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文檔簡(jiǎn)介

1、09景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院熱能工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及原始資料51.1 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)51.2 原始數(shù)據(jù)62 主要尺寸的確定82.1 棚板和立柱的選用82.2 裝車(chē)方法及窯車(chē)車(chē)面尺寸82.3 窯長(zhǎng)及各帶長(zhǎng)93 工作系統(tǒng)的確定104 窯體材料的確定114.1窯墻114.2 窯頂125燃燒計(jì)算145.1 燃燒所需空氣量145.2 燃燒產(chǎn)生煙氣量145.3 燃燒溫度156物料平衡計(jì)算167 熱平衡計(jì)算177.1 預(yù)料帶、燒成帶熱平衡計(jì)算177.2冷卻帶熱平衡計(jì)算219工程材料概算3110 后記3311 參考文獻(xiàn)341 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及原始資料1.1 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院畢業(yè)設(shè)

2、計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)院(系) 熱能動(dòng)力工程 09年 1月 8 日專(zhuān) 業(yè)熱能與動(dòng)力工程班 級(jí)熱工05學(xué)生姓名鄭小濤指導(dǎo)教師周露亮題 目年產(chǎn)10萬(wàn)件陶瓷缸液化石油氣隧道窯設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):1、 產(chǎn)品名稱及規(guī)格:陶瓷缸,規(guī)格:580800 產(chǎn)品質(zhì)量為66kg2、 產(chǎn)量:10萬(wàn)件/年;3、年工作日:330天;4、燃料:液化石油氣;5、燒成合格率:90%;6、坯體入窯水分:0.5%;7、燒成周期:19小時(shí);全氧化氣氛8、燒成溫度:1300,9、坯料組成:SiO2 AL2O3 CaO MgO FeO K2O Na2O TiO2 灼失65.7 20.04 0.32 0.23 0.34 3.12 0

3、.20 4.9 4.8基本要求(含成果要求):1、認(rèn)真思考,獨(dú)立完成;2、編寫(xiě)詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),含設(shè)計(jì)計(jì)算、材料概算等并要求應(yīng)用計(jì)算機(jī)計(jì)算、處理和分析。說(shuō)明書(shū)采用學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一格式,一律用A4紙打??;3、繪制窯爐設(shè)計(jì)部分圖紙;4、全部AutoCAD制作的圖紙,要求視圖關(guān)系正確、尺寸標(biāo)注完整,圖紙中阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字的書(shū)寫(xiě)等必須符合相關(guān)國(guó)標(biāo);工作進(jìn)度計(jì)劃:1、第14周:畢業(yè)實(shí)習(xí),收集相關(guān)資料;2、第56周:查找資料,確定方案; 3、第78周:進(jìn)行初步設(shè)計(jì)計(jì)算;4、第910周:詳細(xì)計(jì)算并設(shè)計(jì)草圖;5、第1114周:完成全部圖紙;6、第15周:編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);7、第16 周:整理全部材料,準(zhǔn)備答辯。1.

4、2 原始數(shù)據(jù)1.2.1 入窯水分 0.5%1.2.2 線收縮率10%1.2.3 產(chǎn)品合格率 90%1.2.4 燒成周期19小時(shí) 1.2.5 最高燒成溫度13001.2.6 氣氛制度 全氧化氣氛1.2.7 制品 陶瓷缸1.2.8 燃料 液化石油氣 QDW=22000KCal/Nm31.2.9 年工作日330天/年1.2.10 氣象資料夏季氣壓:749mmHg 夏季最高溫度:36 冬季最低溫度:-71.2.11 燒成工藝確定 (見(jiàn)圖(1-1)燒成溫度曲線)20 1050 6.84小時(shí) 預(yù)熱帶1050 1300 5.64小時(shí) 燒成帶1300 1300 1.20小時(shí) 燒成帶 1300 700 3.04

