日产6000平米玻化砖焦炉煤气辊道窑设计计划书.doc

日产6000平米玻化砖焦炉煤气辊道窑设计计划书1 前言随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如本设计书设计的辊道窑。辊道窑是当代陶瓷工业的先进窑炉，我国70年代开始已陆续应用于日用陶瓷工业、建筑陶瓷工业。80年代后，滚到窑已广泛地用于我国建陶工业中。辊道窑由于窑内温度场均匀，从而保证了产品质量，也为快烧提供了条件；而快烧又保证了产量，降低了能耗。产品单位能耗一般在20003500 kJ/kg ，而传统隧道窑则高达55009000 kJ/kg 。所以，辊道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型，在我国已得到越来越广泛的应用。烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成也由窑炉决定。在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。最后，必须要维持适当的气氛。通过对其窑炉结构和控制的了解，借鉴经验数据，本文设计的辊道窑，全窑长77.4米，内宽2.73米，烧成温度是1180摄氏度，燃料采用发生炉煤气，单位质量得产品热耗为2707 kJ/kg。热效率高，温度控制准确、稳定，传动用电机、链传动和齿轮传动结构，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式，传动平衡、稳定，维护方便，控制灵活。本设计书在写作过程中得到老师和同学的指导，在此表示深深地谢意。编写时，本人虽然想设计一个实用、廉价的建陶工业辊道窑，内容上尽量想符合工程上的需要，但由于本人水平所限，设计书中一定有不少缺点和不足之处，诚挚地希望老师批评指正。罗芳芳 2012年6月20日2 设计任务书一、设计任务日产6000平米玻化砖辊道窑设计二、原始数据玻化砖1 坯料组成（%）表21：坯料组成（%）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852产品规格：80080010mm，单重3.2公斤/块；3入窑水分：1%4产品合格率：95%5烧成周期：40分钟（全氧化气氛）6最高烧成温度：1180三、燃料焦煤气COH2CH4CmHn H2SCO2 N2O2 Qnet(MJ/Nm3)6.857.022.3150.22.37.70.817.52表22：燃料组成4、 夏天最高气温：373 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为80080010mm，设制品的收缩率为5%。由于坯体尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）,得坯体尺寸为：843843mm两侧坯体与窑墙之间的距离取100mm，设内宽B=3m，取产品长边平行于辊棒，计算宽度方向坯体排列的块数为：n=（3000-1002）/843=3.3，确定并排3块。确定窑内宽 B=8433+1002=2729mm，取2730mm。3.2 窑体长度的确定3.2.1 窑体长度的确定窑容量=（日产量烧成周期）（24产品合格率） =（600040/60）（2495%） =175.5(/窑)装窑密度=每米排数每排片数每片砖面积 =（1000843）3（0.8*0.8） =2.28(/每米窑长)有效窑长=窑容量装窑密度 =175.52.28 =77.4(m)取单节长度为1489mm,节间联接长度8mm。窑的节数=771.497=51.4节,取节数为52节所以算出窑长为L=1.48952=77.4m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占全窑总长的30.3%，节数=5230.8%16.02，取16节，长度212.2146.41mm；烧成带占全窑总长的 20.5%，节数=5220.5%10.40，取10节，长度142.2130.94 mm；冷却带占全窑总长的 49.2%，节数=5249.2%25.58，取26节，长度352.2177.35mm。3.3 窑内高的确定表31： 窑内高度表1-16节17-26节27-52节辊上高（mm）290360290辊下高（mm）390460390内总高（mm）6808206804 烧成制度的确定(1) 温度制度：1 烧成周期：40min2 各带划分：表41： 各带划分名称温度/时间/min升温速率/min长度比例%长度节数预热带2095012.176.8630.323.4516烧成带95011808.228.0520.515.6310冷却带急冷11807006.4751649.212.388缓冷700500728.5717.513.559快冷500806.366.6715.712.158累计4010077.452（2） 气氛制度：全窑氧化气氛。