本科毕业论文二甲醚燃气隧道窑设计

1、目录摘要·················································&#

2、183;···1前言··············································

3、;·······31 毕业设计任务书·········································5

4、2 烧成制度的确定········································62.1.温度制度的确定······

5、83;·······························62.2.烧成曲线的确定················

6、83;·····················6 3 窑体主要尺寸计算··························

7、83;···········73.1.棚板和立柱的选用 ··································73.2.窑长及各带长度的

8、确定································73.3.窑车车面尺寸················

9、;························74 窑体及工作系统的确定·······················

10、3;··········84.1 窑体······································

11、83;········84.2 排烟系统········································

12、···94.3气幕的设定·········································104.4 燃烧系统···

13、;·······································104.5 冷却系统·········&

14、#183;································104.6 车下风系统···············&#

15、183;························104.7输送系统及附属装置·······················

16、··········115 窑体材料和厚度的确定·································116 燃料及燃烧计算···

17、;····································126.1 所需空气量············

18、····························126.2 燃烧产生烟气量····················

19、;················126.3 燃烧温度································&

20、#183;·······137 物料平衡计算········································

21、83;138 预热带和烧成带的热平衡计算···························148.1 确定热平衡计算的基准，范围················

22、83;·······148.2热平衡示意图······································148.3 热收入项目·

23、;·······································158.4 热支出项目·········

24、·······························178.5 列热平衡方程式·················

25、;···················208.6 预热带和烧成带热平衡表···························219 冷却

26、带的热平衡计算···································229.1 确定热平衡计算的基准，范围··········

27、3;··············229.2热平衡示意图··································

28、;·····229.3 热收入项目········································229.4 热支出项目·&

29、#183;······································239.5 列热平衡方程式·········

30、···························259.6 冷却带热平衡表·····················

31、;···············2610 管道计算、阻力计算、烧嘴及风机选型···················2710.1 排烟系统的设计··········

32、;·························2710.2 阻力计算·······················

33、··················2710.3风机选型······························&#

34、183;···········2910.4其他系统管道尺寸的确定及风机选型··················30 10.5 烧嘴的选用··············

35、83;························3211 工程材料概算·······················

36、3;················3311.1 窑体材料概算·······························

37、83;····3311.2 钢材材料概算·····································3512 后记·····&

38、#183;···········································3613 参考文献····

39、3;·········································37摘 要本次设计的是二甲醚燃料隧道窑设计，窑顶采用T型吊顶（排烟段）与轻型耐火砖夹耐热钢板组合吊顶砖的

40、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以及现在窑炉设计中经常用的毯、毡、岩棉等保温材料。该窑的设计在排烟带以及预烧带布满了搅拌风管，使该高档卫生洁具的断面温度误差在2°C以内。由于采用的燃料天然气是清洁燃料，所以采用高速调温烧嘴来强化窑内传热，同时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，在窑炉前段采用分散排烟的方式，另外在缓冷段采用抽热空气与间接冷却的方式来冷却制品，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

41、质量的同时降低单位产品热耗，实现陶瓷行业上的“绿色、环保、节能”。关键词：隧道窑、节能、二甲醚。AbstractThe design of the tunnel kiln design of DME fuel, kiln top with T-ceiling (smoke above) and heat-resistant steel composite light brick ceiling tiles folder structure, in order to reduce heat loss decreases all the kiln heat per unit of product

42、Consumption and wide use of lightweight refractories and kiln are now often used in furnace design blankets, carpets, wool and other insulation materials. The design of the kiln with the smoke and the burn covered with duct mixing, so that the cross-section of the high-grade sanitary ware in the 2 &

43、#176; C temperature error within. As a result of the fuel gas is a clean fuel, high-speed temperature controlled kiln burner to heat transfer enhancement, while high-speed burner can be adjusted so that the kiln temperature uniformity further improve the yield, so as to achieve energy saving.For the