5、小時(shí) 冷卻帶700 500 0.76小時(shí) 冷卻帶500 80 1.52小時(shí) 冷卻圖(1-1)燒成溫度曲線2 主要尺寸的確定2.1 進(jìn)窯坯體的尺寸 產(chǎn)品規(guī)格:580800 線收縮率10% 進(jìn)窯坯體的直徑=產(chǎn)品直徑(1-燒成收縮率)=580/(1-10%)=644.4mm 進(jìn)窯坯體的高度h=產(chǎn)品高度(1-燒成收縮率)=800/(1-10%)=888.9mm 進(jìn)窯坯體的規(guī)格644.4888.9mm2.2 棚板和立柱的選用由于考慮到采用的燃料為液化石油氣,進(jìn)過(guò)凈化處理不會(huì)污染制品;燒制的產(chǎn)品為陶瓷缸,采用裸燒方式即可滿足要求。選用棚板的材料是堇青石-莫來(lái)石,立柱的采用的是碳化硅空心方立柱,其體積密度為

6、2.0g/cm3。 棚板尺寸:64060050mm立柱高: 597mm2.3 裝車(chē)方法及窯車(chē)車(chē)面尺寸2.3.1 裝車(chē)方法 為了裝車(chē)方便,并使窯內(nèi)溫度均勻,快速燒成,采用單層裝車(chē)的辦法,即窯車(chē)只放一層制品。在窯的長(zhǎng)度方向上設(shè)3塊棚板,寬度方向設(shè)3塊棚板。棚板間的間隙在長(zhǎng)度方向上為30 mm,在寬度方向上為30 mm。根據(jù)裝車(chē)方法確定窯車(chē)車(chē)面尺寸為:19902020mm。2.3.2 窯車(chē)窯內(nèi)容車(chē)數(shù)30輛,則推車(chē)時(shí)間:1960/30=38 min/車(chē);推車(chē)速度:60/38=1.6車(chē)/小時(shí)。窯車(chē)架高233mm,窯車(chē)襯面用四層65mm的輕質(zhì)高鋁磚,灰縫3mm最上面鋪2層 70mm耐火纖維毯。窯車(chē)總高為:

7、233+684=505mm。2.3.3 確定窯截面的尺寸根據(jù)窯車(chē)和制品的尺寸,窯內(nèi)寬(預(yù)、冷)B取2160mm,為改善傳熱,燒成帶加寬140mm,則燒成帶內(nèi)寬為2160+140=2300mm。窯內(nèi)側(cè)墻高(窯車(chē)裝在面至拱腳)根據(jù)制品最大尺寸(并保留空隙)定為1182mm。拱心角a取30,則拱高=0.08B=0.082300=183mm。為了避免火焰直接沖擊制品,在車(chē)面與棚板間留火道,其高度為200mm高的火道。2.3.4 窯車(chē)車(chē)面上窯墻高設(shè)計(jì)由窯車(chē)棚板面至窯頂設(shè)計(jì)尺寸:預(yù)熱帶:1140mm 燒成帶:1365mm 冷卻帶:1135mm2.4 窯長(zhǎng)及各帶長(zhǎng) 2.4.1 窯長(zhǎng)的確定每車(chē)裝載制品數(shù)為9件

8、。 窯長(zhǎng)L=m 窯內(nèi)容車(chē)數(shù):n=59.8/2.02=29.6輛,取30輛。 則窯車(chē)有效長(zhǎng)為: 302.02=60.6m,最終確定窯長(zhǎng)為60m全窯不設(shè)進(jìn)車(chē)和出車(chē)室,所以總車(chē)數(shù)30+30=60輛。2.4.2 各帶長(zhǎng)度的確定根據(jù)燒成曲線: 預(yù)熱帶長(zhǎng)=(預(yù)熱時(shí)間總長(zhǎng))/總燒成時(shí)間=21.6m 燒成帶長(zhǎng)=(燒成時(shí)間總長(zhǎng))/總燒成時(shí)間=21.6m 冷卻帶長(zhǎng)=(冷卻時(shí)間總長(zhǎng))/總燒成時(shí)間=16.8m2.4.3 全窯高窯全高(軌面至窯頂):預(yù)熱帶、冷卻帶為1140+529+200+230+214=2313mm;燒成帶為 1541+529+512+218=2800mm。3 工作系統(tǒng)的確定3.1 排煙系統(tǒng)為了更好

