高铝质耐火材料隧道窑设计.doc

设计总说明 本隧道窑的优点是操作连续，生产能力较大，燃料消耗低，使用寿命较长，机械化自动化程度较高，劳动条件较好，产量质量较高。本隧道窑是由大量的耐火材料所构成，总长度为171米，包括3个带，即预热带，烧成带，冷却带，其中预热带和冷却带是由粘土砖，轻质粘土砖，高炉矿渣，红砖组成，烧成带则是由硅砖，轻质高铝砖，粘土组成，高炉矿渣组成。该窑属于连续型窑炉，热利用性能较好，使用自然风或从冷却带抽出的1000热风助燃，从而使空气预热，保证了烧成温度得以实现。说明详细介绍了高铝砖隧道窑的总体设计过程，主要内容包括：窑体结构及主要尺寸的计算、燃料燃烧计算及燃烧设备选型、风机的选择。窑的规格为：171m3.0m3.1m。 该隧道窑采用曲折密封、砂封、窑底压力平衡系统和窑车的三曲折密封结合方式，防止冷空气漏入窑内，达到密封的目的。预热带采用排烟与热循环气幕相结合的方式，有效地消除上下温差，保证产品质量的稳定。在烧成带2338车位之间，设有15对小功率的高速调温烧嘴；在3953车位之间，设置14对抽风口，抽出热空气作为干燥空气；在5357车位两侧窑墙，设置4对分散送风装置，通过调整风机转速和管道上的闸板来调节风量，保证出窑制品冷却到100以下10。关键词：高铝砖，隧道窑，设计Design DescriptionThe advantage of this tunnel kiln operations have lot of featurtions, for example continuous, large production capacity, low fuel consumption, longer life, higher degree of mechanization and automation, better working conditions. the production of high quality. This tunnel kiln used a large number of refractory composition, length of the total is 171 meters, including three part , as a preheating zone, firing zone, cooling zone,the preheating zone and cooling zone were made by the clay brick, lightweight clay bricks , blast furnace slag, red brick composition, the firing zone was be made silica brick, lightweight high alumina bricks, clay, blast furnace slag composition. This kiln is a continuous kiln with a better heat utilization rate, and the natural wind or the hot air pumped from the cooling zone is used to preheat the cold air. This paper introduces the detailed design process of the tunnel kiln, whose specification is 171m3.0m3.1m. The main content includes the calculations of the kiln structure size, fuel combustion values, and the heat balance between the preheating zone and the firing zone. Moreover, the selections of the combustion and ventilation equipment are described carefully too. To prevent the outside air from leaking into the kiln, I adopt a new combination style including the labyrinth packing, sand seal, the pressure balance