44、 effective use of flue gas heat, the furnace exhaust preceding a decentralized manner, while slow cooling section by pumping in hot air and indirect cooling methods to cool products, on the hot flue gas can also be used. Control of the whole kiln using computer control to achieve both improved produ

45、ct yield and reducing the work of the staff strength and reduce production costs. The design features: to improve product quality while reducing heat consumption per unit of product, on the ceramic industry to achieve "green, environmental protection, energy saving. "Key words: tunnel kiln

46、, energy, dimethyl ether.1 前言随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，卫生洁具人民生产、生活中都占有重要的地位。卫生洁具在生产过程，烧成是非常重要的一道工序，烧成过程严重影响着产品的质量。隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，以窑车为运载工具，具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的陶瓷卫生洁具。由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产质量及质量，便于更好的节约燃料，降低能量消耗。本窑炉采用轻质耐火保温材料，高速调温烧嘴，对余热进行集中利用，产品能耗

47、较低，实现了自动化控制，连续式生产，大大提高了生产效率。符合大量生产的要求。毕业设计（论文）任务书院（系）2010年 11 月专业热能与动力工程班级学生姓名指导教师题目二甲醚燃料隧道窑设计主要研究内容和设计技术参数：1、产品名称：坐便器 610×580×320 重14.52、生产能力：35万件/年3、烧成周期：14小时 烧成温度：1220 全氧化气氛4、合 格 率：95% 5、燃 料：二甲醚6、其他设计技术指标，参数自定基本要求（含成果要求）：1、窑炉结构和工作系统合理，设计计算正确，独立完成，大胆创新2、图纸清晰干净，规范齐全。图纸包括：窑体砌筑结构图、钢架结构和安装图、

48、管路布置安装图、窑车结构图、异形砖图等3、设计说明书详细，含设计计算、材料概算等。说明书格式规范，A4纸打印4、符合计算机绘图，外文应用等毕业设计要求工作进度计划：第 4 周：整理资料，确定设计方案第 5周：设计计算，结构确定第 6 周：调整设计方案，构思设计草图第 7-13 周：绘图，描图第14-15周：编写设计说明书，打印第 16 周：答辩准备2烧成制度的确定2.1 温度制度的确定根据制品的化学组成、形状、尺寸、线收缩率及其他一些性能要求，制订烧成制度如下： 20500 2.0小时 预热带 500600 1.2小时 预热带 600900 1.5小时 预热带 9001220 2.5小时 烧成

49、带 12201220 1.2小时 烧成带 1220800 1.4小时 急冷带 800400 3.0小时 缓冷带 40080 1.2小时 冷却带2.2 烧成曲线的确定烧成温度曲线3 窑体主要尺寸的确定3.1 棚板和立柱的选用 棚板尺寸：690×650×30 mm 单重：5支 柱：40×70×350mm 单重：0.983.2窑长及各带长的确定3.2.1 装车方法在窑车的长度方向上设置2块棚板，宽度方向上设置4块棚板，在窑车高度方向上装2层。在长度方向上棚板间的间隙为30mm，棚板与车边间距为20 mm。在宽度方向上棚板间的间隙为20mm，棚板与车边间距为20

50、 mm。由此确定窑车车面尺寸为：长：690×2+30+20×2=1450mm宽：650×430×325×2=2740mm3.2.2 窑长的确定装车装载量为16件每车，所以装窑密度为16/1.45=11件/m3窑长L= (350000×14)/(330×24×0.95×11)=59.2m窑内容车数：n=59.2/1.45=40.83辆 取41辆全窑不设进车和出车室，所以窑有效长为41×1.45=59.45 取60m3.2.3 各带长度的确定根据烧成曲线：预热带长=（预热时间×总长）/总烧

