隧道窑工作原理、结构特点演示教学课件

隧道窑工作原理、结构特点分类工作原理结构特点（重点）热工制度及其调节（重点）码砖的原理与操作（重点、难点）砌筑与烘烤（自学）热平衡测试与计算（自学）节能措施其它类型隧道窑设计计算152022/11/25隧道窑工作原理、结构特点分类152022/11/23一、隧道窑分类低温隧道窑1000～1350℃普通隧道窑1350～1550℃高温隧道窑1550～1750℃超高温隧道窑1750～1950℃★按温度分类顶部加热式底部加热式侧部加热式（最常见）★按燃烧装置布置形式分类252022/11/25一、隧道窑分类低温隧道窑1000～1350℃★按温度分类顶部推进窑车气流推出窑车预热带烧成带冷却带送冷空气抽出热风送煤气送一次空气烟气抽出二次空气图1-1隧道窑工作原理图352推进窑车气流推出窑车预热带烧成带冷却带送冷空气抽出热风送煤气隧道窑系统图

图1-2452022/11/25隧道窑系统图图1-2452022/11/23三、隧道窑的结构断面尺寸与长度窑顶结构窑墙结构隧道窑预热带结构隧道窑烧成带结构隧道窑冷却带结构隧道窑窑体与窑车密封结构规格：长×内宽×有效高度有效高度：从车台平面至拱顶内衬的最大高度图1-5

图1-5半椭圆型拱顶H车台平面552022/11/25三、隧道窑的结构断面尺寸与长度规格：长×内宽×有效高度有效高1、断面尺寸与长度长度L=预热带长度L1

+烧成带长度L2

+冷却带长度L3

窑的长度主要取决于制品的烧成制度及产量大小。此外，应考虑投资、燃耗、窑的热工特性等。652022/11/251、断面尺寸与长度长度L=预热带长度L1

1.预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温度应低于250℃；

2.烧成带长度根据保温时间来确定

3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定，一般应低于100℃★窑的各带长度确定的一般原则：752022/11/25

1.预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温

V—隧道窑的有效容积，m3；

G—小时成品产量，㎏/h；

η—成品率，%；

ρ—装窑密度，㎏/m3

。

τ—烧成时间，h；当隧道窑的横截面积A一旦确定，则其长度：隧道窑长度及各带长度计算式：852022/11/25V—隧道窑的有效容积，m3；当隧道窑的横截面积A一旦各带长度分别为：

其中：L1、L2、L3——分别为预热、烧成及冷却带长度，m；τ1

、τ2

、τ3——分别为预热、烧成及冷却所需时间，h；952022/11/25各带长度分别为：其中：L1、L2、L3——分别为预热、烧成高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的烧成温度与荷软温度。如：镁砖，1m左右，硅砖，1.5~1.9m）、允许的上下温差。跨度——产量、燃烧方式、燃烧器的类型跨度大，产量大；顶烧式、底烧式跨度可以较大；使用高速烧嘴跨度可以较大★隧道窑的高度与跨度1052022/11/25高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的烧成温度与荷软温度。如2.窑顶结构要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧成带）、重量轻、保温性好，其结构严密，不漏气，并有利于窑内气流的合理分布。结构形式：拱顶、平吊顶、吊拱2-1.拱顶：顶拱的中心角一般60°～90°。太大、太小都不利1152022/11/252.窑顶结构要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧成带）、上拉杆立柱拱角梁拱角砖下拉杆图1-31252022/11/25上拉杆立柱拱角梁拱角砖下拉杆图1-31252022/11/2拱顶自重产生的横向推力F：

图1-4拱顶自重横向推力分析K—温度应力系数Q——拱顶荷重，N/cmα—拱的中心角1352022/11/25拱顶自重产生的横向推力F：与一般共拱顶相比的特点：横推力小，拱下空间小，便于气流合理分布。

图1-5半椭圆型拱顶H车台平面“双心拱”与“三心拱”顶结构1452022/11/25与一般共拱顶相比的特点：图1-5半椭圆型拱顶H车台2-2.平吊顶优点：窑顶不易下沉，砖垛与窑顶间的空隙小，有利于气流的合理分布。便于码砖。缺点：钢材用量大；气密性差。窑顶砖吊挂机构钢梁图1-61552022/11/252-2.平吊顶优点：窑顶不易下沉，砖垛与窑顶间的空隙小，有2-3.吊拱顶：