system of kiln bottom and the kiln cars. There are 15 low power burners which can adjust the temperature by means of high speed running between the 23th and the38th carport, and fourth pairs of suction opening which can draw off the hot air as the dry resource between the 53th and the 57th carport, moreover four pairs of air disperse distribution device which can control the air volume by means of adjusting the blower speed and the flashboard opening or closing state.Key Words: Alumina bricks，Tunnel Kiln,design 目 录1任务书要求错误!未定义书签。2前言53 温度、压力和气氛制度的确定53.1温度制度63.2压力制度73.3气氛制度74 隧道窑总体设计74.1隧道窑内容纳窑车数的确定74.2每辆窑车装砖量的确定74.3窑车尺寸的确定84.4窑长的确定84.5窑的断面尺寸确定84.5.1窑宽度的确定84.5.2窑高度的确定84.6 窑各带的划分及长度的确定94.7 有效容积的计算和装窑密度的计算94.8 窑车数量的确定95 隧道窑各带结构的确定105.1预热带烟道和热循环气幕105.2燃烧系统及烧嘴105.2.1燃烧系统105.2.2烧嘴115.3 热风抽出系统115.4冷风鼓入系统115.5窑底压力平衡系统125.6窑门的设置126 窑墙、窑顶和窑车衬砖设计136.1 砌筑体材质的选择原则136.2 窑墙设计136.2.1预热带窑墙尺寸的确定136.2.2烧成带窑墙尺寸的确定146.2.3冷却带窑墙尺寸的确定146.3 窑顶设计146.3.1预热带窑顶尺寸的确定156.3.2烧成带窑顶尺寸的确定156.3.3冷却带窑顶尺寸的确定166.4窑车衬砖的设计166.5膨胀缝的留设176.5.1膨胀缝的宽度和间距176.5.2膨胀缝的形式176.6窑车装砖177 窑附属构件的设计187.1 砂封槽和曲折密封187.2 加砂管和漏砂槽188 燃烧计算和实际燃烧温度计算189 隧道窑的风机计算和选择2110.1 冷空气量的确定及风机选型2110.2 排烟量的计算及风机选型2210.3 冷却带抽风热量2210.4 热循环气幕风机2310 烟道断面(管道直径)的设计计算2311.1 排烟系统2311.2抽热风系统2311.3 送冷风装置2411.4送干燥器抽口尺寸2411参考文献24致谢25 第 26 页1任务书要求(1) 生产任务：年产量为35000吨/年；(2) 产品的品种和规格：一，二等高铝标准砖；(3) 工作日：350天/年；(4) 成品率：92%；(5) 燃料种类：天然气；(6) 最高烧成温度：1550；(7) 坯体入窑水分：2%；(8) 当地气象条件：年平均气温：20，大气压平均值101325Pa，相对湿度75%，室内风速0m/。2 前言隧道窑属于连续式烧成设备，主要优点是产量大、热效率高、使用寿命长、机械化自动化程度高，易于调节，产品质量较高，因此大批量生产时广泛应用3。本次设计一条年产3.5万吨高铝砖隧道窑，在刘铁民老师和马林老师的悉心指导下，参考国内外的有关资料，加以改进和创新设计出来的。全窑的自动化水平较高，基本实现自动控制。本设计参考了洛阳耐火材料厂高铝砖隧道窑的实际情况进行优化，同时设计。本说明书主要包括窑体结构及主要尺寸的计算、燃料燃烧计算及燃烧设备选型、风机的选择。3温度、压力和气氛制度的确定3.1温度制度隧道窑温度制度的稳定对产品的质量起着重要的作用，因而应具有完整的温度控制系统。而隧道的温度制度的稳定主要是保持烧成带的温度稳定，烧成带的温度与燃料的发热值供给量，空气和燃料量的比例，一次和二次空气量的比例及其温度，推车时间间隔，窑车装砖量和装砖图等因素有关，在理想情况下，上述所有的因素因保持稳定。为了使窑内温度制度稳定，目前设计一般可按照以下项目进行控制。