（3） 烧成温度曲线大致如下： T1200 1180 1000 950 800 700 600 500 400 200 t（min）20.326.733.74012.1 0 图41：烧成温度曲线5 工作系统的确定5.1 排烟系统采用集中排烟方式，排烟口设在第16节，每节上下各5对直径为200mm的圆形排烟口直通窑体外，排烟口设在距每节窑头600mm处。下排烟口上方设置支柱和挡板以防止碎坯落入下排烟口。排烟出口处设置排烟阀，然后经水平分管进入总烟管。总烟管设于窑顶，上有总闸。利用烟气抽力，引导窑内气体流动。5.2 燃烧系统5.2.1 烧嘴的设置本设计在预热带后部即烧成带前就开始设置烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，达到目的。考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。因此，在在第1021节，每节辊下交错设置2对烧嘴，在2235节，每节设置4对烧嘴，上下对侧均交错布置。每个烧嘴对侧设置一个火焰观察孔，因此，本设计总共有80对烧嘴。5.2.2 发生炉煤气输送装置在煤气总管前设一个连锁保险器，保证助燃风机事故、停电、煤气压力过低时能迅速自动切断煤气，确保安全。煤气总管设一放散管。煤气支管和分管分别从分管和总管侧方引出防止冷凝水淤积在管道内。辊上或辊下每4个燃烧系统组成一个控制单元。5.3 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。5.3.1急冷通风系统从烧成最高温度至少800以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性，此时可以进行急冷，最好的办法是直接吹风冷却。辊道窑急冷段应用最广的是直接风冷是在辊上下设置横窑断面的冷风喷管。每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷的效果。由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用耐热钢制成，管径为6080mm。本设计也采用直接吹风冷却，在第3640节每节设置12根80急冷风管,上下管布置在同一断面并横穿过窑内, 每根风管的窑内部分均匀开90个10圆孔.5.3.2 缓冷通风系统在第47-56节的每节辊上安装12根60间壁换热管做间接冷却，换热管一端敞开做吸风口，另一端接抽热风管，通向余热风机。在56-62节窑的顶部设置7个圆形抽热风口，直径为250mm。缓冷换热和抽热共用一台风机。5.3.3 快冷通风系统窑尾采用直接吹冷风冷却产品。在窑炉最后2节两侧安装轴流风扇，每节窑顶、窑底各设4台轴流风扇，上下对制品强制冷却。在第68节设一矩形抽冷风口，尺寸为1600580 mm。5.4传动系统5.4.1 辊子材质的选择辊道窑对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀系数小而均匀，高温抗氧化性能好，荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强。常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。本设计在选用如下：表51：辊子的选材低温段（25020）无缝钢管辊棒中温段（200500和50080）瓷棒高温段（5001180和1180500）碳化硅辊棒5.4.2 辊子直径与长度的确定辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热。因中试窑比较短，辐射换热和对流换热空间有限，本设计辊子的直径要小些，故选用直径为30mm的辊棒，而长度则取2250mm。5.4.3 辊距的确定为了保证无论何时制品在转动过程中都有3根辊棒，所以应取问产品的1/4以下，即辊距不大于800/4=200mm，因此，本设计确定辊距为50m，每节窑为2218/50=44根。5.4.4 传动系统的选择考虑到产品的质量问题， 辊道窑的传动系统由电机、链传动和齿轮传动结构所组成。为避免停电对正常运行的辊道窑造成的危害，辊道窑一般都设在滞后装置，通常是设一台以电瓶为动力的直流电机。