年产800万件汤盘0柴油隧道窑设计课程设计说明书

1、目录1、前言12、烧成制度的确定32. 1 /mi 帝 U33、窑体尺寸的计算43. 1窑车棚板和支柱的选用43.2窑长和窑宽及窑车尺寸的确定44、工作系统的确定64. 1预热带工作系统的确定64.2烧成带工作系统布置64.3冷却带工作系统布置65、窑体及工作系统的确定75. 1窑体75. 2钢架75. 3窑墙75.4 曲封、砂封和车封76、窑体材料及厚度的选择77、燃烧系统计算87. 1助燃空气量计算87. 2燃烧温度计算88、物料平衡计算98.1每小时烧成制品的质量Gm98.2每小时入窑干坯质量Gm108.3每小时入窑湿坯质量108.4每小时蒸发自由水质量108.5每小时从精坯中产生C0,

2、的质量108. 6每小时从精坯中排除的结构水质量108.7每小时入窑窑具质量Gb109、预热带及烧成带热平衡计算119. 1热平衡计算基准及范围119.2热平衡框图119.3热收入项目129.4热支出项目149.5列出热平衡方程式199.6列出预热带和烧成带热平衡表1910、冷却带的平衡计算2010. 1确定热平衡计算的基准、范围2010. 2平衡框图2010.3热收入项目2110.4热支出项目2110. 5热平衡方程式2510.6热平衡表2511、排烟口的计算2511.1排烟系统的设计2511. 2封闭气幕管道尺寸计算2611. 3窑尾快冷段鼓入的冷风管尺寸计算2612、后记2713、参考文

3、献28lx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。它把原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， 通常由以下儿个方面来评价：1. 能满足被烧成制品的热工制度要求，能够焙烧岀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

4、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。以上儿点，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、陶瓷和建筑材料匸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 面为山耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为山沿窑内轨道移动的窑车构成的 窑底。隧道窑的最大特点是产量高，正常运转时烧成条件稳定，并且在窑外装车

5、，劳 动条件好，操作易于实现自动化,机械化隧道要的另一特点是它逆流传热，能利 用烟气来预热坯体，使废气排出的温度只在200 C左右，乂能利用产品冷却放热 来加热空气使出炉产品的温度仅在80 C左右,且为连续性窑，窑墙，窑顶温度不 变,不积热，所以它的耗热很低，特别适合大批量生产陶瓷，耐火材料制品，具有广 阔的应用前景.通过对专业知识的学习，本学期第15-17周为窑炉课程设计。本文设计以8 寸汤盘为产品的隧道窑，全窑长96叫最高烧成温度是1310C,采用0号柴油燃 料。设计任务书专业无机非金属材料工程班级11无非（1）班学生姓名陈拥强指导教师陈功备题 目年产800万件8寸汤盘隧道窑炉设计原始数据

6、：1、产品名称：8寸汤盘2、坯料组成(%)Si0:Al:03CaOMgOFe2O3K:0Na:0烧失量70. 1019. 650. 250.451.051.01. 755. 723、产品规格：0206*40mm,单重0. 35公斤/件；坯体线收缩率10%4、入窑水分：2. 1%5、产品合格率：97%6、烧成周期：17小时；7、气氛制度：氧化气氛8、最高烧成温度:1310C9、窑具：SiC棚板、SiC支柱，尺寸自定10、燃料：0柴油 Qnet=41. 8MJ/Nm311、年工作日：330天设计要求1、独立思考完成；2、设计计算准确，窑体结构及工作系统安排合理；3、说明书完整详细，按学校规定的格式

7、统一用A4纸张打印；4、图纸整洁清晰，制图规范，视图关系正确，尺寸齐全，图纸上墨;5、设计图纸包括窑炉主体结构图。设计进度安排：设计地点：逸夫楼7楼设计室指导老师：周露亮、孙健、陈功备设计时间：2014. 05. 26-2014. 06. 132、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，制订温 度制度如下：（烧成周期17小时）表2-1温度制度温度（C）时间（h）烧成阶段升（降）温速率（C/h）20-3002.0预热带1403006002.0预热带1756009502.0预热0烧成带1201310-13101.0烧成