图1-71652022/11/252-3.吊拱顶：图1-71652022/11/232-4.双层拱顶：图1-81752022/11/252-4.双层拱顶：图1-81752022/11/233.窑墙结构要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。耐火材料+保温材料组成。材质组成与厚度：用正交法，通过传热计算来确定，并取经济厚度。经济厚度：年均费用（保温层投资费+保温层砌筑费+散热损失费）最低的厚度。1852022/11/253.窑墙结构要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。185高铝砖75%高铝砖60%1952022/11/25高铝砖75%高铝砖60%1952022/11/231—年均总费用（1=2+3+4）；2—窑墙散热年均损失费用；3—年均消费的保温层投资费用；4—保温层砌筑维修年均费用图1-92052022/11/251—年均总费用（1=2+3+4）；图1-92052022/14.各带的结构4-1.预热带：排烟装置；气幕装置4-2.烧成带：燃烧室；燃料、一次空气输送装置4-3.冷却带：抽热风装置、送冷却风装置2152022/11/254.各带的结构4-1.预热带：排烟装置；气幕装置215204-1-1.预热带排烟装置：两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。排烟孔的多少、数量由隧道窑的类型决定。

图1-1排烟方式：地下烟道排烟：图1-10金属烟道排烟：图1-11窑墙内烟道排烟(窑顶排烟）：图1-122252022/11/254-1-1.预热带排烟装置：两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。图1-10★地下烟道排烟：所有烟道均埋设于底下，钢材用量少，窑体美观；土方工程大，不适用于地下水位较高的地区。2352022/11/25图1-10★地下烟道排烟：2352022/11/23

图1-11

金属烟道排烟★窑墙金属烟道排烟：钢材用量大，窑墙结构简单2452022/11/25图1-11金属烟道排烟★窑墙金属烟道排烟：24图1-12

窑墙内烟道排烟★窑墙内烟道排烟（窑顶排烟）：窑墙结构复杂。2552022/11/25图1-12窑墙内烟道排烟★窑墙内烟道排烟2552022/14-1-2.预热带气幕装置图1-132652022/11/254-1-2.预热带气幕装置图1-132652022/11/2工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。结构：拱顶或双层拱顶，气密性好材质：耐高温、高强度、抗热震，荷软温度高多数窑炉的损毁主要是燃烧室的损毁。目前，一些隧道窑，特别是高温窑炉取消了侧墙燃烧室，将烧嘴直接插入窑内，火焰直接在砖垛间隙燃烧。4-2-1.烧成带侧墙燃烧室2752022/11/25工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。4-2-1.烧成带概念：一次空气：通过烧嘴直接进入燃烧室（或直接进入窑内空间）与燃料混合燃烧的空气。它可以是冷却带抽出的多余热风，可以是冷空气。二次空气：在冷却带吹入的冷风的一部分，流到烧成带，与燃料混合燃烧。图1-1图1-24-2-2.烧成带一次空气送风装置2852022/11/25概念：图1-14-2-2.烧成带一次空气送风装置2852一次空气送风装置：风机、喷射器★一次空气为冷空气时：冷空气→通风机→空气管道→烧嘴。★一次空气为热风时：冷却带的多余热风→耐热风机→管道→烧嘴；或冷却带热风→喷射器（窑两侧）→窑两侧气道→烧嘴（抽出空气温度可达950～1000℃）2952022/11/25一次空气送风装置：风机、喷射器★一次空气为冷空气时：2952图1-1图1-14位置：不宜太靠近烧成带，易引起烟气倒流。⑴抽出风温以400左右为宜。⑵大型窑距烧成带不小于3个车位（9米），小型窑不小于4个车位（8.8米）。⑶烧成带有喷射器装置时，抽热风孔的位置与喷射器的距离大型窑一般不小于3个车位。数量：一般2～3对，孔口的实际流速4～6m/s.4-3-1.冷却带抽热风装置3052022/11/25图1-1位置：不宜太靠近烧成带，易引起烟气倒流。4-3-1图1-143152022/11/25图1-143152022/11/23冷却方式：分散送冷风、集中送冷风位置与数量：集中冷却——⑴靠窑门两侧应设置集中送风孔1对；⑵送风孔的数量一般3～5对，均匀布置在最后一个车位。⑶对有分散送风装置的，集中送风孔数量一般2～3对。分散冷却——根据窑冷却带的长短而定。一般5对以上。4-3-2.冷却带送冷风装置3252022/11/25冷却方式：分散送冷风、集中送冷风4-3-2.冷却带送冷风装

