景德镇陶瓷学院窑炉设计(隧道窑)赵双阳.docx

景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书题目：年产330万件8寸汤盘隧道窑院（系）：材料科学与工程学院专业：10热工（1）班姓名：赵双阳学号：学1010610109指导教师：周露亮二一三年10月20日19一：烧成制度的确定.3二：窑体主要尺寸的确定...3三：工作系统的确定5四：窑体材料以及厚度的确定6五：燃料燃烧计算7六：物料平衡计算8七：预热带加热带热平衡计算9八：冷却带热平衡计算13九：窑体材料概算16十：参考文献18十一：后记18:烧成制度的确定1.1 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：20℃-200c2小时预热带氧化气氛200℃--8002小时预热带氧化气氛800℃--1050C2小时预热带氧化气氛1050℃—1290C3小时烧成带氧化气氛1290℃—1290C2小时保温阶段1290℃-800C2小时冷却带800℃-60c5小时冷却带烧成周期：18小时1.2 烧成曲线图如下:烧成曲线一烧成曲线O40■ _o o o o o o O o o o o o O 2 0 8 6 4 2■ - - »s二：窑体主要尺寸的确定2.1、 窑内宽的确定2.1.1、 坯体规格因每件坯体尺寸为①200X40,取收缩率为8%胚体尺寸=产品尺寸+(1-8%)经计算200+(1-8%)=217.4mm,选定棚板为515X515mm,支柱40X40X55mm考虑到坯体较轻和分层放置，棚板厚度定为10mm棚板用SiC材料体积密度为3.22g/cm3综合考虑窑高和每车载件数，确定每块棚板装4个坯体，一层装6块棚板，沿长度方向和宽度方向分别为3块和2块，共装6层。

棚板间距20mm棚板与横向车边距离30mm,与纵向车边距离30mm则窑车长Le=515X3+20X2+30X2=1645mm宽Be=515X2+30X2+20=1110mm窑车与窑墙及窑顶间距为30mm则窑内宽B=1110+30<2=1170mm2.2、窑内高尺寸的确定:1.1.1、 为了计算方便，可以将车上的棚板定为统一的高度，坯体在窑车内分6层放则高度为：759.8mm,取780mm（为65mmi专厚的整数倍）窑车高度的确定：轨面到窑车衬砖面的高度为700mm为了避免火焰直接冲刷制品，窑车上设250mnS的通道（由40mml的耐火粘土板及粘土砖组成）窑车的高度为：H（车）=700+40+250=990mm窑总高1=990+780+30=1800mm在烧成带窑高增加60mm故窑总高2=1800+60=1860mm2.3、 窑体有效长度的确定每块棚板制品装4件，则：装车密度=4X6X6=144件/车则装窑密度g=144+1.645=87.5件/m则窑的长度L=330000什24-330X18+97吩87.5=88.37m取90m2.4、 窑体各带长度的确定预热带长Ly=（预热时间/总烧成时间）X总长=LX6/18=30m烧成带长Ls=（烧成时间/总烧成时间）X总长=LX5/18=25m冷却带长Lv=（冷却时间/总烧成时间）X总长=LX7/18=35m则全窑长90m分为50个标准节，每节长1800mm根据烧成曲线预热带取15节，烧成带取15节，冷却带取20节，各带长所占比例如下：预热带=15+50=30%烧成带=15+50=30%冷却带=20+50=40%2.5、 窑不设进车室，也不设出车室长三：工作系统的确定3.1 预热带工作系统布置预热带共15节，其中1到5节为排烟段，从第一节两侧墙设置一道气幕，喷入由冷却带抽来的热风，并在窑上部设一对排烟口，后半节下部和上部各设一对排烟口，第2节上部也加设一对排烟口，其余每节在下部（棚板通道处）各设两对排烟口，在6到9节上部设置喷风管，每节设3根，交错排布，在第10到15节下部设置高速调温烧嘴，每节设两只，高度在窑车棚板的下部通道上，交错布置。

3.2 烧成带工作系统布置第16到30节为烧成带，第16,17节仍与预热带一样仅在下部设2对烧嘴，而从第18节开始每节上下均布有高速烧嘴，上部设2只下部设3只，上下与两侧墙均成交错排布3.3 冷却带工作系统布置冷却带烧成工艺分成三段，第31到35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（第31节）只在后半节设冷风喷口（上设3对，下设2对）外其余每节上部设4对，下部设3对，冷风喷口，上下喷口交错布置第36到42节为缓冷段，第37到42节设置三段间冷壁，每两节排一段，顶部设有不锈钢间冷风箱，间冷壁及间冷风箱设有调节闸板，可根据需要调节抽热风量第43到50节为快冷段，在43到48节布置冷风喷管，直接鼓入冷风，每节6对，上部3对，下部3对，上下错开布置3.4 抽热风系统布置抽热风系统包括两部分，一部分为急冷/间冷抽热，另一部分为窑尾快冷段直接抽热风系统各配2台抽风机（2开2备）急冷段第34,35节两侧窑墙的每节中部和下部分别设置1对和2对抽热风口，缓冷段第36节两侧墙上部设置两对抽热风口，交错布置，这一段包括间壁与窑顶间冷风箱抽出的热风由急冷/间冷段抽风机通过抽热风总管抽出快冷段第43到47节窑顶共设有5个长方形抽热风口，窑尾两节（49,50节）的窑顶设计成整体抽热风罩，该段抽出的热风由快冷段直接抽热风机抽出。

