隧道窑设计说明书--年产600万件8寸盘.doc

目 录一、原始数据……………………………………………………………2二、窑体主要尺寸的确定………………………………………………3三、工作系统的确定……………………………………………………5四、窑体材料及厚度的选择……………………………………………6五、燃烧系统计算………………………………………………………6六、物料平衡计算………………………………………………………7七、预热带及烧成带的热平衡计算……………………………………8八、冷却带热平衡………………………………………………………12九、烧嘴的选择…………………………………………………………15十、后记…………………………………………………………………15十一、参考文1献…………………………………………………………15一、原始数据1.1 设计题目：年产 600万件 8寸盘隧道窑设计1.2 设计技术指标、参数：坯料的化学组成（%）：SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O+Na2O I.L69.20 19.96 0.87 0.49 0.88 3.12 5.48产品的规格：八寸 盘 直径=238mm 高度=40mm 单重： 0.37Kg 每件 坯体线收缩率 10%入窑水分 ：2.2%产品合格率：96%工作日：320 天夏季最高气温：38 oC烧成制度：周期 19小时最高烧成温度：1320 oC气氛制度：还原气氛燃料：焦炉煤气 CO H2 CH4 CmHn H2S CO2 N2 O2 Qnet(MJ/Nm3)26.8 57.0 22.3 2.9 0.2 2.3 7.7 0.8 17.52窑具：SiC 棚板、SiC 支柱1.3 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℃——500℃ 4小时 预热带氧化气氛500℃——950℃ 2.5小时 预热带氧化气氛950℃——1200℃ 2小时 烧成带强还原气氛 1200℃——1320℃ 1.5小时 烧成带弱还原气氛1320℃----1320℃ 保温1小时 烧成带弱还原气氛 1320℃——700℃ 2小时 急冷带700℃——400℃ 4.5小时 缓冷带400℃——80℃ 1.5小时 快冷带1.4 窑型的选择3窑车式明焰隧道窑，棚板裸烧。

二、窑体主要尺寸的确定2.1 坯体规格238/（1-10%）=264.44mm 40/（1-10%）=44.44mm 因此坯体规格：264.44mm*44.44mm2.2 窑内宽的确定装车方法的确定：（车上棚板的放置方法）沿车的长度方向装3行棚板，每个棚板的间距为20mm，与棚板车边间距为20mm沿车的宽度方向装2行棚板，每个棚板的间距为40mm，棚板与车边间距为30mm棚板采用的规格为：530*530*12 mm 支柱：40*40*50 mm 窑车车面的尺寸：Le（长）=1650mm Be（宽）= 1160mm窑内宽=1160+20*2=1200mm2.3 窑内高尺寸的确定：1）为了方便计算，可将车上的棚板定位统一的高度，坯体在窑车内分 18层放，则窑内高度为：（50+12）*18+4=1120mm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200mm高的通道（由50mm厚的耐火粘土板及粘土砖组成）窑车的高度为：H（车）=700+50+200=950 mm取拱心角ａ=60 0，则窑车装载平面至拱脚高：为1120mm 2）拱高 f的计算：拱顶拱心角:a=60 of=0.134*1200=160.8mmR=1048.57mm侧墙的总高度（轨面至拱脚）：h=950+1120=2070mm则由窑车的台面到拱顶的高度为:h=1116+160.8=1280.8mm4轨面至拱顶：H=950+1280.8=2230.8mm2.4 窑体有效长度的确定每块棚板制品装4件，则：装车密度Ge= 4*6*18=432件/车装窑密度：432/1.65=261.818件/米窑长=（生产任务*烧成时间/年工作日）/成品率*装窑密度=（60000000*19/320*24）/0.96*261.818=62.99m窑内容车数：n=L/1.65=62.99/1.65=39辆窑车的有效长度为：n*1.65=64.35m2.5 窑体各带长度的确定预热带长Ly=（预热时间/总烧成时间）*总长=6.5/19*64.35=22m烧成带长Ls=（烧成时间/总烧成时间）*总长=4.5/19*64.35=15.24m冷却带长Lv=（冷却时间/总烧成时间）*总长=8/19*64.35=27.1m2.6 窑体总长度的确定考虑到窑车的受热膨胀，冷却带应增加0.3m,设进车室2m，出车室2m.窑体总长为L=64.35+0.3+2+2=68.65m推车时间：τ*60/n=19*60/39=29.23（分/车）每小时推车数：60/29.23=2.053（车/小时）三、工作系统的确定3.1 排烟系统在预热带2到9设置8对排烟口，每车位一对。

