陶瓷熱工課程設(shè)計(jì)-年產(chǎn)100萬套日用瓷隧道窯設(shè)計(jì)

唐山學(xué)院陶瓷熱工課程設(shè)計(jì)題 目： 年產(chǎn)100萬套日用瓷隧道窯設(shè)計(jì) 系 別： 環(huán)境與化學(xué)工程系 專 業(yè)： 16無機(jī)非金屬材料工程 姓 名： 尹航 指導(dǎo)老師： 黃雁、張金輝 2019年1月11日 課程設(shè)計(jì)成績評(píng)定表出勤情況出勤天數(shù) 缺勤天數(shù)成績評(píng)定出勤情況及設(shè)計(jì)過程表現(xiàn)(20分）課設(shè)答辯(20分）設(shè)計(jì)成果(60分）總成績(100分）提問(答辯）問題情況綜合評(píng)定 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目錄1.前言12.隧道窯窯體結(jié)構(gòu)及主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算22.1素?zé)G22.1.1素?zé)G窯體主要尺寸設(shè)計(jì)算22.1.2素?zé)G窯體內(nèi)高、內(nèi)寬、窯長和窯數(shù)以及各帶長度的計(jì)算22.1.3素?zé)G窯車尺寸及裝車設(shè)計(jì)的計(jì)算32.1.4素?zé)G容積的計(jì)算42.1.5素?zé)G窯體附屬結(jié)構(gòu)42.1.6素?zé)G溫度曲線52.2釉燒窯62.2.1釉燒窯窯體主要尺寸設(shè)計(jì)算62.2.2釉燒窯窯內(nèi)高、內(nèi)寬、窯長和窯數(shù)以及各帶長度的計(jì)算72.2.3釉燒窯窯車尺寸及裝車設(shè)計(jì)的計(jì)算72.2.4釉燒窯容積的計(jì)算82.2.5釉燒窯窯體附屬結(jié)構(gòu)82.2.6釉燒窯溫度曲線93.燃料燃燒計(jì)算113.1選擇所需燃料種類113.1.1燃料種類113.1.2燃料各成分百分含量113.2燃料燃燒所需空氣量113.3燃料燃燒煙氣量的計(jì)算113.4實(shí)際燃燒溫度的計(jì)算123.4.1素?zé)龑?shí)際燃燒溫度的計(jì)算123.4.2釉燒實(shí)際燃燒溫度的計(jì)算123.5耐火材料的選用133.5.1耐火材料的基本參數(shù)133.5.2素?zé)G耐火材料設(shè)計(jì)133.5.3釉燒窯耐火材料設(shè)計(jì)164. 熱平衡計(jì)算194.1素?zé)G熱平衡計(jì)算194.1.1燒成過程中物化反應(yīng)過程194.1.2 各帶熱平衡計(jì)算194.2釉燒窯熱平衡計(jì)算254.2.1燒成過程中物化反應(yīng)過程254.2.2各帶熱平衡計(jì)算255. 通風(fēng)排氣系統(tǒng)的確定315.1素?zé)G通風(fēng)排煙系統(tǒng)的確定315.1.1進(jìn)風(fēng)量的計(jì)算315.1.2 阻力計(jì)算及煙囪設(shè)計(jì)315.1.3排風(fēng)量的計(jì)算和風(fēng)機(jī)選型335.2釉燒窯通風(fēng)排煙系統(tǒng)的確定345.2.1進(jìn)風(fēng)量的計(jì)算345.2.2 阻力計(jì)算及煙囪設(shè)計(jì)345.2.3排風(fēng)量的計(jì)算和風(fēng)機(jī)選型366. 總結(jié)377. 辭謝388. 參考文獻(xiàn)39唐山學(xué)院課程設(shè)計(jì)1.前言陶瓷工業(yè)窯爐是陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工藝設(shè)備之一，對(duì)陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及成本起著關(guān)鍵性的作用。它把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能或直接把電能轉(zhuǎn)變成熱能，以滿足制品焙燒時(shí)所需要的溫度，在期間完成一系列的物理化學(xué)變化，賦予制品各種寶貴的特性。因此，在選擇窯爐時(shí)，為了滿足陶瓷制品的工藝要求，應(yīng)充分了解窯爐類型及其優(yōu)缺點(diǎn)，考察一些與已投入生產(chǎn)的陶瓷廠，然后結(jié)合本廠實(shí)際情況和必要的技術(shù)論證，方可定之。判斷一個(gè)窯爐好壞的標(biāo)準(zhǔn)，通常由以下幾個(gè)方面來評(píng)價(jià)：1.能滿足被燒成制品的熱工制度要求，能焙燒出符合質(zhì)量要求的陶瓷制品。2.燒窯操作要靈活，方便，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足市場多變的要求。3.