8、带（高火保温）01310-8002.0冷却带（急冷带）2558004003.0冷却带（缓冷带）140400802.0冷却带（快冷带）1602.2烧成曲线图3、窑体尺寸的计算3.1窑车棚板和支柱的选用为减少窑内热量损失，提高热利用率，根据原始数据所给的清洁燃料液化气, 直接用明焰裸烧，并结合装载制品8寸汤盘的重量大小，选定全耐火纤维不承重 型结构窑车：棚板、支柱均为碳化硅材料，以降低蓄散热损失，考虑到全窑最高 烧成温度为1310C,选用碳化硅材料选用SiC50%,体积密度2. 2g/cm3,最高使 用温度1400C,导热系数计算式5.23+1.28X10%。棚板规格：长X宽X高：360X360X

9、10 (mm)棚板质量二360X360X 10Xl()fX2. 2=2. 85 kg支柱规格：长x宽X高：50X50X100 (mm)支柱质量二50X50X100X10_6X2. 2二0. 55kg3. 2窑长和窑宽及窑车尺寸的确定3.2.1 汤盘的规格：206X40mm, 350go坯体尺寸二产品尺寸/(1-线收缩率)0=206/ (1-10%) =228. 89mm,h二40/(1-10%)二44. 44mm因此坯体规格：228. 89mmM4. 44mm3. 2. 2制品码装方法装10层，棚板间距10mm,距窑车边缘lomni,每层中，横7竖5摆放，每 层用35块棚板，48个支柱。3.

10、2. 3窑车尺寸棚板间距10mm ,棚板边缘与窑车台面间距15mm,宽二 7X360 + 10X6 + 2X15 = 2610mm长 二 5X360 + 10X4 + 2X15 = 1870mm故窑车的尺寸：1870x2610 (mm)3. 2.4窑内宽、内高、全高、全宽的确定1) 窑内宽：隧道窑内宽是指窑内两侧墙间的距离，包括制品有效装载宽度与制品和两边 窑墙的间距。窑车与窑墙的间隙尺寸一般为25、30mm,本设计中取用30mm,则预 热带与冷却带窑内宽：B 产2610+30X2二2670mm2) 窑全宽预热带和缓冷带快冷带窑全宽二窑内宽2670+两侧墙宽430X2二3330mm。烧成带和急

11、冷带窑全宽二窑内宽2670+两侧墙宽530X2二3730mm。由于采用明焰裸烧，烧成带不设燃烧室，而只在窑墙上砌筑烧嘴砖构成燃烧 通道，为使喷入的燃料有足够的燃烧空间，增大气体辐射层厚度，利于烟气对制 品的辐射传热。3）内高为避免烧嘴喷出的高速火焰直接冲刷到局部制品上，影响火焰流动，造成较 大温差，窑车台面与垫板间、上部制品与窑顶内表面之间都设有火焰通道，其高 度（大于或等于烧嘴砖尺寸人棚板下部通道取230mm,上部火焰通道取239mm。因此，窑内高初定为：火焰通道469 +制品码装高度80X10 +窑车台面距 棚板230二1499mm。通用砖厚取63,需要1499/63二23. 06块，取2

12、4块，故砖高=24 x 65 = 1560mm,灰缝二24X2二48mm,内高二 1560+48二 1608mm 此处确 定预热带和缓冷段、快冷段的内高1608mm,烧成带和急冷段加两块通用砖65X 2+2X2二134mm，故烧成带和急冷段的内高1608+134二1742mm4）全窑高（轨面至窑顶外表面）预热带和缓冷段、快冷段的窑总高：车架高度223+内高1608+窑顶高 400二1608+380+223二2211mm,烧成带和缓冷段的窑总高：车架高度223+内高1742+ 窑顶高 500二2465mm3. 2. 5窑长尺寸每辆窑车7X5X10= 350件,装窑密度g=350/l. 87=18

