70万平米玻化砖发生煤气辊道窑设计指导

1、景德镇陶瓷学院窑炉课程设计说明书题目：170 万平米玻化砖发生煤气辊道窑设计1233456789目录前言 设计任务书 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定3.2 窑体长度的确定 窑内高的确定 烧成制度的确定 工作系统的确定5.1 排烟系统5.2 燃烧系统5.3 冷却系统5.4 传动系统5.5 窑体附属结构5.5.1 事故处理孔5.5.2 测温测压孔及观察孔5.5.3 膨胀缝5.5.4 挡墙5.6 窑体加固钢架结构形式 燃料燃烧计算6.1 空气量6.2 烟气量6.3 燃烧温度 窑体材料及厚度的确定 热平衡计算8.1 预热带及烧成带热平衡计算8.1.1 热平衡计算基准及范围8.1.2 热平衡框图

2、8.1.3 热收入项目8.1.4 热支出项目8.1.5 列出热平衡方程式8.1.6 列出预热带烧成带热平衡表8.2 冷却带热平衡：同上 烧嘴的选用9.1 每个烧嘴所需的燃烧能力9.2 每个烧嘴所需的油（气）压9.3 烧嘴的选用10 参考文献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 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

3、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

4、氛。我设计的辊道窑是连续式窑。 窑炉总长 110.5 米，内宽 2.728 米，烧成温度是 1180 摄氏度。燃料采用发生炉煤气。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 5758 平方米。全窑采用新型耐火材料，改善了窑炉的保温 性。2 设计任务书一、设计任务170 万平米玻化砖发生炉煤气辊道窑设计二、原始数据瓷砖1坯料组成（ %）表 2 1：坯料组成（ %）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852产品规格： 6006008mm，单重 12.5 公斤/片；3入窑水分： 1

5、%4产品合格率： 95%5烧成周期： 55 分钟（全氧化气氛）6最高烧成温度： 1180三、燃料表 2 2：燃料组成发生炉煤气COH2CH4CO2N23Qnet(MJ/Nm 3)30.613.24.03.448.86.753四、夏天最高气温： 403 窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为 6006008mm，设制品的收缩率为 10%。由坯体尺寸 =产品尺寸 / （ 1-烧成收缩） , 得坯体尺寸为： 667667mm两侧坯体与窑墙之间的距离取 150mm，取一排 4 块 则窑内宽为D=4 667+1502=2968mm取 内宽为 3m3.2 窑体长度的确定3.2.1 窑体长度的确

6、定装窑密度 =每米排数每排片数每片砖面积= （1000667）4（0.6 0.6 ）=2.159（ / 每米窑长 ）窑长 =（生产任务 24年工作日烧成时间）成品率装窑密度= （1700000243305560）0.952.159=95.93M 利用装配式，由若干节联接而成，设计每节长度为 2200mm，节间联接长度为 8mm总长 度为 2208mm，窑的节数 =95.932.200=43.44 节，取整为 44 节。所以算出窑长为 L=442208-8=75072mm=97.14m预热带占全窑总长的 30.18%，取 14 节，长度m；烧成带占全窑总长的 28.8%

7、， 取 12 节，长度 12220846368mm；冷却带占全窑总长的 41.1%， 取 18 节，长度m。3.3 窑内高的确定表 3 1： 窑内高度表1-15 节16-25 节26-50 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： 烧成周期： 55min 各带划分：表 4 1： 各带划分位置单元节温度升（降）温速率时间备注预热带1-52025052.56.48排烟带6-1025060079.96.4811-1460090091.24.86下设烧嘴烧成带15-189001

8、10060.89.7218-261100118018.26.48冷却带27-291180850146.54.86急冷段30-3985025065.89.72缓冷段40-442508038.86.48快冷锻2）气氛制度：全窑氧化气氛。3）烧成温度曲线大致如下：min)图 4 1：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 15 节，每两节下各 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尾 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