經(jīng)濟(jì)性要高。包括熱效率要高，單位產(chǎn)品的綜合能源消耗要少，爐齡要長。4.容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化操作，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。5.勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度小，環(huán)境污染小。以上幾點(diǎn)，其中能否滿足所燒制品的熱工制度要求，是衡量陶瓷窯爐性能好壞的重要技術(shù)指標(biāo)。實(shí)際生產(chǎn)中，往往是力求使制品被燒使窯內(nèi)溫差盡量減少，它是提高產(chǎn)品合格率的關(guān)鍵所在。隧道窯是耐火材料、陶瓷和建筑材料工業(yè)中最常見的連續(xù)式燒成設(shè)備。其主體為一條類似鐵路隧道的長通道。通道兩側(cè)用耐火材料和保溫材料砌成窯墻，上面為由耐火材料和保溫材料砌筑的窯頂，下部為由沿窯內(nèi)軌道移動(dòng)的窯車構(gòu)成的窯底。通過對(duì)無機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ)以及熱工設(shè)備的學(xué)習(xí)，本學(xué)期利用兩周的時(shí)間進(jìn)行窯爐課程設(shè)計(jì)。本次實(shí)踐的設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)100萬套日用瓷隧道窯設(shè)計(jì)，通過兩周的努力設(shè)計(jì)，基本完成了任務(wù)。在本次設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我們組得到了指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，這才使我們能比較順利的完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)，在此我們向指導(dǎo)老師和設(shè)計(jì)過程中幫助過我們的同學(xué)表示感謝！由于所學(xué)知識(shí)有限，加之時(shí)間倉促，在設(shè)計(jì)過程中不可避免存在許多的錯(cuò)誤和不足，敬請(qǐng)老師多多指教，懇請(qǐng)斧正！2.隧道窯窯體結(jié)構(gòu)及主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1素?zé)G2.1.1素?zé)G窯體主要尺寸設(shè)計(jì)算 產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)見表2-1表2-1設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 日用瓷生產(chǎn)生產(chǎn)任務(wù) 100萬套/年產(chǎn)品種類 中餐具10頭產(chǎn)品規(guī)格 4.5寸小碗、5寸中碗、6寸碗、7寸深盤、8寸深盤、杯工作日 330天成品率 93%坯體入窯水分 1.8%燒成制度 預(yù)熱帶時(shí)間 1.9h 燒成帶時(shí)間 1.6h 冷卻帶時(shí)間 2.5h 燒成周期 6h燒成線收縮率 9%窯爐儲(chǔ)備系數(shù) 1.22.1.2素?zé)G窯體內(nèi)高、內(nèi)寬、窯長和窯數(shù)以及各帶長度的計(jì)算內(nèi)寬：220102=240cm 設(shè)窯墻與窯車相距10cm內(nèi)高：0.60.40.21.2每車：43.2kg gL=43.2/1.25=34.56kg/m 設(shè)年產(chǎn)100萬套G=100萬100.27（33024）=340.9窯長：L=340.96（0.9334.56）=63.6m64m 設(shè)燒成時(shí)間=6h窯車數(shù)：63.61.25=51輛 實(shí)長：511.25=63.7564m設(shè)儲(chǔ)備系數(shù)：1.2 641.2=78m 每節(jié)2m 共39節(jié)預(yù)熱帶：12節(jié) 燒成帶：11節(jié) 冷卻帶16節(jié) 24m 22m 32m2.1.3素?zé)G窯車尺寸及裝車設(shè)計(jì)的計(jì)算匣缽d 匣缽h 層數(shù)8寸盤:0.38kg 214.5cm 21(1-9%)=23.1cm 25cm 10cm 47寸盤:0.32kg 183.5cm 18(1-9%)=19.8cm 25cm 10cm 46寸碗:0.3kg 15.57.5cm 15.5(1-9%)=17.0cm 20cm 10cm 45寸碗:0.25kg 136.5cm 13(1-9%)=14.3cm 20cm 10cm 44.5寸碗：0.24kg 116cm 