13、7. 2 （件/每米窑长）。 由Gy24Dy K g已知G=8000000件/年，烧成时间17时，330天工作日，97%合格率。代入 数值可求的L二94. 57m。窑内容车数 n= L/1. 87 = 50. 58辆 取51辆，则窑长51X1.87=95. 37m, 全窑总长取96m,分为个48标准节，每节长2nu3- 2. 6全窑各带长的确定有烧成时间可知，各个段时间为6、4、7小时，据此预热带17节，烧成带11节，冷却带20节占总长 34/96 = 35. 4%占总长 22/96 = 22. 9%占总长 40/96 二 41. 7%、各段长度及所占比例温度（C）烧成阶段长度（m）节数203

14、00预热带10m广5300600预热带12m611600950预热带12m12179501310烧成带22m182813101310烧成带（高火保温）1310800冷却带（急冷带）10m2933800400冷却带（缓冷带）20m344340080冷却带（快冷带）10m4448预热带17节17X2二34m, 烧成带11节11X2 = 22m, 冷却带20节20X2 = 40m, 各个温度段对应长度下表4、工作系统的确定4.1预热带工作系统的确定预热带17节，广5节为排烟，第1节前半节两侧墙及窑顶设置一道封闭气 幕，气慕风山冷却带抽来的热空气提供。后半节上部和下部各设1对排烟口。U 的是使窑头气流

15、压力自平衡，以减少窑外冷空气进入窑体。第2节和第5节每节 在窑车台面棚板通道处各设4对排烟口，共6对排烟口，尺寸：134X115mm位 置正对。列外，为方便调节预热带温度，尽量减少上下温差，在第6、17节上部设置 喷风管，下部设置高速调温烧嘴（即上风下嘴结构），同时烧嘴的正对面是观火 孔（尺寸067）,每节设1根喷风管（尺寸67）, 1只高速调温烧嘴，每节交替 排列，高速调温烧嘴喷出的热烟气与喷风管喷出风在窑内断面上形成气流循环， 使窑内气流实现激烈的搅动，促进上下温度场的均匀，而且加快了窑内的对流传 热，缩短烧成时间，共用12支。烧成带前端950C到1050C设置一道气氛气幕。 从冷却带抽热

16、风由窑侧墙和窑顶成90垂直喷入。4. 2烧成带工作系统布置第18节到28节为烧成带，在烧成带18号到28号车位设11对烧嘴相错分布, 每车位一对，每间隔2m设置一对，釆用高速调温烧嘴和一对烧嘴。助燃空气釆 用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同。4. 3冷却带工作系统布置冷却带按照烧成工艺分成三段：第29、33节为急冷段。该段采用喷入急冷风直接冷却方式，除急冷首节只在 后半节设冷风喷管（尺寸67）（上设3个，下设3个）夕卜，其余每节上部设6 个冷风喷管，下部6个冷风喷管，上下喷管交错设置，前后正对，每侧共27个。 第3443节为缓冷段。本设计中采用直接热风冷却的方法，为了能使急冷段和快 冷段来

17、的热风对制品进行充分缓冷，设计中34节不设抽热风口，43节不设喷风 管。其余8节各设1对相错的抽热风口，共8对，热风口尺寸与排烟段尺寸一样 大小 134 X 115mm。第4448节为快冷段。快冷带不砌耐火材料，而是釆用直接冷却，窑尾安装 轴流风机，集中鼓入冷却空气对制品直接冷却。以保证制品的出窑温度低于 80Co5、窑体及工作系统的确定5.1窑体窑体山窑墙主体、窑顶和钢架组成窑体材料山外部钢架结构（包括窑体加固 系统和外观装饰墙板）和内部耐火隔热材料衬体组成。砌筑部分，均采用轻质耐 火隔热材料。窑墙、窑顶和窑车衬体圉成的空间形成窑炉隧道，制品在其中完成 烧成过程。5. 2钢架每一钢架长度为2