1) 根据烧成带的温度调节燃料供给量2) 根据燃料的消耗量调节一次空气的供给量3) 根据预热带与烧成带相连接处的负压要求调节废气排出量4) 根据冷却带与烧成带相连接处的正压要求调节冷却鼓风量及抽出热空气量，5) 窑各带应设若干温度测量6) 其他温度测量项目以下是本设计的各带安排：车位温度带1820150预热带916200530预热热带232813501550烧成带28381550烧成带39481380900冷却带4953800300冷却带5557300100冷却带3.2压力制度隧道窑内压力制度的合理确定有助于烧成温度的稳定、燃料消耗量的减少、砖垛截面烧成的均匀、漏气减少及改善人工操作条件等。烧成带一般采用微正压操作，以避免因负压操作吸入冷空气而破坏了烧成制度。因此零压车位一般应设于预热带与烧成带相接处或者临近烧成带附近，使烧成带处于微正压区。零压位一般可根据烧成工艺要求，推车时间间隔、烧成带的长短及高温点车位多少等确定6。此外，由于窑内温度高，为了避免预热带上下温差设有循环气幕。并采用砂封和窑底压力平衡相结合的方式进行密封7。3.3气氛制度烧成气氛对制品的烧成、制品的性质有很大关系，直接影响到烧成时一系列物理化学变化。烧成时采用什么气氛，要根据物料的组成和性质、加入物等确定。为了在高温阶段使温度缓慢均匀上升，在生产中，高铝砖烧成时应在弱还原气氛下进行。4隧道窑总体设计4.1隧道窑内容纳窑车数的确定N= （41） 式中： 烧成时间 104h 推车时间 110min N窑车数 辆N=10411060=57辆4.2每辆窑车装砖量的确定G= JgQ (42） 式中：g平均装砖量 吨/辆G年产量 25000吨/年 J窑年工作日数， 350日 Q成品率， 92 %035000110（2460）35092%（1-2%)=8.47（吨/辆）查质料得取8.5吨/辆4.3窑车尺寸的确定根据装砖量，选用窑车长取窑车长3.03,14.4窑长的确定LNl （43）式中：N 窑内容纳的窑车数量 57辆 l窑车长度 3.0m L窑长度 L573.0=171（米）4.5窑的断面尺寸确定4.5.1窑宽度的确定隧道窑的内宽为窑内两侧窑墙之间的距离。确定窑的宽度应考虑到保证截面水平温度均匀性。根据窑车的宽度为3.1米，窑车与墙应留有缝隙，选窑宽3.248米。窑顶是用楔形砖砌筑，拱中心角太小，拱砖受力太大，在使用过程中还会产生下沉现象；反之，若拱中心角大，拱半径小，当受热时拱砖膨胀，拱会被挤起而产生开裂现象，同时拱过高，拱顶制品之间孔隙加大，增加上下温差。拱中心角一般在60180之间，其中60的拱中心角采用较多，本次设计选用中心角60，半径R3248mm,矢高h436mm2。4.5.2窑高度的确定窑内高为窑车台面至窑顶的空间高度。根据材料所能允许的堆垛高度来确定窑的内高。对于高铝砖隧道窑来说，属于烧制高铝砖，根据规范，铝质砖窑内高为1.5-1.9米，考虑到窑高增加，上下温差加大，容易造成烧成质量不均匀。窑高度的确定应考虑到保证制品在烧成温度下不致变形以及保证截面垂直方向的温度均匀等因素。为保证制品在烧成带同气流的换热充分，在此部分使窑高增高，窑顶设阻力结构，尽量减少预热带和冷却带内的净空气高度、对制品换热和消除上下温差起到有利作用。窑高取1.1m。故窑的规格为：171m3.2m1.1m4.6 窑各带的划分及长度的确定隧道窑按热工制度(即温度、压力和气氛制度)，将窑划分成预热带22个，烧成带15个，冷却带20个8。 l1错误!未找到引用源。L （44）l2错误!未找到引用源。L （45）l3错误!未找到引用源。L （46）式中：l1、l2、l3分别为预热带、烧成带、冷却带长度，m 1、2、3分别为预热带、烧成带、冷却带时间，hl1错误!未找到引用源。L22110(60104）171=69ml2L15110（10460)171=42ml3错误!未找到引用源。L20110（10460）171=60m4.7 有效容积的计算和装窑密度的计算横断面积2.417m2密的有效容积V1.13.2171602m3装窑密度错误!未找到引用源。 （47）式中：g每车装砖量 N窑内容纳窑车数 V窑的有效容积P=8.557602=0.8048kg/m34.8 窑车数量的确定(1) 装砖台应占用窑车数量装砖台一般用3个，应占用窑车3辆。(2) 由于装砖、卸砖班制不同，卸砖采用两班制，推车时间按110min计，故应占用窑车4辆。(3) 窑车上贮坯占用的窑车数本计算窑车贮坯按1班考虑，应占用窑车4辆。(4) 窑车容纳的窑车数量。据计算为57辆。(5) 卸砖台应占用窑车数量 卸砖台设3个，占用窑车3辆。(6) 窑外冷却砖占用窑车数量高铝砖制品按3班出窑的窑车数计算为12辆。(7) 检修用窑车数量 本设计检修窑车占5辆。