陶瓷热工课程设计-年产100万套日用瓷隧道窑设计

唐山学院陶瓷热工课程设计题 目： 年产100万套日用瓷隧道窑设计 系 别： 环境与化学工程系 专 业： 16无机非金属材料工程 姓 名： 尹航 指导老师： 黄雁、张金辉 2019年1月11日 课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数 缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现(20分）课设答辩(20分）设计成果(60分）总成绩(100分）提问(答辩）问题情况综合评定 指导教师签名： 年 月 日目录1.前言12.隧道窑窑体结构及主要尺寸的设计计算22.1素烧窑22.1.1素烧窑窑体主要尺寸设计算22.1.2素烧窑窑体内高、内宽、窑长和窑数以及各带长度的计算22.1.3素烧窑窑车尺寸及装车设计的计算32.1.4素烧窑容积的计算42.1.5素烧窑窑体附属结构42.1.6素烧窑温度曲线52.2釉烧窑62.2.1釉烧窑窑体主要尺寸设计算62.2.2釉烧窑窑内高、内宽、窑长和窑数以及各带长度的计算72.2.3釉烧窑窑车尺寸及装车设计的计算72.2.4釉烧窑容积的计算82.2.5釉烧窑窑体附属结构82.2.6釉烧窑温度曲线93.燃料燃烧计算113.1选择所需燃料种类113.1.1燃料种类113.1.2燃料各成分百分含量113.2燃料燃烧所需空气量113.3燃料燃烧烟气量的计算113.4实际燃烧温度的计算123.4.1素烧实际燃烧温度的计算123.4.2釉烧实际燃烧温度的计算123.5耐火材料的选用133.5.1耐火材料的基本参数133.5.2素烧窑耐火材料设计133.5.3釉烧窑耐火材料设计164. 热平衡计算194.1素烧窑热平衡计算194.1.1烧成过程中物化反应过程194.1.2 各带热平衡计算194.2釉烧窑热平衡计算254.2.1烧成过程中物化反应过程254.2.2各带热平衡计算255. 通风排气系统的确定315.1素烧窑通风排烟系统的确定315.1.1进风量的计算315.1.2 阻力计算及烟囱设计315.1.3排风量的计算和风机选型335.2釉烧窑通风排烟系统的确定345.2.1进风量的计算345.2.2 阻力计算及烟囱设计345.2.3排风量的计算和风机选型366. 总结377. 辞谢388. 参考文献39唐山学院课程设计1.前言陶瓷工业窑炉是陶瓷工业生产中最重要的工艺设备之一，对陶瓷产品的产量、质量以及成本起着关键性的作用。它把燃料的化学能转变成热能或直接把电能转变成热能，以满足制品焙烧时所需要的温度，在期间完成一系列的物理化学变化，赋予制品各种宝贵的特性。因此，在选择窑炉时，为了满足陶瓷制品的工艺要求，应充分了解窑炉类型及其优缺点，考察一些与已投入生产的陶瓷厂，然后结合本厂实际情况和必要的技术论证，方可定之。判断一个窑炉好坏的标准，通常由以下几个方面来评价：1.能满足被烧成制品的热工制度要求，能焙烧出符合质量要求的陶瓷制品。2.烧窑操作要灵活，方便，适应性强，能够满足市场多变的要求。3.经济性要高。包括热效率要高，单位产品的综合能源消耗要少，炉龄要长。4.容易实现机械化，自动化操作，劳动生产率高。5.劳动条件好，劳动强度小，环境污染小。以上几点，其中能否满足所烧制品的热工制度要求，是衡量陶瓷窑炉性能好坏的重要技术指标。实际生产中，往往是力求使制品被烧使窑内温差尽量减少，它是提高产品合格率的关键所在。隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。通过对无机非金属材料热工基础以及热工设备的学习，本学期利用两周的时间进行窑炉课程设计。本次实践的设计任务是年产100万套日用瓷隧道窑设计，通过两周的努力设计，基本完成了任务。在本次设计实践过程中，我们组得到了指导老师的精心指导，这才使我们能比较顺利的完成此次设计任务，在此我们向指导老师和设计过程中帮助过我们的同学表示感谢！由于所学知识有限，加之时间仓促，在设计过程中不可避免存在许多的错误和不足，敬请老师多多指教，恳请斧正！2.