18、米，含钢架膨胀缝。全窑共48个钢架结构，其高度、宽 度随窑长方向会有所改变。钢架主要山轻质方钢管、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。5. 3窑墙窑墙采用轻质耐火隔热材料。常用材质如下：石棉板、轻质粘土砖、硅藻土 砖、普通硅酸耐火纤维板、含珞耐火纤维毡、轻质高铝砖、矿渣棉等耐火材料。 窑墙砌筑在钢架结构上。每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝，用含钳散棉填实。 窑墙最外面用10mm厚的石棉板（为方便画图，画图时没有考虑灰缝的长度）。5.4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。

19、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6、8mm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l3mm砂子的砂封槽内，隔断窑车上下空间。砂封槽用疗度 3mm左右的钢板制作而成，且留有膨胀缝。在预热带头部缓冷段头部的窑墙上各 设置一对加砂斗。6. 窑体材料及厚度的选择窑体材料及厚度的确定原则：一是要考虑该处窑内温度对窑体的要求，即所 选用的材料长期使用温度必须大于其所处位置的最高温度；二是尽可能使窑体散 热损失要小；三是要考虑到砖型及外形整齐。下表是各段材料的选择位置窑墙窑顶rn轻质高铝砖230轻质

20、粘土吊顶砖2303448高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯1501828莫来石轻质高铝砖230莫来石轻质高铝砖230含错型硅酸纤维板100含错型硅酸纤维板100高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯2007. 燃烧系统计算7.1助燃空气量计算燃料是0号柴油，低位发热量a = 41800 ( kJ/m3 )根据理论空气量和燃 烧生成烟气经验计算公式，n 7单位理论空气消耗量厶=就严2+2 = 10.36 (Nm/Nm),取过剩系数& = 1.3则实际需要空气量：=gxl.3 = 13.47 ( MnVMn3 )0 97生成烟气量：Vv = x a + (a - 1)L() = 14.

21、39 ( Nm/Nn?)g 10007. 2燃烧温度计算燃料的理论燃烧温度，公式如下：式中c、5、Cr 燃料、空气及烟气的比热容，kJ/(W.C)；La定空气消耗系数下的单位燃料燃烧空气消耗量，Mf/Nn? , LaLo ；V定空气消耗系数下单位燃料燃烧生成烟气量，NHN卅；tP ta 燃料及空气的预热温度，C。0号柴油低位发热量= 41800 (灯),取室温20C,此时空气的比热Ca1.30k”(NrC)柴油的比热cr= 2. lkJ/(WC),经过多次假设试算，以 下假设合理，假设烟气温度为1800C,烟气的比热(查燃烧学表)为c广1.67, 带入公式得g二1756C(1800 - 175

22、6) /1800 = 2. 46% 5%,合理取高温系数为0. 80,则实际温度为t= 0. 80x 1800 = 1440C, Lt实际温度1310C 高出130C,符合燃烧要求，认为合理。8、物料平衡计算由已知得10寸汤盘的坯料组成(%)：:SiO：A1ACaOMgOFe:OsK：0Na：0烧失 量70. 1019. 650. 250. 451. 051.01. 755. 728.1每小时烧成制品的质量Gm制品质量为350g ,每车装350个，每车制品的质量为0. 35kg x 350 = 122. 5kg,推车速度二 51 车/17 时二 3 车/时。Gm=推车速度x每车装载重量=3 x

23、 122. 5 = 367. 5kg/h8.2每小时入窑干坯质量Gm100100 -烧失量=367. 5 x100100 - 5. 72=389. 8( kg/h)8.3每小时入窑湿坯质量100100 一 3=389. 8 x100100 - 2. 1=398. 2( kg/h )8.4每小时蒸发自由水质量G= = G= - Gs = (398. 2 - 389. 8) kg/h = 8. 36( kg/h )8.5每小时从精坯中产生C02的质量GCa0 = Gs x Ca% = 389. 8 x 0. 25% = 0. 97 kg/hGXs0 = Gc x MgO% = 389. 8 x 0

