日产19500平方米内墙釉面砖素烧辊道窑毕业设计说明书.doc

材料科学与工程学院毕业论文（设计） 摘要 本科生毕业论文（设计）日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑窗体顶端Nissan 19500M2 wall brick gas roller kiln design窗体底端学 号：201210610125姓 名：张文挺 专业班级：能源与动力工程1班指导老师： 陆琳教授完成日期：2016年5月10日 材料科学与工程学院1材料科学与工程学院毕业论文（设计） 摘要摘 要 当今社会节能观念的深入，在科学技术迅猛发展的今天，中国制造业正在慢慢转型。在陶瓷企业中，由传统的高耗能、高污染粗放化也逐步变为现代自动机械化，以达到经济环保的要求。然而，在陶瓷厂里，工业窑炉更是耗能的重头，因此，如何设计出符合陶瓷工厂各项所需的窑炉是我们目标。本人本科毕业设计课题为日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑设计。我国正大力推行文化创新产业，生产过程自动控制程度高、燃料清洁的高端日用陶瓷及艺术陶瓷是未来的发展趋势。对一开始数据的仔细研究和探讨，日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑的长258米宽2.61米。该素烧辊道窑的烧成温度是一千一百四十九摄氏度。与一般辊道窑体的区别在于窑顶上的材料不同，相对密集，也相对错落的布置是事故处理口的布置的特点。并且依靠棍棒的平稳转动保持直线运动轨迹且不与旁边的砖碰撞。靠辊棒的转动使陶瓷产品从窑头传送到窑尾，经过预热带，烧成带，冷却带，由多成分黏土坯体经各种氧化还原反应玻化成瓷，设挡墙和挡板是为了提高冷热交换效果，和有效的加强内部气体的滞留。首先窑顶是采用耐热钢穿轻型吊顶砖的吊顶结构，另外窑顶镶嵌上一层铝制材料，从而增强辐射能力 。相对密集，也相对错落的布置是事故处理口的布置的特点。设挡墙和挡板是为了提高冷热交换效果，和有效的加强内部气体的滞留。另外一方面，为了能够充分利用烟气的热量，可以在窑炉前段采用集中排烟方式。所以本次设计日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑设计不仅仅是为了创新，更是为了节能。关键词： 快速烧成 辊道窑 保温 节能3材料科学与工程学院毕业论文（设计） 摘要Abstract 窗体顶端 Depth in todays society the concept of energy saving, the rapid development in science and technology today, the Chinese manufacturing industry is slowly restructuring. Ceramic enterprises, from traditional high energy consumption, high pollution, extensive technology has gradually become a modern automatic mechanization to achieve economic and environmental protection requirements. However, in the ceramics factory, industrial furnace is more energy-intensive heavy head, therefore, how to design a ceramic factory in line with the required furnace is our goal. I graduated from design issues to Nissan 19500M2 interior glazed unglazed roller kiln design. China is vigorously promote cultural innovation industry, high degree of automation of production processes, high-end daily-use ceramics and ceramic art clean fuel is the future trend of development. Careful