9、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1114节，每节辊下交错设置 3对烧嘴，在 1526节，每节设置 6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 84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

10、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

11、6080mm。本设计也采用直接吹风冷却， 在第2730节每节设置 5根 80急冷风管 , 上管布置在 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 26-34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35-42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，每节窑底各设 5 台轴流风扇， 上下对制品强制冷却。 在第48节设一矩形抽冷风口， 尺寸为

12、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 5 1：辊子的选材低温段（ 25020）无缝钢管辊棒中温段（ 200500和 500 80）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

13、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

14、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

15、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 5 1：事故处理孔的布置由上图知： cot b cBc B cot B b1 B 1 2.73则： L 2(b c) 2b=20.4 =6.63m0.45两事故处理孔中心距 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

16、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、43、45节及 7-45 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

17、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

18、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 15-16 节、 25-47 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 2.5t 7550mm方钢、上横梁用 2.3t 5050mm方 钢、下梁用 2.5t 10050mm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

19、有 50 50mm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 空气量6.1.1 理论空气量的计算燃料为发生炉煤气，本设计燃料低发热量 Qnet=6753KJ/Nm3, 其成分组成如表 2 2 所示:根据气体燃料的化学组成，计算其理论空气量：Va0 100/21 0.5CO+0.5H2+CH4 1/100100/21 (0.5 30.6+0.5 13.2+24) 10-21.42(Nm3 /Nm3)6.1.2 实际空气量的计算由于在氧化气氛下烧成，根据经验取空气系数为 1.15 ，Va Va0 1.42

20、 1.15 1.63 (Nm3 /Nm3)6.2 烟气量6.2.1 理论烟气量的计算按照燃料的化学成分计算理论烟气量：Vg0 CO2+CO+H2+3CH4+N210-2+Va0 21/100 79/21 3.4+30.6+13.2+3 4+48.8 10-2 +1.42 21/100 79/212.20(Nm3 /Nm3)6.2.2 实际烟气量的计算Vg Vg0 + ( -1) Va0 2.20 +(1.15-1) 1.42 2.41 (Nm3 /Nm3)6.3 燃烧温度设空气温度 ta 20 ，空气比热为 ca 1.30 kJ/ m3 , 发生炉煤气比热为： cf 1.32 kJ/m3 ，

21、ta tf 20， 现设tth 1700，燃烧产物温度 cg 1.66 kJ/m3 。则理论燃烧温度为：tth( Qnet Vacata cf tf )/ Vg cg( 6753+1.631.3 20+1.32 20) / ( 2.41 1.66 ) 1706.5 求得温度与假设温度相对误差 :(1706.5-1700)/1700 100%=0.38%5%，所以假设 合理。取高温系数 0.8 ，则实际燃烧温度 tp0.8 1706.5 1365.2 ，比需要的温 度高 185.2 ，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

22、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 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。 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 7 1：窑体材料和厚度表（ 1）1-21 、47-70 节名称材质使用温 度（）导热系数 W(m? )厚度

23、（mm）窑 顶耐火层0.9 高铝聚轻球砖1600-30.310+0.176 10-3t230隔热层0.11 岩棉毯11500.1 0.3150窑 墙耐火层0.9 高铝聚轻球砖1600-30.310+0.176 10-3t230隔热层0.23 硅酸铝纤维毯13500.1 0.3190窑 底耐火层0.9 高铝聚轻球砖1600-30.310+0.176 10-3t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.14 10 3 t1308 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

24、入量和热风抽出量。8.1 预热带及烧成带热平衡计算8.1.1 热平衡计算基准及范围 时间基准： 1h； 温度基准： 0 8.1.2 热平衡框图QfQa1Qa2Q2Q3Q4图 8 1： 预热带和烧成带热平衡示意图Q1 - 坯体带入显热；Qa1 - 助燃空气带入显热；Qa2 - 漏入空气带入显热；Qf - 燃料带入化学热及显热；Q2 - 产品带出显热；Q3- 墙、顶、底散热；Q4 - 物化反应耗热；Q5- 其它热损失；Qg - 废气带走显 Qa1 Va,总 cata1.63x 1.3 20 42.38x 热。8.1.3 热收入项目8.1.3.1 制品带入显热 Q1(kJ/h ) 烧成酌减 4.85