3.5 、传动系统由于窑车连续性传动，原理：由于螺旋杆上的活塞在油压的作用下连续不断的向前前进，推动窑车在窑内移动3.6 、窑体的附属结构3.6.1 事故处理孔事故处理孔下面应与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的碎片事故处理孔尺寸为：宽345mm高115mm分另।J设在15号车位和30车位3.6.2 测温孔及观察孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况观察孔是为了观察烧嘴的情况3.6.3 膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免窑体开裂，挤坏，必须重视窑体膨胀缝的留设本设计在窑节之间留20毫米膨胀缝，内填陶瓷棉3.6.4 挡墙本设计在预热带与烧成带的交界处设有挡墙，在烧成带与冷却带的交界处设有挡墙这样置一般都在温度拐点处，有利于温度和压力的调节四：窑体材料以及厚度的确定窑墙、窑顶所采用的材料及厚度应满足各段使用性能要求，考虑各处的温度，对窑墙、窑顶的要求，砖型及外型整齐等方面，根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如下表：材料预热带烧成带+急冷段缓冷段+快冷段窑顶预热带烧成带+急冷缓冷段+快冷段段优质高温莫来石质砖230mm230mm230mm230mm230mm230mm轻质保温砖115mm115mm115mm115mm115mm115mm陶瓷棉150mm轻质粘土砖钢板10mm10mm10mm10mm90mm10mm10mm5.1、 燃烧所需空气量5.1 .1理论空气量：Lo二可由经验公式计算根据经验低发热量Qet取41800KJ/Nm3Lo=QnetX0.2/1000+2=41800X0.2/1000+2=10.36Nm3/Nn35.2 .2实际空气量：对于液体燃料，空气过剩系数a=1.20〜1.25,取a=1.2,则实际空气量：VLa=aLo=1.2X10.36=12.432Nm3/Nm5.2、 燃烧产生烟气量5.3、 1理论烟气量：根据经验公式计算V=QUX0.27/1000+(a-1)Lo=41800X0.27/1000+(1.2-1)X10.36=13.358Nn3/Nm5.2.2实际烟气量取a=1.2Vg=V+(a-1)Lo=13.358+(1.2-1)X10.36=15.43Nm3/Nm35.4、 燃烧温度5.4.1 理论燃烧温度此时已知，Qet=41800kJ/Nm,助燃室温ta=20C,G=1.30KJ/NnfCCr=2.358KJ/Nm3C设t=1700,WJCg=1.60KJ/Nm3Ctth=(Qnet+XCrXtr+CaXtaXLa)/(VgXCg)=(41800+2.385X20+1.3X20X12.432)/(15.43X1.60)=1725.4C(1725.4-1700)/1700X100%=1.5喔5%所设温度合理。

5.4.2 实际燃烧温度tp取温度系数为0.85得tp=tthX4=0.85X1725.4=1466.60c比最高烧成温度高出176.6oC,符合烧成温度，认为合理六：物料平衡计算6.1、 每小时烧成制品质量Gm=416.7<300=125010g=125.01kg6.2、 每小时烧成干坯质量GgpGgp=Gm100/(100-I.L)=125.01乂100/(100-5.82)=132.74(Kg/h)6.3、 每小时入窑的湿制品质量GspGsp=GgpX100/(100-W)=132.74乂100/(100-2.4)=136(Kg/h)6.4、 每小时蒸发自由水的质量G2sG2s=Gsp-Ggp=136-132.74=3.26(Kg/h)1.1.1 每小时从精坯中引入的CaO质量GCao?口Mg喷量GMgOGCao=Ggp义Cao%=132.74义0.25%=0.33(Kg/h)GMgO=Ggp义MgO^=132.74义0.45%=0.60(Kg/h)1.1.2 、GCQ=GCao

计算燃烧消耗量时，热平衡的计算范围为预热带和烧成带，不包括冷却带f Qa Qa' Qn7.1.2 热平衡框图3Q4Q5Q6Q7其中Q---制品带入的显热Q---棚板及支柱带入的显热Q---燃料带入化学热及显热Q---助燃空气带入显热Q'---漏入空气带入显热Q---产品带出显热Q---棚板及支柱带出显热Q---窑墙、窑顶散失之热Q---窑车积散之热Q---物化反应耗热Q---其他热损失Q---废气带走显热1、热收入项目1.制品带入显热Q1入窑制品的含2.4%自由水，Gsp=Ggp100/(100-W)=132.74乂100/(100-2.4)=136(Kg/h)入窑制品温度t'=20C入窑制品比热取为：C1=0.95KJ/kgoCQ1=Gsp