51、成时间= 4.7×60/14=20m烧成带长=（烧成时间×总长）/总烧成时间=3.7×60/14=16m冷却带长=（冷却时间×总长）/总烧成时间= 5.6×60/14=24m3.3窑车车面尺寸3.3.1 窑车窑内容车数41辆，则推车时间：14×60/41=20.5 min/车；推车速度：60/20.5=2.93车/小时。窑车架高200mm，窑车用四层的轻质砖砌筑共265mm。窑车总高为：200+265=465mm在车面与棚板间留火道，其高度为300mm。3.3.2 确定窑截面的尺寸根据窑车和制品的尺寸，内宽B取2820mm，3.3.3

52、全窑高窑全高（轨面至窑顶）：预热带、冷却带为1650mm，为了加强传热烧成带加高100mm，为1750mm。4 窑体及工作系统的确定4.1窑体以2米为一个模数单元节，全窑60米，共有30节。窑体由窑墙主体、窑顶，钢和窑体的附属结构组成。4.1.1 钢架每一钢架长度为2米，含钢架膨胀缝。全窑共30个钢架结构，其高度、宽度随窑长方向会有所改变。钢架主要由轻质方钢管、等边角钢等构成，采用焊接工艺，并在焊接处除去焊渣、焊珠，并打磨光滑。窑墙直接砌筑在钢板上，钢架承担着窑墙和窑顶及附属设备的全部重量。4.1.2 窑墙窑墙采用轻质耐火隔热材料。常用材质如下：堇青莫来石板、莫来石绝热砖、聚轻高铝砖、轻质粘土

53、砖、硅酸铝棉等耐火材料。窑墙砌筑在钢结构上。每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝，用含锆散棉填实。4.1.3 窑顶窑顶是由吊顶板或吊顶砖和角钢或细钢筋等组成的平顶结构。角钢直接焊接在窑顶钢架上，细钢筋则是做成钩状挂在窑顶钢架上。吊顶板或吊顶砖与角钢或细钢筋紧固。这样，窑顶的重量也由钢架承担。在窑顶上，铺厚度适宜的保温棉和耐火棉，窑体材料的轻质化，可大大减少窑体散热。4.1.4 检查坑道和事故处理孔由于窑车上棚架稳固，不容易发生倒窑事故。即使发生窑内卡车或者其他事故，也可停窑，能够快速冷却下来，再进行处理，对生产影响不大。因此该隧道窑不设置窑内车下检查坑道。这样既简化了窑炉基础结构，减少了施工量和

54、难度，又降低了成本，窑体保温也得到明显改善。4.1.5 测温孔在烧成曲线的关键处，如窑头、氧化末段、晶型转化点、成瓷段、急冷结束等设置测温孔，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。4.1.6 曲封、砂封和车封窑墙与窑车之间、窑车与窑车之间做成曲折封闭。曲封面贴一层高温耐火棉。窑车之间要承受推力，所以在窑车接头的槽钢内填充散棉，以防止上下漏气。砂封是利用窑车两侧的厚度约68mm的钢制裙板，窑车在窑内运动时，裙板插入窑两侧的内装有直径为13mm砂子的砂封槽内，隔断窑车上下空间。砂封槽用厚度3mm左右的钢板制作而成，且留有膨胀缝。在预热带和缓冷段头部的窑墙上各设置一对加砂斗。4.2 排烟系统为了更好的

55、利用烟气热量能，采用集中排烟的方式。在预热带26节箱体位近窑车台面的窑墙上设8对排烟口，可以迫使烟气自上而下流动，克服由于几何压头的作用使气体向上的倾向，在第一节的窑头处采用窑顶直接排烟，汇总到排烟总管由排烟机排出，一部分送干燥房，其余从烟囱排入大气。4.3气幕的设定1号车位窑头设封闭气幕。4.4 燃烧系统4.4.1烧嘴的设置此窑采用小功率多分布高速调温烧嘴的布置方式。两侧垂直和水平交错排列，这样有利于均匀窑温和调节烧成曲线。下部烧嘴喷火口对准装载制品的下部火道，上部烧嘴喷火口对准装载制品上方的部分。烧嘴砖直接砌筑在窑墙上，采用刚玉莫来石材质。烧嘴的具体布置情况为：710节设置7只，1115节