停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间，避免被压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源。本设计选用多电机分段传动分段带动的传动方案。将窑分成10段，每段由一台电机托动，采用变频调速。所有电机可以同时运行，每台亦可单独运行，当处理打缧、堵窑等事故时，将电机打到摆动状态，使砖坯前后摇摆运行，可保证这些区段的制品不粘辊，辊子不弯曲，砖坯亦不会进入下一区段。5.4.5 传动过程 电机主动链轮滚子链从动链轮主动斜齿轮从动螺旋齿轮主轴主轴上的斜齿轮被动斜齿轮辊棒传动装置辊子5.4.6 传动过程联接方式依据以上原则，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式。5.5 窑体附属结构5.5.1 事故处理孔事故处理孔设在辊下，且事故处理孔下面与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧内壁交点连线。图51：事故处理孔的布置由上图知： 则： =20.4=6.63m 两事故处理孔中心距L应小于或等于6.63m又因为每节长度只有2.21m，所以，可以每节设置一个事故处理孔，本设计在每节设置一个事故处理孔，尺寸为：400130mm，两侧墙事故处理孔采取交错布置的形式。当事故处理孔在不处理事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞密封，防止热气体外溢或冷风漏入等现象对烧成制度产生影响。5.5.2 测温测压孔及观察孔为严密监视及控制窑内温度制度，及时调节烧嘴开度，在窑道顶及窑侧墙中央留设若干处测温孔，以安装热电偶。本设计在1、6、63、65节及7-60节的偶数节设置直径为40mm测温孔，辊上设在窑顶，辊下设在窑侧墙，两侧墙的测温孔交错布置。压力制度中零压面的位置控制特别重要，一般控制在预热带和烧成带交接面附近。若零压过多移向预热带，则烧成带正压过大，有大量热气体逸出窑外，不但损失热量，而且恶化操作条件；若零压过多移向烧成带，则预热带负压大，易漏入大量冷风，造成气体分层，上下温差过大，延长了烧成周期，消耗了燃料。本设计以观察孔代替测压孔。在每个烧嘴的对侧窑墙设置50mm的观察孔，以便烧嘴的燃烧状况。未用时，用与观察孔配套的孔塞塞住，以免热风逸处或冷风漏入。5.5.3 膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免砌体的开裂或挤坏。本设计窑体采用装配式，每节窑体留设2处宽度为10mm的膨胀缝，内填陶瓷棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。5.5.4 挡墙窑道上的档板和挡火墙可以起到窑内气体的上下和水平导流、调整升温曲线、蓄热辐射及截流作用。档板负责对窑内上半窑道的控制,采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。窑道档板和挡火墙设置在同一横截面上。全窑共设置3对闸板和挡火墙结构，分别在21-22节、35-36节、46-47节，节之间设置。5.6 窑体加固钢架结构形式辊道窑钢架结构起着加固窑体作用，而钢架本身又是传动系统的机身。本设计采用金属框架装配式钢架结构，立柱用2.5t7550mm方钢、上横梁用2.3t5050mm方钢、下梁用2.5t10050mm方钢。在一节窑体钢架中，每侧共有立柱3根，两头每个立柱上开有攻M12螺栓节间联接的6个孔。下横梁每节共3根，焊在底侧梁上，下横梁上焊有5050mm的等边角钢作底架，以便在其上搁置底板。上下侧板可用23mm钢板冲压制成，吊顶梁采用50505mm的等边角钢。6 燃料燃烧计算6.1燃烧所需空气量的计算本设计燃料采用焦煤气，其成分组成如下表所示:焦煤气COH2CH4CmHn H2SCO2 N2O2 Qnet(MJ/Nm3)6.857.022.3150.22.37.70.817.52根据气体燃料的化学组成，用经验公式，计算其理论空气量： Va =1.42（Nm3 /Nm3）6.2实际空气量的计算燃料所需要的空气，根据经验取空气系数为1.25，近似计算得：0.26*17.52-0.25=4.3 实际空气量 =1.25*4.3=5.375理论氧气量 =0.5CO+0.5+2+（m+n/4)+1.5-*6.3理论烟气量的计算按照燃料的化学成分计算理论烟气量：由经验公式=+0.25=5.0实际烟气量为：V=5.0+(1.25-1)*4.3=6.075 6.4理论燃烧温度的计算设空气温度 ，空气比热为Ca1.30 KJ/M3。