9、的利用煙氣的熱量能,采用準(zhǔn)分散排煙的方式。在預(yù)熱帶18節(jié)設(shè)7對(duì)排煙口,煙氣由各排煙口經(jīng)窯墻內(nèi)水平煙道進(jìn)入窯內(nèi)垂直煙管,經(jīng)各個(gè)排煙分管匯總到排煙總管由排煙機(jī)抽出,一部分送干燥房,其余從煙囪排入大氣。3.2 氣幕的設(shè)定1號(hào)車(chē)位窯頭設(shè)封閉氣幕??紤]到煙氣溫度不是很高,故窯頂采用三根風(fēng)管,中間一根風(fēng)管抽出煙氣,兩邊的打入冷風(fēng),出風(fēng)與進(jìn)車(chē)方向成45度角;窯二側(cè)墻內(nèi)豎插管道,管壁開(kāi)孔與進(jìn)車(chē)方向成45度角。封閉氣幕的風(fēng)源為外界空氣。在16節(jié)搭18節(jié)設(shè)急冷氣幕,冷風(fēng)由窯墻兩邊的急冷風(fēng)支管經(jīng)19對(duì)急冷風(fēng)口打入,氣體噴出方向與窯內(nèi)氣體流動(dòng)方向成90,窯尾設(shè)置一道窯尾快冷風(fēng)氣幕,同時(shí)也作為窯尾封閉氣幕,窯頂采用鋼板

10、風(fēng)盒。3.3 燃燒系統(tǒng)在預(yù)熱帶至燒成帶的7-15節(jié)相錯(cuò)布置對(duì)26燒嘴;在第7節(jié)后端至第九節(jié)窯車(chē)的車(chē)臺(tái)面下每800mm布置一支燒嘴;在第10接車(chē)臺(tái)面下每600mm布置一支燒嘴;在11至15節(jié)窯車(chē)車(chē)臺(tái)面及窯墻上部每600mm布置一支燒嘴,每節(jié)4對(duì)燒嘴。助燃風(fēng)全部為緩冷帶抽出的熱風(fēng)。3.4 冷卻系統(tǒng)3.4.1 急冷段為了縮短燒成時(shí)間,提高制品質(zhì)量,坯體在700以前應(yīng)該急冷。采用直接急冷方式,在窯墻的兩側(cè)上下設(shè)置19對(duì)噴風(fēng)嘴,上9個(gè)下10個(gè),急冷風(fēng)支管直徑d=48mm,直接向窯內(nèi)噴入冷風(fēng)。3.4.2 緩冷段緩冷采用間壁冷卻的形式,在19后段至22節(jié)前段設(shè)置中空墻為間壁冷卻。間壁才用=2.5mm耐熱不銹

11、鋼板。并設(shè)置12對(duì)抽熱口。3.4.3 快冷段在22節(jié)后段至24前段分上下兩排設(shè)置16對(duì)快冷噴風(fēng)口,氣源為外界空氣。并在頂部設(shè)置抽熱口,由抽熱風(fēng)機(jī)送至干燥室和坯房。3.5 觀火孔 在每個(gè)燒嘴對(duì)面設(shè)置一個(gè)觀火孔,直徑為40mm以方便觀察火焰的效果和燒嘴的工作情況。3.6其它結(jié)構(gòu)在預(yù)熱帶第6節(jié)末端設(shè)置一對(duì)漏沙槽,為了利于處理窯爐出現(xiàn)的事故,故全窯在15節(jié)末端設(shè)置一對(duì)事故處理口。測(cè)溫孔:全窯共設(shè)置16個(gè)測(cè)溫口,在第2、4、6、8、10、18、20、24各放置一支K型熱電偶,12、13、15節(jié)窯體上下個(gè)放置1支R 型熱電偶10節(jié)也放置一支R型。4 窯體材料的確定4.1確定窯體的材料及厚度。以下各層材料及