56、设置10对共20只，1618节设置8对共16只，并在每个烧嘴的对侧窑墙上设置一个观火孔。烧嘴总数为：43只。 助燃风全部为外界空气，由助燃风机直接抽车间冷空气，并采用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同。4.5 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，余热风可供干燥用，从而达到节能目的。4.5.1 急冷段采用直接向窑内吹入冷风的方式，共设置了15对急冷风管，直接向窑内喷入冷风。4.5.2 缓冷段 缓冷采用间冷的形式，在22到23节设置4对抽热风口直接

57、抽窑内热风，在24到25节设置7对间冷风管4.5.3快冷段在27-28节分上下两排设置9对快冷风管，气源为外界空气。4.6 车下风系统车下风风源为室内冷空气。在1623节，由车下风风机抽冷空气直接送至窑下，每隔1m开一个车下风孔。4.7 输送系统及附属装置隧道窑内铺设轨道，轨道安放在钢架上的轨道垫板上，用螺丝联结并焊接。窑车是制品运输的载体。窑车底架由槽钢、钢板等经螺丝联结、焊接而成。在窑头和窑尾各有一手动拖车道，每拖车道上有一辆拖车。窑外有一条手动回车线。拖车轨道和窑内轨道和回车线轨道相连接，并在同一水平面上。空窑车在回车线上装载制品，然后推到拖车上，将拖车推到窑头，再用顶车机将窑车推入窑内

58、，窑车从窑尾出来经拖车道送至回车线，并在回车线卸载制品。窑头装有油压顶车机。根据设定好的推车速度，顶车机将窑车顶入窑内。顶车速度可调。拖车道和回车线轨道直接装在轨道垫板上。在自动回车线上设置有一个窑车下检查坑道，深约1.5米，其长宽尺寸约同窑车大小，用来检修运行不良的窑车。在回车线前部和后部，各设置一道安全检查门，其断面尺寸和窑头断面、曲封尺寸一致。检查门用多块薄钢板制作而成，螺丝联结，可以调整其高度和宽度。5 窑体材料和厚度的确定窑体所采用的材料及其厚度应该满足各段使用性能要求，受表面最高温度限制以及砖形、外观整齐等方面的因素的影响，综合考虑确定窑体材料和厚度见如下。窑墙部分： 第1-10节

59、窑墙（厚445mm）：345mm轻质高铝砖+100mm岩棉毡； 第11-18节窑墙(厚560mm)：230mm聚轻高铝砖+230mm轻质粘土砖+100mm硅酸铝纤维毡； 第19-21节窑墙(厚560mm)：230mm聚轻高铝砖+230mm轻质粘土砖+100mm硅酸铝纤维毡； 第22-30节窑墙（厚445mm）：345mm轻质高铝砖+100mm 岩棉毡； 窑顶部分： 第1-10节窑顶（厚250mm）：20mm堇青莫来石板+230mm硅酸铝纤维毡； 第11-18节窑顶（厚460mm）：230mm莫来石绝砖+230mm硅酸铝纤维毡； 第19-21节窑顶（厚460mm）：230莫来石绝热砖+230mm

60、硅酸铝纤维毡； 第22-30节窑顶（厚250mm）：20mm堇青莫来石板+230mm硅酸铝纤维毡； 窑体材料的校核：选烧成带为例 材料s1用聚轻高铝砖，厚度为230mm,导热系数1=0.45 s2用轻质粘土砖，厚度230mm,导热系数2=0.342s3用硅酸铝纤维毡，厚度为100mm, 导热系数3=0.24R=0.23/0.45+0.23/0.342+0.1/0.24=1.60（C.m2 /W）Q=(1220-80)/1.60=712.5(W/m2)验算：T1=1220T2=T1-Q×(s1÷1)= 1220-（712.5×0.51）=856.6T3=T2-Q&#