则窑车数为57+3+4+4+3+12+483(辆)5 隧道窑各带结构的确定5.1预热带烟道和热循环气幕排烟系统的作用：排除燃烧产生的废气，维持窑内一定的压力并保证一定的温度曲线。排烟量的调节：用变频调速器调节排烟机的转速，可以调节排烟总量，调节排烟支管的闸板开程，可以调节各车位的排烟量。排烟方式采用地上排烟方式，采用这种排废气管，机构简单，但是场内的温度较高，闸板长期受温度的影响容易变形，管道容易受到腐蚀，寿命短，本设计设有15组排烟气孔其中418号车位每个车位一组，前10对烟孔排出的烟经垂直烟道混总再经总烟道由排烟机排出。后5对烟孔排出的烟用作热循环气幕的气体使用。(气幕是指在隧道窑的横截面上，从窑顶及两侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，从而形成一片气体帘幕。)采用排烟与热循环气幕相结合的方式有效的消除上下温差，采用地上排烟烟道，结构比较复杂，砌筑质量要求比较高，否则空气极易被吸入烟气中，增大排烟的负荷1。5.2燃烧系统及烧嘴5.2.1燃烧系统燃烧系统的作用：窑炉的热量来源。将天然气喷入窑内，与助燃空气混合进行燃烧，放出热量，加热制品。5.2.2烧嘴 根据相关规范和实践证明在高铝质耐火材料隧道窑的烧嘴布置应该以三米或者是三米以内为佳，间距达到三米时仍然可以保证制品的均匀烧成，而烧嘴的布置一般是在窑车与窑车之间，所以2334车位之间布置有12对小功率高速调温烧嘴，设置在窑车和窑车之间而且对称布置。在窑的高度方向上，高速烧嘴往往是设置在窑的偏上部，这样的布置有利于窑内气体形成强烈的循环。高速调温烧嘴属无焰烧嘴，它是指燃气和空气在烧嘴内“完全”进行燃烧，再与二次空气（调温空气）混合来调节所喷出的气体温度。使用高速调温烧嘴，燃烧效率高，燃烧室的体积小，燃烧室的容积能力强度非常高，最高可达2.1108W/ m3，且窑内温度均匀，这样有利于消除窑内的过热部位，减小窑体的蓄热损失和散热损失。同时在窑内，温度均匀气流的强烈循环与搅拌作用又强化了烟气对制品的传热，这样既可以实现安全快速的加热，又可以降低烟气排除的温度，使窑炉的燃料消耗量下降。调温方便，而且高温烟气高速喷出，喷出的速度通常在70m/s以上，高达200 m/s300m/s。5.3 热风抽出系统为了使制品有效的冷却，从冷风带鼓入的冷空气量比燃烧所需的空气量要大，因此，热空气在进入烧成带之前要从窑内抽出一部分，并可利用作干燥砖坯用。抽热风孔位置的确定：为避免烧成带烟气向冷却带倒流，热风出口的位置不宜太靠近烧成带。一般应距最后一对烧嘴9m左右，此外还要符合以下要求1) 抽出的风温度以400度为佳。2) 大型窑炉抽热风孔的位置距烧成带不小于三个车位或者9米，3) 当烧成带设有喷射装置的隧道窑，抽热风孔的位置与喷射装置的位置距离，大型窑炉一般不小于3个车位。4) 设置有余热炉的隧道窑，抽热风孔的位置可设计在余热炉后一个车位。本窑在3952车位之间设置窑顶抽风口14对。风量的调节由风机进风口和出风口的闸板调节。5.4冷风鼓入系统本系统的作用是供给制品冷却所需要的冷风，以及窑底均压所需要的冷风。窑尾在5357车位两侧窑墙设置5对分散送风装置。送风孔的位置和数量确定；1) 为保护窑门不变形，靠窑门两侧应该设置送风孔一对2) 送风孔的数量一般为3到5对，大型窑炉一般取5对，均匀布置在最后一个车位上，按一个车位布置一对。3) 对设有分散送风装置的隧道窑，集中送风孔数量一般为23对。冷风鼓入量的调节：本系统设有变频调速装置，用以调整风机转速来调节冷风流量。另外，也可以用封口管道上的闸板，调节冷风量。5.5窑底压力平衡系统本系统的作用是通过对窑车下部进行鼓风和抽风，在窑车下部造成一个与窑车上部相平衡的状态，从而减少以致消除上下部的气体流动。本窑共有3段组成全窑的均位系统，在检查廊内设有金属管道通过支管道通到窑车下部。用门形板将窑车底部与检查廊隔离，在门形板两侧及上部形成一个面积小、阻力大的通道。本系统和砂缝及窑车与窑墙的曲缝共同组成本窑的密封系统9。实践证明，采用窑底压力平衡的优点是：(1) 采用压力平衡，改善窑内热工制度，可以强化隧道窑的生产，加快推车速度，降低燃料消耗。(2) 可以减小窑内上、下温差，提高制品质量，窑车底部欠烧品明显减少。(3) 改善窑车烧损和变形，延长窑车轴承的使用寿命。改善劳动条件，减轻劳动强度，往砂封槽内加砂的工作次数由每推两车加一次减少到每天加一次砂。从检查廊底部掏砂工作量也相应地由每周掏12次，减少到每月掏一次。消除了窑车轮烧坏变形情况的发生。5.6窑门的设置全窑共设有2道2段式窑门，即前窑门、后窑门，每道窑门都有窑门提升机实施窑门的开降。