图1-15

集中送风装置

1——窑顶送风装置；2——窑两侧送风孔3352022/11/25图1-15集中送风装置33525.窑体的密封结构★窑车的结构★窑车与窑墙间的密封（曲封与砂封）★窑车与窑车间的密封（曲封）★窑内压力平衡系统密封（压力制度）3452022/11/255.窑体的密封结构★窑车的结构3452022/11/23由车架、窑车衬砖、裙板组成★车架：金属支架，由型钢铆接或焊接而成，或由铸铁做成。★裙板：铸铁件。★窑车衬砖：承重、承受高温及温度的变化。由耐火材料+保温材料构成或由耐火混凝土预制块构成。影响窑车的蓄热量，从而影响窑炉的能耗；影响窑内的温度分布。图1-165-1窑车的结构3552022/11/25由车架、窑车衬砖、裙板组成图1-165-1窑车的结构355图1-163652022/11/25图1-163652022/11/235-2.窑内曲封结构5-3.窑内砂封结构图1-17窑车裙板窑砂砂封槽窑砂：三种不同的粒度组成，小粒度量≥25%。砂封槽：等边角钢溜砂管：钢板焊接窑砂→加砂孔→溜砂管→砂封槽3752022/11/255-2.窑内曲封结构5-3.窑内砂封结构图1-17窑车裙2538溜砂管砂封槽2538溜砂管砂封槽2539窑车与窑车间的密封

2539窑车与窑车间的密封隧道窑工作原理、结构特点分类工作原理结构特点（重点）热工制度及其调节（重点）码砖的原理与操作（重点、难点）砌筑与烘烤（自学）热平衡测试与计算（自学）节能措施其它类型隧道窑设计计算4052022/11/25隧道窑工作原理、结构特点分类152022/11/23一、隧道窑分类低温隧道窑1000～1350℃普通隧道窑1350～1550℃高温隧道窑1550～1750℃超高温隧道窑1750～1950℃★按温度分类顶部加热式底部加热式侧部加热式（最常见）★按燃烧装置布置形式分类4152022/11/25一、隧道窑分类低温隧道窑1000～1350℃★按温度分类顶部推进窑车气流推出窑车预热带烧成带冷却带送冷空气抽出热风送煤气送一次空气烟气抽出二次空气图1-1隧道窑工作原理图4252推进窑车气流推出窑车预热带烧成带冷却带送冷空气抽出热风送煤气隧道窑系统图

图1-24352022/11/25隧道窑系统图图1-2452022/11/23三、隧道窑的结构断面尺寸与长度窑顶结构窑墙结构隧道窑预热带结构隧道窑烧成带结构隧道窑冷却带结构隧道窑窑体与窑车密封结构规格：长×内宽×有效高度有效高度：从车台平面至拱顶内衬的最大高度图1-5

图1-5半椭圆型拱顶H车台平面4452022/11/25三、隧道窑的结构断面尺寸与长度规格：长×内宽×有效高度有效高1、断面尺寸与长度长度L=预热带长度L1

+烧成带长度L2

+冷却带长度L3

窑的长度主要取决于制品的烧成制度及产量大小。此外，应考虑投资、燃耗、窑的热工特性等。4552022/11/251、断面尺寸与长度长度L=预热带长度L1

1.预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温度应低于250℃；

2.烧成带长度根据保温时间来确定

3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定，一般应低于100℃★窑的各带长度确定的一般原则：4652022/11/25

1.预热带长度应根据排出废气温度来确定，废气离开排烟机温

V—隧道窑的有效容积，m3；

G—小时成品产量，㎏/h；

η—成品率，%；

ρ—装窑密度，㎏/m3

。

τ—烧成时间，h；当隧道窑的横截面积A一旦确定，则其长度：隧道窑长度及各带长度计算式：4752022/11/25V—隧道窑的有效容积，m3；当隧道窑的横截面积A一旦各带长度分别为：

其中：L1、L2、L3——分别为预热、烧成及冷却带长度，m；τ1

、τ2

、τ3——分别为预热、烧成及冷却所需时间，h；4852022/11/25各带长度分别为：其中：L1、L2、L3——分别为预热、烧成高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的烧成温度与荷软温度。如：镁砖，1m左右，硅砖，1.5~1.9m）、允许的上下温差。跨度——产量、燃烧方式、燃烧器的类型跨度大，产量大；顶烧式、底烧式跨度可以较大；使用高速烧嘴跨度可以较大★隧道窑的高度与跨度4952022/11/25高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的烧成温度与荷软温度。如2.窑顶结构要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧成带）、重量轻、保温性好，其结构严密，不漏气，并有利于窑内气流的合理分布。结构形式：拱顶、平吊顶、吊拱2-1.拱顶：顶拱的中心角一般60°～90°。太大、太小都不利5052022/11/252.窑顶结构要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧成带）、上拉杆立柱拱角梁拱角砖下拉杆图1-35152022/11/25上拉杆立柱拱角梁拱角砖下拉杆图1-31252022/11/2拱顶自重产生的横向推力F：