城市煤气比热为：Cf1.40 KJ/ M3，ta=tf=20，现设T1800，燃烧产物温度C1.64 KJ/ M3。则理论燃烧温度为： T(Qnet+ LnCata+ Cftf)/ VnC =1776相对误差：*100%=1.3%5%合理，取高温系数为=0.80。实际燃烧温度为1420比需要的温度高210，这符合要求有利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。7 窑体材料及厚度的确定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。2、窑体材料厚度的确定原则1 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。2 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。3 厚度应保证强度和耐火度。总之，窑体材料及厚度的确定在遵循以上原则得计出上，还要考虑散热少，投资少，使用寿命长等因素表71：窑体材料和厚度表（1）1-16 、27-52节名称材质使用温度()导热系数W(m)厚度（mm）窑顶耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.10.3150窑墙耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.10.3190窑底耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.1410t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.10.3表72：窑体材料和厚度表（2）17-26节名称材质使用温度()导热系数W(m)厚度（mm）窑顶耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束11500.10.3150窑墙耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t230隔热层混合纤维13500.12120窑底耐火层莫来石轻质高铝砖16000.310+0.17610-3t130隔热层硅藻土砖9000.063+0.1410t130膨胀层硅酸盐耐火纤维束13500.10.3100八、热平衡计算热平衡计算包括预热带、烧成带热平衡计算和冷却带热平衡计算。预热带和烧成带的热平衡计算目的在于求出每小时的燃料消耗量；冷却带的热平衡计算的目的在于计算冷空气鼓入量和热风抽出量。8.1预热带和烧成带的热平衡计算8.1.1 热平衡计算基准及范围时间基准：1h； 温度基准：0 计算范围为：预热带和烧成带8.1.2 画出热平衡示意框图图7-1 预热带和烧成带热平衡示意图Q1 -制品带入显热； Qa -助燃空气带入显热；Qa-漏入空气带入显热； Qf -燃料带入化学热及显热；Q2 -棚板及支柱带入显热； Q3 -产品带出显热；Q4 -棚板及支柱带出显热； Q5 -窑墙、窑顶散失之热；Q6-窑车积散之热 ； Q7-物化反应耗热；Q-其他热损失； Qg -废气带走显热。 8.1.3 热收入项目8.1.3.1 制品带入显热Q1（KJ/h）每小时入窑干制品：G2.85402.47=3734.6 Kg/h 入窑制品含0.8%自由水，每小时入窑的湿制品为：G=3734.6/(1-0.008)=3764.7 Kg/h入窑制品的比热随各地原料成分及配方的不同而变化，一般在0.841.26 kJ/（kg）范围。现取平均比热c=0.90 kJ/（kg），入窑制品温度t=20，则Q1= Gct=3764.70.920=67760 KJ/h8.1.3.2 棚板及支柱带入显热Q2 棚板与支柱要吸热，根据其体积、密度可求得每车质量为350kg。G=3502.47=864.5kg/h，C=0.84+0.000264t=0.84+0.00026420=0.845 kJ/（kg）根据公式可得：Q2 = GCt=864.50.84520=14610 KJ/h 8.1.3.3 燃料带入化学热及显热Q 入窑液化气温度，t=20，查手册，在此温度下的液化气平均比热为：C=1.38 KJ/(Nm),再根据公式可得：QX(Qnet+ Ct)=X(110000+1.3820)=110027X KJ/h 其中X-每小时消耗的燃料量Nm8.1.3.4 空气带入显热Qa全部助燃空气作为一次空气，燃料燃烧所需空气量为：36.57X 助燃空气温度ta20, 20时空气比热容C1.30 kJ/（kg）,则可得QatC36.57X1.3020951X KJ/h8.1.3.5 预热带不严密处漏入空气带入显热Qa取预热带前段空气过剩系数2.5, 前面已求得理论空气量 Va28.35 Nm/Nm。