1号车位气幕为封闭气幕，窑顶和侧墙皆开孔气体喷出方向与窑火气流成90度角12号车位设置气氛气幕，烧成带前端 950摄氏度至 1050摄氏度设置一道气氛幕，这是气氛出氧化转为还原的位置，从冷却带抽热风由窑侧墙和窑顶成 90度垂直吹入3.2 燃烧系统5在烧成带15号到26号车位设7对烧嘴相错分布，每车位一对，两侧相错0.8m，采用高速调温烧嘴，助燃空气不预热直接抽取车间空气，采用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同在预热带的窑顶每2个车位设置一个高速调温烧嘴，起到搅动作用3.3 冷却系统冷却带9.03米长的急冷带，在27号车位设置急冷气幕，从窑顶和侧墙喷入冷空气并且在28号和29号车位设置风机从窑顶和侧墙喷入冷空气缓冷带长18.07m，从31号到39号车位设7对热风抽出口，每车位一对热空气经金属管道由热风机抽送干燥，再作为气氛幕用气体快冷带在窑尾39号由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气对制品直接冷却车下自12号到31号车位，每2个车位设置1个冷却风进风口，由车下冷风机鼓风冷却，并在5号车位排出3.4 传动系统由窑车连续性传动，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。

3.5 窑体的附属结构3.5.1 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500毫米，高1250毫米，分别设在11号车位和19车位3.5.2 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3.5.3 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，必须留设膨胀缝分别在4、8、11、14、16、18、21、24、28.31,36,39号车位设置20mm的膨胀缝四、窑体材料及厚度的选择窑墙、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，6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：窑墙材料及厚度（mm） 窑顶材料及厚度（mm）温度范围（ oC） 轻质高铝砖硅藻土砖钢筋混凝土轻质高铝砖硅酸铝耐火纤维蛭石 钢筋混凝土进车室 80 8020 oC-950 oC 230 230 230 50 100950oC-1310oC230 460 230 50 1001310 oC-80 oC230 230 230 50 100出车室 80 80五、燃烧系统计算理论空气量：本设计燃料采用焦炉煤气，其成分组成如下表所示:焦炉煤气 CO H2 CH4 CmHn H2S CO2 N2 O2 Qnet(MJ/Nm3)6.8 57.0 22.3 2.9 0.2 2.3 7.7 0.8 17.52燃料所需要的空气，根据经验取空气系数为 α＝1.2，近似计算得：＝0.26*17.52-0.25=4.31(m 3/Nm3) 0Va实际空气量 =1.2*4.31=5.172avn按照燃料的化学成分计算理论烟气量：由经验公式= +0.25=5.0201Q*.27net 3m实际烟气量为：V=5.02+(1.2-1)*5.172=6.0544 3nm理论燃烧温度的计算：7设空气温度 ℃，空气比热为 Ca＝1.30 KJ/M 3•℃。

焦炉煤气比热为：20atCf＝1.41 KJ/ M3•℃，t a=tf=20℃，燃烧产物温度查书本 4-18则理论燃烧温度为：T＝(Q net+ VaCata+ Cftf)/ VC＝ =t6.054*c20*1.721375即：6.0544*C*t=17797.2当 t=1800℃，c=1.66 时，6.0544*1.66*1800=17872>17797.2当 t=1600℃，c=1.64 时，6.0544*1.64*1600=15693<17797.2可以得到 t=1799℃相对误差： *100%=0.45%<1%合理，取高温系数为 η=0.80实际燃160798烧温度为 1439.3℃比需要的温度高 119.3℃，这符合要求有利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的六、物料平衡计算1）每小时烧成制品质量 GmGm=0.37*432*2.053=328.15Kg/h2) 每小时烧成干坯质量 GgpGgp=Gm*100/(100-IL)=328.15*100/(100-5.48)=347.18Kg/h3) 每小时入窑的湿制品质量 GspGsp=Ggp*100/(100-W)= 347.18/(1-0.022)=354.99 Kg/h4) 每小时蒸发自由水的质量 G2sG2s=Gsp-Ggp=354.99-347.18=7.81Kg/h5)棚板及支柱的质量棚板的密度：p=2100Kg/m3G2=（0.53*0.53*0.012*6*15+0.04*0.04*0.05*6*15*4）*2.053*2100=1432.1 Kg/h七、 预热带及烧成带的热平衡计算7.1 热平衡计算基准及范围8在此以1小时作为计算基准，而以0℃作为基准温度。

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7.2 热平衡框图Qf Qa Qa`↓ ↓ ↓Q2→ →Q gQ1→ →Q 8↓ ↓ ↓ ↓ ↓Q3 Q4 Q5 Q6 Q7其中Q 1---制品带入的显热 Q 2---棚板及支柱带入的显热Qf---燃料带入化学热及显热 Q a---助燃空气带入显热Qa’---漏入空气带入显热 Q 3---产品带出显热Q4---棚板及支柱带出显热 Q 5---窑墙、窑顶散失之热Q6---窑车积散之热 Q 7---物化反应耗热Q8---其他热损失 Q g---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 2.2%自由水,Gsp=Ggp*100/(100-W)=347.18/(1-0.022)= 354.99Kg/h入窑制品温度 t’=20 ℃入窑制品比热取为:C 1=0.95KJ/kg oCQ1=G1*C1*t’=354.99*0.95*20=6744.81 KJ/h2.棚板及支柱带入的显热Q 2C=0.963 KJ。