study and discussion of the beginning of the data, Nissan 19500M2 interior glazed unglazed roller kiln length of 258 meters wide and 2.61 meters. The unglazed roller kiln firing temperature is one thousand one hundred forty-nine degrees Celsius. Usually the difference between kiln roller kiln lies on top of different materials, relatively dense, relatively scattered arrangement is incident handling port layout features. And rely on the smooth rotation of the sticks remain straight trajectory does not collide with the next brick. By roller rotation of the ceramic product is conveyed from the kiln to kiln, after preheating zone, firing zone and cooling zone, the clay body by a variety of multi-component redox reaction into glass porcelain, retaining wall and bezel set It is to increase the heat exchanging effectiveness, strengthen the retention and effective internal gas. First, the crown is the use of heat-resistant steel wear lightweight ceiling tile ceiling structure, in addition to the crown inlaid aluminum material layer to enhance radiation. Relatively dense, relatively scattered arrangement is incident handling port layout features. Let retaining wall and baffles to improve heat exchanging effect, and effectively strengthen the internal gas retention. On the other hand, in order to make full use of flue gas heat can be concentrated in the furnace preceding the use of Exhaust System. So this design Nissan 19500M2 interior glazed unglazed roller kiln designed not only for innovation, but also to save energy.Keywords: quick firing, roller kiln insulationenergy saving材料科学与工程学院毕业论文（设计） 目录目录摘 要2前 言81景德镇陶瓷学院毕业设计（论文）任务书92 窑体尺寸的确定102.1 进窑砖坯尺寸102.2 排砖方法、内宽及内高的确定102.2.1 排砖方法及内宽102.2.2 内高102.3 烧成制度的确定112.4 窑长及各带长112.4.1窑长112.4.2 各带长123 工作系统的确定133.1 排烟系统133.2 燃烧系统133.2.1 烧嘴的设置133.2.2 烧嘴布置133.3 冷却系统133.3.1急冷通风系统133.3.2缓冷通风系统143.3.3快冷通风系统143.4 窑体附属结构143.4.1 事故处理孔143.4.2 测温孔143.4.3观火孔153.4.4膨胀缝153.4.5挡墙、挡板154窑体材料确定164.1窑体材料确定原则164.2窑体材料厚度的确定原则164.3全窑体所用材料及厚度列表165燃料燃烧计算175.1燃料天然气对应成分的湿成分的换算175.2空气量175.3.