11(1-9%)=12.1cm 20cm 10cm 4 杯： 0.20kg 66.5cm 6(1-9%)=6.6cm 12015cm 10cm 4窯車：長：1.25m 寬：2.2m 設(shè)高：0.6m窯車材料(從上至下）：碳化硅硼板、陶瓷纖維棉(白色）、耐火磚、保溫磚每車：8寸盤：44=16件 160.38=6.08kg 7寸盤：84=32件 320.32=10.24kg 6寸碗：44=16件 160.3=4.8kg 5寸碗：84=32件 320.25=8kg 4.5寸碗：84=32件 320.24=7.68kg 杯： 84=32件 320.2=6.4kg 6.08+10.24+4.8+8+7.68+6.4=43.2kg 每車160件窯車碼坯俯視圖見圖 2-1圖 2-2窯車碼坯俯視圖(單位：cm）2.1.4素?zé)G容積的計(jì)算V=Ldh=782.41.2=224.64m3實(shí)際生產(chǎn)：51163304=107.71萬套 107.710.93=100.17萬100萬2.1.5素?zé)G窯體附屬結(jié)構(gòu)2.1.5.1測溫孔及觀察孔測溫孔及觀察孔在燒成曲線的關(guān)鍵處設(shè)置測溫孔，低溫段布稀點(diǎn)，高溫處密點(diǎn)，以便于更好地了解窯內(nèi)各段的溫度情況。觀察孔是為了觀察燒嘴的情況。2.1.5.2測壓孔壓力制度中零壓面的位置控制特別重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶交接面附近。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大，有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過多移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過大，延長了燒成周期，消耗了燃料。本設(shè)計(jì)以觀察孔代替測壓孔。2.1.5.3膨脹縫窯體受熱會(huì)膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，因此在窯墻、窯頂及窯底砌體間要留設(shè)膨脹縫以避免砌體的開裂或擠壞。本設(shè)計(jì)窯體采用裝配式，每隔幾米留寬度為50mm的膨脹縫，內(nèi)填礦渣棉。各層磚的膨脹縫要錯(cuò)縫留設(shè)。2.1.6素?zé)G溫度曲線素?zé)G溫度曲線見圖2-3圖 2-4素?zé)G溫度曲線表 2-2素?zé)郎囟惹€段號(hào)溫度設(shè)定值/本段時(shí)間/min總時(shí)間/min11102020232020403620206048802080596020100611502012071350201408133020160913002018010110020200119502022012750202401360020260145002028015400203001630020320172002034018100203602.2釉燒窯2.2.1釉燒窯窯體主要尺寸設(shè)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)見表2- 3表2- 3設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 日用瓷生產(chǎn)生產(chǎn)任務(wù) 100萬件/年產(chǎn)品種類 中餐具10頭產(chǎn)品規(guī)格 4.5寸小碗、5寸中碗、6寸碗、7寸深盤、8寸深盤、杯工作日 330天成品率 93%坯體入窯水分 1.8%燒成制度 預(yù)熱帶時(shí)間 2.9h 燒成帶時(shí)間 1.6h 冷卻帶時(shí)間 2.5h 燒成周期 8h燒成線收縮率 9%窯爐儲(chǔ)備系數(shù) 1.22.2.2釉燒窯窯內(nèi)高、內(nèi)寬、窯長和窯數(shù)以及各帶長度的計(jì)算內(nèi)寬：220102=240cm 設(shè)窯墻與窯車相距10cm內(nèi)高：0.60.40.21.2每車：43.2kg gL=43.2/1.25=34.56kg/m 設(shè)年產(chǎn)100萬套G=100萬100.27（33024）=340.9窯長：L=340.98（0.9334.56）=84.9m86m 設(shè)燒成時(shí)間=8h窯車數(shù)：86/1.25=69輛 實(shí)長：691.25=86.2588m設(shè)儲(chǔ)備系數(shù)：1.2 881.2=105.6106m 每節(jié)2m 共53節(jié)預(yù)熱帶：20節(jié) 燒成帶：12節(jié) 冷卻帶：21節(jié) 40m 24m 42m2.2.3釉燒窯窯車尺寸及裝車設(shè)計(jì)的計(jì)算 匣缽d 匣缽h 層數(shù)8寸盤:0.38kg 214.5cm 