窑门的封闭防止推车时大量冷空气窜入窑内，保证窑的烧成制度的稳定性，减轻排烟机负荷。推车机和窑门提升机的联锁操作程序是：(1) 将装入半成品的窑车，置窑前准备室的固定位置上（人工推入）关闭前门。(2) 将窑尾部的窑车用拖车拉出。(3) 推开中间窑门到规定高度后，液压推车机自动启动，推车机推头带动窑车前进。当推到固定位置时，推车机自动返回，中间窑门自动降到轨面，整个推车过程结束。6 窑墙、窑顶和窑车衬砖设计6.1 砌筑体材质的选择原则选择砌筑体材质时要充分考虑砌筑体所处的工作条件，其中包括：工作温度：窑炉因用途不同，工作温度相差很大，用区别选用不同品种或不同等级的制品砌筑；温度应力：承受温度应力较大的窑炉或部位，因选择稳定性较好的材料，特别是间歇操作的窑炉更应充分注意。承重载荷：承受荷重打的部位应选择强度大的砖。轻质砖和硅藻土砖不能用于砌筑承重拱顶或拱角砖，也不能用于砌筑同钢结构立柱相接触的窑垟。在温度下承重还要考虑材料的荷重软化点；机械损伤：如煅烧原料的竖窑和回转窑都要考虑受料的冲击和磨损；化学浸蚀：不同种类的耐火制品砌筑接触时，都要考虑他们之间的反应；对于整个窑来说，还要防止由于局部砌体过早损坏而导致停产。6.2 窑墙设计查热工设计指导书附录3可知，墙外表面温度为100，周围空气温度为20时，q=1000 kcal/m2h=1162 w/m26.2.1预热带窑墙尺寸的确定粘土砖：1 =0.698+0.6410-3t= =1.45w/mC1 =1(t内t外)/q=1.45350/1162=437mm查附录5，化整1 =464mm轻质粘土：2=0.262+0.23210-3t=0.262+0.23210-3 =0.4244w/m 2 =2(t内t外)/q=0.4244400/1162=146 mm查附录5，化整2=232m红砖：3 =0.465+0.5110-3t=465+05110-3=0.5925w/m 3 =3(t内t外)/q=0.5925300/1162=153 mm 查附录5，化整3=232 mm6.2.2烧成带窑墙尺寸的确定高铝砖：1 =0.815+0.75610-3t=0.815+0.75610-32=1.912 w/m 1 =1(t内t外)/q=1,912200/1162=329 mm查附录5，化整1 =348mm轻质高铝砖：2=0.175+0.26810-3t=0.175+0.26810-3错误!未找到引用源。=0.4564w/ m 2 =2(t内t外)/q=0.4564950/1162=231mm查附录5，化整2=232 mm粘土砖：3 =0.698+0.6410-3t=0.698+0.6410-3=1.066 w/m 3 =3(t内t外)/q=1.066350/1162=222mm查附录5，化整1 =232 mm红砖：4=0.465+0.5110-3t =0.465+0.5110-3=0.5925 4 =4(t内t外)/q= 0.5925350/1162=152查附录5，化整4=2326.2.3冷却带窑墙尺寸的确定粘土砖：1 =0.698+0.6410-3t=0.698+0.6410-3=1.4756 w/m 1 =1(t内t外)/q=1. 4756330/1162=419mm查附录5，化整1 =464mm轻质粘土砖：2=0.262+0.23210-3t=0.262+0.23210-3=0.4418 w/ m 2 =2(t内t外)/q=0.4418550/1162=209 mm查附录5，化整2=232mm红砖：3 =0.465+0.5110-3t=0.465+0.5110-3=0.618 w/m 3 =3(t内t外)/q=0.618400/1162=213 mm查附录5，化整3 =232 mm6.3 窑顶设计查热工设计指导书附录3可知，墙外表面温度为100，周围空气温度为20时，q=1200 kcal/m2h=1394.4 w/m26.3.1预热带窑顶尺寸的确定粘土砖：1 =0.698+0.6410-3t=0.698+0.6410-3=1.45w/m1 =1(t1t2)/q=1.45350/1394.4 =364 mm查附录5，化整1 =408mm轻质粘土砖：2 =0.262+0.23210-3t=0.262+0.23210-3=0.4534 w/ m 2 =2(t2t3)/q=0.4534350/1394.4 =114 mm 查附录5，化整2=136mm高炉渣：3=0.08+0.2510-3t=0.08+0.2510-3=0.18625 w/m3 =3(t3t4)/q=0.18625450/1394.4 =60 mm查附录5，化整3=68mm红砖：4 =0.465+0.5110-3t=0.465+0.5110-3=0.542 w/m4 =4(t4t5)/q=0.542100/1394.4 =39 mm查附录5，化整4 =68mm6.3.2烧成带窑顶尺寸的确定硅砖：1 =0.815+0.75610-3t=0.815+0.75610-3=1.912w/m 1 =1(t内t外)/q=1.912200/1394.4=274 mm 查附录5，化整1 =340mm轻质粘土砖：2=0.262+0.23210-3t=0.262+0.23210-3=0.5056w/ m 2 =2(t2t3)/q=0.5056600/1394.4 =203mm 查附录5，化整2=204mm高炉渣：3=0.08+0.2510-3t=0.08+0.2510-3=0.19875w/ m3 =3(t3t4)/q=0.19875400/1394.4 =71mm 查附录5，化整3=68mm粘土砖：4 =0.698+0.6410-3t=0.698+0.6410-3错误!未找到引用源。 w/m 4 =4(t4t5)/q=0.794100/1394.4 =57 mm查附录5，化整4 =116mm6.3.3冷却带窑顶尺寸的确定硅砖：1 =0.815+0.75610-3t=0.815+0.75610-3=1.4916 w/m 1 =1(t1t2)/q=1.4916200/1394.4 =213.9 mm 查附录5，化整1 =272mm粘土砖：2 =0.698+0.6410-3t=0.698+0.6410-3=1.4916w/m2 =1(t1t2)/q=1.4916280/1394.4 =164.6mm查附录5，化整2 =204mm轻质粘土砖：3=0.262+0.23210-3t=0.262+0.23210-3=0.1675w/ m 3=3(t2t3)/q=0.1675500/1394.4 =60 mm 查附录5，化整2=68mm高炉渣：4=0.08+0.2510-3t=0.08+0.2510-3=0.18w/ m 3 =3(t3t4)/q=0.18500/1394.4 =52 mm 查附录5，化整3=68mm6.4窑车衬砖的设计窑车衬砖是隧道窑的活动底窑，它是用来保护窑车和保护金属骨架和装裁制品送去焙烧的。它每次经过窑内一次，即被加热和冷却一次，因此窑车不但经受周期性的温度变化，还要经受周期性的装卸工作。本窑属高温窑，因此影响更为显著。因此设计时，衬砖的砌筑和结构要牢固，而且要选用蓄热低的、能承受高温负荷和耐热、耐极冷极热变化的耐火材料。根据有关资料，参照工厂现有窑车规格，设计窑车尺寸如下：3.03.11.2（长宽高）其中车架高606mm,衬砖总厚度为472mm。1) 窑车采用含铬耐热铸铁台面，以延长窑的寿命。2) 为防止通过窑车和窑墙之间，窑车和窑车之间向下窜火，向外漏气，全窑采用曲折封闭结构，前后窑车也采用曲折封闭结构（三曲折密封）。3) 隧道窑窑体密封由砂封槽和曲折砖组成，这种结构比较简便，便于砌筑。它与曲折密封一起构成窑车和窑体的密封结构，密封情况较好，砂封槽采用铸铁插板。4) 窑底设有压力平衡系统，同时设有检查廊，其上放有门形盖板与窑车空间隔开。设有检查廊，在发生事故时，便于处理，减少停窑次数和时间，减少不必要的损失。参照实际情况，本窑设有检查廊。5) 为了减少蓄热，在衬砖中设有轻质砖。为了加强窑车衬板的绝热性能，在窑车入窑前，在其上抹泥浆，泥浆组成为70%耐火粘土，20%的2mm3mm硅石渣，10%硅酸铝纤维棉，10%硅酸铝，这是由于合成泥浆导热系统比粘土泥浆低。另外，加入硅酸铝纤维棉和硅石渣以后，对泥浆有提高强度的作用4。6.5膨胀缝的留设窑墙、窑顶以及较长的烟道等都应留设膨胀缝，以免热膨胀时引起砌体的开裂、挤鼓、挤坏。这是确保窑正常运行和砌体整体结构的一个重要环节。膨胀缝留设计时，砌体分割成几个独立部分，膨胀缝要留得清晰，缝中不能有杂物，同时要注意密封。6.5.1膨胀缝的宽度和间距预热带冷却带宽为18mm，间距为3000mm左右，烧成带宽带为18mm，间距为3000mm左右。烟道墙和拱的膨胀缝每隔5m应留1015mm宽的膨胀缝，形式和砌体膨胀缝形式一样。6.5.2膨胀缝的形式窑墙膨胀缝的形式共内、外层之间应留成锯齿形封闭式，上下砖之间留成锁口式（互相错开），此种形式可确保窑密封。窑墙平面位置上，各层砖墙间的膨胀缝要错开留，以免窑内气体外溢或窑外空气漏入。窑墙立面位置上，各部位膨胀缝也应错开留，以免气体直窜。