烟气量175.4.燃烧温度176物料平衡计算196.1相关物料质量计算197预热带烧成带热平衡计算207.1热平衡计算准则207.2热平衡示意图207.3热收入项目217.3.1坯体带入显热217.3.2燃料带入化学热及显热217.3.3助燃空气带入显热217.3.4预热带漏入空气带入显热217.4热支出项目227.4.1热制品带出显热227.4.2窑体散热227.4.3物化反应耗热287.4.4烟气带走显热287.4.5其他热损失287.5 热平衡方程288 冷却带热平衡计算308.1计算基准：308.2热收入项目308.2.1产品带入显热Q2308.2.1冷风带入显热Q6308.3 热支出项目308.3.1产品最终带出的显热Q7308.3.2热风抽出时带走的显热Q8318.3.3窑体散热Q9318.3.4其它热损失Q10368.4 热平衡方程369烧嘴选型3810 传动计算3910.1 传动系统的选择3910.2 传动过程：3910.3 辊子材质的选择3910.4 辊距的确定4010.5 辊子传动过程中的联接方式4010.6 辊子转速的选择4011 管道尺寸、阻力计算及风机的选用4111.1排烟风机的管道尺寸、阻力计算4111.1.2 抽烟管道及风机4111.1.3风机的选型4211.2 其他管道及风机4311.2.1天然气输送管径的计算4311.2.2助燃风管的计算4311.2.3冷却带风管计算4411.2.4缓冷抽热风管4411.2.5急冷风管4411.2.6快冷风管4511.2.7其他风机选型4512 材料概算47后 记52致谢词53参考文献54英文文献55窑炉的节能减排与余热利用6166材料科学与工程学院毕业论文（设计） 2、窑体尺寸的确定 前 言由于当今陶瓷用品的范围特别的广泛，因此就对生活品质也有了更多的要求，即提倡低碳、绿色、环保的生活。而且陶瓷工业在人们的生活、生产中都有着重要的地位。这个时候各个业都需要去迎合市场。当今社会，机器化自动化逐渐代替了人体劳动力。陶瓷用窑炉按操作方法可分为连续窑、半连续窑和间歇窑。辊道窑就是其中的连续式窑炉，也是当今使用度广泛的窑炉种类，隧道窑的优点在于连续操作、生产效率大、燃料消耗相对较低、使用寿命相对较长、机械化和自动化程度较高、劳动条件较好、烧成制度容易调控及制品品质好。我国社会主义建设、国防科学和人民日常生活中无处不有陶瓷工业技术，可见其发挥着至关重要的作用。这也促使的我国陶瓷工业窑炉改朝换代，不断革新，其发展过程是由低级到高级，由低产量、低质量、高消耗演变为高产量高质量低消耗；由劳动强度大发展为当今的机械化和自动化，大大降低了劳动强度，由原来的烧成温度低且不能控制烧成气氛改编为当代的烧成温度高且能熟练掌握其烧成气氛。经过前人的在实践中得到的经验总结，以及他们在实践中对问题的及时解决，辊道窑得以发展至今，并且其已经成为当今陶瓷烧成工艺的先进且成熟的窑炉形式，被行内人士推广应用。产品的质量受烧成过程的严重影响，而烧成的关键在于烧成设备窑炉，可见窑炉是陶瓷生产中的作用绝不可忽视的设备。在坯体烧制过程中，对温度制度的控制是极为重要的工序。一定要保持窑内具有一定的压力制度；而且一定要保持合适的气氛。这些烧成制度我们都必须遵守。我们所要设计的是 日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑，其产品排布方式是双层双排排布。辊道窑是一种连续性工作的陶瓷热工设备,它有产量高、能耗低、机械自动化程度高的特点，代表着现代窑炉的发展方向。硅酸盐工业窑炉应用在很多行业，而其产品更是充斥在我们的生产生活中。应时代发展的需要，国家也是大力提倡节能减排，而对于硅酸盐工业窑炉这个行业而言，只有深入了解了原料的处理、窑炉的设计、制品的烧制才能更好的从中找寻到一种降低能耗，减少污染物排放的可行方案。本文阐述了一个陶瓷工业窑炉的设计方案，来全面阐述陶瓷窑炉的设计过程、及确立最终的设计方案。本人也在设计中，尽量符合生产实际需求，但是鉴于水平有限，经验不足，对于设计中存在的不当和错误之处，诚恳欢迎各位指正。在烧成过程中，能够确定一个合理准确的温度制度是保证高质量，高产量和节约燃料的关键一步。而温度在辊道窑内是根据制品的温度要求时间和位置变化所决定的。与此同时，一定的压力是确定温度的因素和对整个窑炉控制的确立保障。