25、% 入窑干制品质量 G1=12000/(24*95%)*12.5/(0.64*95.15%)=10803.52 (kg/h )入窑干制品含自由水 1%，湿基制品质量=10912.64(kg/h )制品入窑第 1 节时的温度为 20，入窑制品比热为 :c1 0.84 26 10 5 20 0.8452kJ/(kg ) Q1=G2C1T1=10912.64*0.8452*20=184467.3 (kJ/h )8.1.3.2 燃料带入化学热及显热 Qf 燃料的低热值 Qnet =6753kJ/ Nm3 入窑燃料温度 tf=20 ，20 是发生炉煤气的比热容是 cf=1.31kJ/(m3) 设发生炉煤

26、气消耗量为 xm3 /hQf x(Qnet cf t f ) x(6753 1.32 20) 6779.4x (KJ/h)8.1.3.3 助燃空气带入显热 Qa1(KJ/h) 助燃空气温度 ta 20, 20 时空气比热容 ca 1.30 kJ/ ( m3 ?), 则燃料燃烧 所需助燃空气总量为：Va,总 Va x 1.63x m /h(KJ/h)8.1.3.4 预热带漏入空气带入显热 Qa2(KJ/h )取预热带前段空气过剩系数 g 2.0 ,漏入空气温度 t a 20,ca 1.30 kJ/ ( m3 ?). 则漏入空气总量为：Va x( g ) Va0 x(2.0 1.15) 1.42

27、1.21x(m3 /h)Qa2 Vacata 1.21x 1.3 20 31.46x (KJ/h )8.1.4 热支出项目8.1.4.1 产品带出显热 Q2 (KJ/h)烧成产品质量(Kg/h)制品出烧成带(第 18节)产品温度 t2 1180 . 查表可知: 产品平均比热为 : kJ/(kg )8.1.4.2 烟气带走显热 Qg (KJ/h)每小时离窑烟气总量为： Vg Vg0 ( g) Va0 x= 2.20 (2.0 1.0) 1.42 x=3.62x(m3 /h)烟气离窑温度一般 tg 200, 200 时烟气比热容 cg 1.41kJ/(m 3)Qg Vgcgtg 3.62x 1.4

28、1 200 1020.8x (KJ/h )8.1.4.4 窑体散热损失 Q3将计算分为 2 部分,即第 615 节: 500-950 ,取平均值 725；第 1520节： 950-1180取平均值为 1065。 第 615 节 : 窑外壁表面平均温度 40，窑内壁平均温度 725a. 窑顶窑 顶耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.11 岩棉毯11500.1 0.3150t1 725 ta 40 设t2 =445 ，t3 =761 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(725+445)/2=0.413 W/m

29、 21a 2.56(t3 ta )44.54273 t3 4 273 ta 4100 10014 4.54 1002.56(76 40) 4273 76 4 273 40 410076 40=12.88 W/m 1 =0.23m2 0.2 W (m?)2 =0.15m热流密度：725 400.23 0.15 1=495(W/)t1 ta1 2 10.413 0.2 12.88校核 t2、 t3 t2 t1 1 q 725 0.23 495 449 1 0.413449 445100% 1%5% 允许445t3 t1q 7250.23 0.15 495 78 0.413 0.278 76 100

30、% 2.63% 5% 允许76 窑顶散热面积 :2.73 3.55 2A 顶 2.21 16 111.03 m 22则 Q顶 qA顶 495111.033.6 197744(kJ/h)窑 墙耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.23 硅酸铝纤维毯13500.1 0.3190ta 40 设t2 485 ， t3 73 b. 窑墙t1 7251 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(725+485)/2=0.416 W/m 21 4.54 273 t3 4 273 ta 414100 100a 2.56(t3 t