隧道窑窑体结构及主要尺寸的设计计算2.1素烧窑2.1.1素烧窑窑体主要尺寸设计算 产品设计参数见表2-1表2-1设计参数 项目 日用瓷生产生产任务 100万套/年产品种类 中餐具10头产品规格 4.5寸小碗、5寸中碗、6寸碗、7寸深盘、8寸深盘、杯工作日 330天成品率 93%坯体入窑水分 1.8%烧成制度 预热带时间 1.9h 烧成带时间 1.6h 冷却带时间 2.5h 烧成周期 6h烧成线收缩率 9%窑炉储备系数 1.22.1.2素烧窑窑体内高、内宽、窑长和窑数以及各带长度的计算内宽：220102=240cm 设窑墙与窑车相距10cm内高：0.60.40.21.2每车：43.2kg gL=43.2/1.25=34.56kg/m 设年产100万套G=100万100.27（33024）=340.9窑长：L=340.96（0.9334.56）=63.6m64m 设烧成时间=6h窑车数：63.61.25=51辆 实长：511.25=63.7564m设储备系数：1.2 641.2=78m 每节2m 共39节预热带：12节 烧成带：11节 冷却带16节 24m 22m 32m2.1.3素烧窑窑车尺寸及装车设计的计算匣钵d 匣钵h 层数8寸盘:0.38kg 214.5cm 21(1-9%)=23.1cm 25cm 10cm 47寸盘:0.32kg 183.5cm 18(1-9%)=19.8cm 25cm 10cm 46寸碗:0.3kg 15.57.5cm 15.5(1-9%)=17.0cm 20cm 10cm 45寸碗:0.25kg 136.5cm 13(1-9%)=14.3cm 20cm 10cm 44.5寸碗：0.24kg 116cm 11(1-9%)=12.1cm 20cm 10cm 4 杯： 0.20kg 66.5cm 6(1-9%)=6.6cm 12015cm 10cm 4窑车：长：1.25m 宽：2.2m 设高：0.6m窑车材料(从上至下）：碳化硅硼板、陶瓷纤维棉(白色）、耐火砖、保温砖每车：8寸盘：44=16件 160.38=6.08kg 7寸盘：84=32件 320.32=10.24kg 6寸碗：44=16件 160.3=4.8kg 5寸碗：84=32件 320.25=8kg 4.5寸碗：84=32件 320.24=7.68kg 杯： 84=32件 320.2=6.4kg 6.08+10.24+4.8+8+7.68+6.4=43.2kg 每车160件窑车码坯俯视图见图 2-1图 2-2窑车码坯俯视图(单位：cm）2.1.4素烧窑容积的计算V=Ldh=782.41.2=224.64m3实际生产：51163304=107.71万套 107.710.93=100.17万100万2.1.5素烧窑窑体附属结构2.1.5.1测温孔及观察孔测温孔及观察孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。观察孔是为了观察烧嘴的情况。2.1.5.2测压孔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。2.1.5.3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，每隔几米留宽度为50mm的膨胀缝，内填矿渣棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。2.1.6素烧窑温度曲线素烧窑温度曲线见图2-3图 2-4素烧窑温度曲线表 2-2素烧温度曲线段号温度设定值/本段时间/min总时间/min11102020232020403620206048802080596020100611502012071350201408133020160913002018010110020200119502022012750202401360020260145002028015400203001630020320172002034018100203602.2釉烧窑2.2.1釉烧窑窑体主要尺寸设计算设计参数见表2- 3表2- 3设计参数 项目 日用瓷生产生产任务 100万件/年产品种类 中餐具10头产品规格 4.5寸小碗、5寸中碗、6寸碗、7寸深盘、8寸深盘、杯工作日 330天成品率 93%坯体入窑水分 1.8%烧成制度 