故此，保持一定的压力和温度都是对窑炉有着极大的影响。在设计之前，对于窑体的整个制度进行确定估算，而后又进行了精确地计算。 在窑炉生产进程当中，烧成的过程相当重要，可能有一点点差池就可能导致生产品的质量瑕疵，而烧成的重中之重也在于窑内的温度把控、窑内的压力掌控和气氛制度调节。另外节能以及能源的充分利用在当今也是十分热门的发展方向， 本次的设计该窑炉的目的在于能够更加熟悉辊道窑方面的结构以及烧成方式，更是为了能够更好的掌握利用这大学四年来所学到的知识，希望在这次的设计当中能够看到自己的不足，以至于自己能够得到更好的进步，这次设计能够完成当中也是得到了导师的悉心教导，以下为本次窑炉设计的相关数据参数材料科学与工程学院毕业论文（设计） 2窑体尺寸的确定1景德镇陶瓷学院毕业设计（论文）任务书院（系） 材料学院 2015年 12 月专业热能与动力工程班级热工2012学生姓名张文挺指导教师陆 琳题目日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑设计主要研究内容和设计技术参数：1、日产量：19500平方米内墙砖2、产品规格：3004503、烧成周期：40.5分钟4、最高烧成温度：11495、烧成气氛：全氧化气氛6、烧失率：9.27、燃料：天然气8、其他设计技术指标，参数自定基本要求（含成果要求）：1、通过设计计算确定窑体材料及厚度、主要结构尺寸、管路系统尺寸等2、确定工作系统安排，编写设计说明书，并打印输出3、绘出设计图纸一套，应包括：主体结构图、管路系统图、砌筑图、异型砖图及其它必须的附件图4、设计说明书中应有英文摘要，图纸中至少应有一张CAD绘图。工作进度计划：第 15 周：查阅、收集与设计有关的文献资料；第 6-8 周：进行设计计算，编写说明书初稿；第913周：绘制窑体结构图，砌筑图；第14-17 周：绘制管路系统图、异型砖图及附件图；第18周：图纸上墨，说明书整理；第 19 周：准备答辩2 窑体尺寸的确定2.1 进窑砖坯尺寸产品规格：30045011 mm产品宽度300mm，长450mm，考虑烧成收缩为9%，则： 490mm坯体尺寸2=300/(1-9%)=330mm2.2 排砖方法、内宽及内高的确定2.2.1 排砖方法及内宽根据产量，所用的燃料，窑内传热等因素，粗略确定内宽的尺寸，入窑坯体的尺寸为330490，故暂定窑内宽B = 2800 mm。坯体离窑墙内壁一般有100200 mm 间隙，取150 mm，则可排砖数为：最终确定并排7片所以，窑内宽=3307+1502=2610 mm，最后定窑内宽为2610 mm。2.2.2 内高内高为窑道内整个空间的高度，等于辊上高（辊道中心线至窑顶的距离）与辊下高（辊道中心线至窑底的距离）之和。内高必须合理，既能有利于产品换热满足烟气有足够的流动空间，又必须满足一定的烧成空间和冷却空间，所以，内高的确定有一定的原则，为了有利于热量的传递，三带的内高不应一样，烧成带和急冷、缓冷带由于温度较高，为了保证有足够的烧成空间和冷却空间。所以，内高可较其他两带稍高一些。 取内高如下：标准砖：23011475mm。一般考虑耐火砖及轻质砖灰缝在24mm，红砖在710mm，此次设计考虑耐火砖灰缝取3mm。预热带，缓冷带和快冷带孔砖上排3层砖，孔砖下排7层砖。烧成带和急冷带孔砖上排5层，孔砖下排7层。第19节和第105115节第10节第104节辊上高324478mm辊下高410410mm总高734888mm2.3 烧成制度的确定（1）温度制度： 烧成周期:40.5min 各温度段的划分与升温速率名称温度/时间/min升温速率/min-1长度比例/%节数预热带2095015.1961.223037烧成带95011497.5943.4828.335急冷带11499502.53-130.436.79缓冷段95040011.39-48.2826.734快冷段400803.8-84.218.311累计40.5100126 （2）气氛制度：全窑氧化气氛 （3）压力制度：预热带-8-4 Pa ，烧成带 8 Pa 2.4 窑长及各带长2.4.1窑长我取同一列砖的距离为30 mm ，则装窑密度=每米排数每排片数每片砖面积=70.490.33=2.17（）所以， 窑长=。 利用装配式，由若干节相互联结组成，每一节设定的长度设计为2002 mm ，节和节之间的联结长度 8 mm ，由此知晓总长度 2010 mm 节数=取节数为126节。