烧成带燃烧时的空气过剩系数=1.29，Va=X（-）Va=X（2.5-1.29）28.35=34.3X 漏入空气温度ta20, C1.30KJ/(m).则可得： Qa VaCta34.3X1.3020892X KJ/h8.1.3.6 气幕空气带入显热Q气幕包括封闭气幕、气氛幕和搅拌气幕，封闭气幕和气氛幕鼓入的风量一般为理论助燃空气的2-2.5倍，其中气氛气幕为0.5-1.0倍，本设计封闭气幕、搅动气幕源为窑道的烟气，不计其带入显热。其气氛气幕为理论助燃空气量的0.8倍。 V=0.8 VX=0.836.57X=29.26X,设T=200, C=1.3 kJ/(Nm)，则， Q=29.26X2001.3=7600X KJ/h 8.1.4 热支出项目的计算8.1.4.1 产品带出显热Q出烧成带产品质量G3734.6 Kg,出烧成带产品温度t1210.查表可知:产品平均比热为:C1.2kJ/(kg)，则由公式可得：QGCt3734.612101.25422600 kJ/h8.1.4.2 棚板及支柱带出显热Q棚板、支柱质量：G=864.5Kg/h，出烧成带棚板、支柱温度，t=1210，查手册，此时棚板、支柱的平均比热为：C=0.84+0.000264t=0.84+0.0002641210=1.159 kJ/(kg) 根据公式可得：Q= GCt=864.512101.159=1212400 kJ/h 8.1.4.3 烟气带走显热Qg烟气中包括燃烧生成的烟气，预热带不严密处漏入之空气外，尚有用于气幕的空气。用于气幕之空气体积由冷却带计算为：V=1552 Nm/h, 离窑烟气体积：VVg+(-1)Va X，离窑烟气温度一般为200300，现取t=250，此时烟气的平均比热为：C=1.44 kJ/(Nm),根据公式可得：Qg=VCt=Vg+(-1)Va X+ VCt=30.17+(2.5-1) 28.35X+15521.44250=26170X+559000 KJ/h8.1.4.4 通过窑墙、窑顶散失之热Q将计算分为3部分,即第210节: 20-800,取平均值410；第1113节：800-1050取平均值为925；第1421 1050-1210，取平均值1130。 第210节窑体散热计算如下:窑外壁表面平均温度40，窑内壁平均温度410。a. 窑顶轻质高铝砖导热系数1=0.706 W(m)，厚度1=0.3m；耐火粘土砖导热系数2=1.62 W(m)，厚度2=0.24m；单位热流量q=(410-40)/(0.3/0.706+0.24/1.62)=645.6 w/m散热面积: A=(2.2+2.68)/226.4=64.4 m则Q=645.664.44=166300 kJ/hb. 窑墙轻质高铝砖导热系数1=0.713W(m)，厚度1=0.12m；耐火粘土砖导热系数2=1.58W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(410-40)/(0.12/0.713+0.24/1.58)=1156.3 w/m一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/226.4=36.96 m则二侧窑墙散热Q=21156.336.964=341890 kJ/h 第1113窑体散热计算如下:取窑外壁温度80,窑内壁平均温度为925。a. 窑顶轻质高铝砖导热系数1=0.735W(m)，厚度1=0.3m；耐火粘土砖导热系数2=1.65W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(925-80)/(0.3/0.735+0.24/1.65)=1526.3 w/m窑顶散热面积:A =（2.2+2.68）/26.6=16.1 m则Q=1526.316.11=24570 kJ/hb. 窑墙轻质高铝砖导热系数1=0.74 W(m)，厚度1=0.12m；耐火粘土砖导热系数2=1.60 W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(925-80)/(0.12/0.74+0.24/1.6)=2706.9 w/m一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/26.6=9.24 m则二侧窑墙散热Q=22706.99.241=50020 kJ/h 第1421体散热计算如下: 取窑外壁温度100,窑内壁平均温度为1130。a. 