年产130万平米玻化砖天然气辊道窑设计

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1、景德镇陶瓷学院专业课程设计说明书题目:年产130万平米玻化砖天然气辊道窑设计 目 录1 前言2 设计任务及原始资料3 窑体主要尺寸的确定 3.1 窑内宽的确定 3.2 窑长及各带长度的确定 3.3 窑内高的确定4 烧成制度的确定5 工作系统的确定 5.1 排烟系统 5.2 燃烧系统 5.3 冷却系统 5.4 传动系统 5.5 窑体附属结构 5.5.1 事故处理孔 5.5.2 测温孔及观察孔 5.5.3膨胀缝 5.5.4挡板及挡墙 5.6窑体加固钢架结构形式6 燃料燃烧计算 6.1 空气量 6.2 烟气量 6.3 燃烧温度7 窑体材料及厚度的确定：列表表示全窑所用材料及厚度8 热平衡计算 8.1

2、 预热带及烧成带热平衡计算 8.1.1热平衡计算基准及范围 8.1.2热平衡框图 8.1.3热收入项目 8.1.4热支出项目 8.1.5热平衡方程式 8.1.6预热带与烧成带热平衡表 8.2 冷却带热平衡计算 8.2.1热平衡计算基准及范围 8.2.2热平衡框图 8.2.3热收入项目 8.2.4 热支出项目 8.2.5热平衡方程 8.2.6冷却带热平衡表9 烧嘴的选用 9.1每个烧嘴所需的油（气）压 9.2烧嘴的选用10 参考文献1.前言辊道窑是近几十年发展起来的新型快烧连续式工业窑炉，在釉面砖、墙地砖、彩釉砖等建筑陶瓷工业生产中已普遍用作主要的烧成设备，近几年正逐步在日用瓷等陶瓷工业中得到应

3、用。与隧道窑相比，辊道窑用连续多排辊子代替窑车输送制品，取消了窑车，取消了砂封，避免车下窑外冷空气漏入隧道，使窑内同一截面上下温度均匀，大大缩短烧成时间，为优质高产低热耗创造了条件。辊道窑的设计计算包括：窑体主要尺寸计算，燃料燃烧计算、热平衡计算、通风阻力计算等，使用发生炉煤气烧窑，可减少环境污染。烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成也由窑炉决定。-在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。最后，必须要维持适当的气氛。这

4、些要求都应该遵循。全窑利用余热干燥生坯，热效率高，温度控制准确、稳定，传动用齿轮传动，摩擦式联结辊筒，传动平衡、稳定，维护方便，无级调节，控制灵活。通过对其窑炉结构和控制的了解，借鉴其经验数据，结合中试窑的情况，我所设计的辊道窑总长75.07米，内宽3米，烧成温度是1180摄氏度，燃料采用天然气。为了更好的掌握辊道窑的结构和窑炉设计的程序，我对老师给定的设计任务进行了为期二周的设计计算，并绘制窑体视图。2.设计任务及原始资料一、设计任务年产130万平米仿古砖天然气辊道窑设计；二、原始数据（一）玻化砖1坯料组成（%）：SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.2

5、72.302.650.852.202.154.85表21：坯料组成（%）2产品规格：6006008mm3入窑水分：1%4产品合格率：95%5烧成周期：55分钟（全氧化气氛）6最高烧成温度：1180（温度曲线自定）（二）燃料天然气COH2CH4C2H4H2SCO2N2O2(MJ/Nm3)0.20.295.63.50.30.10.1041.58表22：燃料组成（三）年工作日：330天3.窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定产品的尺寸为6006008mm，设制品的收缩率为10%。由坯体尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）,得坯体尺寸为：667667mm两侧坯体与窑墙之间的距离取150mm，取一排4块

6、则窑内宽为D=4667+1502=2968mm 取内宽为3m3.2 窑长及各带长度的确定3.2.1 窑体长度的确定装窑密度=每米排数每排片数每片砖面积 =（1000667）4（0.60.6）=2.159(/每米窑长)窑长=（生产任务24年工作日烧成时间）成品率装窑密度 =（1300000243305560）0.952.159=73.36M利用装配式，由若干节联接而成，设计每节长度为2200mm，节间联接长度为8mm总长度为2208mm，窑的节数=73.362.200=33.35节，取整为34节。所以算出窑长为L=342208-8=75072mm=75.7m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占