所以，窑长度为：L=2.010126=253m2.4.2 各带长抽烟段： （节） 取 10节 预热带： （节） 取28节烧成带： （节） 取30节 保温带： （节） 取7节急冷段： （节） 取7节 缓冷段： （节） 取32 节快冷段： （节） 取12节材料科学与工程学院毕业论文（设计） 3工作系统的确定3 工作系统的确定3.1 排烟系统在窑前段第1、3、5、7节设置排烟口，采用4段分散排烟的方式，且上下交错分布，使内部气流扰动剧烈，排水效果较好。在每段排烟处设4个排烟口直通窑体外，在排烟口出口处设置一条支烟管，每条支烟管设置排烟闸，以调节烟气支流量。然后经水平分管进入总烟管，水平管道第3、4节之间设置排烟闸，控制水平管道的烟气量。总烟管设于窑顶，上有总闸。利用烟气抽力，引导窑内气体流运动。在第9节处设置一个工作平台，上面布置两台排烟风机，一台为正常运作风机，另一台备用。3.2 燃烧系统在辊子上下各设一层烧嘴，同一层烧嘴两侧交错布置，同一侧烧嘴上下交错布置。烧嘴的对侧是观察孔，以便更好的观察火焰的燃烧情况，便于操作控制。为均匀窑温，强化窑内对流换热，在选择烧嘴时，选用小流量高速烧嘴，本设计采用的是佛山市克罗姆热能技术有限公司的KIC KIO型燃气高速脉冲烧嘴. 该高速脉冲烧嘴，可直接点火及控制。最佳燃烧使得污染物排放水平极低。3.2.1 烧嘴的设置 日产19500M2内墙釉面砖素烧辊道窑因为用的燃料是天然气。本设计从预热带开始设置烧嘴，这样利于快速升温，缩短烧成周期，但是低温段烧嘴不宜多，则在第15-25节，每节下排两侧各设置一对3.2.2 烧嘴布置位置1626节2738节3975节烧嘴布置每节2个烧嘴每节4个烧嘴每节8个烧嘴烧嘴总数22个46个296个总共364个3.3 冷却系统 制品在冷却带有晶体成长，转化的过程，并且冷却出窑是整个烧成过程最后的一个环节。从热交换的角度来看，冷却带实质上是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气，余热风可供干燥，达到节能的目的。3.3.1急冷通风系统 急冷风系统是使用冷风迅速冷却产品的一个过程，是从温度高达一千多度迅速冷却到六、七百度的一个过程。这次的设计是在急冷段使用节的窑长去实施急冷，辊的上和下每节放置6对90不锈钢急冷风管，使其交错横穿过窑体内部 3.3.2缓冷通风系统 缓冷通风系统是使石英转换成晶型的一个系统，和它名字一样，它的冷却是一个十分缓慢的过程。 这次设计和很多辊道窑设计一样采取抽热风的的缓冷方法，在缓冷风系统处打算每节窑顶部放两个抽热的风口（含两个抽热风孔），闸板设计在缓冷风管的总管处，另外还需要缓冷风机来抽取空气冷却。在第84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、110、112、114十六节窑顶设置抽热风口，每处设置4个小抽热风口。3.3.3快冷通风系统 快冷通风系统是待产品冷却到四百度之后迅速冷却产品的过程，而且必须保证出窑产品温度得小于八十度，否则产品会破裂。 这次设计使用不锈钢冷风管和急冷段一样采取七对90不锈钢快冷风管。3.4 窑体附属结构3.4.1 事故处理孔 事故处理孔的布置的好坏，能够直接影响到我们处理事故的效率和有效程度，并且事故处理孔布置的数量应该布置的越少越好，因为如果布置过多，反而会导致窑体的密封不够，影响烧成，本次设计的强辐射窑顶辊道窑事故处理孔的布置如下图所示： 与此同时，我们不能忽略气体跑出导致窑体密封失效的这个问题，所以在烧成过程中必须将事故处理孔采取密封的措施，我们需要额外使用棉花将其塞住更能保证它的密封性。3.4.2 测温孔为严密监视及控制窑内温度制度，及时调整烧嘴开度，一般在窑道顶及火道侧墙留设若干处测温孔以安装热电偶。测温孔间距一般为35米，高温段布密些，低温段布稀些，在烧成曲线的关键点，如氧化末段、晶体转化点、釉始溶点、成瓷段、急冷结束等都应设测温孔。本设计如下：第1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125节的窑顶和辊下侧墙各设置一个测温孔。 3.4.3观火孔在每个烧嘴的对侧窑墙设置直径50mm的观火孔，以便及时观察对面烧嘴火焰情况。遇到事故处理口，取消观火孔。 3.4.4膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免砌体开裂、挤坏，必须重视窑体膨胀的留设，窑墙、窑顶等砌体都要留设，一般每隔2m左右留设20mm膨胀缝，内填陶瓷棉或石棉。