预热带时间 2.9h 烧成带时间 1.6h 冷却带时间 2.5h 烧成周期 8h烧成线收缩率 9%窑炉储备系数 1.22.2.2釉烧窑窑内高、内宽、窑长和窑数以及各带长度的计算内宽：220102=240cm 设窑墙与窑车相距10cm内高：0.60.40.21.2每车：43.2kg gL=43.2/1.25=34.56kg/m 设年产100万套G=100万100.27（33024）=340.9窑长：L=340.98（0.9334.56）=84.9m86m 设烧成时间=8h窑车数：86/1.25=69辆 实长：691.25=86.2588m设储备系数：1.2 881.2=105.6106m 每节2m 共53节预热带：20节 烧成带：12节 冷却带：21节 40m 24m 42m2.2.3釉烧窑窑车尺寸及装车设计的计算 匣钵d 匣钵h 层数8寸盘:0.38kg 214.5cm 21(1-9%)=23.1cm 25cm 10cm 47寸盘:0.32kg 183.5cm 18(1-9%)=19.8cm 25cm 10cm 46寸碗:0.3kg 15.57.5cm 15.5(1-9%)=17.0cm 20cm 10cm 45寸碗:0.25kg 136.5cm 13(1-9%)=14.3cm 20cm 10cm 44.5寸碗：0.24kg 116cm 11(1-9%)=12.1cm 20cm 10cm 4 杯： 0.20kg 66.5cm 6(1-9%)=6.6cm 12015cm 10cm 4窑车：长：1.25m 宽：2.2m 设高：0.6m窑车材料(从上至下）：碳化硅硼板、陶瓷纤维棉(白色）、耐火砖、保温砖每车：8寸盘：44=16件 160.38=6.08kg 7寸盘：84=32件 320.32=10.24kg 6寸碗：44=16件 160.3=4.8kg 5寸碗：84=32件 320.25=8kg 4.5寸碗：84=32件 320.24=7.68kg 杯： 84=32件 320.2=6.4kg 6.08+10.24+4.8+8+7.68+6.4=43.2kg 每车160件窑车码坯俯视图见图 2-5图 2-6窑车码坯俯视图(单位：cm）2.2.4釉烧窑容积的计算V=Ldh=1061.22.4=305.28m3实际生产：69164330=145.73万套 145.7万0.93=135.5万100万套2.2.5釉烧窑窑体附属结构2.2.5.1测温孔及观察孔测温孔及观察孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。观察孔是为了观察烧嘴的情况。2.2.5.2测压孔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。2.2.5.3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，每隔几米留宽度为50mm的膨胀缝，内填矿渣棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。2.2.6釉烧窑温度曲线釉烧窑温度曲线见图2-7图2-8釉烧窑温度曲线表 2-4釉烧窑温度曲线段号温度设定值/本段时间/min总时间/min11302020222520403400206046002080588020100695020120710502014081100201609116020180101120202001198020220128502024013720202601468020280155502030016480203201742020340183602036019300203802024020400211502042022100204402320460 2420480 3.燃料燃烧计算3.1选择所需燃料种类 3.1.1燃料种类从环境保护的角度，东海天然气不含硫成分，所以我们选用的是东海天然气。