隧道窑工作原理、结构特点

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1、第 一 章 隧 道 窑n 分 类n 工 作 原 理n 结 构 特 点 （ 重 点 ）n 热 工 制 度 及 其 调 节 （ 重 点 ）n 码 砖 的 原 理 与 操 作 （ 重 点 、 难 点 ）n 砌 筑 与 烘 烤 （ 自 学 ）n 热 平 衡 测 试 与 计 算 （ 自 学 ）n 节 能 措 施n 其 它 类 型 隧 道 窑 n 设 计 计 算 一 、 隧 道 窑 分 类n 低 温 隧 道 窑 1000 1350n 普 通 隧 道 窑 1350 1550n 高 温 隧 道 窑 1550 1750n 超 高 温 隧 道 窑 1750 1950 按 温 度 分 类n 顶 部 加 热 式n 底

2、 部 加 热 式n 侧 部 加 热 式 （ 最 常 见 ） 按 燃 烧 装 置 布 置 形 式 分 类 推 进 窑 车 气 流 推 出 窑 车预 热 带 烧 成 带 冷 却 带 送冷空气抽出热风送煤气送一次空气烟气抽出 二 次 空 气图 1-1 隧 道 窑 工 作 原 理 图 隧 道 窑 系 统 图 图 1-2 三 、 隧 道 窑 的 结 构n 断 面 尺 寸 与 长 度n 窑 顶 结 构n 窑 墙 结 构n 隧 道 窑 预 热 带 结 构n 隧 道 窑 烧 成 带 结 构n 隧 道 窑 冷 却 带 结 构 n 隧 道 窑 窑 体 与 窑 车 密 封 结 构规 格 ： 长 内 宽 有 效 高

3、度有 效 高 度 ： 从 车 台 平 面 至 拱 顶 内 衬 的 最 大 高 度 图1-5 图 1-5 半 椭 圆 型 拱 顶H车 台 平 面 1、 断 面 尺 寸 与 长 度长 度 L= 预 热 带 长 度 L1 + 烧 成 带 长 度 L2 + 冷 却 带 长 度 L3 窑的长度主要取决于制品的烧成制度及产量大小。此外，应考虑投资、燃耗、窑的热工特性等。 1.预 热 带 长 度 应 根 据 排 出 废 气 温 度 来 确 定 ，废 气 离 开 排 烟 机 温 度 应 低 于 250 ；2. 烧 成 带 长 度 根 据 保 温 时 间 来 确 定3.冷 却 带 长 度 根 据 出 窑 制 品

4、 的 温 度 来 确 定 ，一 般 应 低 于 100 窑 的 各 带 长 度 确 定 的 一 般 原 则 ： V 隧 道 窑 的 有 效 容 积 ， m3； G 小 时 成 品 产 量 ， /h； 成 品 率 ， %； 装 窑 密 度 ， / m3 。 烧 成 时 间 ， h；当 隧 道 窑 的 横 截 面 积 A一 旦 确 定 ， 则 其 长 度 ：)(mAGL 隧 道 窑 长 度 及 各 带 长 度 计 算 式 ：)( 3mGV 各 带 长 度 分 别 为 ：)(11 mLL )(22 mLL )( 33 mLL 其 中 ： L1、 L2、 L3分别 为 预 热 、 烧 成 及 冷 却带

5、 长 度 ， m； 1 、 2 、 3 分 别 为 预 热 、 烧 成 及 冷却 所 需 时 间 ， h； 高 度 砖 坯 在 烧 成 过 程 中 的 特 性 （ 制 品 的烧 成 温 度 与 荷 软 温 度 。 如 ： 镁 砖 ， 1m 左 右 ，硅 砖 ， 1.51.9m ） 、 允 许 的 上 下 温 差 。跨 度 产 量 、 燃 烧 方 式 、 燃 烧 器 的 类 型 跨 度 大 ， 产 量 大 ； 顶 烧 式 、 底 烧 式 跨 度 可 以 较 大 ； 使 用 高 速 烧 嘴 跨 度 可 以 较 大 隧 道 窑 的 高 度 与 跨 度 2. 窑 顶 结 构要 求 ： 材 质 应 长