3.4.5挡墙、挡板由于辊道窑属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度及温度制度。因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下筑挡墙，辊上插挡板，缩小该外工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度制度的调节。为了更好的调节窑炉内温度制度的调节，本设计将在每个换带之间设计上挡板，在烧成带和冷却带设置挡墙、挡板是为避免烧成带的烟气倒流，又避免了压力波动时急冷风窜流向烧成带而降低高温区温度。再一个就是防止高温烟气的辐射对急冷管的损害。预热带设置挡墙、挡板可以增加烟气在高温区的滞留时间，提高烟气利用率且可控制低温区的温度。 材料科学与工程学院毕业论文（设计） 5 燃料燃烧计算4窑体材料确定4.1窑体材料确定原则窑体材料要用耐火材料和隔热材料。耐火材料必须具有一定的强度和耐火性能以便保证烧到高温窑体不会出现故障。隔热材料的积散热要小，材质要轻，隔热性能要好，节约燃料。而且还要考虑到廉价的材料问题，在达到要求之内尽量选用价廉的材料以减少投资。4.2窑体材料厚度的确定原则 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。 材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍；墙高则为砖厚的整数倍，尽量少砍砖。 厚度应保证强度和耐火度。4.3全窑体所用材料及厚度列表分段节数窑体位置材料名称使用温度导热率 W/（m.）厚度 m窑前段快冷段1-10115-126窑墙硅藻土砖7000.063+0.1410-3t0.23窑顶轻质高铝砖13000.66+0.0810-3t0.23窑底硅藻土砖7000.063+0.1410-3t0.229预热带缓冷带11-3886-114窑墙粘土质隔热砖NG-1.011500.29+0.2610-3t0.114硅酸铝耐火纤维毡10000.150.143窑顶轻质高铝砖13000.66+0.0810-3t0.23硅酸铝耐火纤维毡11000.150.13窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.17010-3t0.075硅藻土砖7000.063+0.1410-3t0.154烧成带、保温带、急冷带39-82窑墙轻质高铝砖13000.66+0.0810-3t0.114国产混合纤维毡LG-4613600.110.143窑顶轻质高铝砖13000.66+0.0810-3t0.23国产混合纤维毡LG-4613600.110.13窑底超轻质耐火粘土砖12000.058+0.17010-3t0.154硅藻土砖7000.063+0.1410-3t0.075材料科学与工程学院毕业论文（设计） 6、物料平衡的计算5燃料燃烧计算5.1燃料天然气对应成分的湿成分的换算天然气的一般组成：天然气的发热量是：33490kJ/m337680 kJ/m3。对应成分的湿成分换算：根据公式：X湿%=X干%（100-H2O湿）/100 其中H2O湿%=0.00124g干H2O/（1+0.00124 g干H2O）按常温20时,查附表5,g干H2O=18.9g/m3CO2湿%=(0.1 100)/(100+0.12418.9)=0.10%H2S湿%=(0.3100)/100+0.12418.9)=0.29%O2湿%=(0100)/(100+0.12418.9)=0C2H4湿%=(3.5100)/100+0.12418.9)=3.42%CO湿%=0.20% H2湿%=0.20% CH4湿%=93.41% N2湿%=0.10% H2O%=2.29%Qd=4.187(3046co%+2580H2%+8550CH4%+14100C2H4%+5520H2S%)=4.187(30460.2+25800.2+855093.41+141003.42+55200.29)/100=35572.9KJ/m3计算出来的低温发热量属于33490KJ/m337680KJ/m3范围5.2空气量=38000KJm理论空气需要量=0.264/1000+0.02=10.052（m/m）取空气过剩系数1.20实际空气量： =1.20 =1.2010.052=12.06(m/m)5.3.烟气量理论烟气量=+0.38+0.018 Qnet/1000=13.124实际烟气量= +(-1) =15.145.4.