.24063600所以d=0.551m取d=0.55m2.22)h=-H(7a：g)：:g2d21.3022732002732273,”273、八62彳”273200:一1.5(1.29-1.30)0.031.30273202732002273=7.45Pa由于