6、期 承 受 高 温 作 用 （ 特 别 是 烧成 带 ） 、 重 量 轻 、 保 温 性 好 ， 其 结 构 严 密 ，不 漏 气 ， 并 有 利 于 窑 内 气 流 的 合 理 分 布 。结 构 形 式 ： 拱 顶 、 平 吊 顶 、 吊 拱2-1. 拱 顶 ： 顶 拱 的 中 心 角 一 般 60 90 。 太 大 、 太 小 都 不 利 上 拉 杆立柱拱 角 梁 拱 角 砖 下 拉 杆图 1-3 拱 顶 自 重 产 生的 横 向 推 力 F： 22 KctgQF 图 1-4 拱 顶 自 重 横 向 推 力 分 析 K温 度 应 力 系 数Q拱 顶 荷 重 ， N/cm拱 的 中 心 角

7、与 一 般 共 拱 顶 相比 的 特 点 ：横 推 力 小 ， 拱 下空 间 小 ， 便 于 气流 合 理 分 布 。 图 1-5 半 椭 圆 型 拱 顶H车 台 平 面“双心拱”与“三心拱”顶结构 2-2. 平 吊 顶优 点 ： 窑 顶 不 易 下 沉 ，砖 垛 与 窑 顶 间 的 空 隙小 ， 有 利 于 气 流 的 合理 分 布 。 便 于 码 砖 。缺 点 ： 钢 材 用 量 大 ；气 密 性 差 。 窑 顶 砖吊 挂机 构钢 梁 图 1-6 2-3. 吊 拱 顶 ： 图 1-7 2-4. 双 层 拱 顶 ： 图 1-8 3. 窑 墙 结 构要 求 ： 耐 高 温 、 有 一 定 的

8、强 度 ， 保 温 性 能 好 。耐 火 材 料 +保 温 材 料 组 成 。材 质 组 成 与 厚 度 ： 用 正 交 法 ， 通 过 传 热 计 算 来确 定 ， 并 取 经 济 厚 度 。经 济 厚 度 ： 年 均 费 用 （ 保 温 层 投 资 费 +保 温 层砌 筑 费 +散 热 损 失 费 ） 最 低 的 厚 度 。 高 铝 砖75%高 铝 砖60% 1年 均 总 费 用（ 1=2+3+4） ；2 窑 墙 散 热 年 均 损 失 费 用 ；3 年 均 消 费 的 保 温 层 投 资 费 用 ；4 保 温 层 砌 筑 维 修 年 均 费 用 图 1-9 4. 各带的结构4-1.预 热

9、 带 ： 排 烟 装 置 ； 气 幕 装 置4-2.烧 成 带 ： 燃 烧 室 ； 燃 料 、 一 次 空 气 输 送 装 置4-3. 冷 却 带 ： 抽 热 风 装 置 、 送 冷 却 风 装 置 4-1-1.预 热 带 排 烟 装 置 ：两 侧 墙 靠 近 车 台 平 面 处 设 有 排 烟 孔 。 排 烟 孔 的多 少 、 数 量 由 隧 道 窑 的 类 型 决 定 。 图 1-1排 烟 方 式 ：地 下 烟 道 排 烟 ： 图 1-10金 属 烟 道 排 烟 ： 图 1-11窑 墙 内 烟 道 排 烟 (窑 顶 排 烟 ） ： 图 1-12 图 1-10 地 下 烟 道 排 烟 ：所

10、有 烟 道 均 埋 设于 底 下 ， 钢 材 用量 少 ， 窑 体 美 观 ；土 方 工 程 大 ， 不适 用 于 地 下 水 位较 高 的 地 区 。 图 1-11 金 属 烟 道 排 烟 窑 墙 金 属烟 道 排 烟 ：钢 材 用 量 大 ，窑 墙 结 构 简 单 图 1-12 窑 墙 内 烟 道 排 烟 窑 墙 内 烟 道 排 烟（ 窑 顶 排 烟 ） ：窑 墙 结 构 复 杂 。 4-1-2.预热带气幕装置 图 1-13 工 作 条 件 ： 高 温 、 气 流 冲 刷 、 承 受 窑 墙 重 量 。结 构 ： 拱 顶 或 双 层 拱 顶 ， 气 密 性 好材 质 ： 耐 高 温 、 高

11、 强 度 、 抗 热 震 ， 荷 软 温 度 高 多 数 窑 炉 的 损 毁 主 要 是 燃 烧 室 的 损 毁 。 目 前 ， 一 些 隧 道 窑 ， 特 别 是 高 温 窑 炉 取 消了 侧 墙 燃 烧 室 ， 将 烧 嘴 直 接 插 入 窑 内 ， 火 焰 直接 在 砖 垛 间 隙 燃 烧 。4-2-1. 烧 成 带 侧 墙 燃 烧 室 概 念 ：一 次 空 气 ： 通 过 烧 嘴 直 接 进 入 燃 烧 室 （ 或 直 接进 入 窑 内 空 间 ） 与 燃 料 混 合 燃 烧 的 空 气 。 它 可以 是 冷 却 带 抽 出 的 多 余 热 风 ， 可 以 是 冷 空 气 。二 次 空