21(1-9%)=23.1cm 25cm 10cm 47寸盤:0.32kg 183.5cm 18(1-9%)=19.8cm 25cm 10cm 46寸碗:0.3kg 15.57.5cm 15.5(1-9%)=17.0cm 20cm 10cm 45寸碗:0.25kg 136.5cm 13(1-9%)=14.3cm 20cm 10cm 44.5寸碗：0.24kg 116cm 11(1-9%)=12.1cm 20cm 10cm 4 杯： 0.20kg 66.5cm 6(1-9%)=6.6cm 12015cm 10cm 4窯車：長：1.25m 寬：2.2m 設(shè)高：0.6m窯車材料(從上至下）：碳化硅硼板、陶瓷纖維棉(白色）、耐火磚、保溫磚每車：8寸盤：44=16件 160.38=6.08kg 7寸盤：84=32件 320.32=10.24kg 6寸碗：44=16件 160.3=4.8kg 5寸碗：84=32件 320.25=8kg 4.5寸碗：84=32件 320.24=7.68kg 杯： 84=32件 320.2=6.4kg 6.08+10.24+4.8+8+7.68+6.4=43.2kg 每車160件窯車碼坯俯視圖見圖 2-5圖 2-6窯車碼坯俯視圖(單位：cm）2.2.4釉燒窯容積的計(jì)算V=Ldh=1061.22.4=305.28m3實(shí)際生產(chǎn)：69164330=145.73萬套 145.7萬0.93=135.5萬100萬套2.2.5釉燒窯窯體附屬結(jié)構(gòu)2.2.5.1測溫孔及觀察孔測溫孔及觀察孔在燒成曲線的關(guān)鍵處設(shè)置測溫孔，低溫段布稀點(diǎn)，高溫處密點(diǎn)，以便于更好地了解窯內(nèi)各段的溫度情況。觀察孔是為了觀察燒嘴的情況。2.2.5.2測壓孔壓力制度中零壓面的位置控制特別重要，一般控制在預(yù)熱帶和燒成帶交接面附近。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大，有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過多移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過大，延長了燒成周期，消耗了燃料。本設(shè)計(jì)以觀察孔代替測壓孔。2.2.5.3膨脹縫窯體受熱會(huì)膨脹，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，因此在窯墻、窯頂及窯底砌體間要留設(shè)膨脹縫以避免砌體的開裂或擠壞。本設(shè)計(jì)窯體采用裝配式，每隔幾米留寬度為50mm的膨脹縫，內(nèi)填礦渣棉。各層磚的膨脹縫要錯(cuò)縫留設(shè)。2.2.6釉燒窯溫度曲線釉燒窯溫度曲線見圖2-7圖2-8釉燒窯溫度曲線表 2-4釉燒窯溫度曲線段號(hào)溫度設(shè)定值/本段時(shí)間/min總時(shí)間/min11302020222520403400206046002080588020100695020120710502014081100201609116020180101120202001198020220128502024013720202601468020280155502030016480203201742020340183602036019300203802024020400211502042022100204402320460 2420480 3.燃料燃燒計(jì)算3.1選擇所需燃料種類 3.1.1燃料種類從環(huán)境保護(hù)的角度，東海天然氣不含硫成分，所以我們選用的是東海天然氣。3.1.2燃料各成分百分含量燃料組成見表3-1表 3-1燃料組成名稱CO2H2SN2CH4C2H6C3H8C4H10C5及以上含量(%)0.620188.506.682.211.51.953.2燃料燃燒所需空氣量Va0=(2CH4+C2H6+5C3H8+C4H10+8C5) =(288.5+6.68+52.21+1.5+81.95) =236.78 =11.275Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)庠O(shè)=1.05實(shí)際空氣量：Va=Va0=1.0511.275=11.839Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)?.3燃料燃燒煙氣量的計(jì)算V0co2=(CO2+CH4+C2H6+C3H8+C4H10+5C5）=(0.62+88.50+26.68+32.21+41.5+51.95)=1.2486Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)?(2CH4+3C2H6+4C3H8+5C4H10+6C5)=(288.50+36.68+42.21+51.5+61.95)=2.2508Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)?