3.1.2燃料各成分百分含量燃料组成见表3-1表 3-1燃料组成名称CO2H2SN2CH4C2H6C3H8C4H10C5及以上含量(%)0.620188.506.682.211.51.953.2燃料燃烧所需空气量Va0=(2CH4+C2H6+5C3H8+C4H10+8C5) =(288.5+6.68+52.21+1.5+81.95) =236.78 =11.275Nm3-空气/Nm3-燃气设=1.05实际空气量：Va=Va0=1.0511.275=11.839Nm3-空气/Nm3-燃气3.3燃料燃烧烟气量的计算V0co2=(CO2+CH4+C2H6+C3H8+C4H10+5C5）=(0.62+88.50+26.68+32.21+41.5+51.95)=1.2486Nm3-空气/Nm3-燃气=(2CH4+3C2H6+4C3H8+5C4H10+6C5)=(288.50+36.68+42.21+51.5+61.95)=2.2508Nm3-空气/Nm3-燃气 =N2+Va0=1+11.275=8.917Nm3-空气/Nm3-燃气V0=12.4164Nm3-空气/Nm3-燃气V=V0+(-1)Va0 =12.4164+(1.05-1)11.275 =12.98Nm3-空气/Nm3-燃气CO2：=100% =100% =10.06%H2O：=100% =100% =18.12%N2：=100% =100% =71.82%实际烟气量：=1.2486Nm3-空气/Nm3-燃气=2.2508Nm3-空气/Nm3-燃气VN2=N2+V0a =1=1.0511.275 =9.36Nm3-空气/Nm3-燃气 VO2=(-1)V0a =(1.05-1)11.275 =0.118Nm3-空气/Nm3-燃气V=12.97Nm3-空气/Nm3-燃气CO2：=100% =100% =9.63%H2O：=100% =100% =17.35%N2：=100% =100% =72.17%O2：=100% =100% =0.91%3.4实际燃烧温度的计算3.4.1素烧实际燃烧温度的计算tth=tthCp=2710.86设tth=1600 Cp=1.63 tthCp=2608 tth”=1800 Cp”=1.65 tth”Cp”=2970= tth=1656设=0.8tp=tth=13253.4.2釉烧实际燃烧温度的计算tth=tthCp=2710.86设tth=1600 Cp=1.63 tthCp=2608 tth”=1800 Cp”=1.65 tth”Cp”=2970= tth=1656设=0.8tp=tth=13253.5耐火材料的选用3.5.1耐火材料的基本参数根据在华天成公司的实习经验，为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不宜太多；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。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。传统的窑体砌筑材料大多为粘土砖或高铝质耐火砖或保温砖，这些材料的特点是密度大、强度低、保温性能差，用这些材料砌筑的窑墙厚，窑体散热损失大。 在选择的时候，从长期使用温度、耐压强度和热震稳定性这三个方面来考虑，尤其是耐火材料的长期使用温度。综合各项性能，我们选用高铝砖作为耐火材料，轻质高铝砖作为保温材料，钢板作为结构材料。设计材料厚度，计算窑炉窑壁传热，并根据无机非金属材料热工基础所学过的知识进行检验假设是否合理。耐火材料：高铝砖：k1=1.52+0.1810-3t保温材料：轻质高铝砖：k2=0.66+0.0810-3t3.5.2素烧窑耐火材料设计3.5.2.1素烧窑烧成带耐火材料设计窑内最高温度见表3-2表 3-2窑内最高温度窑体部分预热带烧成带+急冷段冷却带(缓冷段+快冷段）窑墙8001350600窑顶8501300650烧成带窑墙：窑内温度1350 窑外80 中间层：800 设耐火砖厚1=0.3m、保温砖厚度2=0.2m t1=1075 t2=440K1=1.52+0.1810-3t=1.52+0.1810-31075=1.7135K2=0.66+0.0810-3t=0.66+0.0810-3440=0.6952q=2744 =1350-2744=869.58检验：100%=8.7%5% 不合格设1=0.35m，2=0.2m q=2582 =1350-2582=823检验：100%=2.88%5% 不合格设1=0.4m，2=0.2m q=2379.6 =1300-2379.6=741.6检验：100%=1.12%5% 合格3.5.2.2素烧窑预热带及冷却带耐火材料设计预热带窑墙：窑内温度800 窑外40 中间层：650 耐火砖厚1=0.2m、保温砖厚度2=0.3m 1=0.2m 2=0.3m t1=725 t2=345K1=1.52+0.1810-3725=1.6505K2=0.66+0.0810-3345=0.5876q=1363.29 =800-q=800-1363.29=635检验：100%=2%5% 合格预热带窑顶：窑内温度850 窑外50 中间层：700 耐火砖厚1=0.2m、保温砖厚度2=0.3m t1=775 t2=375K1=1.52+0.1810-3775=1.6595K2=0.66+0.0810-3375=0.69q=1440.66 =850-1440.66=676.37检验：100%=3%5% 合格冷却带窑墙：窑内温度600 窑外35 中间层：450 耐火砖厚1=0.2m、保温砖厚度2=0.2m t1=525 t2=242.5K1=1.52+0.1810-3525=1.6145K2=0.66+0.0810-3142.5=0.6794q=2688 =600-1350.85=432.66检验：100%=3.8%5% 不合格设：中间层温度：450 耐火砖厚1=0.2m，保温砖厚度2=0.2m t1=550 t2=245K1=1.52+0.1810-3550=1.619K2=0.66+0.0810-3245=0.6796q=1460 =650-1460=469.6检验：100%=4.36%5% 合格3.5.3釉烧窑耐火材料设计3.5.3.1釉烧窑烧成带耐火材料设计窑内最高温度见表3-3表3-3窑内最高温度窑体部分预热带烧成带+急冷段冷却带(缓冷段+快冷段）窑墙8001250600窑顶8501200650烧成带窑墙：窑内温度1250 窑外80 中间层：800 设耐火砖厚1=0.3m、保温砖厚度2=0.2m t1=1025 t2=440K1=1.52+0.1810-3t=1.52+0.1810-31025=1.7045K2=0.66+0.0810-3t=0.66+0.0810-3440=0.6952q=2517.21KJ =1250-2517.21=807检验：100%=0.9%5% 合格烧成带窑顶:窑内温度1200 窑外75 中间层：750 设耐火砖厚1=0.3m、保温砖厚度2=0.2m t1=975 t2=412.5K1=1.52+0.1810-3975=1.6955K2=0.66+0.0810-3412.5=0.714q=2461.71KJ =1200-2461.71=764.52检验：100%=1.9%5% 合格3.5.3.2釉烧窑预热带及冷却带耐火材料设计预热带窑墙：窑内温度800 窑外40 中间层：650 设耐火砖厚度 1 =0.2m、保温砖厚度2=0.3m 1 =0.2m 2=0.3m t1=725 t2=345K1=1.52+0.1810-3725=1.6505K2=0.66+0.0810-3345=0.5876q=1363.29KJ =800-q=800-1363.29=635检验：100%=2%5%预热带窑顶：窑内温度850 窑外50 中间层：700 设耐火砖厚1=0.2m、保温砖厚度2=0.3m t1=775 t2=375K1=1.52+0.1810-3775=1.6595K2=0.66+0.0810-3375=0.69q=1440.66KJ =850-1440.66=676.37检验：100%=3%5%冷却带窑墙：窑内温度600 窑外35 中间层：450 设耐火砖厚1=0.2m、保温砖厚度2=0.2m t1=525 t2=242.5K1=1.52+0.1810-3525=1.6145K2=0.66+0.0810-3142.5=0.6794q=2688KJ =600-1350.85=432.66检验：100%=3.8%5% 不合格设：中间层温度：450 耐火砖厚1=0.2m，保温砖厚度2=0.2m t1=550 t2=245K1=1.52+0.1810-3550=1.619K2=0.66+0.0810-3245=0.6796q=1460KJ =650-1460=469.6检验：100%=4.36%5%4. 