61、215;(s2÷2)= 856.6-（712.5×0.67）=379.2T4=T3-Q×(s3÷3)= 379.2- （712.5×0.42）=79.95经过计算完全符合要求不仅造价少，而且热流小，即通过窑体的散热小。同理可得，经过对预热带、烧成带、急冷带、缓冷带、的材料校核计算，所选用的材料厚度均符合设计要求。6燃料燃烧计算6.1所需空气量所用燃料为二甲醚，二甲醚(DME)是一种无色气体，具有轻微的醚香味，室温下的蒸气压力约为0.5 MPa，它与液化石油气的物理性质很相似。二甲醚具有惰性、无腐蚀性、无致癌性、几乎无毒。二甲醚在空气中长期曝露不

62、会形成过氧化物，并且燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NO排量低。而且据查二甲醚主要成分通常为纯品，其燃烧化学方程式为：CH3OCH3 + 3O2 =燃烧= 2CO2 + 3H2O由此可知其理论需氧量La0=3(Nm3/Nm3)则理论空气量：Va0=La0/0.21=3/0.21=14.286(Nm3/Nm3)取空气过剩系数n=1.05 则实际空气量：Va=1.05×14.286=15(Nm3/Nm3)6.2 燃烧产生烟气量 理论烟气量：Vg0=5+0.79 Va0=16.286(Nm3/Nm3)实际烟气量为：V=Vg0 +（-1）Va0=16.286+（1.05

63、1.00）×14.286=17(Nm3/Nm3)6.3 燃烧温度燃料的低热值Qnet=64580KJ/Nm3理论燃烧温度t=（QDw+VaCata+CfTf）/（VC）查表在t=2200时的烟气比热为C=1.698 kJ/(Nm3)，在室温20时空气比热为Ca=1.30 kJ/(Nm3)，二甲醚的比热为Cf=2.37kJ/(Nm3) ，代入公式得t=(64580+15×1.30×20+2.37×20)/（17×1.698）=2252相对误差为：（2252-2200）/2252=2.3%<5%，认为合理。取高温系数n=0.7，则实际燃烧温度

64、为tp=tth=0.7×2252=1576.4。1576.41220=356.4，比烧成温度高出356.4，认为合理。7 物料平衡计算7.1 每小时烧成干制品的质量=推车速度×每车载重=2.93×232=697.76kg/h7.2每小时入窑干坯的质量G1= Gm·=697.76×=714.2 kg/h7.3 每小时欲烧成湿制品的质量G2= G1·=714.2×=721.5kg/h7.4 每小时蒸发的自由水的质量GW= G2G1=721.5714.2=7.3kg/h7.5 每小时从精坯中产生的CO2的质量7.5.1 每小时从精

65、坯中引入的CaO和MgO质量 计算G CaO= G1·CaO%=714.2×0.35%=2.5 kg/hG= G1·MgO%=714.2×0.45%=3.2kg/h7.5.2 产生的CO2质量Gco= Gco·G·=5.82kg/h7.6 每小时从精坯中排除结构水的质量Gip Gip=G1×IL%- Gco=714.2×4.82%5.82=28.604kg/h7.7窑具的质量Gb8块棚板，32个支柱，共重约112 kgGb=112×2.93=328.16kg/h8 预热带和烧成带的热平衡计算8.1 确定热

66、平衡计算的基准、范围本次计算选用1小时为计算基准，以0作为基准温度。以预热带和烧成带为计算范围。8.2 热平衡示意图图8-1 预热带和烧成带的热平衡示意图Q1坯体带入显热； Q2硼板、支柱等窑具带入显热；Q3产品带出显热； Q4硼板、支柱等窑具带出显热；Q5窑墙、顶总散热；Q6物化反应耗热； Q7窑车蓄热和散失热量；Q8其他热损失；Qg烟气带走显热； Qf燃料带入化学热及显热；Qa助燃空气带入显热； Q/a预热带漏入空气带入显热； Qs气幕、搅拌风带入显热；8.3 热收入项目 坯体带入显热Q1Q1=G1C1T1 （kJ/h）其中：G1入窑制品质量（Kg/h）；G1=714.2Kg/h；T1入窑

