【正文】 ........................................................... 25 耐火材料的設計理念 .................................................................................... 25 耐火材料的主要參數(shù) ................................................................................... 25 材料的厚度計算 ............................................................................................ 25 已知參數(shù) ............................................................................................. 25 材料厚度計算 ..................................................................................... 26 散熱量計算 ......................................................................................... 28 旋風筒尺寸的修正 ........................................................................................ 29 ................................................................................................................... 29 武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 4 由于： 物料 燒 失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O H2O 石灰石 粘土 鐵粉 煤灰 煤元素分析結果： 干燥基 Cad Had Nad Oad Sad Aad Mad 含量 煤灰摻入量 煤的低位發(fā)熱量 , 3 3 9 1 0 3 0 1 0 9 ( ) 2 5 k J / k gn e t a d a d a d a d a d a dQ C H O S M? ? ? ? ? （ ） ,d 3 3 9 0 . 6 3 5 9 1 0 3 0 0 . 0 4 2 0 1 0 9 (0 . 0 7 6 2 0 . 0 0 3 1 2 5 0 . 0 1162 5 0 6 0 . 9 7n e t aQ ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ） 煤灰的摻入量 100kg 熟料中煤灰的摻入量可以按照下式進行計算 ([2]P264)： ,100adan et a dq A SG Q??? ? Q：熟料的熱耗， KJ/Kg 熟料； S：煤灰沉落率， %； Q,ar：煤的低位發(fā)熱量， KJ/Kg； Aar：煤的收到基灰分含量， % 采用的是預分解窯，參照表格中的數(shù)據(jù)，選擇 S=100%([2]62)， q=2900KJ/Kg([2]122,表 )。 ② 有關設備的選型 ,設計說明書中應說明其選取依據(jù)，有關經(jīng)驗數(shù)據(jù)的選取，亦應說明其來源。武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 1 課 程 設 計 題 目 日產(chǎn) 5000 噸熟料預分解窯的預熱器設計 學 院 材料學院 專 業(yè) 材料科學與工程 班 級 姓 名 指導教師 武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 2 工程 設計任務書 學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 工作單位： 材料學院 題 目 : 日產(chǎn) 5000 噸熟料預分解窯的 預熱器 系統(tǒng)設計 一 初始條件： 1 原料的化學分析結果 物料 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O H2O 石灰石 粘土 鐵粉 煤灰 2 燃料煤的元素 分析結果： Cad Had Nad Oad Sad Aad Mad 3 各種物料損失均按 3％計算 4 其它資料 :本設計工廠有自己的礦山，其它條件均符合建廠要求，工廠氣象條件符合設計要求。 2) 說明書要求 ① 設計說明書必須包括有關計算部分的方法、步驟和結果。 四 時間安排： （第 1 周）：查閱有關資料，進行有關設計計算； （第 2 周）：繪制相關的圖紙； — （第 3 周）：整理提交計算說明書、圖紙以及其它設計資料，答辯。139。239。139。1 ?????? ? 式中： x灼燒基粘土量 [kg/（ 100kg 孰料） ]； Y灼燒基鐵粉量 [kg/（ 100kg 孰料） ]； GA—— 孰料中煤灰參入量（ %）； 39。2 CFASKHLK ?????? )(3100 100 333339。2 SNFLN ??? )SN(FL39。2 ??????? CFASKHLK 1 6)(31 0 01 0 0 333339。2 ???? SNFLN 1003 ???? )SN(FL39。139。239。139。1 ??????武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 7 100 2 5 . 