12、厚度匯總?cè)缦卤恚罕?1各層材料及厚度匯總表 (mm)窯體位置16節(jié)1925節(jié) 材質(zhì)最高使用溫度導(dǎo)熱系數(shù)厚度窯頂內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4150mm保溫1050保溫毯10500.0440mm79節(jié)內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4230mm保溫1260保溫毯12600.120mm保溫1050保溫毯10500.0420mm1018節(jié)內(nèi)襯JM26莫來(lái)石磚14000.33230mm保溫1260保溫毯12600.120mm保溫1050保溫毯10500.0420mm內(nèi)襯珍珠巖10000.5280mm保溫1050保溫毯10500.0420mm窯體位置16節(jié)窯墻內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4230mm保溫1050纖

13、維氈10500.1540mm保溫1050纖維氈10500.1550mm保溫1050纖維氈10500.1570mm79節(jié)內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4230mm內(nèi)襯漂珠磚16700.3065mm保溫1260保溫毯12600.125mm保溫1260保溫板12600.120mm保溫1050纖維氈10500.1550mm1016節(jié)內(nèi)襯JM26莫來(lái)石磚14000.33230mm內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4115mm保溫1260保溫毯12600.125mm保溫1050保溫毯10500.0425mm保溫1050纖維氈10500.1550mm1718節(jié)內(nèi)襯JM26莫來(lái)石磚14000.33230mm保溫1260保

14、溫毯12600.120mm保溫1260保溫板12600.150mm保溫1050纖維氈10500.1555mm1925節(jié)內(nèi)襯聚輕高鋁磚14500.4230mm保溫1050纖維氈10500.1550mm保溫1050纖維氈10500.1585mm4.2校驗(yàn)選材的合理性 選取燒成帶最高問(wèn)的為例進(jìn)行校驗(yàn) 計(jì)算依據(jù) 選擇材料校核計(jì)算,首先確定所用的材料是否符合允許的最高溫度。各材料的使用溫度都低于耐火度,都可以使用。 陶瓷窯爐的散熱包括以下三個(gè)傳熱過(guò)程: 高溫流體與平壁內(nèi)表面之間的對(duì)流傳熱和輻射傳熱; 平壁內(nèi)部的導(dǎo)熱; 平壁外表面與低溫流體之間的對(duì)流傳熱和輻射傳熱。 由于在這種情況下的綜合傳熱計(jì)算很難準(zhǔn)確

15、獲得高溫流體的溫度以及高溫流體與平壁內(nèi)表面的對(duì)流輻射傳熱系數(shù)。因此,在實(shí)際的窯爐的計(jì)算中,例如窯爐壁散熱損失 計(jì)算中,通常采用下列公式進(jìn)行計(jì)算: 對(duì)流輻射換熱系數(shù)計(jì)算公式: =Aw(-ta)0.25+ 4.564/100-4/100/(-ta) (5-1) 窯墻計(jì)算中Aw取2.56,窯頂計(jì)算中Aw取3.26,窯底計(jì)算中Aw取2.1. 最大熱流量:q=(-ta)=14(80-20)=840 W/m2 (5-2) 導(dǎo)熱公式:q=(-)/(1/1+2/2) (5-3)5燃燒計(jì)算5.1 燃燒所需空氣量該窯采用的燃料為液化石油氣,查工業(yè)窯爐手冊(cè)11 液化石油氣低發(fā)熱量,在本設(shè)計(jì)中取平均熱值 QDW=22