24、. 45% = 1. 75 kg/hM”M”4444zGco = GCq0 x 吕 + Gm x = 0. 97 x + 1. 75 x = 2. 69 kg/h 4MCa0 Xe5640& 6每小时从精坯中排除的结构水质量 = Gg x 烧失量% - Gco, = 389. 8 x 5. 72% - 2. 69 = 19. 61 kg/h8.7每小时入窑窑具质量Gb棚板每层35,共350个，支柱48个，共48x9=432个 单个棚板质量=360x360xl0x 10 x2.2 = 2.85kg单个支柱的质量=50 x 50 x 100 x 10 x 2.2 = 0.55kg棚板重量=2.85

25、x350 = 997.5kg支柱质量= 432x0.55 = 237.6kg窑具质量Gb =(997.5 + 237.6)x1.52 = 1877 kg/h9、预热带及烧成带热平衡计算9. 1热平衡计算基准及范围热平衡计算以lh为基准，0C为基准温度。9.2热平衡框图其中:Q,制品带入的显热；q2窑具带入的显热；Qr燃料带入的化学热和显热；Qa助燃空气带入的显热；Q；预热带漏入空气带入的显热;Qg气幕、搅拌风带入的显热；O3产品带走出的显热；Q4窑具带走的显热；q5窑墙、窑顶带走的显热；q6窑车蓄热和散失热量；q7物化反应耗热；q8其他热损失；Q；烟气带走的显热；Qr燃料带入的化学显热9.3热

26、收入项目9. 3.1胚体带入的显热Q = Gs xq x(kJ/h)其中：Gs入窑湿制品的质量398.2 (kg/h)；tI入窑制品的温度20C；c,入窑制品的平均比热(kJ/(kgC)。一般取0. 84-1. 26,此处取0. 90kJ/(NFC),则胚体带入的显热：Q = 398. 2 x 20 x 0. 9 = 7167. 6 kj/h9. 3. 2棚板及支柱带入的显热Q?Qi g其中：Gb入窑棚板及支柱的质量1877kg/h：t,入窑棚板及支柱的温度20C；c,入窑棚板及支柱的平均比热，采用的是50%碳化硅棚板及支柱的平 均比热c2 = 0.963 +0.146 xio3t= 0.96

27、3 + 0.000146 x20= 0.966 kJ/(kg*C)Q2 =1877 x 0.966 x 20 = 36264 (kJ/h)9. 3. 3燃料带入的化学显热Q( =(Qd+tft, )x(kJ/h)其中：Qd燃料柴油的低位发热量41800 kJ/Nm3 ；t,入窑燃温度20C；cf入窑燃料的平均比热2. lkJ/(kgC)X为每小时柴油的消耗量，单位Nid/hQi =(41800 +20x2)x =41842 x (kJ/h)9. 3. 4助燃空气带入的显热Q,柴油燃烧的空气量V=xL=13.47xQa =匕。忑J一一助燃空气的温度20C；ca助燃空气的比热1.30kJ/(W)其

28、中：(；、c；漏入空气 的温度与比热，分别去20C和1.30kJ/(W.C)；比一一离窑烟气中的空气过剩系数，此值与窑厂的长度阻力、空气、气 密性以及预热带喷入的风量有光，实际可在2-5范圉取，此处取2. 5, a二1.3, 仏二10. 36 MnVMn3e； = (2.5 -1.3)x10.36 x 20x1.3%) = 323 x (kJ/h)9. 3.6气幕、搅拌风带入的显热气幕包括封闭气幕和搅拌气幕，封闭气幕设在窑头，不及入，搅拌风源为空 气，风量一般为理论助燃空气的0.5-1倍，取/=0.8倍Qg = /L()c：t；x = 0.8 x 10.36 x 20x 1.3x = 216x

