毕业设计（论文）日产12000平方米玻化砖油烧辊道窑设计（全套图纸）

1、摘要关键词：辊道窑、节能本设计说明书对所设计的日产12000平方米玻化砖辊道窑加以说明。窑顶采用耐热钢穿轻型吊顶砖的吊顶结构，为了降低全窑的热损失减小单位产品热耗，全窑均采用轻质耐火材料。燃料用0#柴油，采用高速调温烧嘴对制品进行裸烧来强化窑炉内部传热，同时对高速烧嘴可进一步调节使窑内温度均匀提高成品率，从而达到节能的目的。为有效利用烟气热，在窑炉前段采用集中排烟的方式，另外在缓冷段采用抽热空气的方式来冷却制品，对热烟气也可加以利用。 对全窑的控制采用计算机自动控制来实现，既提高了产品的成品率又降低的工作人员的工作强度，降低了生产成本。本设计特点：在提高产品质量的同时降低单位产品热耗，实现陶瓷

2、行业上的“绿色、环保、节能”。全套cad图纸，联系153893706abstractkey word: the roller kiln, energy conservationthis design is dayly produces12,000 square meter wood grain brick roller kiln .the crown uses the high-temperature steel to put on the light suspended ceiling brick the suspended ceiling structure, in order to re

3、duce the entire kiln the heat lose to reduce the unit product to consume hotly, the entire kiln uses the light quality fire-proof material. because the fuel uses the 0 # diesel oil is the clean fuel uses the high velocity modulation warm burner nozzle to carry on the bare fever to the product to str

4、engthen the kiln stove interior heat transfer, simultaneously may further adjust to the high speed burner nozzle makes in the kiln the temperature to enhance the rate of finished products evenly, thus achieves the energy conservation the goal.is hot for the effective use haze, the section selects th

5、e method in front of the kiln stove which the disperser discharges fume, moreover uses in the slow cold section pulls out the hot air the way to cool the product, also may perform to the hot haze to use. uses the computer automatic control to the entire kiln control to realize, both enhanced staffs

6、working strength which the product rate of finished products and reduces, reduced the production cost.this design characteristic: while improves the product quality to reduce the unit product to consume hotly, realizes in the ceramic profession “the green, the environmental protection, the energy co

7、nservation”目 录前 言7任务书81窑体主要尺寸的确定91.1进窑砖坯尺寸91.2内宽的确定与排砖方法91.3内高的确定91.4烧成制度的确定101.5窑长及各带长的确定101.5.1窑长的确定111.5.2各带长的确定111.5.3辊道窑窑头、窑尾工作台长度121.5.4窑体总长度的确定132工作系统的确定142.1排烟系统142.2燃烧系统142.2.1烧嘴的设置142.2.2助燃系统142.2.30#柴油输送系统152.3冷却系统152.3.1急冷通风系统152.3.2缓冷通风系统152.3.3快冷通风系统162.4温度控制系统162.4.1热电偶的设置162.4.2温度仪表选

8、型162.5传动系统172.5.1辊棒的选择172.5.2传动装置172.5.3辊距的确定182.5.4辊棒的联接形式182.5.5传动过程182.6窑体附属结构182.6.1事故处理孔182.6.2观察孔与测温口192.6.3膨胀缝192.6.4下挡墙和上档板202.6.5钢架结构202.6.6测压孔203窑体材料确定213.1窑体材料确定原则213.2整个窑炉的材料表234燃料及燃烧计算244.1理论空气量计算：244.2烟气量计算244.3燃烧温度计算245物料平衡计算266热平衡计算276.1热平衡示意图276.2热收入项目286.2.1坯体带入显热286.2.2燃料带入化学热及显热2

9、86.2.3助燃空气带入显热286.2.4预热带漏入空气带入显热296.3热支出项目296.3.1热制品带出显热296.3.2窑体散失热 296.3.3物化反应耗热336.3.4烟气带走显热336.3.5其他热损失346.4列热平衡方程并求解346.5列热平衡表356.6热平衡示意图356.7热收入366.7.1制品带入的显热 366.7.2冷却风带入显热 366.8热支出366.8.1制品带出显热366.8.2热风抽出时带走的显热 376.8.3窑体散失热量 376.8.4由窑体不严密处漏出空气带走显热 396.9列热平衡方程396.10列热平衡表407 管道尺寸以及阻力计算和风机选型417

10、.1抽烟风机的管道尺寸、阻力计算417.1.1管道尺寸417.1.2阻力计算427.1.3风机的选型437.2其他系统管路尺寸确定、风机的选型447.2.10#柴油输送管径的计算447.2.2助燃风管计算44 7.2.3雾化风管计算.457.2.4冷却带风管计算467.2.5风机选型498 工程材料概算518.1窑体材料概算51 8.2 钢材的概算.52 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