16、000KCal/Nm3 即QDW=92000 kJ/Nm3理論需氧量理論空氣量 因?yàn)槭菤怏w燃料,取空氣過(guò)剩系數(shù)a=1.1則實(shí)際空氣量:Va=aVa0=1.124.61=27.07 Nm3/Nm35.2 燃燒產(chǎn)生煙氣量5.2.1理論煙氣量理論煙氣量 5.2.2 實(shí)際煙氣量 Vg=Vg0+(a-1)Va0=26.47+(1.1-1.0)24.61=28.93 Nm3/Nm35.3 燃燒溫度5.3.1計(jì)算理論燃燒溫度 =(QDw+VaCata+CfTf)/(VC)查表在t=1900時(shí)的煙氣比熱為C=1.67 kJ/(Nm3),在室溫20時(shí)空氣比熱為Ca=1.30 kJ/(Nm3),液化石油氣的比熱為

17、Cf=3.0kJ/(Nm3) ,代入公式得t=(92000+37.071.3020+3.020)/(280931.67)=1920相對(duì)誤差為:(1920-1900)/1920=0.52%5%,認(rèn)為合理。取高溫系數(shù)n=0.8,則實(shí)際燃燒溫度為0.81920=1536,比燒成溫度高出236以上,認(rèn)為合理。6物料平衡計(jì)算6.1 每小時(shí)燒成干制品的質(zhì)量Gm=6001.6=960kg/h每小時(shí)進(jìn)1.6車(chē),每車(chē)裝載制品600 kg6.2 每小時(shí)入窯干坯的質(zhì)量 G1= Gm=960=1008 kg/h6.3 每小時(shí)欲燒成濕制品的質(zhì)量G2= G1=1008=1018 kg/h6.4 每小時(shí)蒸發(fā)的自由水質(zhì)量GW

18、= G2- G1=1018-1008=10 kg/h6.5 每小時(shí)從精坯中產(chǎn)生的CO2質(zhì)量6.5.1 每小時(shí)從精坯中引入的CaO和MgO質(zhì)量 計(jì)算Gco= G1CaO%=10080.32%=3.23 kg/hG= G1MgO%=10080.23%=2.32 kg/h6.5.2 產(chǎn)生的CO2質(zhì)量Gco= GcoG=5.09kg/h6.6 每小時(shí)從精坯中排除結(jié)構(gòu)水的質(zhì)量GipGip=G1IL%- Gco=10084.8%-9.55=43.29 kg/h6.7窯具的質(zhì)量Gb每車(chē)有16個(gè)支柱,12個(gè)橫梁,9塊棚板。共重約200 kgGb=2001.6=320 kg/h7 熱平衡計(jì)算7.1 預(yù)料帶、燒成

19、帶熱平衡計(jì)算計(jì)算基準(zhǔn):基準(zhǔn)溫度 0 時(shí)間基準(zhǔn) 1小時(shí)熱平衡示意圖如下。圖7-1預(yù)熱帶燒成帶熱平衡框圖7.1.1 熱收入項(xiàng)目7.1.1.1 制品帶入顯熱Q1 每小時(shí)入窯濕制品質(zhì)量G0=1008/(1-0.01) =1018/h入窯制品溫度t1=40 此時(shí)制品的比熱C1=0.92 kJ/( )則:Q1= G0C1t1=10180.9240=37462.4(kJ/h)7.1.1.2 棚板、立柱帶入顯熱Q2每小時(shí)入窯棚板、立柱質(zhì)量Gb=320kg/h入窯棚板、立柱溫度t1=40 ,則此時(shí)棚板、立柱的比熱C1=0.851 kJ/( kg)則:Q2=GbC2t2=3200.85140=10892.8 (k

20、J/h)7.1.1.3 燃料帶入的化學(xué)顯熱QfQd=92000 kJ/ Nm3入窯液化石油氣溫度:tf=20,此時(shí)液化石油氣平均比熱cf=3.0 kJ/(Nm3)則:Qf=x(Qd+cftf)=x(92000+3.020)=92060 x (kJ/h)7.1.1.4 助燃空氣帶入顯熱Qa全部助燃空氣作為一次空氣,燃料燃燒所需空氣量已求得:Va=27.07x Nm3/ Nm3助燃空氣溫度 ta=200,此時(shí)空氣平均比熱ca=1.30 kJ/(Nm3)則:Qa= Vacata =27.07x1.30200=7038.2x (kJ/h)7.1.1.5 從預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣帶入顯熱Qb取預(yù)熱帶煙氣