燃烧温度理论燃烧温度（Kj/m）（Kj/m）设=1500，查表得=1.635（Kj/m）=1549 5%取高温系数=0.85实际温度Tp=1549*0.85=1316.65比要求温度高出1316.65-1210=106.65，基本符合。材料科学与工程学院毕业论文（设计） 6、物料平衡的计算6物料平衡计算 6.1相关物料质量计算 小时烧成制品质量，每件产品质量密度为15.22kg/, 每件产品质量为2kg每小时生成干坯的质量Gg取灼减5%每小时生成湿坯的质量Gs （含水量 1.3% ） 每小时蒸发自由水的质量GzGz=13519-13344=175材料科学与工程学院毕业论文（设计） 6、物料平衡的计算7预热带烧成带热平衡计算7.1热平衡计算准则 计算准则： 基准温度 0 基准质量 1小时进入系统的物料7.2热平衡示意图坯体带入显热：燃料带入化学热及显热：助燃空气带入显热：预热带漏入空气带入显热： 热制品带出显热：窑体散失热 ：物化反应耗热：其他热损失：烟气带走显热：材料科学与工程学院毕业论文（设计） 7、预热等烧成带热平衡计算7.3热收入项目 第1、2节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热，所以1、2节不列入热平衡计算中，但计算时应以第2节末坯体温度计算坯体带入显热，以第2节末烟气温度计算烟气带走显热。7.3.1坯体带入显热入窑干制品质量Gg 烧成灼减5% ，取每块砖的质量为3=9233.6 入窑制品含自由水 1.3%湿基制品质量 =9355.2制品入窑第2节末时温度t1=80，入窑制品比热=0.866（KjKg）= =9355.20.866100=810160.37.3.2燃料带入化学热及显热天然气低热值 38000入窑天然气温度 ，20时天然气比热容Cf=1.603设天然气消耗量为 = (38000+1.60320)=38032 7.3.3助燃空气带入显热助燃空气温度80 =80 时，空气比热容=1.32 = =10.58 =Va总CaTa=(10.58)1.3280=1273.5 7.3.4预热带漏入空气带入显热取预热带空气过剩系数=1.8漏入空气温度=20 ，空气比热容Cb=1.30漏入空气总量为=156 (KJh)7.4热支出项目7.4.1热制品带出显热 制品烧成温度tg=1280 制品平均比热容，查手册=0.84+2610-51280=1.1728=GgtgC2=9233.612801.1728=13861332(KJh)7.4.2窑体散热将窑体分为三部分第69节:80400,取平均值240;第1034节:4001000,取平均值700;第3568节:10001280取平均值11407.4.2.1第一部分第510节, 窑内平均温度240,窑外平均温度407.4.2.1.1窑顶散热: 材料及厚度：轻质高铝砖230mm高铝砖=0.66+0.0810-3t=0.66+0.0810-3=0.6776(w/m)单位热流q=589.2(w/)窑顶散热面积A顶=2.014=22.83Q顶 = 3.6qA=589.222.833.6=48425(kJ/h)7.4.2.1.2窑墙散热:材料及厚度：硅藻土砖厚度230mm硅藻砖=0.063+0.1410-3t=0.063+0.1410-3=0.0938(w/)单位热流q=81.57 (w/)一侧墙散热面积A墙=2.014=9.35二侧墙散热量Q墙=281.579.353.6=5491(kJ/h)7.4.2.1.3窑底散热:材料及厚度：硅藻土砖75mm硅藻砖=0.063+0.1410-3t=0.063+0.1410-3=0.0938 (w/m)单位热流q=250.13（w/)窑底散热面积A底=A顶=17.13Q底= qA3.6=250.1317.133.6=20557.7(kJ/h)7.4.2.2第二部分第1034节, 窑内平均温度700,窑外平均温度807.4.2.2.1窑顶散热:材料及厚度：粘土质隔热砖230mm外壁最高温度为=80，环境温度取=20。根据对流辐射换热系数计算公式有：=+=14最大热流量为：据导热公式有：已知,，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.498 ，重设,=0.5相对误差(613.6-612)613.6=0.26%5%,认为第二次假设合理。 (w/) 硅酸铝耐火纤维130mm， 纤维=0.15单位热流q=466.17(w/)窑顶散热面积A顶=2.0125=136.28Q顶 = qA3.6=466.17136.283.6=228706.73(kJ/h)7.4.2.2.2窑墙散热:材料及厚度：粘土质隔热砖114mm硅酸铝耐火纤维143mm， 纤维=0.15 外壁最高温度为=80，环境温度取=20。