7、全窑总长的30.18%，取11节，长度11220824288mm；烧成带占全窑总长的28.8%， 取10节，长度10220822080mm；冷却带占全窑总长的41.1%， 取13节，长度13220828704mm。 3.3 窑内高的确定内高为窑道内整个空间的高度，等于辊上高（辊道中心线至窑顶的距离）与辊下高（辊道中心线至窑底或隔烟板的距离）之和。辊上高应大于制品高度，考虑到玻化砖的高度小，又是单层焙烧，只要保证气流顺畅即可。从理论上来说对焙烧建筑瓷砖的辊道窑辊下高最好应大于砖对角线长度，但由于该制品较大，若按此计算会造成内高太大，既增大了窑墙散热，又不利于窑内传热。由于制品从辊上掉下，一般都发

8、生了破损，尺寸都比整砖小了，故据各地辊道窑实际状况来看取辊下高400mm。表1-1 窑内高度表1-4节5-24节25-34节辊上高（mm）300360300辊下高（mm）400440400内总高（mm）7008007004. 烧成制度的确定5. （1）温度制度烧成周期：55min 各带划分位置单元节温度升（降）温速率时间备注预热带1-42025052.56.48排烟带5-825060079.96.489-1160090091.24.86下设烧嘴烧成带12-17900110060.89.7218-211100118018.26.48冷却带22-241180850146.54.86急冷段25-30

9、85025065.89.72缓冷段31-342508038.86.48快冷锻表4-1 各段温度的划分、升温速率与窑节数分布（2）气氛制度：全窑氧化气氛（3）烧成温度曲线大致如下： 图42：烧成温度曲线 .T（）1200 1180 1000 950 800 700500 600 500 400 80200 24.95637.41711.74.28.347.7t（min） 0 28.9 5.工作系统的确定辊道窑的工作系统确定包括排烟系统、燃烧系统、冷却系统等5.1 排烟系统采用集中排烟方式，排烟口设在第14节，每节下各3对直径为256mm的圆形排烟口直通窑体外，排烟口设在距每节窑尾640mm处。下

10、排烟口上方设置支柱和挡板以防止碎坯落入下排烟口。排烟出口处设置排烟阀，然后经水平分管进入总烟管。总烟管设于窑顶，上有总闸。利用烟气抽力，引导窑内气体流动。在第三节上设两台y9-38 10D锅炉引风机（其中一台备用）5.2 燃烧系统因所设计的为明焰辊道窑，且使用天然气作燃料，所以采用全部喷入窑道内燃烧的方式，仅通过烧嘴砖的燃烧道中空部分燃烧，而不另设燃烧室，并在辊子上下各设一层烧嘴，同一层烧嘴两侧交错布置，同一侧烧嘴上下交错布置。烧嘴的对侧是观察孔，以便更好的观察火焰的燃烧情况，便于操作控制。为均匀窑温，强化窑内对流换热，在选择烧嘴时，选用小流量高速烧嘴。5.2.1烧嘴的设置：本设计在预热带前部

11、即烧成带前就开始设置烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，达到目的。考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多。因此，在第9-11节每节下部设置3对烧嘴，只设置于辊下。在第12-21节的辊上下各交错设置3对烧嘴，辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列。并在每烧嘴的对侧设置一观察孔。因此，本设计总共有44个烧嘴。5.2.2天然气输送装置天然气由升风机升压，通过管道、阀门、总管天然气处理系统，送至各个烧嘴，助燃空气由风机通过管道、阀门送至烧嘴。总管天然气处理系统：汽水分离器过滤器调压器5.3 冷却系统 制品在冷却带有晶体成长，转化的过程，并且冷却出窑是整个烧成过程最后的一个环节。从热交换的角度来看，冷却带