21、中的空氣過(guò)剩系數(shù)ag=2.5,已求出理論空氣量 Va0=24.61Nm3/ Nm3燒成帶燃料燃燒時(shí)空氣過(guò)剩系數(shù)af=1.1。Va/=x(ag-af)Va0=x(2.5-1.1)24.61=34.454x (Nm3/h)漏入空氣溫度為ta/=20 此時(shí) Ca/=1.30 kJ/(Nm3)則:Qa/= Va/ Ca/ ta/=34.454x1.3020=895.80x (kJ/h)7.1.1.6 氣幕帶入顯熱Qm氣幕包括封閉氣幕和攪拌氣幕,封閉氣幕只設(shè)在窯頭,不計(jì)其帶入顯熱。不設(shè)攪拌氣幕Qm=0 (kJ/h)7.1.2 熱支出7.1.2.1 產(chǎn)品帶出顯熱Q3出燒成帶產(chǎn)品質(zhì)量:G3=960 Kg出燒

22、成帶產(chǎn)品溫度 :t3=1300 查手冊(cè)11,此時(shí)產(chǎn)品平均比熱 :C3=1.20 kJ/(kg )則:Q3=G3C3t3=96013001.20=1497600 (kJ/h)7.1.2.2 棚板、立柱帶出顯熱Q4棚板、立柱質(zhì)量:G4=320 kg/h出燒成帶棚板、立柱溫度:t4=1300 此時(shí)棚板、立柱的平均比熱:C4=0.84+0.000264t=0.84+0.0002641300=1.18 kJ/(kg )則:Q4= G4C4t4=3201.1681300=490880 (kJ/h)7.1.2.3 煙氣帶走顯熱Qg煙氣中包括燃燒生成的煙氣,預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣外,還有用于氣幕的空氣。用于氣

23、幕的空氣的體積Vm=0 (Nm3/h)離窯煙氣體積:Vg=Vg0+(ag-1)Va0x+Vm 煙氣溫度為250此時(shí)煙氣比熱Cg=1.44 kJ/( Nm3)則:QgVgCgtg28.93+(2.5-1) 24.61x+01.4425022818.24x (kJ/h)7.1.2.4 窯頂、窯墻散熱Q5根據(jù)各段材料不同,并考慮溫度范圍不能太大,將預(yù)熱帶和燒成帶分成三段計(jì)算 窯墻平均高度(2310+2800)/2=2565mm窯頂平均寬度(2940+3200)/2=3070mm 20-600 長(zhǎng)14.4米,平均溫度310 ,外壁溫度80q1=136.7 W/mq2=109.00 W/mQa=136.

24、73.0714.4+1092.5614.42=14079.58 (kJ/h)600-900 長(zhǎng)7.2米,平均溫度750 q3=382.86 W/mq4=327.63 W/mQb=382.863.077.2+327.63 2.56 7.22=20540.49 (kJ/h)900-1300 長(zhǎng)14.4米,平均溫度1100 q5=497.56 W/mq6=419.75W/mQc=497.563.07 14.4+419.75 2.5614.42=52943.46 (kJ/h)Q5=Qa+ Qb + Qc =14079.58+20540.49+52943.46=87563.53 (kJ/h)7.1.2.

