【正文】 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 第五篇 燃料及燃燒計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用的燃料為水煤氣， 水煤氣對(duì)應(yīng)成分的濕成分的換算 查工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)，查 318 表可知，水煤氣的一般組成： 水煤氣組成 表 51 煤氣 名稱 干煤氣 體積成分（ %） 22CO H S? 2O mnCH CO 2H 4CH 2N 水煤氣 10～ 20 ～ ～ 1 22～ 32 42～ 50 6～ 9 2～ 5 水 煤氣密 度： ～ （ kg/ Nm179。 由于在這種情況下的綜合傳熱計(jì)算很難準(zhǔn)確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)。 窯體材料厚度的確定原則 ①為了砌筑方便和外形整齊，窯墻厚度變化不要太多； ②各層材料的厚度應(yīng)為磚長(zhǎng)或磚寬的整倍數(shù)，墻高則為磚厚的整倍數(shù)，盡量少砍 磚； ③要保證散熱量小 — 窯墻外壁最高溫度應(yīng)不大于 80℃； ④兩側(cè)窯墻厚度與窯內(nèi)寬之和應(yīng)小于所選用的輥?zhàn)娱L(zhǎng)度。 窯底支撐采用可調(diào)節(jié)的方式。本設(shè)計(jì)采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱、上下側(cè)梁、下橫梁、底側(cè)梁等均采用 60mm 60mm 4mm的方型鋼管焊接而成。若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大。因此，通常在輥道窯工作通道的某些部位，輥下砌筑擋墻，輥上插入擋板，縮小該處工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。 選用 41 套熱電偶，其中 S 偶 22 支， K 偶 19支，窯爐的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過工業(yè) PLC集中控制，傳動(dòng)速度由變頻器調(diào)控。一般高溫成瓷區(qū)每節(jié)設(shè)一對(duì)，輥上設(shè)在窯頂，輥下設(shè)在窯側(cè)墻；兩側(cè)墻的側(cè)溫孔交錯(cuò)布置。密封的目的是為了防止熱氣體外溢 ，冷氣體漏入等引起的熱損失對(duì)產(chǎn)品的燒制產(chǎn)生影響。兩側(cè)墻事故處理一般均采取交錯(cuò)布置的形式。為便于處理斷輥、卡磚、起摞等事故，在窯側(cè)墻每隔一定間距須設(shè)置事故處理孔。其冷卻效果好，并便于該段溫度的調(diào)節(jié)。 快冷通風(fēng)系統(tǒng) 制品冷卻到 400℃以后可以進(jìn)行快速冷卻。為達(dá)到緩冷目的，一般采用熱風(fēng)冷卻制品的辦法。每根噴管上均勻地開有圓形式出風(fēng)口，對(duì)著制品上下均勻地噴冷風(fēng)，達(dá)到急冷效果。 冷卻系統(tǒng) 制品在冷卻帶有晶體成長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化的過程，并且冷卻出窯， 是整個(gè)燒成過程最后的一個(gè)環(huán)節(jié)。 水煤氣輸送裝置 從煤氣站送過來的煤氣，由總管路送到車間，然后經(jīng)過濾器、壓力表、自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和氣動(dòng)安全閥，由自動(dòng)調(diào)壓器把總管煤氣壓力降到窯爐適用的壓力并穩(wěn)壓后送到窯爐景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 上方的煤氣總道。并在第 1 17節(jié)的上方布置兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用）。在二、三節(jié)窯頂設(shè)置放排煙機(jī)風(fēng)機(jī)的平臺(tái)，在其上設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)，并設(shè)置另一臺(tái)備用。為提高熱利用率，一般均采用集中排煙方式，即在窯頭不遠(yuǎn)處的窯頂、窯底設(shè)置排煙口，煙氣自燒成帶向預(yù)熱帶流動(dòng)，至窯頭排煙口抽出，經(jīng)排煙總管、排煙機(jī)排出室外。） 那么窯爐的實(shí)際長(zhǎng)度為： L=2130 70+2300+3600=15500，取 155 米； 窯爐各段長(zhǎng)度的確定 輥道窯預(yù)熱帶占窯總長(zhǎng)的 %，燒成帶占總窯長(zhǎng)的 %，冷卻帶占總長(zhǎng)的%。 為計(jì)算窯爐內(nèi)寬的方便，所以取 B為 3000mm。隨著輥?zhàn)硬牧腺|(zhì)量的提高，生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，輥道窯的內(nèi)寬被進(jìn)一步加寬，如我國(guó)廣東佛山輥道窯窯內(nèi)寬已達(dá) 4~5 米。 min1） 節(jié)數(shù)（ /節(jié)） 加熱蒸發(fā)段 室溫～ 250 6 1～ 7 預(yù)熱帶排水階段 250～ 500 4 8～ 11 石英晶型轉(zhuǎn)化階段 500～ 600 3 12～ 15 預(yù)熱帶氧化階段 600～ 1050 10 45 16～ 27 燒成帶 1050～ 1250 10 28～ 39 保溫帶 1250 3 0 40～ 42 急冷帶 1250～ 700 6 43～ 49 緩冷帶 700～ 400 12 25 50～ 63 快冷帶 400～ 80 6 64～ 70 累計(jì) 60 70 氣氛制度： 保持全窯氧化氣氛。 從上述各階段的分析可以看出，只要窯內(nèi)溫度均勻，各階段都可以加快。但也要均勻急冷，否則還是會(huì)開裂的。 ⑤保溫階段（ 1250℃ ） 因?yàn)槭强焖贌?，煙氣的溫度與制品溫度的溫差較大，所以保溫時(shí)間不易太長(zhǎng)。這一階段是很重要的，要保證一定的時(shí)間、一定的溫度和足夠的氧化氣氛，才能避免缺陷產(chǎn)生。掌握這一階段的關(guān)鍵是窯內(nèi)溫度均勻，景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 使整個(gè)制品能均勻膨脹，即使快也是安全的。 2H2O 中結(jié)晶水的分解屬于一級(jí)化學(xué)反應(yīng)，溫度 每升 高 100℃，其分解速度就可以加快一倍，分解速度很快，制品不至開裂，所以這一階段屬于安全升溫階段。一般，本階段可以采取快速升溫。若制品入窯水分控制在臨界水分（約 1%）以下，則可快速升溫而不使制品開裂。 ?；?磚一般都采用一次燒成以不進(jìn)行干燥就進(jìn)入窯爐燒成。厚壁大件制品的升溫速度不宜過快。在制定合理的燒成制度時(shí)，還要考慮窯的結(jié)構(gòu)究竟升溫和降溫速度多少才能使窯內(nèi)溫度均勻，以保證整個(gè)橫截面上的制品燒熱，要綜合上述原則進(jìn)行制定。而燒成制度主要包括溫度曲線、壓力曲線和氣氛控制。