12、实质上是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气，余热风可供干燥，达到节能的目的。5.3.1急冷通风系统从烧成最高温度至少700以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性，此时可以进行急冷，最好的办法是直接吹风冷却。辊道窑急冷段应用最广的是直接风冷是在辊上下设置横窑断面的冷风喷管。每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷的效果。由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用耐热钢制成，管径为6080mm。本设计也采用直接吹风冷却，在第2224节每节设置12根80急冷风管,上下管布置在同一断面并横穿过窑内, 每根风管的窑内部分均匀开80个10圆孔。.从

13、一侧窑墙插入，另一侧窑墙顶出来，通向窑顶的260mm的抽热风支管最后通向700mm的抽热风总管。与窑内热风一道由Y8-38-9D抽热风机抽出送干燥用5.3.2 缓冷通风系统第2530节每节设置6根80急冷风管做冷却，换热管一端敞开做吸风口，另一端接抽热风管，通向余热风机。在42-47节窑的顶部设置6个圆形抽热风口，直径为250mm。缓冷换热和抽热共用一台风机。5.3.3 快冷通风系统窑尾采用直接吹冷风冷却产品。在窑炉最后2节两侧安装轴流风扇，每节窑顶、窑底各设4台轴流风扇，上下对制品强制冷却。在第49节设一矩形抽冷风口，尺寸为1600580 mm。5.4传动系统5.4.1 辊子材质的选择辊道窑

14、对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀系数小而均匀，高温抗氧化性能好，荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强。常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。本设计在选用如下：表51：辊子的选材低温段（25020）无缝钢管辊棒中温段（200500和50080）瓷棒高温段（5001180和1180500）碳化硅辊棒5.4.2 辊子直径与长度的确定辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热。因中试窑比较短，辐射换热和对流换热空间有限，本设计辊子的直径要小些，故选用直径为40mm的辊棒，而长度则取3100mm。

15、5.4.3 辊距的确定为了保证无论何时制品在转动过程中都有3根辊棒，所以应取问产品的1/4以下，即辊距不大于670/4=160mm，因此，本设计确定辊距为50mm，每节窑为2100/50=42根。棍子总数=4251=2142根5.4.4 传动系统的选择考虑到产品的质量问题， 辊道窑的传动系统由电机、链传动和齿轮传动结构所组成。为避免停电对正常运行的辊道窑造成的危害，辊道窑一般都设在滞后装置，通常是设一台以电瓶为动力的直流电机。停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间，避免被压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源。本设计选用多电机分段传动分段带动的传动方案。将窑分成10段，

16、每段由一台电机托动，采用变频调速。所有电机可以同时运行，每台亦可单独运行，当处理打缧、堵窑等事故时，将电机打到摆动状态，使砖坯前后摇摆运行，可保证这些区段的制品不粘辊，辊子不弯曲，砖坯亦不会进入下一区段。5.4.5 传动过程 电机主动链轮滚子链从动链轮主动斜齿轮从动螺旋齿轮主轴主轴上的斜齿轮被动斜齿轮辊棒传动装置辊子5.4.6 传动过程联接方式依据以上原则，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式。5.5 窑体附属结构5.5.1 事故处理孔事故处理孔设在辊下，且事故处理孔下面与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间

17、距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧内壁交点连线。图51：事故处理孔的布置由上图知： 则： =20.4=8.52m 两事故处理孔中心距L应小于或等于8.52m又因为每节长度只有2.3m，所以，可以每节设置一个事故处理孔，本设计在每节设置一个事故处理孔，尺寸为：400130mm，两侧墙事故处理孔采取交错布置的形式。当事故处理孔在不处理事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞密封，防止热气体外溢或冷风漏入等现象对烧成制度产生影响。5.5.2 测温孔及观察孔5.5.2.1 测温孔 为严密监视及控制窑内温度制度，及时调整烧嘴开度，一般在窑道顶及火道侧墙留设若干处测温孔以安装热电偶。测