25、5 窯車(chē)積蓄和散失之熱Q6取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),占熱收入的20%。7.1.2.6 物化反應(yīng)耗熱Q7自由水的質(zhì)量 Gw=10 kg/h 煙氣離窯的溫度tg=250。制品中AL2O3含量為22.5%則可得:Q7=Qw+Qr=10(2490+1.93250)+43.2921000.225=50179.53(kJ/h)7.1.2.7 其他熱損失Q8取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),占熱收入的5%。7.1.2.8 列出熱平衡方程由熱平衡方程:熱收入=熱支出,有Q1+Q2+Qf+Qa+Qb+Qm=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q8解得x= 39.88 Nm3/h 單位燃耗:39.88/960=0.0415(標(biāo)準(zhǔn)立方米/千克瓷) 單

26、位熱耗:0.041592000=3821.83(千焦/千克瓷)7.1.2.9 預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡表預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡表如表7-1所示。表7-1預(yù)熱帶、燒成帶熱平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng)目(kJ/h)(%)項(xiàng)目(kJ/h)(%)坯體帶入顯熱37462.40.93產(chǎn)品帶走顯熱149760037.02燃料化學(xué)顯熱367135290.96煙氣帶走顯熱909991.422.50助燃空氣顯熱280683.46.95窯墻、窯頂帶走顯熱87563.52.16漏入空氣顯熱35724.50.89物化反應(yīng)耗熱50179.51.24棚板、立柱帶入顯熱10892.80.27棚板、立柱帶出顯熱49088012.13

27、氣幕顯熱00窯車(chē)積、散熱807223.219.96其它熱損失201805.84.99總計(jì)4036115.9100總計(jì)4045243.41007.2冷卻帶熱平衡計(jì)算計(jì)算基準(zhǔn):基準(zhǔn)溫度 0 時(shí)間基準(zhǔn) 1小時(shí)熱平衡示意圖7-2圖7-2冷卻帶熱平衡框圖7.2.1熱收入項(xiàng)目:7.2.1.1 制品帶入顯熱Q3此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱、燒成帶產(chǎn)品帶出顯熱Q3=1497600 (kJ/h)7.2.1.2 棚板、立柱帶入顯熱Q4此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱、燒成帶棚板、立柱帶出顯熱 Q4=490880(kJ/h)7.2.1.3 窯車(chē)帶入顯熱Q9預(yù)熱帶、燒成帶窯車(chē)散失之熱占積、散熱的5%,而95%的積熱進(jìn)入冷卻帶。則:Q9=0.95

28、Q6=807223.20.95=766862.04(kJ/h)7.2.1.4 急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)帶入顯熱Q10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(1/2-1/4),本設(shè)計(jì)取急冷風(fēng)是窯尾風(fēng)的1/2,則急冷風(fēng)與窯尾風(fēng)的總風(fēng)量為:1.5Vx。 空氣的溫度ta=20,此時(shí)空氣的平均比熱ca=1.30 kJ/(Nm3). 則:Q10=Vacata=1.5Vx1.3020=39Vx(kJ/h)7.2.2 熱支出項(xiàng)目:7.2.2.1 產(chǎn)品帶出顯熱Q11出窯產(chǎn)品質(zhì)量G11=960出窯產(chǎn)品溫度 t11=80, 產(chǎn)品比熱 C11=0.896kJ/(kg)Q11=G11C11t11=960800.896=68

29、812.8(kJ/h) 7.2.2.2 棚板、立柱帶出顯熱Q12 出窯棚板、立柱質(zhì)量G12=320 kg/h 出窯棚板、立柱溫度t12=80, 棚板、立柱比熱C12=0.861 kJ/(kg)Q12= G12 C12 t12=3200.86180=22041.6 (kJ/h)7.2.2.3 窯車(chē)帶走和車(chē)下散失之熱Q13此項(xiàng)熱量占窯車(chē)帶入顯熱的55%。 Q13=0.55Q9=0.55766862.04=421774.12(kJ/h)7.2.2.4 窯頂、窯墻散熱Q14根據(jù)各處的材料,并考慮溫度范圍不能太大,將窯墻分兩段計(jì)算其向外散熱 1300-800 長(zhǎng)4.8米,平均溫度1050 q1=473.