31、a )4t3 ta12.56(73 40)44.54273 73100273 40 410073 40=12.65 W/m 1 =0.23m2 0.2 W (m?)2 =0.19m热流密度：t1 taq121725 400.23 0.19 1=433(W/)0.416 0.2 12.65校核 t2、 t3t2 t1 1 q 72510.230.416433 486 486 485485100% 0.62% 5% 允许t3 t11212q 7250.230.41600.129 433 7474 73100% 1.4%5% 允许73窑墙散热面积 : A墙 0.68 1.42 2.21 16 37.

32、13 m2 墙2则 Q墙 2qA墙 243337.133.6115806 (kJ/h)c. 窑底窑 底耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.14 10 3 t130t1 725 ta 40 设 t2 470 ， t3 74 ，1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.17610-3(725+470)/2=0.415 W/m 21a 2.56(t3 ta )44.54273 t3100273 ta 4100t3ta4273 741 4.541 100 2.56(74 40) 474 40273 40 4

33、100=12.73 W/m 1 =0.23m2 0.063 0.14 10 3 t1 t2 =0.063+0.14 10-3(725+470)/2=0.147 W/m 22 =0.13m热流密度： q 1t1 2ta 11 2 a0.23 0.13 1 =451(W/)0.415 0.147 12.73校核 t2、 t310.23t2 t1 1 q 725 451 475 2 1 10.415100% 1.1% 5% 允许475 47047075 74725 0.23 0.13 451 750.415 0.147100% 1.35% 5% 允许74窑底散热面积 :A 底 111.03 m 2则

34、 Q底 qA底 451111.033.6180244 (kJ/h) 第 1620 节窑体散热计算如下 :取窑外壁温度 80, 窑内壁平均温度为 1065d. 窑顶窑 顶耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.11 岩棉毯11500.1 0.3150t1 1065 ta 80 设t2 680 ， t3 124 ，1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(1065+680)/2=0.464 W/m 21 4.54 273 t3 4 273 ta 414100 100a 2.56(t3 ta )4t3 ta273 1

35、24 4 273 80 44.541 100 100= 2.56(124 80)4124 80=16.2 W/m 1 =0.23m2 =0.2 W/m2 =0.15m热流密度：t1 ta1 2 1=753(W/)1065 800.23 0.15 10.464 0.12 16.2校核 t2、 t3t2 t1 1 q 1065 0.23 753 691 2 1 1 0.464691 680 100% 1.62% 5% 允许680t3 t12q 10650.230.4640.15 753 126 0.2100% 1.6% 5% 允许124窑顶散热面积 :A 顶 (2.73+3.43 )/2 2.21

36、 1495.3m2 则 Q顶 qA顶 75395.3 3.6 258383 (kJ/h)e. 窑墙窑 墙耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.23 硅酸铝纤维毯13500.1 0.3190t1 1065 ta 80 设t2 580 ， t3 133 ，3 t1 t2-31 0.31 0.176 10 3 1 2 =0.31+0.176 10 (1065+580)/2=0.455 W/m 121a 2.56(t3 ta )44.54 271300t3 4273 ta 410012.56(133 80)4273 80 4100133 80273 133

37、 44.54 100=16.88 W/m 1 =0.23m2 0.25 W (m? )2 =0.12m热流密度：1065 800.23 0.12 1=943(W/)t1 ta1 2 10.455 0.25 16.88校核 t2、 t3t2 t1 11 q 1065 00.42535 943 588 588 580 100% 1.38% 5% 允许58012q 10650.230.4550.12 943 1360.25136 133100% 2.26% 5% 允许133窑墙散热面积 :A 墙 (0.82+1.42 )/2 2.21 1434.65m2 则 Q墙 2qA墙 294334.65 3.