67、制品的温度（）；T1=20C1入窑制品的平均比热（KJ/（Kg·）；T1=20时，C1=0.92KJ/（Kg·）；Q1=G1C1T1=714.2×0.92×20=13141.28 （kJ/h） 硼板、支柱等窑具带入显热Q2Q2=GbC2T2（kJ/h）其中：Gb入窑硼板、支柱等窑具质量（Kg/h）；Gb=328.16 Kg/h；T2入窑硼板、支柱等窑具的温度（）；T2=20C2入窑硼板、支柱等窑具的平均比热（KJ/（Kg·）；碳化硅硼板、支柱的平均比热容按下式计算：C2=0.963+0.000147t=0.963+0.000147×2

68、0=0.966KJ/（Kg·）Q2=GbC2T2=328.16×0.966×20=6340（kJ/h） 燃料带入化学热及显热QfQf=（Qnet,ar+Tf Cf）x（kJ/h）其中：Qnet,ar所用燃料低位发热量（KJ/m3）；燃料为二甲醚，低位发热量为：Qnet,ar=6.753MJ/Nm3；Tf入窑燃料温度（）；入窑燃气温度为Tf=20；Cf入窑燃料的平均比热容（KJ/（Kg·）；查表，Tf=20时二甲醚平均比热容为：Cf=2.37 KJ/（Kg·）；x设每小时发生炉煤气的消耗量为 x（m3/h）；Qf=（Qnet,ar+Tf Cf）x

69、=（64580+20×2.37）x=64627.4x kJ/h 助燃空气带入显热QaQa=qvCaTa（kJ/h）其中：qv,a入窑助燃风流量（m3/h）；前面燃烧部分计算得：qv =Va*x=15x (m3/h)；Ta入窑助燃风的平均温度（）；助燃风用冷却带抽出热风，Ta=20；Ca入窑助燃风的平均比热容（KJ/（Kg·）；查表，Ta =20助燃风时平均比热容为：Ca =1.30 KJ/（Kg·）；Qa=qvCaTa=15x×1.30×20=390x （kJ/h） 从预热带不严密处漏入空气带入显热Q/aQa/= qv/× Ca/&#

70、215; ta/取预热带烟气中的空气过剩系数ag=2.5，已求出理论空气量 Va0=14.286 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)×14.286=20.7x （Nm3/h）漏入空气温度为ta/=20，此时 Ca/=1.30 kJ/(Nm3·)，则：Qa/= qv/× Ca/× ta/=20.7 x×1.30×20=538.2x （kJ/h） 气幕、搅拌风带入显热Qs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

71、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：Vs=0.6qv=0.6×14.286x=8.57x （Nm3/h），设ts=20，查得Cs=1.30 kJ/(Nm3·)，Qs= Vs×Cs×ts=8.57x×1.30×20=222.82x（kJ/h）8.4 热支出项目 制品带出显热Q3Q3=GmC3T3 （kJ/h）出烧成带产品质量：Gm=697.76kg/h出烧成带产品温度 ：t3=1220 查手册11，此时产品平均比热 ：C3=1.20 kJ/(kg )则：Q3=Gm×C3

72、5;t3=697.76×1220×1.20=1021520.64（kJ/h） 硼板、支柱等窑具带出显热Q4Q4=GbC4T4（kJ/h）棚板、立柱质量：Gb=328.16kg/h出烧成带棚板、立柱温度：T4=1220 此时棚板、立柱的平均比热：C4=0.84+0.000264t=0.84+0.000264×1220=1.19 kJ/(kg· )Q4= Gb×C4×T4=328.16×1.19 ×1220=476422.69（kJ/h）8.4.3 烟气带走显热QgQg=qgCgTg（kJ/h）烟气中包括燃烧生成的烟气