18、温孔间距一般为35米，高温段布密些，低温段布稀些，在烧成曲线的关键点，如氧化末段、晶体转化点、釉始溶点、成瓷段、急冷结束等都应设测温孔。 5.5.2.2观察孔在每个烧嘴的对侧窑墙设置80mm的观察孔，以便烧嘴的燃烧状况。未用时，用与观察孔配套的孔塞塞住，以免热风逸处或冷风漏入。5.5.3 膨胀缝窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免砌体的开裂或挤坏。本设计窑体采用装配式，在每节窑体中部留设1处宽度为10mm的膨胀缝，内填矿渣棉，各层砖的膨胀缝要错缝留设。5.5.4 窑道档板和挡火墙窑道上的档板和挡火墙可以起到窑内气体的上下和水平导流、调整升温曲线、蓄热

19、辐射及截流作用。档板负责对窑内上半窑道的控制,采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。窑道档板和挡火墙设置在同一横截面上。全窑共设置3对闸板和挡火墙结构，分别在11-12节、21-22节、24-25节之间设置。5.6 窑体加固钢架结构形式辊道窑钢架结构起着加固窑体作用，而钢架本身又是传动系统的机身。本设计采用金属框架装配式钢架结构，立柱用2.5t7550mm方钢、上横梁用2.3t5050mm方钢、下梁用2.5t10050mm方钢。在一节窑体钢架中，每侧共有立柱3根，两头每个立柱上开有攻M12螺栓节间联接的

20、6个孔。下横梁每节共3根，焊在底侧梁上，下横梁上焊有5050mm的等边角钢作底架，以便在其上搁置底板。上下侧板可用23mm钢板冲压制成，吊顶梁采用50505mm的等边角钢。6 燃料燃烧计算6.1空气量计算理论空气量（燃料每100m3）：L0=（0.2/2+0.2/2+95.6*2+3.5*3+0.3*3/2)*100/21=963.6(Nm3/Nm3)计算实际空气量：a取1.3，L=L0*1.3=1252.6(Nm3/Nm3)6.2烟气量计算理论烟气量（燃料每100m3）：V0=0.2+0.2+95.6*3+3.5*4+0.3*2+0.1+0.1+L0*79/100 =1063.2(Nm3/N

21、m3)计算实际烟气量：V=V0+（a-1）*L0=1352.3(Nm3/Nm3)6.3燃烧温度设空气温度t0=20，此时的空气比热c0=1.30KJ/m3*，天然气比热c1=1.32KJ/m3*，t1=t0，现设tth=1700，燃烧产物比热cg=1.76KJ/m3*，则理论燃烧温度：tth=（41580*100+1252.6*20*1.3+100*20*1.32）/（1352.3*1.76）=1761.8相对误差（1761.8-1700）/1700=3.6%5%,假设合理。取高温系数=0.8，实际温度t=0.8*1761.8=1409.4，高于最高温度1120，条件符合。7窑体材料的确定窑体

22、材料及厚度的确定：列表表示全窑所用材料及厚度表4-1窑体材料和厚度表（1）1-15、27-51节名称材质使用温度()导热系数W(m)厚度（mm）窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.10.3190窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层1.0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.3100表4-2窑体材料和厚度表（3）16-

23、26节名称材质使用温度()导热系数W(m)厚度（mm）窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.12120窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t130隔热层1.0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.31008.热平衡计算热平衡计算包括预热带、烧成带热平衡计算和冷却带热平衡计算。 在第14节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热，所以14节

24、不列入热平衡计算中，但是在计算时，应以第4节坯体计算配体带入显热，以第5节烟气温度值计算烟气带走显热。预热带热平衡计算的目的在于求出燃料消耗量，冷却带热平衡计算，目的在于计算出冷空气鼓入量和热风抽出量。另外，通过热平衡计算可以看出窑炉的工作系统结构等各方面是否合理，哪项热耗最大，能否采取改进措施。8.1 预热带及烧成带热平衡计算8.1.1 热平衡计算基准及范围热平衡计算必须选定计算基准，这里时间以1h为计算基准，0作为基准温度。8.1.2 热平衡框图图 预热带和烧成带热平衡示意图 坯体带入显热： 助燃空气带入显热 漏入空气带入显热： 燃料带入化学热及显热 产品带出显热 墙、顶、底散热 物化反应