29、 (kJ/h)9.4热支出项目9.4.1产品带出的显热O3=GmC3t3其中：Gni出烧成带的制品质量367.5 kg/h, t3=1310C，此处制品平均比热取 1. lkJ/(kgC窑外壁平均壁温取taM0C窑墙：平均热流密度11 t160 40cu/ 10.230.27石 2? 0.2642 0.048散热面积：A = 6x 1.742=10.452m?散热量:Q = 25.15 x 10.452 x 2 x 3.6 = 1893 (kJ/h)窑顶：轻质粘土吊顶砖人二0. 0815+0. 000221x160=0. 1169w/mC平均热流密度t) t160 40tq = 二 =23.5

30、6 w/irr1 4 戈 0.230.15!1人人 0.1169 0.048散热面积：A = 6x3.53 = 21.18m2散热量：Q = 21.18x 23.56x3.6 = 1898 (kJ/h)300600C,共 6 节,12m窑内壁平均壁温丫 3()()+ 60()=450C,2轻质高铝砖人二0. 212+0. 000329x450 二0 36 w/mC高纯型耐火纤维针刺毡人二002+0. 000175x450=0. 099 w/m C窑外壁平均壁温取ta=40C 窑墙：平均热流密度450-40023OT卜0.360.099=153.9 w/m2散热面积：A = 6xl.742=10

31、.452nr散热量:Q = 153.9x 10.452x2x3.6 = 11582(kJ/h)窑顶：轻质粘土吊顶砖人二0. 0815+0. 000221X 160二0. 18 w/m C160-40=147 w/m2平均热流密度 J2 0.230.15石 + 石 0?8 +0.099散热面积：A = 6x3.53 = 21.18m2散热量:Q = 21.18xl47x3.6 = 11843 (kJ/h) 600950#C,共 6 节，12m窑内壁平均壁温t, = 6（）95（）=775 C,2轻质高铝砖入二0. 212+0. 000329x775 二0. 467 w/m C高纯型耐火纤维针刺毡

32、人二0. 02+0. 000175x450=0. 156 w/m C窑外壁平均壁温取ta=40C 窑墙：平均热流密度t1-ta450-40fq =丄A - = 413.5 w/m1 J. 0.230.2H+人 A 0.47 0.156散热面积：A = 6xl.742=10.452nr散热量:Q = 413.5x10.452x2x3.6 = 31118(kJ/h) 窑顶：轻质粘土吊顶砖人二0. 0815+0. 000221x775=0. 253 w/m C平均热流密度160-40 J2 0.230.15石石 0.253 0.156=392.3 w/m2散热面积：A = 6x3.53 = 21.1

33、8nr散热量：Q = 21.18X 392.3 X 3.6 = 31607 (kJ/h)9501310C,共 10 节，20m窑内平均壁温匚=1二930 = n3oc莫来石轻质高铝砖的人二05098 w/m C含错型硅酸纤维板的久2=0. 19 w/m C高纯型耐火纤维刺毯的人二02186 w/m C取窑外壁平均温度ta=80C窑墙：平均热流密度1130-800.236T10.2+0.50980. 190.2186=549 w/m2散热面积：A = 14x1.742 = 24.388 m2散热量：Q = 549x24.388x2x3.6 = 96400(kJ/h)窑顶：平均热流密度1130-8

34、0色+色_ +刍 久 I 23=549 w/m20.230. 10.2+0.50980. 190.2186散热面积：A = 14x3.73 = 52.22m散热量：Q = 522.22 x 549x 3.6 = 103208 (kJ/h)窑墙窑顶总散热量Q5 = 1893 + 1898 + 11582 + 11843 + 31607 + 31118 + 96400 + 103208 = 289549(kj/h) 9.5列出热平衡方程式列出平衡方程式Q； = 7167. 6 + 36264 + 41842x + 350x + 323x + 216x = 43431. 6 + 42731xQ愤=5