窑顶轻质高铝砖导热系数1=0.75W(m)，厚度1=0.3m；耐火粘土砖导热系数2=1.62(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(1130-100)/(0.3/0.75+0.24/1.62) =1879.1 w/m散热面积:A=（2.2+2.68）/219.8=48.3 m则Q=1879.148.33=272280 kJ/hb. 窑墙轻质高铝砖导热系数1=0.76 W(m)，厚度1=0.12m；耐火粘土砖导热系数2=1.64 W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(1130-100)/(0.12/0.76+0.24/1.64)=3385.5w/m一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/219.8=27.72m则二侧窑墙散热Q=23385.527.723=563080 kJ/h窑体总散热量为:Q=166300+341890+24570+50020+272280+563080=1418140 kJ/h8.1.4.5 窑车积蓄和散失之热Q 取经验数据，占热收入的25%。8.1.4.6 物化反应耗热Q不考虑制品所含之结构水,自由水质量:G= G1- G=3764.7-3734.6=30.1(kg/h)烟气离窑温度:tg250，制品中AlO的含量为17.15%。根据公式可得：Q= Q+ Q= G(2490+1.93 tg)+ Q2100AlO% =30.1（2490+1.93250）+3734.621000.1715=1434500 kJ/h 8.1.4.7 其它热损失Q根据经验数据，占热收入的5%。8.1.5 列出热平衡方程式由热收入=热支出得:Q+ Q+Q+Q+ Q+Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q，即67760+14610+110027X+951X+892X+7600X=5422600+1212400+26170X+559000+166300+341890+24570+50020+272280+563080+1434500+(0.25+0.05)(67760+14610+110027X+951X+892X+7600X)计算得出X=173.9 Nm/h,总热量为20858200 KJ/h，即每小时需液化气173.9 Nm.8.1.6 列出预热带与烧成带的热平衡表如下: 表7-1 预热带与烧成带热平衡表热 收 入热 支 出项目KJ/h%项 目KJ/h%1.坯体带入显热677600.321.产品带出显热542260026.002.棚板、支柱显热 146100.072.棚板、支柱显热 12124005.823.燃料化学显热1913370091.743.烟气带走显热510996324.504.助燃空气显热1653800.794.窑墙、窑顶散热14181406.805.漏入空气显热1551200.745.窑车积蓄和散热521455025.006.气幕显热13216406.346.物化反应耗热14345006.887.其它热损失10429105.00总 热 量20858200100.00总 散 热20858200100.008.2 冷却带热平衡计算8.2.1 热平衡计算基准及范围时间基准：1h； 温度基准：0；计算范围为：热却带8.2.2 画出热平衡示意框图图7-2 冷却带热平衡示意图Q3产品带入显热； Q4棚板及支柱带入显热；Q9窑车带入显热； Q10冷却带末端送入散失之热；Q11产品带出显热 Q12 -棚板、支柱带出显热；Q13-窑车带走和向下散失之热；Q14-抽送干燥用的空气带走显热；Q15窑墙、窑顶散失之热； Q损-其他热损失。 8.2.3 热收入项目8.2.3.1产品带入显热Q此项热量即为预热带、烧成带产品带出显热：Q=5422600 KJ/h8.2.3.2棚板、支柱带入显热Q此项热量即为预热带、烧成带产品带出显热：Q=1212400 KJ/h8.2.3.3 窑车带入显热Q 预热带、烧成带窑车散失之热约占窑车积、散失之热5%，而95%之积热带进冷却带。