窑顶膨胀缝的形式：单层拱的膨胀缝留的是直缝，但各行拱砖是错开的，为了保证窑拱的严密性，在膨胀缝上应盖砌一层砖。多层拱各层膨胀缝错开，最上一层拱的膨胀缝要盖砌一层砖。6.6窑车装砖窑车上砖坯码垛的形式可影响窑截面气体的分配，对窑内压力制度、加热面积大小等都有很大影响，而砖垛的稳定性是保证隧道窑正常生产的必要前提。(1) 砖垛的稳定性：为了保证窑车上的砖垛有足够的稳定性，码垛时除保证垛坯有足够的强度外，还必须做到“平、稳、直”。实际生产中，砖型较多，为保证砖垛的稳固，异型砖应通常码放在上部，下部为标普型。(2) 尽量减少窑内气体流动的阻力，码垛造成的局部阻力是窑内气体运动的主要阻力，降低码垛的局部阻力能减少窑内外正负压差，对改善窑内温度均匀性和改善传热条件，加速烧成过程极为有利。因此，码垛间纵向通道要平直，而且应有一定的纵向通道截面积。(3) 码垛与窑墙、窑顶构成的外通道截面积应大于砖垛间纵向通道的截面之和。由于窑顶、窑墙表面散热较大，因而外砖垛受热要比内砖垛差些，故设计装砖图时应使砖垛与窑墙、窑顶构成的外通道截面积A0大于砖垛间纵向截面积之和A，一般以K为控制指标K=错误!未找到引用源。(K=1.31.4)(4) 砖垛中下部通道应比上部纵向通道面积大，根据窑内热气流较集中于窑上部温度较高的特点，为了使制品受热量均匀，在设计装砖图时，下部纵向通道截面之和应比中上部纵向截面之和大，以增加下部砖垛接受的热量。装砖图设计如下：7 窑附属构件的设计7.1 砂封槽和曲折密封砂封槽是设置在隧道窑内两侧的窑墙上，多用槽钢、角钢。其内盛有砂子，砂粒直径13mm，砂封的作用是隔断窑车的上下空间，从而防止热气体从车下漏出窑外而烧坏窑车下的金属件，同时也防止冷空气漏人窑内。为了使窑车运动带出的砂粒损耗得到及时补充每个带设置两对加砂管，在隧道窑的末端设置一对漏砂槽。为了防止隧道窑烧成带的热量直接辐射给窑车的金属部分，在窑车与窑墙衬砖之间，以及窑车与窑车之间还增加了曲折密封，这样还可以使漏气的阻力增加，从而达到密封的目的。7.2 加砂管和漏砂槽加砂管用于向砂封槽加砂。加砂管设计时应注意：（1）其斜度为45，较易出砂；（2）加砂管出口上沿，应做成和砂槽沿口平。高了，砂子易外溢，甚至影响窑车同行发生事故。低了，不易出砂。而加砂管出口下沿离砂封槽底，应有一定距离，否则不易出砂。如砂封槽矮，加砂管出口下沿和砂槽底做平也可以。8 燃烧计算和实际燃烧温度计算该窑炉使用天然气为燃料，其组成如下：组分C2H6COCH4H2SO2N2含量0.11%3.768%86.8%0.879%0.343%8.1%=1.2，天然气温度与空气温度均为20，其中空气在020的平均比热容为1.296 KJ/Nm3，计算1Nm3天然气燃烧所需要的空气量及生成烟气量，燃料生成的烟气组分以及实际燃烧温度的计算。)基准：1Nm3天然气理论空气量为Va0=(CO +2CH4+ C2H6O2+2 H2S) =(3.768+286.8+0.11+20.8790.343) =1.7684 Nm3/Nm3天然气实际空气量为Va=Va0=1.21.7684=2.122Nm3/Nm3天然气理论烟气量为V0 =（CO +3CH4+4C2H4+2 H2S +N2）+Va0=（3.768+386.8+40.11+20.879+8.1）+2.122=4.1428Nm3/Nm3天然气实际烟气量为V= V0+（1）Va0=4.1428+（1.21）1.7684=4.496506 Nm3/Nm3天然气烟气组成为：CO2、H2O、N2、O2CO2%= ( CO2+ CO + CH4+ 2C2H4+2C2H6)/V=20.19H2O%=( H2O+ H2+2CH4+ C2H2+ H2S) /V=38.88N2%=( N2+ Va79%)/V=39.08O2%=（1）Va021%/V=1.652SO2=0.19549实际燃烧温度的计算：根据天然气组成计算热值查质料得Q =11000kJ/Nm3每标准立方米燃烧产物的热含量 i= =2446.3 kJ/Nm3假设燃烧产物温度介于16001700之间，燃烧产物中各成分比热如下：温度()比热CO2H2ON2O216002.38481.86191.45531.539917002.40411.88411.46241.54831600燃烧产物的热含量为其中各组分热量之总和ico2=2.38480.20191600=770.38iH2O=1.86190.38881600=1158.25iN2=1.45530.39081600=909.97io2=1.53990.1561600=38.43则i=770.38+1158.25+909.97+38.43=2877.03kJ/Nm31700燃烧产物的热含量为其中各组分热量之总和ico2=2.40410.20191700=818.5iH2O=1.88410.38881700=1230.64iN2=1.46240.39081700=966.84io2=1.54830.1561700=40.84则i=818.5+1230.64+966.84+40.84=3036.81 