（字?jǐn)?shù)不少于 2 千） 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 工作進(jìn)度計(jì)劃： 第 1－ 4 周：畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料 第 5 周：查閱、收集有關(guān)文獻(xiàn)資料，初步確定設(shè)計(jì)方 案 第 6－ 7 周：完成設(shè)計(jì)計(jì)算 第 8 周：修改并最后確定設(shè)計(jì)方案，構(gòu)思設(shè)計(jì)草圖 第 9－ 16 周：繪圖并將圖紙上墨 第 17 周：撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書 第 18 周：整理材料，準(zhǔn)備答辯 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 原始數(shù)據(jù)的收集 坯料組成（ %）： 坯料組成 表 11 化學(xué)成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 K2O Na2O 酌減 百分含量（ %） 5 入窯水分： 1% 產(chǎn)品合格率： 95% 燒成溫度： 1250℃ 燒成周期： 60 分鐘 年工作日： 300天 /年 產(chǎn)品規(guī)格： 800 800 12mm， 單片重： 氣氛制度：全窯氧化氣氛 燃料：水煤氣 （ 10500～ 11300 KJ/ Nm179。 對(duì)全窯的控制采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)，既提高了產(chǎn)品的成品率又降低的工作人員的工作強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。 ................................................... 6 第二篇 輥道窯主要尺寸的確定 ............................................................................................ 7 內(nèi)寬的確定 ....................................................................................................................... 7 窯長(zhǎng)的確定 ....................................................................................................................... 7 窯容量及平面利用率 ............................................................................................... 7 窯體有效長(zhǎng)度的計(jì)算 ............................................................................................... 7 窯爐各段長(zhǎng)度的確定 ....................................................................................................... 8 窯內(nèi)高度的確定 .............................................................................................................. 8 第三 篇 工作系統(tǒng)的確定 ...................................................................................................... 9 排煙系統(tǒng) ........................................................................................................................... 9 預(yù)熱帶噴風(fēng)系統(tǒng) .............................................................................................................. 9 燃燒系統(tǒng) ........................................................................................................................... 9 燒嘴與觀火孔的設(shè)置 ................................................................................................ 9 水煤氣輸送裝置 ....................................................................................................... 9 冷卻系統(tǒng) ......................................................................................................................... 10 急冷通風(fēng)系統(tǒng) .......................................................................................................... 10 緩冷通風(fēng)系統(tǒng) .......................................................................................................... 10 快冷通風(fēng)系統(tǒng) .......................................................................................................... 10 窯體附屬結(jié)構(gòu) ................................................................................................................. 11 事故處理孔 .............................................................................................................. 11 膨脹縫 ...................................................................................................................... 11 測(cè)溫孔 ...................................................................................................................... 11 擋火板、擋火墻的設(shè)置 .......................................................................................... 12 測(cè)壓孔 ...................................................................................................................... 12 鋼架結(jié)構(gòu) ...........................................................................