图1-4拱顶自重横向推力分析K—温度应力系数Q——拱顶荷重，N/cmα—拱的中心角5252022/11/25拱顶自重产生的横向推力F：与一般共拱顶相比的特点：横推力小，拱下空间小，便于气流合理分布。

图1-5半椭圆型拱顶H车台平面“双心拱”与“三心拱”顶结构5352022/11/25与一般共拱顶相比的特点：图1-5半椭圆型拱顶H车台2-2.平吊顶优点：窑顶不易下沉，砖垛与窑顶间的空隙小，有利于气流的合理分布。便于码砖。缺点：钢材用量大；气密性差。窑顶砖吊挂机构钢梁图1-65452022/11/252-2.平吊顶优点：窑顶不易下沉，砖垛与窑顶间的空隙小，有2-3.吊拱顶：

图1-75552022/11/252-3.吊拱顶：图1-71652022/11/232-4.双层拱顶：图1-85652022/11/252-4.双层拱顶：图1-81752022/11/233.窑墙结构要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。耐火材料+保温材料组成。材质组成与厚度：用正交法，通过传热计算来确定，并取经济厚度。经济厚度：年均费用（保温层投资费+保温层砌筑费+散热损失费）最低的厚度。5752022/11/253.窑墙结构要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。185高铝砖75%高铝砖60%5852022/11/25高铝砖75%高铝砖60%1952022/11/231—年均总费用（1=2+3+4）；2—窑墙散热年均损失费用；3—年均消费的保温层投资费用；4—保温层砌筑维修年均费用图1-95952022/11/251—年均总费用（1=2+3+4）；图1-92052022/14.各带的结构4-1.预热带：排烟装置；气幕装置4-2.烧成带：燃烧室；燃料、一次空气输送装置4-3.冷却带：抽热风装置、送冷却风装置6052022/11/254.各带的结构4-1.预热带：排烟装置；气幕装置215204-1-1.预热带排烟装置：两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。排烟孔的多少、数量由隧道窑的类型决定。

图1-1排烟方式：地下烟道排烟：图1-10金属烟道排烟：图1-11窑墙内烟道排烟(窑顶排烟）：图1-126152022/11/254-1-1.预热带排烟装置：两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。图1-10★地下烟道排烟：所有烟道均埋设于底下，钢材用量少，窑体美观；土方工程大，不适用于地下水位较高的地区。6252022/11/25图1-10★地下烟道排烟：2352022/11/23

图1-11

金属烟道排烟★窑墙金属烟道排烟：钢材用量大，窑墙结构简单6352022/11/25图1-11金属烟道排烟★窑墙金属烟道排烟：24图1-12

窑墙内烟道排烟★窑墙内烟道排烟（窑顶排烟）：窑墙结构复杂。6452022/11/25图1-12窑墙内烟道排烟★窑墙内烟道排烟2552022/14-1-2.预热带气幕装置图1-136552022/11/254-1-2.预热带气幕装置图1-132652022/11/2工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。结构：拱顶或双层拱顶，气密性好材质：耐高温、高强度、抗热震，荷软温度高多数窑炉的损毁主要是燃烧室的损毁。目前，一些隧道窑，特别是高温窑炉取消了侧墙燃烧室，将烧嘴直接插入窑内，火焰直接在砖垛间隙燃烧。4-2-1.烧成带侧墙燃烧室6652022/11/25工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。4-2-1.烧成带概念：一次空气：通过烧嘴直接进入燃烧室（或直接进入窑内空间）与燃料混合燃烧的空气。它可以是冷却带抽出的多余热风，可以是冷空气。二次空气：在冷却带吹入的冷风的一部分，流到烧成带，与燃料混合燃烧。图1-1图1-24-2-2.烧成带一次空气送风装置6752022/11/25概念：图1-14-2-2.烧成带一次空气送风装置2852一次空气送风装置：风机、喷射器★一次空气为冷空气时：冷空气→通风机→空气管道→烧嘴。★一次空气为热风时：冷却带的多余热风→耐热风机→管道→烧嘴；或冷却带热风→喷射器（窑两侧）→窑两侧气道→烧嘴（抽出空气温度可达950～1000℃）6852022/11/25一次空气送风装置：风机、喷射器★一次空气为冷空气时：2952图1-1图1-14位置：不宜太靠近烧成带，易引起烟气倒流。⑴抽出风温以400左右为宜。⑵大型窑距烧成带不小于3个车位（9米），小型窑不小于4个车位（8.8米）。⑶烧成带有喷射器装置时，抽热风孔的位置与喷射器的距离大型窑一般不小于3个车位。数量：一般2～3对，孔口的实际流