11、,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如辊道窑。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；而辊道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大，又保证了快烧的实现；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，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

12、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。我设计的辊道窑是连续式窑。窑炉总长160米，内宽3.0米，烧成温度是1180摄氏度。燃料采用0#柴油。我设计的辊道窑，窑体趋向轻型化，燃料清洁化，烧成质量好，产量高，日产量达12000平方米。全窑采用新型耐火材料，改善了窑炉的保温性。景德镇陶瓷学院毕业设计（论文）任务书院（系） 材料科学与工程学院 2009 年12月4日专业热能与动力工程班级06热工(2)班学生姓名林敏指导教师朱庆霞题目日产12000m2玻化砖油烧辊道窑设计主要研究内容和设计技术参数：一、玻化砖1、组成（%）sio2al2o3caomgofe2o3k2on

13、a2oi.l68.3516.272.302.650.852.22.154.852、 规格：400*400*8mm, 单重3公斤/块；3、 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（温度曲线自定）二、燃料0#柴油：qnet=40176kj/kg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、钢架结构图、砌筑图、异型砖图及其它必需的附件图。4、 设计说明书中应有英文摘要，图纸中至少应有一张ca

14、d绘图；5、 相关文献综述翻译。工作进度计划：第四周：查阅、收集与设计有关的文献资料；第五七周：进行设计计算，编写说明书初稿；第八十二周：绘制窑体结构图，砌筑图等；第十三周十六周：绘制钢架结构、管路系统图、异型砖及附件图；第十七周：图纸上墨，说明书整理；第十八周：准备答辩。1 窑体主要尺寸的确定1.1 进窑砖坯尺寸产品规格：4004008 mm产品宽度400mm，考虑烧成收缩为10%，,则：坯体尺寸=产品尺寸（1-烧成收缩）=400（1-10%）mm1.2 内宽的确定与排砖方法由于现在的辊棒等材料性能的提高，且辊道窑大多采用吊顶结构，所以此次设计成宽体辊道窑。再根据产量，所用的燃料等因素，所以

15、暂定窑内宽b =3000mm 。而坯体离窑墙内壁一般有100200 mm 间隙，取168 mm。根据了解，横向的坯体是紧贴在一起，并没有留间隙。所以内宽等于砖坯尺寸每排片数砖坯离窑内壁的间距。则可排砖数为： 片 故确定并排6片，则窑内宽 b=4446+1682=3000 最后定窑内宽为 3000 mm。1.3 内高的确定辊道窑的内高被辊子分隔成辊上高和辊下高两部分。对于辊上高的设置，要考虑以下四个方面：损坏的坯体能否顺利从辊棒之间掉下去，烧嘴的设置也要有一定的高度，气体与坯体之间的换热强度，气流通畅与燃烧空间。而对于辊下高的设置而言，主要是损坏的坯体能否顺利从辊棒之间掉下去即保证处理事故的方便

16、。从传热角度来讲，烧成带以辐射为主，所以气体厚度要大点，内高稍高些。而预热带以对流换热为主，所以内高比烧成带低，使得横截面减小，流速加快，提高对流换热强度。再结合其它三方面，内高的设置如下（单位mm）： 温度较低处：预热升温段20900 冷却降温段70080 温度较高处：烧成升温段9001180 急冷降温段1180700 表1-1内高各带划分位置预热升温段、冷却降温段烧成升温段急冷降温段辊上高350450450辊下高350350350内总高700800800（单位mm）1.4 烧成制度的确定（1） 温度制度：考虑到入窑水分比较低，可以快速升温而不会使坯体炸裂。烧成周期:40 min表1-2各温

17、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/%窑前段2025054612.5预热带2509001446.435烧成带90011806.543.116.7冷却带11808014.5-75.935.8累计40100（2） 气氛制度：全窑氧化气氛（3） 压力制度：预热带-40-25 pa ，烧成带 ,故选材符合现实生产的需要。同理可以确定校核窑的其他各带的窑体材料，如下表所示：3.2整个窑炉的材料表表3-1窑体材料的选择名称材质使用温度导热系数厚度110节，5780节窑顶耐火层轻质高铝砖11500.35230隔热层硅酸铝耐火纤维束10000.1390窑墙耐火层轻质高铝砖1