35、29567. 5 + 8553016 + 7909x + 0 IQ收 + 204456 + 289549 + 0. 05%Q.k式有Q收=Qhj，解得x二336,即单位时间柴油消耗量：B = 31.4m7h单位制品消耗量为：336x41800/389. 8=35987kJ/kg。9-6列出预热带和烧成带热平衡表热收入热支出项目KJ/h百分百(%)项目kJ/h百分比(%)胚体带入的 显热71680. 30制品带出的 显热52956816. 75入窑棚板及 支柱带入到 的显热362642. 60棚板和支柱855301622. 15燃料带入的 化学显热1405891295. 08离窑废气265675

36、217. 97助燃空气带 入的显热1176000. 80窑车蓄热和 热散失量14401059. 99漏入的风和 搅拌风1085280. 73物化反应热2044568.2气幕和搅风725760. 49窑墙和窑顶28954920.9其他热损失7200525. 04总收入散热析：两者之间存在差值，是因为预热带窑内负压在该次计算中忽略了窑底漏入窑 内风带来的热量，实际上虽然窑车上下压力控制手段非常完善，但仍有误差，由 于误差很小所以整个预热带、烧成带热量可认为是收支平衡的。10. 冷却带的平衡计算10. 1确定热平衡计算的基准、范围0C作为基准温度，

37、lh为质量与热量的时间基准。10. 2平衡框图其中:Q3一一制品带入的显热;q4棚板、支柱带入显热；q5窑车带入的显热；Q10急冷风带入的显热和冷却带末端送入冷却带入显热；Qu制品带出显热；Q12棚板、支柱带出的显热；Q13窑车、窑顶散热；QI4窑墙、窑顶总散热；Q15抽走余热风带走的热量；Q16其他热损失。10.3热收入项目10. 3.1制品带入的显热此项热量即为制品从烧成带带岀的显热Qs = 529567. 5 (kJ/h)10. 3. 2棚板和支柱带入的显热，同上，Q4 = 36264 (kJ/h)10. 3. 3窑车带入的显热此项热量可取烧成带和预热带窑车总散热的93% (其余的已经在

38、预热带烧成 带向车下散失)Q9 = 95%Q6 = 0. 95 x 1440105 = 1368099 (kJ/h)10. 3. 4急冷风和窑尾风带入的显热窑尾的风量设为乂，一般急冷风量为窑尾风量的0.250.5，此处取0.5,总风量为1. 5VX o空气的温度ta = 20C，此时空气的比热：ca=1.3 kJ/m3C,Qio=Vacata=1.5xl.3x2OVx =39V (kJ/h)10.4热支出项目 10. 4. 1制品带出的显热出窑制品质量Gm =158.4 kg/h ,窑制品的温度tH =80C ,比热 cH =0.95kJ/kgC。Qn = GBt11c11 = 367. 5

39、x 80 x 0. 95 = 27930 (kJ/h)10. 4. 2棚板和支柱带出的显热棚板和支柱质量 Gb= 1877 kg/h,温度 tu =8OC，比热 c12= 0.861 kJ/(kgC)Q12 =Gbc12tI2 =1877 x 80 x 0.8611 =129303 (kJ/h)10. 4. 3车带走的和想车下散失的热此项热量一般可按窑车带入的显热55%计算，Q13 = 55%Q9 = 0. 55 x 1368099 = 752454 (kJ/h)10. 4. 4其他热损失Q取经验数据，占冷却带热收入的5%-10%,本次计算取熬10. 4. 5抽走余热风带走热量Qm015 =q

40、i5XC15Xt15其中：Qis抽走余热风流量(n?/h),该窑不用冷却带热空气做二次空气， 冷却带鼓入风量全部用于气幕，体积为Q5=1. 5VS Xm3o漏出空气忽略不记，抽走 余热风的平均温度，取q二250C, %热空气的平均比热为，c15 =1.038kJ/kgCQl5 =1.5VX x 250x1.038 = 389.25Vx10. 4. 6窑墙和窑顶的散热分三段2旷33, 3443, 44481310*850*0,长10m窑内平均温度S = 1 土S5 = 1080 C2莫来石轻质高铝砖入二0. 501 w/m C含诰型硅酸铝纤维板人二0. 19 w/m C高纯型耐火纤维刺毯人二0.