7 9 2 7 . 1 3 [ k g / 1 0 0 k g ]1 0 0 4 . 9 2? ? ??干 粘 土 （ 孰 料 ）100 1 . 8 5 1 . 8 7 [ k g / 1 0 0 k g ]1 0 0 1 . 0 1? ? ??干 鐵 粉 （ 孰 料 ） 5）計算白生料即干燥基原料的配合比 1 2 4 . 9 9 1 0 0 % 8 1 . 1 7 %1 2 4 . 9 9 2 7 . 1 3 1 . 8 7? ? ???石 灰 石 2 7 . 1 3 1 0 0 % 1 7 . 6 2 %1 2 4 . 9 9 2 7 . 1 3 1 . 8 7? ? ???粘 土 1 . 8 7 1 0 0 % 1 . 2 2 %1 2 4 . 9 9 2 7 . 1 3 1 . 8 7? ? ???鐵 粉 6）驗算孰料的化學成分及率值 原料 配比 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其他 石灰石 粘土 鐵粉 白生料 灼燒基白生料 灼燒基生料 煤灰 熟料 計算率值： 2 3 2 321 . 6 5 0 . 3 5 6 7 . 9 6 1 . 6 5 5 . 6 0 0 . 3 5 3 . 2 7 0 . 9 0 02 . 8 2 . 8 2 2 . 8 4C a O A l O F e OKH S i O?? ? ? ? ?? ? ??22 3 2 32 2 . 8 4 5 2 . 5 7 55 . 6 0 3 . 2 7S i OSM A l O F e O? ? ??? 23235 . 6 0 1 . 7 1 53 . 2 7A l OIM F e O? ? ? 將驗證得的率值與題意要求目標值相比，可以看出各率值的誤差： △ KH== ； △ SM== △ p== ； 其誤差值均在要求的范圍之內且較小，即配料結果符合要求。30. 55 8 0. 12 81. 97 7 1. 97 70. 28 2 0. 06 5 /sCOs rCOrm mVm Nm k g????? （ 熟 料 ） ④ 燃料燃燒生成理論煙氣量： 036 . 8 4 /r r rV V m m N m k g? ? ? （ 熟 料 ） 03( V 93 1 )10022 .11( 4 93 1 )100 35 /r adrrrAmmmm N m k g?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? （ 熟 料 ） 預熱器系統(tǒng)的廢氣中過?？諝饬浚? 03( 1 ) V(1 .3 1 ) 6 .5 41 .9 6 2 /kfrrrVmmm N m k g??? ? ? ?? ? ? ?? （ 熟 料 ） 3m 1 . 2 9 3 1 . 2 9 3 1 . 9 6 22 . 5 3 7 /kk rrVmm Nm k g? ? ? ?? （ 熟 料 ） ⑤ 總廢氣量： 231 . 9 6 20 . 3 2 4 8 . 7 2 7 /s r kf u s h s C Or r r r rrV V V V V Vm m m m mm N m k g? ? ? ? ?????（ )+( )+( )+（ 熟 料 ） 武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 15 239。 （ 1）圓柱體的高度 第一級旋風筒 C1， h1= = m ； 第二級旋風筒 C2, h1== ； 第三級旋風筒 C3， h1== 第四級旋風筒 C4, h1== 第五級旋風筒 C5, h1== 。 旋風筒進風口尺寸 （ 1） 進風口的橫截面積 根據(jù)inVF?? ，可以算得 F1= （ m2） ， F2= （ m2） ， F3= （ m2） ， F4= （ m2） ， F5= （ m2） 。 內徑 d0 = ????（ 1 1 7 .6 8 + 2 7 + 2 .5 6 ） 6 0 0 0 1 0 0 00 .0 0 1 9 2 M = 0 . 0 0 1 9 2 = 1 . 0 8 7 4 9 41 0 0 2 4 2 m （ 2） 旋風筒之間聯(lián)接管道 的內徑： 4Vd=?? 可得： d1= ； d2= ； d3= m ； d4= m ； d5= m ； 式中： V—— 管道內氣體的流量（ m3/s）； ω —— 管道內氣體的流速（ m/s）；一般在 10~20，取 ω =18 m/s 。其中 c 在 0 ~ (Dd)/2 內 。 耐火材料的主要參數(shù) 導熱系數(shù)： ? ?3 4 5 .3 6 W / mk ??????℃ 材料的 厚度計算 根據(jù)參考資 料【 3】附錄中 的相關知識，查得如下參數(shù)： ： 密度： 32070kg/m? ? 最高使用溫度： 1300～ 1400℃ 平均比熱： ? ?30 . 8 4 0 . 2 6 1 0 k J / k gpCt ?? ? ? ?????℃ 導熱系數(shù)： ? ?31 0 . 8 3 5 0 . 5 8 1 0 W / mkt ?? ? ? ?????℃ ： 最高使用溫度： 1150℃ 平均比熱： ? ?30 . 8 4 0 . 2 6 1 0 k J / k gpCt ?? ? ? ?????℃ 導熱系數(shù)： ? ?32 0 . 0 9 2 0 . 1 6 1 0 W / mkt ?? ? ? ?????℃ ： 武 漢理工大學《工程設計訓練》課程設計說明書 26 假設： 環(huán)境溫度為： t1=30℃ ； 預熱器鋼板 內外壁 溫度為： tw2=tw1=70℃， 耐火層外壁溫度： t2； 耐火層內壁溫度（ 筒內溫度 , 見表 ） ： t3 耐鋼板厚度?。?? =10mm； 旋風筒外徑： d1； 保溫層外徑： d2； 耐火層外徑： d3； 耐火層內外側溫度差為 30176。C，所得鋼板溫度約為 701