18、1500.35230隔热层硅酸铝耐火纤维束10000.13130窑底耐火层轻质高铝砖11500.35130隔热层硅藻土砖1000以下0.11+0.000228t1951138节窑顶耐火层轻质高铝砖11500.080+0.00026t230隔热层硅酸铝耐火纤维束10000.13130窑墙耐火层轻质高铝砖11500.080+0.00026t230隔热层硅酸铝耐火纤砖维束10000.13130窑底耐火层轻质高铝砖11500.080+0.00026t130隔热层硅藻土砖1000以下0.11+0.000145t1953957节窑顶耐火层高温莫来石轻质高铝砖14000.45230隔热层硅酸铝耐火纤维束10

19、000.13130窑墙耐火层高温莫来石轻质高铝砖14000.45230隔热层硅酸铝耐火纤维束10000.13130窑底耐火层高温莫来石轻质高铝砖14000.45230隔热层硅藻土砖1000以下0.11+0.000145t1954 燃料及燃烧计算a、根据热工手册相关资料得，0#柴油低发热量，各元素质量分数c%=87.5%，h%=11%，o%=0.5%，n%=0.5%，s%=0.5%。4.1 空气量计算：根据热工手册计算液体燃料理论空气量经验公式可得，理论空气量 =10.0取空气过剩系数1.1，实际空气量： 4.2 烟气量计算根据热工手册计算公式可得，理论烟气量 实际烟气量：v= v0 + va0

20、 (a-1)=10.9+10.0(1.1-1)=11.9（m3 /kg）燃烧产物各成分含量计算：vco=0.224=0.224=1.63, vco%=15.33%vso=0.224=0.0035, vso%=0.033%vho=1.28, vho %=12.04%vn=7.42, vn%=69.8%vo=0.2965, vo%=2.797%4.3 理论燃烧温度的计算设空气温度 ，空气比热为ca1.30kj/m3发生0#柴油比热为：cf=1.38 kj/m3 现设t2000 查表得c1.67kj/m3t（40176+11.01.320+1.3820）/（11.91.67）=2037（2037-2

21、000）/2000=1.85%5%，所以所设基本合理。取高温系数=0.75则实际燃烧温度tp=0.752037=1527，比需要的温度高出347，这符合要求利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。5 物料平衡计算每小时烧成制品质量 每小时生成干坯的质量 每小时生成湿坯的质量 （含水量0.8% ） 每小时蒸发自由水的质量 每小时从精坯中产生的co2 每小时从精坯中分解出来的结构水 6 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。预热带热平衡计算的目的在于求出燃料消耗热量，冷却带热平衡计算目的在于计算出冷空气鼓入量和热风抽出量。另外，通过热平衡计算可以看出窑炉的工作系统结构等

22、各方面是否合理，哪项消耗最大，能否采取改进措施。6.1 预热带、烧成带热平衡示意图 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：6.2 热收入项目6.2.1 坯体带入显热入窑干制品质量 烧成灼减4.85% ，取每平方米产品的质量为 入窑制品含自由水 1%湿基制品质量 制品入窑第2节末时温度，入窑制品比热 6.2.2 燃料带入化学热及显热0#柴油低热值 40176 雾化后入窑柴油的温度 ，20时柴油比热容 设柴油消耗量为 6.2.3 助燃空气带入显热助燃空气温度 20 时，空气比热容 6

23、.2.4 预热带漏入空气带入显热取预热带空气过剩系数 漏入空气温度 ，空气比热容 漏入空气总量为 6.3 热支出项目6.3.1 热制品带出显热烧成产品质量： （kg/h）制品烧成温度 制品平均比热容，查手册 6.3.2窑体散失热 根据材料应用不同，将计算窑段分成三部分：6.3.2.1第110节20250。窑外壁表面平均温度40，环境温度取20，窑内壁平均温度为135。窑墙散热单位热流密度：窑墙散热面积 m2二侧窑墙共散热： 窑顶散热：单位热流密度： 窑顶散热面积： m2窑顶散热量： 窑底散热单位热流密度：窑底散热面积m2 窑底散热量： 所以低温段窑体总散热量：6.3.2.2 1138节：250

24、900。壁平窑外均温度取60，环境温度20，窑内平均温度取575。窑墙散热窑墙散热面积 m2二侧窑墙共散热： 窑顶散热：单位热流密度：窑顶散热面积 m2窑顶散热量： 窑底散热单位热流密度：窑底散热面积 m2窑底散热量： 中温段总散热量： 6.3.2.3 高温段3951节：9001180散热。窑外壁平均温度取80，环境温度20，窑内平均温度1040。窑墙散热 单位热流密度：窑墙散热面积 m2二侧窑墙共散热： 窑顶散热：单位热流密度：窑顶散热面积 m2 窑底散热单位热流密度：窑底散热面积 m2窑底散热量： 高温带总散热量：预热带、烧成带窑体总散热量6.3.3 物化反应耗热自由水蒸发吸热自由水质量