41、 2099 w/m C取窑外平均温度J =80 C窑墙：平均热流密度1080 - 800.2307I0.2+0. 5010. 190. 2099=510. 8 w/m2散热面积 A = 1.876x6 = 11.256m2散热量：Q = 510.6x11.256x2x3.6 = 41332(kJ/h)窑顶：平均热流密度1080 - 800.2307I0.2+0. 5010. 190. 2099=510. 8 w/m2散热面积 A = 6x 3.73 = 22.38nr散热量:Q = 510.8x22.38x3.6 = 41138 w/m23443, 850400 *C, 20m窑内平均壁温匚=

42、拓()：4()() =6252轻质高铝砖的2)=0. 4966 w/m C高纯型耐火纤维刺毯的几2二0. 1294 w/m C窑外壁平均取ta=80C窑墙：平均热流密度11 t625 80q =1 J.久 0.230.2+ +人 A2 0.4966 0.1294=271.3 w/m2散热面积：A = 12xl.742 = 20.9 nr散热量：Q = 271.3x20.9x2x3.6 = 40833(kJ/h)窑顶：轻质粘土吊顶砖人二0. 0815+0. 000221x625=0. 2196w/m*C平均热流密度2, 人 0.21960.1294散热面积：A = 12x3.53 = 42.36

43、nr散热量：Q = 265.1 x 44.76x3.6 = 40426 (kJ/h)4448, 40080C, 10m窑内平均壁温t, = 4()0S()= 240C轻质高铝砖的入二0. 4008w/mC高纯型耐火纤维刺毯的久2 -0- 062 w/m C窑外壁平均取ta=80C窑墙：平均热流密度石 石 0. 4008 + 0. 062散热面积：A = 6x1.742 = 10.452 m2散热量：Q = 42.11xl0.452x2x3.6 = 3170(kJ/h)窑顶：轻质粘土吊顶砖人二0. 0815+0. 000221x240=0. 13454 w/m C平均热流密度人 0.13450.

44、062散热面积：A = 6x3.53 = 21.8nr散杀y量：Q = 4&44x 21.8 x 3.6 = 3693 (kJ/h)总散热量Qm =41332 + 41138 + 40833 + 40426 + 3170 + 3693 = 170592 (kJ/h)10. 5热平衡方程式列出平衡方程式 3 +Q4 + Q) +Q1O =011 +Q12 +Q13 +Q14 +Q5 +Q16Q收二 529567+36264+1368099+39VxQx = 27930+129303+ 752454+170592+389. 25Vx+0. 05Q n由 Q收=Q支，解得 = 677. 6(m3/h

45、)因此窑尾的风量为1956 m3/h ,急冷风量338. 8 nf/h ,每小时应抽出热风1016. 4 m3 o 10. 6热平衡表热收入热支出项目(kj/h)(%)项1-1(kj/h)(%)制品带入显热52956733.97产品带出显热279301.78棚板立柱带入显执八X3626442.89棚板立柱带出显热12930318. 94窑车带入显热136809919. 26窑体散热17059225.01急冷窑尾风带入显热762823. 88窑车带走和向下散失显热75245410.6抽热风带走显热76137338. 67其它散热9669655合讣2010212100合IT2010861710011、排烟口的计算11.1排烟系统的设计11.1.1排烟量的计算取离窑烟气中空气过剩系数6=2.5,则其体积流量为:vg =Vg0+(crg -a) Lo) x = (10.36 + (2.5-1.3)x 14.39)x31.43 = 945 m3/h =0 26 m/s o11.1.