Q9=0.95Q=0.95 5214550=4970200KJ/h8.2.3.4 冷却带末端送入空气带入显热Q t=20,此温度下空气平均比热为:c=1.30kJ/(m)Q= Vtc=26V KJ/h 8.2.4热支出项目8.2.4.1 产品带走显热Q出窑时产品的质量为G=3734.6 kg/h,出窑产品温度t=80,查表知此时温度下制品的平均比热为c0.9kJ/(kg)，根据公式可得：Q=Gtc=3734.6800.9=269000 kJ/h8.2.4.2 棚板、支柱带出显热Q出窑棚板、支柱质量：G=864.5 kg/h，出窑棚板、支柱温度：t=80， 知此时棚板、支柱的比热为:c=0.84+0.000264t=0.86 kJ/(kg)，则 Q= Gtc=864.50.8680=59555 kJ/h 8.2.4.3 窑车带走和向车下散失之热Q 此项热量占窑车带入显热的55%，Q=0.55Q9=0.554970200=2733600 kJ/h 8.2.4.4 抽送干燥用的空气带走显热Q该窑不用冷却带热空气作二次空气，且气幕所用空气由冷却带间壁抽出，所以，热空气抽出量即为冷却空气鼓入量V。设抽送干燥器用的空气温度为200；此温度下的空气平均比热为：C=1.32kJ/(Nm) Q= VCt= V1.32200=264V kJ/h 8.2.4.5 窑墙、窑顶散失之热Q 在急冷带的窑体散热(22-27节)窑外壁温度取80,窑内壁平均温度为1005。a. 窑顶轻质高铝砖导热系数1=0.72 W(m)，厚度1=0.3m；耐火粘土砖导热系数2=1.56 W(m)，厚度2=0.22m；单位热流量q=(1005-80)/(0.3/0.72+0.22/1.56)=1658.6w/m散热面积: A=(2.2+2.68)/213.2=32.2 m则Q=1658.664.432.22=106840 kJ/hb.窑墙轻质高铝砖导热系数1=0.73W(m)，厚度1=0.12m；耐火粘土砖导热系数2=1.58W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(1005-80)/(0.12/0.73+0.24/1.58)=2924.6 w/m一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/213.2=18.48m则二侧窑墙散热Q=22924.618.482=216200 kJ/h 在快冷带的窑体散热(28-37节)此段温度范围为800-80,窑内壁平均温度440,窑外壁温度为40。a. 窑顶轻质高铝砖导热系数1=0.732W(m)，厚度1=0.3m；耐火粘土砖导热系数2=1.60 W(m)，厚度2=0.22m；单位热流量q=(440-40)/(0.3/0.732+0.22/1.60)=730.8 w/m 散热面积: A=(2.2+2.68)/233=80.5 m则Q=730.880.55=294220 kJ/hb. 窑墙轻质高铝砖导热系数1=0.74W(m)，厚度1=0.12m；耐火粘土砖导热系数2=1.62W(m)，厚度2=0.24；单位热流量q=(440-40)/(0.12/0.74+0.24/1.62)=1289 w/m一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/233=46.2m则二侧窑墙散热Q=2128946.25=595520 kJ/h窑体总散热为Q=106840+216200+294220+595520=1212780 kJ/h 8.2.4.6 抽送气幕热空气带走显热Q 抽送气幕热空气包括两侧间壁及二层拱内抽出之热空气，其所带之热由窑墙、窑顶计算为：Q=1321640 kJ/h，抽送气幕的热空气体积为1552 Nm/h8.2.4.7 其它热损失Q去经验数据，占总热收入的5%。8.2.5 列出热平衡方程热收入=热支出，即：Q+Q+Q+Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q5422600+1212400+4970200+26V=269000+59555+2733600+264V+1212780+1321640+0.05（5422600+1212400+4970200+26V） 计算得：V= 22713 Nm/h，总热量为12195748 kJ/h。即每小时有22713 Nm/h、200的热空气抽送干燥。 8.2.6 列出冷却带热平衡表如下:表7-2 冷却带热平衡表热收入热支出项目KJ/h%项目KJ/h%1.产品带入显热542260044.461.产品带出显热2690002.202.棚板支柱带入显热12124009.942.棚板、支柱带出显热595550.493.窑车带入显热497020040.753. 窑车带走和向车下散热273360022.404.冷却带末端送入空气带入显热5905384.854. 抽送干燥用的空气带走显热59923249.155.窑墙、窑顶散热12127809.946.抽送热空气带走显热132164010.827.其它散热6097875.00总热量12195748100.00总散热12195748100.00