25、烟气离窑温度 烧成坯体物化反应耗热用反应热近似代替坯体物化反应热入窑干制品质量 kg/h 含量=16.27% 所以 6.3.4 烟气带走显热离窑烟气总量离窑烟气过剩系数 ，取离窑烟气温度一般为 ，现取 查手册，此时烟气的平均比热为 6.3.5 其他热损失根据经验占热收入的5% 6.4 列热平衡方程并求解解得 每小时烧成制品质量为： 每公斤产品热耗： 目前玻化砖的产品热耗在 之间，所以设计该窑炉热耗合理！6.5 列热平衡表表6-1预热带烧成带热平衡表热收入热支出项目%项目%坯体带入显热234652910.1产品带出显热1339141957.4燃料化学热及显热2072093588.8窑体散失热12

26、401435.3助燃空气显热1474040.6物化反应热379209716.3漏入空气显热1206040.5烟气带走显热374360816.0其他热损失11666805.0总计23335472100.0总计23334947100.0热平衡分析:由表可以看出热支出项中，产品带走显热，物化反应耗热两项不可能减少。而其他三项则可采用适当措施节省能耗。对于烟气出窑温度适当控制在较低温度下。在资金允许的情况下，要减少窑体散热则可采用更新型耐火材料，隔热材料，以达到节能减排的目的。6.6 冷却带热平衡示意图制品带入的显热 冷却风带入显热 热风抽出带走显热窑体散热 其他热损失 制品带出显热6.7 热收入6.

27、7.1 制品带入的显热 制品出窑温度t=1180查表可知该温度下制品的平均比热为c=1.15kj/(kg)每小时烧成制品质量 kg/h所以 6.7.2 冷却风带入显热 设定鼓入冷风量为 。鼓入冷风的温度：=20 查表得 ：20 时空气的比热为=1.30 。 6.8 热支出6.8.1 制品带出显热出窑时制品的质量： kg/h计算时以窑尾快冷结束为出窑口，此时的温度为 此时陶瓷制品的比热为 6.8.2 热风抽出时带走的显热 由热风抽出量应等于冷风鼓入量，遵循平衡原则。故抽出热风量应为 取热风抽出的温度为：，查表此时的比热为：则6.8.3 窑体散失热量 1. 急冷带（5257节）1180700段散热

28、 窑墙散热内壁平均温度 设窑墙外壁平均温度，单位热流密度：窑墙散热面积 m2二侧窑墙共散热： 窑顶散热：单位热流密度： 窑顶散热面积： m2窑顶散热量： 窑底散热单位热流密度：窑底散热面积 m2窑底散热量： 急冷带散热总量： 2. 缓冷带、快冷带（5780节）：70080 ，取内壁平均温度390。窑外壁平均温度取50，窑墙散热单位热流密度：窑墙散热面积 m2二侧窑墙共散热： 窑顶散热：单位热流密度：窑顶散热面积 m2窑顶散热量： 窑底散热单位热流密度：窑底散热面积 m2 此段总散热量： 冷却带窑体总散热 6.8.4 由窑体不严密处漏出空气带走显热 冷却带从窑体不严密处漏出空气量通常为窑尾鼓入风

29、量的5% 。即0.05 。设定漏出空气的平均温度 此时空气的比热容为 6.9 列热平衡方程解得 即每小时鼓入冷风量为25120 6.10 列热平衡表表6-2冷却带热平衡表热收入热支出序号项目热量（kj/h）比例%序号项目热量（kj/h）比例%1制品带入热1139141994.61制品带出热7073675.92空气带入热6531205.42窑体散热7213206.03抽热风带走热994752082.64其他热损失6681925.5总计12044539100总计12044399100 由表可看出，热风抽出带走的热量占很大的比例，因此应充分利用此热量，一般用来干燥坯体和作助燃风作用。本窑设计抽热风用于坯体的干燥以及送去造粒塔进行吹热风造粒。7 管道尺寸以及阻力计算和风机选型7.1抽烟风机的管道尺寸、阻力计算7.1.1管道尺寸 排烟系统需排烟气量： 烟气抽出时实际体积为：烟气在金属管中流速，根据经验数据取10m/sv= vg（273+250）/273=5.72 （m3/ s）7.1.1.1 总烟管尺寸 烟气在金属管中流速，根据经验数据取=10m/s，内径d总=（4v/）0.5 = 45.72/（3.1410） 0.5 =0.85m所以，总管内径取值：900mm,长度