73、，预热带不严密处漏入空气外，还有用于气幕的空气。用于气幕的空气的体积Vs=8.57x (Nm3/h)离窑烟气体积：qg=Vg0+（ag-1）×Va0x+Vs 烟气温度为250此时烟气比热Cg=1.44 kJ/( Nm3·)Qgqg×Cg×tg16.286+(2.5-1) ×14.286x+8.57x×1.44×25016662.6x （kJ/h）8.4.4 窑墙、窑顶散失热量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三段计算 20500段该段窑长度为8.5米，窑宽为2.82米。窑外壁表面平均温度40，

74、窑内壁表面平均温度：（20+500）/2=260窑墙部分散热计算此部分用材料如下：轻质保温砖，厚度=345 mm，导热系数0.375 w/（m·）；岩棉毡，厚度=100 mm，导热系数0.037 w/（m·）；热流q1=60.77W/m不考虑车台面以下部分的窑墙散热，窑内高按1185mm计算，则两侧窑墙散热量：Q/1=2×60.77×1.185×8.5×3.6=4407.16（kJ/h） 窑顶部分散热计算此部分用材料如下：堇青莫来石板，厚度=20 mm，导热系数0.2 w/（m·）；硅酸铝纤维毡，厚度=230 mm，导热系数

75、0.24 w/（m·）；热流q2=207.55W/m窑顶散热量：Q/2=207.55×2.82×8.5×3.6=17910（kJ/h）所以，20500段的窑体散热总量为：Q/3= Q/1Q/2=4407.16+17910=22317.16（kJ/h）500600段该段长度为5米，窑外壁表面平均温度40，窑内壁表面平均温度：（500+600）/2=5508.4.4.3.1 窑墙部分散热计算此部分用材料如下：轻质保温砖，厚度=345 mm，导热系数0.375 w/（m·）；岩棉毡，厚度=100 mm，导热系数0.037 w/（m·）；热流

76、q1=140.88W/m则两侧窑墙散热量：Q/4=2×140.88×1.185×5×3.6=6010（kJ/h） 窑顶部分散热计算此部分用材料如下：堇青莫来石板，厚度=20 mm，导热系数0.2 w/（m·）；硅酸铝棉，厚度=230 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q2=481.13W/m窑顶散热量：Q/5=2.82×481.13×5×3.6=24422.16（kJ/h）所以，500600段的窑体散热总量为：Q/6= Q/4+ Q/5=6010+24422.16=30432.16（kJ/h）8.

77、4.4.4600900段该段长度为6.5米，窑外壁表面平均温度40，窑内壁表面平均温度：（600+900）/2=7508.4.4.4.1 窑墙部分散热计算此部分用材料如下：轻质保温砖，厚度=345 mm，导热系数0.375 w/（m·）；岩棉毡，厚度=100 mm，导热系数0.037 w/（m·）；热流q1=196.13W/m则两侧窑墙散热量：Q/4=2×196.13×1.185×6.5×3.6=10877（kJ/h） 窑顶部分散热计算此部分用材料如下：堇青莫来石板，厚度=20 mm，导热系数0.2 w/（m·）；硅酸铝棉，

78、厚度=230 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q2=669.8W/m窑顶散热量：Q/5=2.82×669.8×6.5×3.6=44198.8（kJ/h）所以，600900段的窑体散热总量为：Q/6= Q/4+ Q/5=10877+44198.8=55075.8（kJ/h）8.4.4.4 9001220段该段长度为11米，窑外壁表面平均温度40，窑内壁表面平均温度：（900+1220）/2=10608.4.4.4.1 窑墙部分散热计算此部分用材料如下：聚轻高铝砖，厚度=230 mm，导热系数0.45 w/（m·）轻质粘土砖，厚度=230