=N2+Va0=1+11.275=8.917Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釼0=12.4164Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釼=V0+(-1)Va0 =12.4164+(1.05-1)11.275 =12.98Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釩O2：=100% =100% =10.06%H2O：=100% =100% =18.12%N2：=100% =100% =71.82%實(shí)際煙氣量：=1.2486Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)?2.2508Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釼N2=N2+V0a =1=1.0511.275 =9.36Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)?VO2=(-1)V0a =(1.05-1)11.275 =0.118Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釼=12.97Nm3-空氣/Nm3-燃?xì)釩O2：=100% =100% =9.63%H2O：=100% =100% =17.35%N2：=100% =100% =72.17%O2：=100% =100% =0.91%3.4實(shí)際燃燒溫度的計(jì)算3.4.1素?zé)龑?shí)際燃燒溫度的計(jì)算tth=tthCp=2710.86設(shè)tth=1600 Cp=1.63 tthCp=2608 tth”=1800 Cp”=1.65 tth”Cp”=2970= tth=1656設(shè)=0.8tp=tth=13253.4.2釉燒實(shí)際燃燒溫度的計(jì)算tth=tthCp=2710.86設(shè)tth=1600 Cp=1.63 tthCp=2608 tth”=1800 Cp”=1.65 tth”Cp”=2970= tth=1656設(shè)=0.8tp=tth=13253.5耐火材料的選用3.5.1耐火材料的基本參數(shù)根據(jù)在華天成公司的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，為了砌筑方便的外形整齊，窯墻厚度變化不宜太多；材料的厚度應(yīng)為磚長或磚寬的整數(shù)倍；墻高則為磚厚的整數(shù)倍，盡量少砍磚；厚度應(yīng)保證強(qiáng)度和耐火度。窯體材料要用耐火材料和隔熱材料。耐火材料必須具有一定的強(qiáng)度和耐火性能以便保證燒到高溫，窯體不會(huì)出現(xiàn)故障。隔熱材料的積散熱要小，材質(zhì)要輕，隔熱性能要好，節(jié)約燃料。傳統(tǒng)的窯體砌筑材料大多為粘土磚或高鋁質(zhì)耐火磚或保溫磚，這些材料的特點(diǎn)是密度大、強(qiáng)度低、保溫性能差，用這些材料砌筑的窯墻厚，窯體散熱損失大。 在選擇的時(shí)候，從長期使用溫度、耐壓強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性這三個(gè)方面來考慮，尤其是耐火材料的長期使用溫度。綜合各項(xiàng)性能，我們選用高鋁磚作為耐火材料，輕質(zhì)高鋁磚作為保溫材料，鋼板作為結(jié)構(gòu)材料。設(shè)計(jì)材料厚度，計(jì)算窯爐窯壁傳熱，并根據(jù)無機(jī)非金屬材料熱工基礎(chǔ)所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)假設(shè)是否合理。耐火材料：高鋁磚：k1=1.52+0.1810-3t保溫材料：輕質(zhì)高鋁磚：k2=0.66+0.0810-3t3.5.2素?zé)G耐火材料設(shè)計(jì)3.5.2.1素?zé)G燒成帶耐火材料設(shè)計(jì)窯內(nèi)最高溫度見表3-2表 3-2窯內(nèi)最高溫度窯體部分預(yù)熱帶燒成帶+急冷段冷卻帶(緩冷段+快冷段）窯墻8001350600窯頂8501300650燒成帶窯墻：窯內(nèi)溫度1350 窯外80 中間層：800 設(shè)耐火磚厚1=0.3m、保溫磚厚度2=0.2m t1=1075 t2=440K1=1.52+0.1810-3t=1.52+0.1810-31075=1.7135K2=0.66+0.0810-3t=0.66+0.0810-3440=0.6952q=2744 =1350-2744=869.58檢驗(yàn)：100%=8.7%5% 