热平衡计算附表

1、附表：附表： 热平衡计算（热平衡计算（1#窑）窑） 计算基准：基准温度计算基准：基准温度 0 基准质量基准质量 1 小时进入系统的物料小时进入系统的物料 进窑到出窑时间为进窑到出窑时间为 18h 热平衡示意图如下： 热平衡框图 热收入： 热支出： 制品带入显热：Q1 产品带出显热：Q3 棚板、立柱带入显热：Q2 棚板、立柱带出显热：Q4 燃料带入的化学显热：Qf 窑顶、窑墙散热：Q5 助燃空气带入显热：Qa 窑车积蓄和散失之热：Q6 从预热带不严密处漏入空气带入显热：Qb 物化反应耗热：Q7 气幕带入显热：Qo/ 其他热损失：Q8 Qa +Qb=Qo 1. 热收入项目热收入项目 1.1 制品带

2、入显热 Q1 每小时入窑湿制品质量 G0=28.3 Kg/件12.77件/车4.2 车/时/(1- 8 . 4100 100 0.01) =1611/h（1%体进窑水分） 入窑制品温度 t1=40 ， 此时制品的比热 C1=0.92 kJ/（ ） 则：Q1= G0C1t1=1611/h0.92 kJ/（ ）40=59284.8 （kJ/h） 1.2 棚板、立柱带入显热 Q2 每小时入窑棚板、立柱质量 Gb=3004.2=1260 kg/h （每辆窑车的火道支柱，横梁，支柱，硅板以及棚板共重约 300 kg） 入窑棚板、立柱温度 t1=40 ， 则此时棚板、立柱的比热 C1=0.851 kJ/（

3、 kg） 则： Q2=GbC2t2=1260 kg/h0.851 kJ/（ kg）40= 42890.4（kJ/h） 1.3 燃料带入的化学显热 Qf Qd=36000 kJ/ Nm3（天然气热值） 入窑天然气温度：tf=20,此时天然气平均比热 cf=1.56 kJ/(Nm3) 设每小时消耗的燃料量为 Xm3/h 则：Qf=x(Qd+cftf)=x(36000+1.5620)=36031.2 x （kJ/h） 1.4 助燃空气带入显热 Qa 全部助燃空气作为一次空气与燃气配比，燃料燃烧所需实际空气量求得： Va=8.568x Nm3/ Nm3 助燃空气温度 ta=20,此时空气平均比热 ca

4、=1.30 kJ/(Nm3) 则： Qa= Vacata =8.568x1.3020=222.768x （kJ/h） 1.5 从预热带不严密处漏入空气带入显热 Qb 取预热带烟气中的空气过剩系数 ag=2.5，已求单位体积理论空气量 Va0=8.16 Nm3/ Nm3 烧成带燃料燃烧时空气过剩系数 af=1.05。 Va/=x（ag-af）Va0=x(2.5-1.05)8.16=11.832x （Nm3/h） 漏入空气温度为 ta/=20 此时 Ca/=1.30 kJ/(Nm3) 则：Qa/= Va/ Ca/ ta/=11.823 x1.3020=307.632x （kJ/h） 1.6 气幕与

5、搅拌风带入显热 Qm 气幕包括封闭气幕和搅拌气幕，封闭气幕只设在窑头，不计其带入显热。 取搅拌气幕风源为空气，其风量一般为理论助燃空气量的 0.5-1.0 倍，取为 0.6 倍。 所以：Vm=0.6Va=0.68.568x=5.1408x （Nm3/h） 设搅拌风 tm=20，查得 Cm=1.30 kJ/(Nm3) Qm= VmCmtm=5.1408x1.3020=133.66x （kJ/h） 2 热支出热支出 2.1 产品带出显热 Q3 出烧成带产品质量：G3=28.3 Kg/件12.77件/车4.2 车/时=1518Kg/h 出烧成带产品温度 ：t3=1260 查手册11，此时产品平均比热