38、6 235156(kJ/h)f. 窑底窑 底耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.14 10 3 t130t1 1065 ta 80 设 t2 890 ， t3 380 ， t4 95 1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(1065+890)/2=0.473 W/m 2273 t3 4 273 ta 44.54 3 a1 100 100a 2.56(t3 ta )4t tt3 ta12.56(380 80)44.54273 380100273 80 4100380 80=35.8

39、2 W/m 1 =0.13m2 0.063 0.14 10 3 t2 t3 =0.063+0.14 10-3(890+380)/2=0.15 W/m 222 =0.13m30.2 W (m?)3 =0.1m热流密度：t1 ta123 1123 a1065 800.13 0.13 0.1 10.473 0.15 0.2 35.82=594(W/)t3t111 2q 10650.13 0.13 594 394 0.473 0.15校核 t2、 t3、 t4t2 t11 q 1065 0.13 594 902 1 0.473890902 890 100% 1.35% 5% 允许t4t11 2 312

40、3q 10650.13 0.13 0.1 594 97 0.473 0.15 0.2380394 380 100% 3.68% 5% 允许97 95100% 2.1% 5% 允许95窑底散热面积 :A 底 95.3 m则 Q底 qA底 89495.3 3.6203766 (kJ/h)窑体总散热量为Q3 =197744+115806+180244+258383+235156+203766=1007709(kJ/h)8.1.4.3 物化反应耗热 Q4 (kJ/h) 自由水蒸发吸热 Qw自由水质量 烟气离窑温度 tg 500Qw Gw (2490 1.93tg ) =109.12 (2490+1.9

41、3 500) =377009.6(kJ/h) 其余物化反应耗热 Qr用 Al 2O3反应热近似代替物化反应热入窑干制品质量 G1=10803.52(kg/h )，Al 2O3含量=20%Qr G1 2100 Al 2O3%=10803.52 210020%=4537478.4(kJ/h) 总的物化反应耗热 :Q4 Qw Qr 377009.6+4537478.4 4914488 (kJ/h)8.1.4.5 其它热损失 Q5 (kJ/h) 根据经验占热收入的 5% Q5=( Q1 Qf Qa1 Qa2 ) 0.05= (184467.3+6779.4x+42.38x+31.64x ) 0.05=

42、92233.65+342.7x8.1.5 列出热平衡方程式由热收入 =热支出得 :Q1 Qf Qa1 Qa2 Q2 Q3 Q4 Q5 Qg184467.3+6779.4x+42.38x+31.64x=12765473.3+ 1007709+4914488+92233.65+342.7x+1 020.8x计算得出 x= 3387.169m 3 /h即每小时需发生炉煤气 3387.196m3, 每小时烧成产品质量 10279.5493（Kg/h）, 所(kJ/kg)以, 单位质量得产品热耗为8.1.6 预热带与烧成带的热平衡表表 8 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

43、/h%坯体带入显热12765473.335.48产品带走显热12765473.344.04燃料化学显热22963156.663.82窑体散热10077093.48助燃空气显热143549.3660.399物化反应耗热491448816.95漏入空气显热106561.1860.296其它热损失922336531.82烟气带走显热10769443.72总热量35978740.5100总散热28987979.31008.2 冷却带热平衡8.2.1 热平衡计算基准及范围 时间基准： 1h； 温度基准： 08.2.2 热平衡框图Q2Q6Q6冷却风带入显热Q8 热风抽出带走显热Q10 其它热损失Q2 =1

44、2765473.3 KJ/h图 8 1： 冷却带热平衡示意图Q2 产品带入显热Q7 产品带出显热Q9 窑体散热8.2.3 热收入项目8.2.3.1 产品带入显热 Q2 制品带入显热在上面已经算出：8.2.3.2 冷风带入显热 Q6鼓入冷风为自然风 , ta =20, 查表知此时冷风的比热为ca =1.30kJ/(m 3?)设鼓入风量为 Vx m3 /h ，则: Q6 Va ca ta =26Vx8.2.4 热支出项目8.2.4.1 制品带走显热 Q7出窑时产品的质量(Kg/h),出窑口温度 t7=80, 查表知此时温度下制品的平均比热为：c70.84+2610 5 t70.84+2610 5