热平衡计算4.1素烧窑热平衡计算4.1.1烧成过程中物化反应过程设含水量=1%，烧失量IL=5%1.每小时烧成制品的质量Gm每车制品质量为43.2kg，推车速度=51车/6时=8.5车/时。 Gm=推车速度每车载重=8.543.2=367.2(kg/h）2.每小时入窑干坯的质量Gg Gg=Gm=367.2=386.53kg/h3.每小时入窑湿坯的质量GsGs=Gg=386.53=394.41kg/h4.每小时蒸发的自由水量GzGz=Gs-Gg=394.41386.53=7.88kg/h5.每小时从精坯中排除结构水的质量GiGi=GgIL%=386.535%=19.33kg/h4.1.2各带热平衡计算4.1.2.1预热带及烧成带热平衡示意图 Q1 Q2 Qf Qa Qa1Q3Qg Q4Q5 Q6 Q7 Q8图4-1预热带及烧成带热平衡示意图热量输入项：制品带入显热：Q1窑具带入显热：Q2燃料带入化学热及显热:Qf助燃空气带入显热：Qa预热带漏入空气和气幕喷入风带入显热：Qa1热量输出项：产品带出显热：Q3窑具带出显热：Q4离窑废气带走显热：Qg窑体散热：Q5窑车积蓄和散失的热：Q6物化反应耗热：Q7其他热损失：Q84.1.2.2预热带及烧成带热量输入项1.制品带入显热：Q1=G1C1t1 G1:入窑湿制品质量，Kg/h，可由设计任务的产量、烧成灼减及入窑水分 C1:入窑制品的平均比热，KJ/(Kg) t1：入窑制品的温度，Q1=386.53200.20114.1868+(7.88+19.33)2014.1868=8787.35KJ2.窑具带入显热：Q2=G2C2t2 G2:窑具质量，Kg/h C2:入窑窑具的平均比热，KJ/(Kg) t2：入窑窑具的温度，设窑具质量为120Kg/车G2=1208.5=1020Kg/h C2=1.8KJ/(Kg) t2=20Q2=201.810204.1868=153739KJ3.燃料带入化学热及显热:Qf=X(QD+cftf) X:每小时消耗的燃料量，Nm/h QD:燃料的低热值，KJ/Nm或KJ/Kg Cf：入窑燃料的比热，KJ/(m)tf：燃料入窑的温度，Qf=(83174.1868+1.571204.1868)X=34953X(KJ)4.助燃空气带入显热：Qa=La0cataX ：全窑燃烧时的平均空气过剩系数，取决于燃料种类和烧成工艺，气体燃料可选1.011.05 La0:单位燃料燃烧时的理论空气量， Ca、ta为助燃空气的比热和温度Qa=VacataX=(11.8391.296204.1868)X=1285X(KJ)5.预热带漏入空气和气幕喷入风带入显热：Qa1=(g-)La0ca1ta1X g：离窑烟气的空气过剩系数，25Ca1、ta1:漏入空气与喷入风的比热和温度注：当气幕喷入风的温度与漏入空气温度不同时，应按喷入风的温度与用量计算设=4.05Qa1=(4.05-1.05)11.2752150.31344.1868X=9542X(KJ) 4.1.2.3预热带及烧成带热量输出项1.产品带出显热：Q3=G3C3t3 G3：出烧成带的产品质量，Kg/h C3：出烧成带的产品的平均比热，KJ/(Kg) t3：出烧成带的产品温度，Q3=367.21.211004.1868=2029358.7KJ2.窑具带出显热：Q4=G4C4t4 G4：出烧成带的窑具质量，Kg/h C4：出烧成带的窑具的平均比热，KJ/(Kg) t4：出烧成带的窑具温度，设窑具质量为120Kg/车G4=1208.5=1020Kg/h C4=2.5KJ/(Kg) t4=1200Q4=10202.512004.1868=12811608KJ3.离窑废气带走显热：Qg=Vg0+(g-1)L0cgtgX Vg0：理论烟气量 tg：离窑烟气温度Qg=12.4164+(4.05-1)11.2751750.3264.1868X=11179.7X(KJ)4.窑体散热：Q5=2Q预墙+Q预顶+2Q烧墙+Q 烧顶 Q=qFQ5=2241.21363+242.41441+2221.22582+222.42386 =423820.8KJ5.