6、 ：C3=1.20 kJ/(kg ) 则： Q3=G3C3t3=1518 Kg/h12601.20 kJ/(kg )=（kJ/h） 2.2 棚板、立柱带出显热 Q4 棚板、立柱质量：G4=3004.2=1260 kg/h 出烧成带棚板、立柱温度：t4=1260 此时棚板、立柱的平均比热： C4=0.84+0.t=0.84+0.1260=1.17 kJ/(kg ) 则：Q4= G4C4t4=12601.17 1260=（kJ/h） 2.3 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空气外，还有用于气幕 的空气。用于搅拌的空气的体积 Vm=5.1408x (Nm3/h) 离窑

7、烟气体积：Vg=Vg0+（ag-1）Va0 x+Vm 烟气温度为 250 此时烟气比热：Cg=1.44 kJ/( Nm3) 则： QgVgCgtg10.778+(2.5-1) 8.16x+5.1408x1.4425010137.168x （kJ/h） 2.4 窑顶、窑墙散热 Q5 根据各段材料不同,并考虑温度范围不能太大,将预热带和烧成带分成四段计 算 窑墙平均高度（1750+2000）/2=1875mm 窑顶平均宽度（4440+4700）/2=4570mm 第 1 至 10 节，长 20 米，温度范围 20-600 ,平均温度 310 ,外壁温度 60，顶部平均温度为 80； q1=156.

8、25 W/m 2 2 1 1 01 tt 1 . 0 15 . 0 26 . 0 025 . 0 80310 2 q2=69 W/m 2 2 1 1 01 tt 037 . 0 1 . 0 375 . 0 345 . 0 60310 2 Qa=156.254.5720+69 1.875202=19456 （kJ/h） 第 11 至 16 节，温度范围为 600-900 ，长 12 米,平均温度 750 q3=419.80 W/m 2 2 1 1 01 tt 1 . 0 15 . 0 26 . 0 025 . 0 80750 2 q4=361.26W/m 4 4 3 3 2 2 1 1 01 t

9、t 15 . 0 05 . 0 1 . 0 05 . 0 375 . 0 115 . 0 30 . 0 23 . 0 60750 2 Qb=419.804.5712+361.26 1.875 122=39278.5（kJ/h） 第 17 至 24 节，温度范围 900-1100 长 16 米，平均温度 1000 q5=671.5W/m 2 2 1 1 01 tt 1 . 0 06 . 0 3 . 0 23 . 0 801000 2 q6=306.2W/m 4 4 3 3 2 2 1 1 01 tt 1 . 0 2 . 0 375. 0 115. 0 3 . 0 23 . 0 601000 2

10、Qc=671.54.57 16+306.2 1.875162=67472.0 （kJ/h） 第 25 至 38 节，温度范围 1100-1260长 28 米，平均温度 1180C （kJ/h）700 1 . 0 06. 0 2 . 0 02 . 0 3 . 0 27 . 0 801180 3 3 2 2 1 1 01 7 tt q （kJ/h） 2 . 397 1 . 0 15 . 0 2 . 0 05 . 0 375 . 0 115 . 0 3 . 0 23 . 0 601180 8 4 4 3 3 2 2 1 1 01 tt q Qd=7004.5728+397.21.875282=（kJ

11、/h） Q5=19456+39278.5+67472.0+=（kJ/h） 2.5 窑车积蓄和散失之热 Q6 根据投产洁具隧道窑能源数据监测，占热收入的 6%。 2.6 物化反应耗热 Q7 自由水的质量 Gw=16 kg/h （认定进窑制品含水率为 1%） 烟气离窑的温度 tg=250。制品中 AL2O3含量约为 22.5% 则可得： Q7=Qw+Qr=16（2490+1.93250）+73.821000.225= 82430.5（kJ/h） 2.7 其他热损失 Q8(化学不完全燃烧损失以及其他损失) 取经验数据，占热收入的 5% 2.8 列出热平衡方程 由热平衡方程：热收入=热支出，有 Q1+Q2+Qf+Qa+Qb+Qm=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q8 解得 x= 188Nm3/h 单位燃耗：188/1518=0.124（标准立方米/千克瓷） 单位热耗：0.12436000=4464(千焦/千克瓷)=1068Kcal/kg 根据窑体的设计，由上述热平衡知，在烧成周期根据窑体的设计，由上述热平衡知，在烧成周期 18 小时，小时，1#窑理论单位每窑理论单位每 千克瓷能耗为千克瓷能耗