79、 mm，导热系数0.342 w/（m·）硅酸铝纤维毡，厚度=100 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q1=637.5W/m不考虑车台面以下部分的窑墙散热，窑内高按1285mm计算，则两侧窑墙散热量：Q/7=2×637.5×1.285×11×3.6=64879.65（kJ/h）8.4.4.4.2 窑顶部分散热计算此部分用材料如下：莫来石绝热砖，厚度=230mm，导热系数0.3 w/（m·）；硅酸铝棉，厚度=230 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q2=589.6W/m窑顶散热量：Q/7=589.6

80、×11×2.82×3.6=65841.8（kJ/h）所以，9001210段的窑体散热总量为：Q/9= Q/7+ Q/8=64879.65+65841.8=130721.5（kJ/h）8.4.4.512201220段该段长5米，窑外壁表面平均温度40，窑内壁表面平均温度12208.4.4.5.1 窑墙部分散热计算此部分用材料如下：聚轻高铝砖，厚度=230 mm，导热系数0.45 w/（m·）轻质粘土砖，厚度=230 mm，导热系数0.342 w/（m·）硅酸铝纤维毡，厚度=100 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q1=737.

81、5 W/m不考虑车台面以下部分的窑墙散热，窑内高按1285mm计算，则两侧窑墙散热量：Q/10=2×737.5×1.285×5×3.6=34116.75（kJ/h）8.4.4.5.2 窑顶部分散热计算此部分用材料如下：莫来石绝热砖，厚度=230mm，导热系数0.3 w/（m·）；硅酸铝棉，厚度=230 mm，导热系数0.24 w/（m·）；热流q2=686W/m窑顶散热量：Q/11=686×5×2.82×3.6=34821.36（kJ/h）所以，12201220段的窑体散热总量为：Q/12= Q/10+

82、Q/11=34116.75+34821.36=68938.11（kJ/h）综上所述，预热带和烧成带窑体散失热量总和为：Q5=22317.1630432.16+55075.8+130721.5+68938.11=307484.3（kJ/h）8.4.5 窑车蓄热和散失热量Q6取经验数据，占热收入的20%。8.4.6 物化反应耗热Q78.4.6.1 自由水蒸发吸热QwQw= Gw×（2490+1.93×tg）自由水的质量 Gw=7.3kg/h 烟气离窑的温度tg=250。制品中AL2O3含量为18.15%则可得：Qw=7.3×（2490+1.93×250）=2

83、1699.25（kJ/h）8.4.6.2 其余物化反应吸热QdQd=G1×2100×w(Al2O3) （kJ/h）其中，G1入窑干制品质量（Kg/h）；G1=714.2 Kg/h；21001KgAl2O3的反应热（KJ/Kg）；w(Al2O3)陶瓷洁具结合剂中Al2O3含量占总质量的质量分数；w(Al2O3)=18.15%； Qr=G1×2100×w(Al2O3)= 714.2×2100×18.15%=272217.33（kJ/h）则物化反应总耗热为：Q7=21699.25+272217.33=293916.58（kJ/h）8.4.7

84、 其他热损失Q8一般取经验数据，此项热支出占热收入的5%10%，本次计算取5%。8.5 列热平衡方程式由热平衡方程：热收入=热支出，有Q1+Q2+Qf+Qa+ Q/a+Qs=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q813141.28634064627.4x390x538.2x222.82x=1021520.64476422.6916662.6x307484.320%Q收293916.58+5%Q收 32671.2x=2015795.57解得x= 64Nm3/h8.6 预热带和烧成带热平衡表表8-1 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)（%）坯体带入显热13141.280.32产品带走显热1021520.6423.8燃料化学显热4136153.697.78烟气带走显热1071406.727.55助燃空气显热249600.59窑墙、窑顶带走显热238546.625.82漏入空气显热34444.80.81物化反应耗热293916.587.17棚板