25、耗热 其它热损失 废气带走显热 8.1.3 热收入项目第1-6节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热，所以1-6节不列入热平衡计算中，但是计算时，应以第6节计算坯体带入显热，以第7节烟气温度值计算烟气带走显热。8.1.3.1 坯体带入显热1. 制品带入显热 其中：如窑制品质量(Kg/h) 入窑制品平均比热,kJ/(kg) 制品的温度, 。取烧成灼减量4%，瓷砖单重3.2公斤入窑干制品质量=1566.83(kg/h)入窑制品含自由水1.1%入窑胚体质量=1584.26（kg/h)制品入窑时的温度为20，取入窑制品比热为:0.86J/(kg)则胚体带入显热为：=1584.260.8620=27249

26、.27（KJ/h）8.1.3.2 燃料带入化学热及显热天然气低热值 =35960(kJ/Nm3)入窑天然气温度 =20，20时天然气1.38 KJ/（Nm3.）设天然气消耗量为Xm3/hX(+)X（35960+1.3820）35987.6X（KJ/h）8.1.3.3 助燃空气带入显热助燃空气温度 =20，20时空气比热容=1.30 kJ/（Nm3）助燃空气实际总量=12.367X（Nm3/h）所以 =X=12.3671.3020X=321.5（KJ/h）8.1.3.4 漏入空气带入显热取预热带漏入空气过剩系数=2.0，漏入空气温度=20，空气比热容=1.30 kJ/（m3） =1.15漏入空气

27、总量：=X（-）=X（2.0-1.15）6.571=5.585X（m3/h）所以=5.585X1.320=145.21X（KJ/h） 8.1.4 热支出项目 8.1.4.1 产品带出显热(KJ/h) 烧成产品质量=1566.83（g/h） 制品出烧成带产品温度1170，表可知:产品平均比热为:1.14 所以=1566.8311701.14=2089837.854(KJ/h )8.1.4.2体散热损失将计算分为2部分,即第815节: 500-950,取平均值725；第1626节：950-1170取平均值为1060。 第815节:窑外壁表面平均温度40，窑内壁平均温度725a. 窑顶窑顶耐火层0.

28、9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150=725 =40 设=445 ，=76 =0.31+0.17610=0.31+0.17610-3（725+445）/2=0.413 W/m=12.88 W/m=0.23m=0.2 W(m)=0.15m热流密度：q=495（W/）校核、=-=725-495=449 允许=-（）q=725-（）495=78100%=2.63%5%允许窑顶散热面积:2.218=55.515m则49555.5153.698927kJ/hb.窑墙窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t2

29、30隔热层硅酸盐耐火纤维束13500.12120=725 =40设=485 ， =73=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（725+485）/2=0.416 W/m=2.56（）+=2.56（73-40）+=12.65 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.19m热流密度：q=433（W/）校核、=-=725-433=486 允许=-（）q=725-（）433=74100%=1.4%5%允许窑墙散热面积:=2.218=18.565m则243318.5653.6=57878(kJ/h)C.窑底窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t130隔热层1.

30、0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.3100=725 =40 设=470 =74， =0.31+0.176=0.31+0.17610-3（725+470）/2=0.415 W/m=2.56（）+=2.56（73-40）+=12.73 W/m=0.23m=0.13m0.063+0.14=0.063+0.14（725+470）/2=0.147 W/m热流密度：q=451（W/）校核、=-=725-451=475 允许=-（）q=725-（）451=75100%=1.35%5%允许窑底散热面积: 111.03 m则451111.033.6180244

31、 (kJ/h)第16-26节窑体散热计算如下:取窑外壁温度80,窑内壁平均温度为1060d.窑顶窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t230隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150=1060 =80设=380 ， =124=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（1060+680）/2=0.463 W/m=2.56（）+=2.56（124-80）+=16.2 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.15m热流密度：q=753（W/）校核、=-=1065-753=691 允许=-（）q=1065-（）753=126100%=1.6%5%允许窑顶散

32、热面积:2.2114=95.3m则5395.33.6258383 (kJ/h)e.窑墙窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层高纯纤维板13500.12120=1060 =80设=580 ， =133=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（1060+580）/2=0.454 W/m=2.56（）+=2.56（133-80）+=16.88 W/m =0.23m0.25 W(m) =0.12m热流密度：q=943（W/）校核、=-=1060-943=588 允许=-（）q=1060-（）943=136100%=2.26%5%允许窑墙散热面积:

33、 =2.2114=34.65m则294334.653.6=235156 (kJ/h)f.窑底窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t130隔热层1.0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.3100=1060 =80设=890 ， =380 =95=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（1060+890）/2=0.473 W/m=2.56（）+=2.56（380-80）+=35.82 W/m=0.13m0.063+0.14 =0.063+0.14=0.15 W(m) =0.13m0.2W(m)=0.1m热流密

34、度：q=594（W/）校核、=-=1060-594=902100%=1.35%5%允许=-（）q=1060-（）594=394100%=3.68%5%允许=-（）q=1060-（）594=97100%=2.1%5%允许窑底散热面积:=95.3 m则=89495.33.6203766 (kJ/h)所以窑体总散热量为:=197744+115806+180244+258383+235156+203766 =1007709(kJ/h) 8.1.4.3物化反应耗热 (kJ/h) 自由水蒸发吸热自由水质量=1584.26-1566.83=17.43（kg/h)烟气离窑温度500所以（2490+1.93）=

35、17.43（2490+1.93500）=60220.65（kJ/h) 其余物化反应耗热用Al2O3反应热近似代替物化反应热入窑干制品质量=1566.83（kg/h），Al2O3含量=16.34%=2100% =1566.83210016.34%=537642 (kJ/h)总的物化反应耗热:=+=60220.65+537642597862.65(kJ/h)8.1.4.4离窑废气带走显热(kJ/h)取离窑烟气中空气过剩系数=2.0，其体积流量为：=+(-)X=13.394+(2.0-1.3) 12.367X=22.051X取烟气离窑温度=200，烟气比热=1.445 KJ/（Nm3.）则有：=22

36、.051X2001.455=6416.8X8.1.4.5其它热损失 (kJ/h)根据经验占热收入的5%=（+）0.05 =（27249.27+35987.6X +321.5X +145.21X）0.05=1362.46+1822.72X8.1.5 列出热平衡方程式由热收入=热支出得:+=+左边=27249.27+35987.6X+321.5X +145.21X右边=2089837.854+1007709+597862.65+1362.46+1822.72X+6416.8X计算得出x= 12.14 ()即每小时需天然气12.14 (),每小时烧成产品质量1566.83所以,单位质量得产品热耗为:

37、 =278.8(kJ/kg)8.1.6 预热带与烧成带的热平衡表 表81：预热带与烧成带热平衡表热收入热支出项目KJ/h%项目KJ/h%坯体带入显热27249.275.8产品带走显热2089837.85455燃料化学显热436889.46493窑体散热100770926.5助燃空气显热39030.80.物化反应耗热597862.6515.8漏入空气显热1762.850.4其它热损失22127.80.6烟气带走显热77899.952.1总热量469804.58100总散热3795437.251008.2 冷却带热平衡计算8.2.1 热平衡计算基准及范围时间基准：1h； 温度基准：08.2.2 热

38、平衡框图图81： 冷却带热平衡示意图产品带入显热 冷却风带入显热 产品带出显热 热风抽出带走显热窑体散热 其它热损失8.2.3 热收入项目8.2.3.1产品带入显热制品带入显热在上面已经算出： =2089837.854KJ/h8.2.3.2 冷风带入显热鼓入冷风为自然风, =20,查表知此时冷风的比热为:=1.30kJ/(m)设鼓入风量为m/h，则: =268.2.4热支出项目8.2.4.1 制品带走显热出窑时产品的质量=1566.83（Kg/h）,出窑口温度=80,查表知此时温度下制品的平均比热为：0.84+26100.84+2610800.8608 kJ/(kg)则=1566.83800.