12、 气 ： 在 冷 却 带 吹 入 的 冷 风 的 一 部 分 ， 流到 烧 成 带 ， 与 燃 料 混 合 燃 烧 。 图 1-1图 1-24-2-2. 烧 成 带 一 次 空 气 送 风 装 置 一 次 空 气 送 风 装 置 ： 风 机 、 喷 射 器 一 次 空 气 为 冷 空 气 时 ： 冷 空 气 通 风 机 空 气 管 道 烧 嘴 。 一 次 空 气 为 热 风 时 ： 冷 却 带 的 多 余 热 风 耐 热 风 机 管 道 烧 嘴 ；或 冷 却 带 热 风 喷 射 器 （ 窑 两 侧 ） 窑 两 侧 气道 烧 嘴 （ 抽 出 空 气 温 度 可 达 950 1000 ） 图 1-

13、1图 1-14位 置 ： 不 宜 太 靠 近 烧 成 带 ， 易 引 起 烟 气 倒 流 。 抽 出 风 温 以 400左 右 为 宜 。 大 型 窑 距 烧 成 带 不 小 于 3个 车 位 （ 9米 ） ， 小型 窑 不 小 于 4个 车 位 （ 8.8米 ） 。 烧 成 带 有 喷 射 器 装 置 时 ， 抽 热 风 孔 的 位 置 与喷 射 器 的 距 离 大 型 窑 一 般 不 小 于 3个 车 位 。数 量 ： 一 般 2 3对 ， 孔 口 的 实 际 流 速 4 6m/s.4-3-1. 冷 却 带 抽 热 风 装 置 图1-14 冷 却 方 式 ： 分 散 送 冷 风 、 集 中

14、 送 冷 风位 置 与 数 量 ： 集 中 冷 却 靠 窑 门 两 侧 应 设 置 集 中 送 风 孔 1对 ； 送 风 孔 的 数 量 一 般 3 5对 ， 均 匀 布 置 在 最 后一 个 车 位 。 对 有 分 散 送 风 装 置 的 ， 集 中 送 风 孔 数 量 一 般2 3对 。分 散 冷 却 根 据 窑 冷 却 带 的 长 短 而 定 。 一 般5对 以 上 。4-3-2. 冷 却 带 送 冷 风 装 置 图 1-15 集 中 送 风 装 置 1窑 顶 送 风 装 置 ； 2窑 两 侧 送 风 孔 5. 窑 体 的 密 封 结 构 窑 车 的 结 构 窑 车 与 窑 墙 间 的

15、密 封 （ 曲 封 与 砂 封 ） 窑 车 与 窑 车 间 的 密 封 （ 曲 封 ） 窑 内 压 力 平 衡 系 统 密 封 （ 压 力 制 度 ） 由 车 架 、 窑 车 衬 砖 、 裙 板 组 成 车 架 ： 金 属 支 架 ， 由 型 钢 铆 接 或 焊 接 而 成 ，或 由 铸 铁 做 成 。 裙 板 ： 铸 铁 件 。 窑 车 衬 砖 ： 承 重 、 承 受 高 温 及 温 度 的 变 化 。由 耐 火 材 料 +保 温 材 料 构 成 或 由 耐 火 混 凝 土 预 制块 构 成 。 影 响 窑 车 的 蓄 热 量 ， 从 而 影 响 窑 炉 的能 耗 ； 影 响 窑 内 的 温 度 分 布 。图 1-165-1窑 车 的 结 构 图 1-16 5-2. 窑 内 曲 封 结 构5-3. 窑 内 砂 封 结 构 图 1-17 窑车裙板 窑 砂砂 封 槽窑 砂 ： 三 种 不 同 的 粒度 组 成 ， 小 粒 度 量 25%。砂 封 槽 ： 等 边 角 钢溜 砂 管 ： 钢 板 焊 接窑 砂 加 砂 孔 溜 砂 管 砂 封 槽 232348120246 1341162016745116 110120126215溜 砂 管 砂 封 槽 窑车与窑车间的密封YC-1 YC-1 YC-1 YC-1 YC-1YC-2 T-3 T-3