根据对流辐射换热系数计算公式有：已知,，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.524 ，重设=0.526相对误差(818-817)818=0.12%5%,认为第二次假设合理。26 (w/)单位热流q=529.9(w/)一侧墙散热面积A墙=2.0125=61.73二侧墙散热量Q墙=2529.961.733.6=235525.34(kJ/h)7.4.2.2.3窑底散热:材料及厚度：超轻质耐火粘土砖75mm 0.058+0.17010-3t硅藻土砖154mm0.063+0.1410-3t 外壁最高温度为=80，环境温度取=20。根据对流辐射换热系数计算公式有：已知 ,，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.2 ，重设,则=0.201相对误差(686-685)6865%,认为第二次假设合理。 (w/)0.117单位热流q=364.7（w/)窑底散热面积A底=A顶=136.28Q底= qA3.6=364.7136.283.6=178924.73(kJ/h)7.4.2.3第三部分第3568节，10001280，窑内平均温度1140,窑外平均温度807.4.2.3.1窑顶散热:材料及厚度：轻质高铝砖230mm国产混合纤维LG-46 130mm， 纤维=0.11外壁最高温度为=80，环境温度取=20。根据对流辐射换热系数计算公式有：已知，即为要求的，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.756 ，重设=0.754相对误差很小，认为第二次假设合理。(w/)单位热流q=712.8(w/)窑顶散热面积A顶 =2.0134=185.34Q顶 =qA3.6=687.9185.343.6=458983.38(kJ/h)7.4.2.3.2窑墙散热:材料及厚度：轻质高铝砖114mm国产混合纤维LG-46 143mm， 纤维=0.11外壁最高温度为=80，环境温度取=20。根据对流辐射换热系数计算公式有：已知，即为要求的，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.756 ，重设,则=0.759相对误差很小，认为第二次假设合理。(w/)单位热流q=731(w/）一侧墙散热面积A墙=2.0134=94.48两侧墙散热量Q墙=qA3.62=2706.994.483.6=480873(kJ/h)7.4.2.3.3窑底散热:材料及厚度：超轻质耐火粘土砖75mm0.058+0.17010-3t硅藻土砖154mm0.063+0.1410-3t 外壁最高温度为t3=80，环境温度取20。根据对流辐射换热系数计算公式有：已知 ，但未知，须采用试差法计算：先假定，则=0.2 ，重设=0.2相对误差(686-685)6865%,认为第二次假设合理。 (w/)0.117单位热流q=751.8(w/)窑底散热面积A底=A顶=185.34Q底= qA3.6=185.34751.83.6=501619(kJ/h)窑体总散热量:=1923851（kJ/h）7.4.3物化反应耗热自由水质量烟气离窑温度 其余物化反应热用反应热近似代替。入窑干制品质量（），含量为25%7.4.4烟气带走显热离窑烟气过剩系数取离窑烟气总量离窑烟气温度一般为 ，现取查手册，此时烟气的平均比热为 7.4.5其他热损失根据经验占热收入的5% =40508+1973.075x7.5 热平衡方程 810160.3+39461.5x=20799940+8150.625x 解得x=638.4(m3/h)表8.3 预热带烧成冷却带热平衡表热吸收热支出项目kJ/h%项目kJ/h%坯体带入显热：810160.33.35热制品带出显热：1386133253.41燃料带入化学热及显热：2427962893.15窑体散失热 ：19238516.5助燃空气带入显热：813002.43.12物化反应耗热：5197361.620.2预热带漏入空气带入显热：99590.40.38烟气带走显热：03943747.915.13其他热损失：13001195总计26002381.1100总计26003299100由表格可以看出，预热带和烧成带窑体散热6.5%，散热小，窑墙材料设