不合格設(shè)1=0.35m，2=0.2m q=2582 =1350-2582=823檢驗(yàn)：100%=2.88%5% 不合格設(shè)1=0.4m，2=0.2m q=2379.6 =1300-2379.6=741.6檢驗(yàn)：100%=1.12%5% 合格3.5.2.2素?zé)G預(yù)熱帶及冷卻帶耐火材料設(shè)計(jì)預(yù)熱帶窯墻：窯內(nèi)溫度800 窯外40 中間層：650 耐火磚厚1=0.2m、保溫磚厚度2=0.3m 1=0.2m 2=0.3m t1=725 t2=345K1=1.52+0.1810-3725=1.6505K2=0.66+0.0810-3345=0.5876q=1363.29 =800-q=800-1363.29=635檢驗(yàn)：100%=2%5% 合格預(yù)熱帶窯頂：窯內(nèi)溫度850 窯外50 中間層：700 耐火磚厚1=0.2m、保溫磚厚度2=0.3m t1=775 t2=375K1=1.52+0.1810-3775=1.6595K2=0.66+0.0810-3375=0.69q=1440.66 =850-1440.66=676.37檢驗(yàn)：100%=3%5% 合格冷卻帶窯墻：窯內(nèi)溫度600 窯外35 中間層：450 耐火磚厚1=0.2m、保溫磚厚度2=0.2m t1=525 t2=242.5K1=1.52+0.1810-3525=1.6145K2=0.66+0.0810-3142.5=0.6794q=2688 =600-1350.85=432.66檢驗(yàn)：100%=3.8%5% 不合格設(shè)：中間層溫度：450 耐火磚厚1=0.2m，保溫磚厚度2=0.2m t1=550 t2=245K1=1.52+0.1810-3550=1.619K2=0.66+0.0810-3245=0.6796q=1460 =650-1460=469.6檢驗(yàn)：100%=4.36%5% 合格3.5.3釉燒窯耐火材料設(shè)計(jì)3.5.3.1釉燒窯燒成帶耐火材料設(shè)計(jì)窯內(nèi)最高溫度見表3-3表3-3窯內(nèi)最高溫度窯體部分預(yù)熱帶燒成帶+急冷段冷卻帶(緩冷段+快冷段）窯墻8001250600窯頂8501200650燒成帶窯墻：窯內(nèi)溫度1250 窯外80 中間層：800 設(shè)耐火磚厚1=0.3m、保溫磚厚度2=0.2m t1=1025 t2=440K1=1.52+0.1810-3t=1.52+0.1810-31025=1.7045K2=0.66+0.0810-3t=0.66+0.0810-3440=0.6952q=2517.21KJ =1250-2517.21=807檢驗(yàn)：100%=0.9%5% 合格燒成帶窯頂:窯內(nèi)溫度1200 窯外75 中間層：750 設(shè)耐火磚厚1=0.3m、保溫磚厚度2=0.2m t1=975 t2=412.5K1=1.52+0.1810-3975=1.6955K2=0.66+0.0810-3412.5=0.714q=2461.71KJ =1200-2461.71=764.52檢驗(yàn)：100%=1.9%5% 合格3.5.3.2釉燒窯預(yù)熱帶及冷卻帶耐火材料設(shè)計(jì)預(yù)熱帶窯墻：窯內(nèi)溫度800 窯外40 中間層：650 設(shè)耐火磚厚度 1 =0.2m、保溫磚厚度2=0.3m 1 =0.2m 2=0.3m t1=725 t2=345K1=1.52+0.1810-3725=1.6505K2=0.66+0.0810-3345=0.5876q=1363.29KJ =800-q=800-1363.29=635檢驗(yàn)：100%=2%5%預(yù)熱帶窯頂：窯內(nèi)溫度850 窯外50 中間層：700 設(shè)耐火磚厚1=0.2m、保溫磚厚度2=0.3m t1=775 t2=375K1=1.52+0.1810-3775=1.6595K2=0.66+0.0810-3375=0.69q=1440.66KJ =850-1440.66=676.37檢驗(yàn)：100%=3%5%冷卻帶窯墻：窯內(nèi)溫度600 窯外35 中間層：450 設(shè)耐火磚厚1=0.2m、保溫磚厚度2=0.2m t1=525 t2=242.5K1=1.52+0.1810-3525=1.6145K2=0.66+0.0810-3142.5=0.6794q=2688KJ =600-1350.85=432.66檢驗(yàn)：100%=3.8%5% 不合格設(shè)：中間層溫度：450 耐火磚厚1=0.2m，保溫磚厚度2=0.2m t1=550 t2=245K1=1.52+0.1810-3550=1.619K2=0.66+0.0810-3245=0.6796q=1460KJ =650-1460=469.6檢驗(yàn)：100%=4.36%5%4. 