窑车积蓄和散失的热：Q6为热收入总量的15%25% Q6=15%Q热收入6.物化反应耗热：Q7=Qw+Qw1+Qr. Qw：自由水蒸发吸热Qw=Gw(2490+1.93tg) tg：烟气离窑时的温度Gw=Gs-Gg Gw：制品中自由水质量，Kg/hQw=7.88(2490+1.93175) =22282.67KJ. Qw1：结构水脱水吸热Qw1=6700Gi Gi：制品中结构水的质量Qw1=670019.33=129511KJQr：其他反应耗热，用Al2O3反应热近似代替 Qr=Gr2100Al2O3% Gr：入窑干制品质量 Al2O3%：制品Al2O3含量 设Al2O3%=3% Qr=386.5321003%=24351.39KJ Q7=Qw+Qw1+Qr=22282.67+129511+24351.39=176145.06KJ7.其他热损失：Q8为热收入总量的5%10% Q8=5%Q热收入4.1.2.4预热带及烧成带热量平衡计算热平衡方程热收入=热支出Q1+Q2+Qf+Qa+Qa1=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q88787.35+153739+34953X+1285X+9542X=2029358.7+12811608+11179.7X+423820.8+176145.06+15%Q热收入+5%Q热收入 X=601.7423 Nm/h单位时间内的产品热耗为：X=601.7423=57061.45697KJ/Kg预热带和烧成带热平衡表见表4-1表4-1预热带和烧成带热平衡表热收入热支出项目KJ/h%项目KJ/h%制品带入显热8787.350产品带出显热2029358.77.3窑具带入显热1537390.6窑具带出显热1281160846.2燃料带入化学热及显热21032698.6175.9离窑废气带出显热6727298.30924.3助燃空气带入显热773238.85552.8窑体散热423820.81.5预热带漏人空气与气幕喷入风带入热5741825.02720.7窑车积蓄和散失热4156543.32615.0物化反应耗热1761450.6其它热损失1385514.4425.0总计27710288.84100总计27710288.6699.94.1.2.5冷却带平衡示意图 Q1 Q2 Q3 Q4Q5 Q10Q6 Q9 Q7 Q8 图4-2冷却带热平衡示意图热量输入项：制品带入显热Q1窑具带入显热Q2窑车带入显热Q3冷却风带入显热Q4热量输出项：产品带出显热：Q5窑具带出显热：Q6窑车带走和向车下散失热：Q7窑墙窑顶散热：Q8从窑道内抽出热空气带走显热：Q9其他热损失：Q104.1.2.6冷却带热量输入项.热收入项目： 1.制品带入显热Q1：此项热量为预热带、烧成带产品带出显热Q1=8787.35kJ2.窑具带入显热Q2：此项热量为预热带、烧成带窑具带出显热Q2=153739kJ3.窑车带入显热Q3：此项热量可取预热带烧成带窑车总积散热的95%，其余5%已在预热带和烧成带向车下散失Q3=0.954156543.326=3948716.16kJ4.冷却风带入显热Q4:设窑尾风风量为VX,一般急冷风量为窑尾风量的0.250.5，本设计取急冷风是窑尾风的0.5，则急冷风与窑尾风的总风量为1.5VXQ4=VaCata Q4=1.5VX180.3774.1868=42.6VX4.1.2.7冷却带热量输出项1.产品带出显热：Q5=G5C5t5Q5=367.2800.20474.1868=25176.347kJ2.窑具带出显热：Q6=G6C6t6Q6=10201.21004.1868=512464.32kJ3.窑车带走和向车下散失热：Q7=55%Q窑车带入显热Q7=0.553948716.16=2171793.888kJ4.窑墙窑顶散热：Q8=2Q冷墙+Q冷顶Q8=23213501.2+322.41456=215500.8kJ5.从窑道内抽出热空气带走显热：Q9=qarCartarqar:抽走余热风的流量，体积为1.5VxNm，漏出空气忽略不计Tar：抽走热空气的平均温度