39、8608=107898.18kJ/h8.2.4.2 热风抽出时带走的显热抽风为鼓入风的95%,故抽出热风量应为0.95m/h.取热风抽出时的温度为: =400,查表知此时的比热为: =1.45kJ/(m),则: =0.95=0.954001.45=5518.2.4.3 窑体的散热 在急冷带的窑体散热(2734节)窑外壁温度取80,窑内壁平均温度为940a. 窑顶窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150=935 =80设=560 ， =123=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（935+560）/2

40、=0.442 W/m=2.56（）+=2.56（123-80）+=16.13 W/m=0.23m0.25 W(m) =0.15m热流密度：q=727（W/）校核、=-=935-727=562 允许=-（）q=935-（）727=125100%=1.63%5%允许窑顶散热面积:=2.2111=74.87m则72774.873.6=196044 (kJ/h)b. 窑墙窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层高纯纤维板13500.12120=935 =80设=650 ， =112=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（935+650）/2=0.

41、443 W/m=2.56（）+=2.56（112-80）+=15.23 W/m=0.23m0.12 W(m) =0.12m热流密度：q=543（W/）校核、=-=1060-543=658 允许=-（）q=1060-（）543=116100%=3.57%5%允许窑墙散热面积:=2.2111=27.23m则254327.233.6=106369(kJ/h)c. 窑底窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t130隔热层1.0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.3100=935 =80设=795 ， =340 ，=92=0.3

42、1+0.176=0.31+0.17610-3（935+795）/2=0.455 W/m=2.56（）+=2.56（340-80）+=32.22 W/m=0.13m0.063+0.14 =0.063+0.14（795+340）/2=0.14W(m) =0.13m0.2 W(m)=0.1m热流密度：q=497（W/）校核、=-=935-479=798100%=0.38%5%允许=-（）q=935-（）497=344100%=1.2%5%允许=-（）q=935-（）497=95100%=3.26%5%允许窑底散热面积:=74.87m则=49774.873.6134031(kJ/h) 在缓冷带的窑体散

43、热(3543节)此段温度范围为700-500,窑内壁平均温度600,窑外壁温度为40d. 窑顶窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150=600 =40设=360 ， =70=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（600+360）/2=0.39 W/m=2.56（）+=2.56（70-40）+=12.41 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.15m热流密度：q=394（W/）校核、=-=600-394=368 允许=-（）q=600-（）394=72100%=2.86%5%允许窑顶散热面积:=2

44、.2113=90.21m则39490.213.6=128067(kJ/h)e. 窑墙窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层高纯纤维板13500.12120=600 =40设=390 ， =67=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（600+390）/2=0.393 W/m=2.56（）+=2.56（67-40）+=12.17 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.19m热流密度：q=346（W/）校核、=-=600-346=397 允许=-（）q=600-（）346=68100%=1.5%5%允许窑墙散热面积:=2.2113=29.

45、88m则234629.883.6=74463(kJ/h)f. 窑底窑底耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t130隔热层1.0轻质粘土9000.063+0.1410t130膨胀层0.7硅藻土砖13500.10.3100=600 =40设=395 ， =67=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（600+395）/2=0.393 W/m=2.56（）+=2.56（67-40）+=12.17 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.13m热流密度：q=340（W/）校核、=-=600-340=401 允许=-（）q=600-（）340=74100%=1.5

46、%5%允许窑底散热面积:=90.21m则34090.213.6=110399(kJ/h) 快冷段窑体的散热量(4451节)此段温度范围为500-80,所以窑内壁平均温度为290,窑外壁温度取为40.g. 窑顶窑顶耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层0.11岩棉毯11500.10.3150=290 =40设=175 ， =54=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（290+175）/2=0.349 W/m=2.56（）+=2.56（54-80）+=10.91 W/m=0.23m0.2 W(m) =0.15m热流密度：q=167（W/）校核、=-=290-167=180 允许=-（）q=940-（）167=55100%=1.85%5%允许窑顶散热面积:=2.2111=76.33m则16776.333.6=45766(kJ/h)h. 窑墙窑墙耐火层0.9高铝聚轻球砖16000.310+0.17610-3t0.23隔热层高纯纤维板13500.12120=290 =40设=190 ， =52=0.31+0.176=0.31+0.17610-3（290+190）/2=0.35 W/m=2.56（）+=2.56（52-40）+=10.66 W/m=0.23m0.2 W