熱平衡計(jì)算4.1素?zé)G熱平衡計(jì)算4.1.1燒成過程中物化反應(yīng)過程設(shè)含水量=1%，燒失量IL=5%1.每小時(shí)燒成制品的質(zhì)量Gm每車制品質(zhì)量為43.2kg，推車速度=51車/6時(shí)=8.5車/時(shí)。 Gm=推車速度每車載重=8.543.2=367.2(kg/h）2.每小時(shí)入窯干坯的質(zhì)量Gg Gg=Gm=367.2=386.53kg/h3.每小時(shí)入窯濕坯的質(zhì)量GsGs=Gg=386.53=394.41kg/h4.每小時(shí)蒸發(fā)的自由水量GzGz=Gs-Gg=394.41386.53=7.88kg/h5.每小時(shí)從精坯中排除結(jié)構(gòu)水的質(zhì)量GiGi=GgIL%=386.535%=19.33kg/h4.1.2各帶熱平衡計(jì)算4.1.2.1預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡示意圖 Q1 Q2 Qf Qa Qa1Q3Qg Q4Q5 Q6 Q7 Q8圖4-1預(yù)熱帶及燒成帶熱平衡示意圖熱量輸入項(xiàng)：制品帶入顯熱：Q1窯具帶入顯熱：Q2燃料帶入化學(xué)熱及顯熱:Qf助燃空氣帶入顯熱：Qa預(yù)熱帶漏入空氣和氣幕噴入風(fēng)帶入顯熱：Qa1熱量輸出項(xiàng)：產(chǎn)品帶出顯熱：Q3窯具帶出顯熱：Q4離窯廢氣帶走顯熱：Qg窯體散熱：Q5窯車積蓄和散失的熱：Q6物化反應(yīng)耗熱：Q7其他熱損失：Q84.1.2.2預(yù)熱帶及燒成帶熱量輸入項(xiàng)1.制品帶入顯熱：Q1=G1C1t1 G1:入窯濕制品質(zhì)量，Kg/h，可由設(shè)計(jì)任務(wù)的產(chǎn)量、燒成灼減及入窯水分 C1:入窯制品的平均比熱，KJ/(Kg) t1：入窯制品的溫度，Q1=386.53200.20114.1868+(7.88+19.33)2014.1868=8787.35KJ2.窯具帶入顯熱：Q2=G2C2t2 G2:窯具質(zhì)量，Kg/h C2:入窯窯具的平均比熱，KJ/(Kg) t2：入窯窯具的溫度，設(shè)窯具質(zhì)量為120Kg/車G2=1208.5=1020Kg/h C2=1.8KJ/(Kg) t2=20Q2=201.810204.1868=153739KJ3.燃料帶入化學(xué)熱及顯熱:Qf=X(QD+cftf) X:每小時(shí)消耗的燃料量，Nm/h QD:燃料的低熱值，KJ/Nm或KJ/Kg Cf：入窯燃料的比熱，KJ/(m)tf：燃料入窯的溫度，Qf=(83174.1868+1.571204.1868)X=34953X(KJ)4.助燃空氣帶入顯熱：Qa=La0cataX ：全窯燃燒時(shí)的平均空氣過剩系數(shù)，取決于燃料種類和燒成工藝，氣體燃料可選1.011.05 La0:單位燃料燃燒時(shí)的理論空氣量， Ca、ta為助燃空氣的比熱和溫度Qa=VacataX=(11.8391.296204.1868)X=1285X(KJ)5.預(yù)熱帶漏入空氣和氣幕噴入風(fēng)帶入顯熱：Qa1=(g-)La0ca1ta1X g：離窯煙氣的空氣過剩系數(shù)，25Ca1、ta1:漏入空氣與噴入風(fēng)的比熱和溫度注：當(dāng)氣幕噴入風(fēng)的溫度與漏入空氣溫度不同時(shí)，應(yīng)按噴入風(fēng)的溫度與用量計(jì)算設(shè)=4.05Qa1=(4.05-1.05)11.2752150.31344.1868X=9542X(KJ) 4.1.2.3預(yù)熱帶及燒成帶熱量輸出項(xiàng)1.產(chǎn)品帶出顯熱：Q3=G3C3t3 G3：出燒成帶的產(chǎn)品質(zhì)量，Kg/h C3：出燒成帶的產(chǎn)品的平均比熱，KJ/(Kg) t3：出燒成帶的產(chǎn)品溫度，Q3=367.21.211004.1868=2029358.7KJ2.窯具帶出顯熱：Q4=G4C4t4 G4：出燒成帶的窯具質(zhì)量，Kg/h C4：出燒成帶的窯具的平均比熱，KJ/(Kg) t4：出燒成帶的窯具溫度，設(shè)窯具質(zhì)量為120Kg/車G4=1208.5=1020Kg/h C4=2.5KJ/(Kg) t4=1200Q4=10202.512004.1868=12811608KJ3.離窯廢氣帶走顯熱：Qg=Vg0+(g-1)L0cgtgX Vg0：理論煙氣量 tg：離窯煙氣溫度Qg=12.4164+(4.05-1)11.2751750.3264.1868X=11179.7X(KJ)4.窯體散熱：Q5=2Q預(yù)墻+Q預(yù)頂+2Q燒墻+Q 燒頂 Q=qFQ5=2241.21363+242.41441+2221.22582+222.42386 =423820.8KJ5.窯車積蓄和散失的熱：Q6為熱收入總量的15%25% Q6=15%Q熱收入6.