30、17 W/mq2=551.14W/mQa=473.17 3.074.8+551.142.56 4.82=20472.45 kJ/h 800-80 長(zhǎng)16.8米,平均溫度440 q3=196.2 W/mq4=169.67W/mQb=196.23.0716.8+169.67 2.56 16.82=24713.54(kJ/h)Q15= Qa +Qb =20472.45+24713.54=45186.0 (kJ/h)7.2.2.5 從窯道內(nèi)抽出熱空氣帶走顯熱Q16假設(shè)抽出熱空氣平均溫度ta=300,查得Ca=1.32 kJ/(Nm3),該窯不用冷卻帶熱空氣做二次空氣,冷卻帶鼓入風(fēng)量全部用于氣幕,體積為

31、Va=1.5Vx Nm3。漏出空氣忽略不記 則:Q16=VaCata=1.5Vx3001.32=594Vx (kJ/h)7.2.2.6 它熱損失Q17按占冷卻帶熱收入總量的10%計(jì)算。7.2.2.7熱平衡方程式列出熱平衡方程式 熱收入=熱支出,即:Q3+Q4+Q9+Q10=Q11+Q12+Q13+Q14+Q16+Q17 0.90(2646777.6+1452107.1+553296.81+39 Vx)=129167.36+70257.6+304313.25+100467.77+594Vx得:Vx =3438.9 Nm3/h 所以:窯尾風(fēng)量3438.9 Nm3/h 急冷風(fēng)量 1719.5 Nm3

32、/h抽送熱空氣風(fēng)量5158.4 Nm3/h7.2.2.8 冷卻帶熱平衡表冷卻帶熱平衡表如表7-2所示。表7-2冷卻帶熱平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目(kJ/H)(%)項(xiàng) 目(kJ/H)(%)產(chǎn)品帶入顯熱149760051.83產(chǎn)品帶出顯熱68812.82.38棚板、立柱帶入顯熱49088016.99棚板、立柱帶出顯熱22041.60.76窯車(chē)帶入顯熱76686226.54窯體散熱421774.114.60急冷、窯尾風(fēng)帶入顯熱134117.14.64窯車(chē)帶走和向車(chē)下散失顯熱45186.01.56抽熱風(fēng)帶走顯熱2042706.670.70其它散熱288945.910合計(jì)2889459.1100合

33、計(jì)2889407100 8.3 燒嘴的選用由于全窯共有52個(gè)燒嘴,且每小時(shí)燃料的消耗量為39.88m3,考慮每個(gè)燒嘴的燃燒能力和燒嘴燃燒的穩(wěn)定性,取安全系數(shù)1.5,所以每個(gè)燒嘴的燃燒能力為39.881.5/52=1.15Nm3/h則每個(gè)燒嘴的熱負(fù)荷為1.1592000=105800 kJ/h查工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè) P192,選用低壓渦流式液化石油氣燒嘴,其燃燒能力V=10 Nm3/h。9工程材料概算確定了窯墻的材料及厚度,決定了窯的結(jié)構(gòu)后,可進(jìn)行窯體所需材料的概算。通過(guò)材料概算可以預(yù)備資金,預(yù)購(gòu)材料,使窯爐工作不致盲目。V=lBh9.1 聚輕高鋁磚(23015097mm)在16節(jié)及1925節(jié)窯頂砌有

34、厚度150mm,所以砌有聚輕高鋁磚的窯頂體積為 =0.152.94132.4=13.76 m3共需聚輕高鋁磚13.76/(0.1500.2300.097)=4112塊。在79節(jié)窯頂砌有厚度230mm聚輕高鋁磚,所以砌有聚輕高鋁磚窯頂體積為 =0.232.9432.4=4.87 m3 共需聚輕高鋁磚 4.87/(0.1500.2300.097)=1456塊在19及1925兩側(cè)窯墻砌有厚度230mm聚輕高鋁磚,所以砌有聚輕高鋁磚窯搶體積為 =0.231.342162.4= 23.67m3共需聚輕高鋁磚 23.67/(0.1500.2300.097)=7073塊總共需聚輕高鋁磚4112+1456+7073=12641塊9.2 JM26剛玉磚(23097155/156mm)所砌長(zhǎng)度為 92

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