45、800.8608 kJ/(kg ?)则: Q7 =G3t7c7=10279.5493800.8608=707890.883kJ/h8.2.4.2 热风抽出时带走的显热 Q8抽风为鼓入风的95%,故抽出热风量应为0.95 Vx m3 /h. 取热风抽出时的温度为: t8 =400o C,查表知此时的比热为 : c8 =1.45kJ/(m 3 ?), 则:Q8 =0.95 Vx t8 c8 =0.95 4001.45 Vx =551 V x8.2.4.3 窑体的散热 Q9 在急冷带的窑体散热 (2125 节)窑外壁温度取 80, 窑内壁平均温度为 940 a. 窑顶窑 顶耐火层0.9 高铝聚轻球砖

46、16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.11 岩棉毯11500.1 0.3150t1 940 ta 80 设t2 560 ， t3 123 ，1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(940+560)/2=0.442 W/m 24.54 273 t3 4 273 ta 414100 100a 2.56(t3 ta )44.54 273 123 4100273 80 412.56(123 80)4100123 801=0.23m20.25 W(m?)2 =0.15m热流密度：940 800.23 0.15 1=727(W/)t1 ta1

47、2 10.442 0.25 16.13校核 t2、 t3t2 t1 1 q 940 0.23 727 562 2 1 1 0.442562 560100% 0.36% 5% 允许5602 q 9400.230.4420.15 727 125 0.25100% 1.63% 5% 允许123窑顶散热面积 :A 顶 (2.73+3.43 )/2 2.21 1174.87m2 则 Q顶 qA 顶 727 74.87 3.6 196044 (kJ/h)窑 墙耐火层0.9 高铝聚轻球砖16000.310+0.176 10-3t230隔热层0.23 硅酸铝纤维毯13500.1 0.3190g. 窑墙t1 9

48、40 ta 80 设t2 650 ， t3 112 ，1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(940+650)/2=0.443 W/m 24.54 273 t3 4 273 ta 41 100 100a 2.56(t3 ta )4t3 ta12.56(112 80)44.54273 112 4100273 80 4100112 80=15.23 W/m 1 =0.23m20.12 W(m?)2 =0.12m热流密度：t1 ta12 112 a1065 800.23 0.12 1=543(W/)0.443 0.12 15.23校核 t2、 t310.23

49、t2 t1 1 q 1065 543 658 2 1 10.443658 650100% 1.23%5% 允许650t3 t1q 10650.230.4430.12 543 1160.12116 112100% 3.57% 5% 允许112窑墙散热面积 :A 墙 (0.82+1.42 )/2 2.21 1127.23 Q墙 2qA墙 254327.233.6106369 (kJ/h) h. 窑底窑 底耐火层0.9 高铝聚轻球砖1600-30.310+0.176 10-3t230隔热层硅藻土砖9000.063+0.14 10 3 t130t1 940 ta 80 设 t2 795 ， t3 34

50、0 ， t4 92 ，1 0.31 0.176 10 3 t1 t2 =0.31+0.176 10-3(940+795)/2=0.455 W/m 124.54 273 t3 4 273 ta 41 100 100a 2.56(t3 ta )4t3 ta4.54 273 340 4 273 80 4100340 802.56(340 80)41 4.54 100=32.22 W/m 1 =0.13m2 0.063 0.14 10 3 t2 t3 =0.063+0.14 10-3(795+340)/2=0.14 W/m 22 =0.13m30.2 W (m?)3 =0.1m热流密度：t1 ta123 1123 a940 800.13 0.13 0.1 1=497(W/)0.455 0.14 0.