物化反應(yīng)耗熱：Q7=Qw+Qw1+Qr. Qw：自由水蒸發(fā)吸熱Qw=Gw(2490+1.93tg) tg：煙氣離窯時(shí)的溫度Gw=Gs-Gg Gw：制品中自由水質(zhì)量，Kg/hQw=7.88(2490+1.93175) =22282.67KJ. Qw1：結(jié)構(gòu)水脫水吸熱Qw1=6700Gi Gi：制品中結(jié)構(gòu)水的質(zhì)量Qw1=670019.33=129511KJQr：其他反應(yīng)耗熱，用Al2O3反應(yīng)熱近似代替 Qr=Gr2100Al2O3% Gr：入窯干制品質(zhì)量 Al2O3%：制品Al2O3含量 設(shè)Al2O3%=3% Qr=386.5321003%=24351.39KJ Q7=Qw+Qw1+Qr=22282.67+129511+24351.39=176145.06KJ7.其他熱損失：Q8為熱收入總量的5%10% Q8=5%Q熱收入4.1.2.4預(yù)熱帶及燒成帶熱量平衡計(jì)算熱平衡方程熱收入=熱支出Q1+Q2+Qf+Qa+Qa1=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q88787.35+153739+34953X+1285X+9542X=2029358.7+12811608+11179.7X+423820.8+176145.06+15%Q熱收入+5%Q熱收入 X=601.7423 Nm/h單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)品熱耗為：X=601.7423=57061.45697KJ/Kg預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表見表4-1表4-1預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目KJ/h%項(xiàng)目KJ/h%制品帶入顯熱8787.350產(chǎn)品帶出顯熱2029358.77.3窯具帶入顯熱1537390.6窯具帶出顯熱1281160846.2燃料帶入化學(xué)熱及顯熱21032698.6175.9離窯廢氣帶出顯熱6727298.30924.3助燃空氣帶入顯熱773238.85552.8窯體散熱423820.81.5預(yù)熱帶漏人空氣與氣幕噴入風(fēng)帶入熱5741825.02720.7窯車積蓄和散失熱4156543.32615.0物化反應(yīng)耗熱1761450.6其它熱損失1385514.4425.0總計(jì)27710288.84100總計(jì)27710288.6699.94.1.2.5冷卻帶平衡示意圖 Q1 Q2 Q3 Q4Q5 Q10Q6 Q9 Q7 Q8 圖4-2冷卻帶熱平衡示意圖熱量輸入項(xiàng)：制品帶入顯熱Q1窯具帶入顯熱Q2窯車帶入顯熱Q3冷卻風(fēng)帶入顯熱Q4熱量輸出項(xiàng)：產(chǎn)品帶出顯熱：Q5窯具帶出顯熱：Q6窯車帶走和向車下散失熱：Q7窯墻窯頂散熱：Q8從窯道內(nèi)抽出熱空氣帶走顯熱：Q9其他熱損失：Q104.1.2.6冷卻帶熱量輸入項(xiàng).熱收入項(xiàng)目： 1.制品帶入顯熱Q1：此項(xiàng)熱量為預(yù)熱帶、燒成帶產(chǎn)品帶出顯熱Q1=8787.35kJ2.窯具帶入顯熱Q2：此項(xiàng)熱量為預(yù)熱帶、燒成帶窯具帶出顯熱Q2=153739kJ3.窯車帶入顯熱Q3：此項(xiàng)熱量可取預(yù)熱帶燒成帶窯車總積散熱的95%，其余5%已在預(yù)熱帶和燒成帶向車下散失Q3=0.954156543.326=3948716.16kJ4.冷卻風(fēng)帶入顯熱Q4:設(shè)窯尾風(fēng)風(fēng)量為VX,一般急冷風(fēng)量為窯尾風(fēng)量的0.250.5，本設(shè)計(jì)取急冷風(fēng)是窯尾風(fēng)的0.5，則急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)的總風(fēng)量為1.5VXQ4=VaCata Q4=1.5VX180.3774.1868=42.6VX4.1.2.7冷卻帶熱量輸出項(xiàng)1.產(chǎn)品帶出顯熱：Q5=G5C5t5Q5=367.2800.20474.1868=25176.347kJ2.窯具帶出顯熱：Q6=G6C6t6Q6=10201.21004.1868=512464.32kJ3.窯車帶走和向車下散失熱：Q7=55%Q窯車帶入顯熱Q7=0.553948716.16=2171793.888kJ4.窯墻窯頂散熱：Q8=2Q冷墻+Q冷頂Q8=23213501.2+322.41456=215500.8kJ5.從窯道內(nèi)抽出熱空氣帶走顯熱：Q9=qarCartarqar:抽走余熱風(fēng)的流量，體積為1.5VxNm，漏出空氣忽略不計(jì)Tar：抽走熱空氣的平均溫度