kJ/Nm3tth= +t=+1600=1869取隧道窑高温系数为0.8，则实际燃烧温度tptp=tth=0.818691495.21550由于燃烧温度较低，采取空气预热措施来提高实际烧成温度一次空气物理热 Q10.7 VaC1T10.72.1221.30962030.9二次空气物理热 Q20.3VaC2T20.32.1221.41181000898.75燃烧1Nm3天然气所带人的热量QQQ1Q21100030.9898.7511929.3i=错误!未找到引用源。2653kJ/Nm3 假设燃烧产物温度介于18001900之间，燃烧产物中各成分比热如下：温度()比热CO2H2ON2O218002.42251.90541.47041.555819002.43921.92511.47791.56381800燃烧产物的热含量为其中各组分热量之总和ico2=2.38480.20191800=866.68iH2O=1.86190,38881800=1303iN2=1.45530.39081800=1023.7ico2=1.53990.1561800=43.24则i=3236.62 kJ/Nm31900燃烧产物的热含量为其中各组分热量之总和ico2=2.40410.20191900=922.23iH2O=1.88410.388881900=1391.8iN2=1.46240.39081900=1108ico2=1.54830.1561900=45.89则i=3467.92kJ/Nm3tth= +t=+1800=2047取隧道窑高温系数为0.81，则实际燃烧温度tptp=tth=0.8120471658 可以满足设计需要。9 隧道窑的风机计算和选择9.1 冷空气量的确定及风机选型 冷却带由冷风入口端至抽助燃风端之间热平衡：(1) 冷却带制品放出的热Q1（101）式中：t1抽热风处制品的平均温度，850 C1高铝砖在t1时的比热，0.235kCal/kg t1冷却带末端窑内制品的平均温度，100 C2高铝砖在t2时的比热，0.197 kCal/kgQ1834777kJ/h(2) 窑车散热量Q2Q20.4Q10.4834777333910 kJ/h(3) 窑墙窑顶向四周散热量Q3Q30.1(Q1Q2)0.1(834777333910)116868,7kJ/h(4) 冷却空气带走的热量Q4Q4Q1Q2Q3333910834777116868.71051818.3kJ/h(5) 冷却所需空气量Q5错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 （102）式中：t3空气抽出温度，650 C3空气在t3时的比热，1.4561 kCal/kg t4空气进口温度，20 C4空气在t4时的比热，1.3016 kCal/kgV1=1007。49 错误!未找到引用源。 Nm3/h冷却风总量V1V11439.27Nm3/h式中：1.2备用系数 0.3漏风量占总量的30%空气为20时，V1V1(1错误!未找到引用源。)18536.5Nm3/h冷却风系统阻力一般不大于100mm H2O柱，故计算略去。冷却鼓风机可选两台(一开一备)型号：y47211 NO8C，Q1620012500 m3/h，H647755Pa电机：y132M26，N5.5kW。9.2 排烟量的计算及风机选型窑排除废气量V2V2V0V(1)B （103）式中：高铝砖隧道窑废气中空气过剩系数，取3.5 V0理论烟气量，4.1428 Nm3/Nm3天然气 V燃料燃烧所需空气量，1.7684 Nm3/Nm3天然气V24.14281.7684(3.51)B4641.53 Nm3/h窑排除废气温度为300V2V2(1错误!未找到引用源。)9742.09 Nm3/h选用风机型号：y47312 NO9D，Q35900 m3/h，H1511Pa电机：y180L4，N22kW风机工作温度250，共2台(一开一备)。30m烟囱一座，直径1500mm(上口直径)。9.3 冷却带抽风热量抽出多余风量为VVaB70%1.76845427