【文章內(nèi)容簡介】 從煙囪排入大氣。 氣幕的設(shè)定 1 號車位窯頭設(shè)封閉氣 幕 。 燃燒系統(tǒng) 燒嘴的設(shè)置 此窯采用小功率多分布高速調(diào)溫?zé)斓牟贾梅绞?。兩?cè)垂直和水平交錯排列，這樣有利于均勻窯溫和調(diào)節(jié)燒成曲線。下部燒嘴噴火口對準(zhǔn)裝載制品的下部火道，上部燒嘴噴火口對準(zhǔn)裝載制品上方的部分。 燒嘴磚直接砌筑在窯墻上，采用剛玉莫來石材質(zhì)。 燒嘴的具體布置情況為： 7～ 10 節(jié)設(shè)置 7 只， 11～ 15 節(jié)設(shè)置 10 對共 20 只 ，16～ 18 節(jié)設(shè)置 8 對共 16 只，并在每個燒嘴的對側(cè)窯墻上設(shè)置一個觀火孔。燒嘴總數(shù)為： 43 只。 助燃風(fēng)全部為外界空氣， 由助燃風(fēng)機直接抽車間冷空氣，并采用環(huán)形供風(fēng)方式，使各燒嘴前壓力基本相同。 冷卻系統(tǒng) 制品在冷卻帶有晶體成長、轉(zhuǎn)化的過程，并且冷卻出窯，是整個燒成過程最后的一個環(huán)節(jié)。從熱交換的角度來看，冷卻帶實質(zhì)上是一個余熱回收設(shè)備，它利 15 用制品在冷卻過程中所放出的熱量來加熱空氣，余熱風(fēng)可供干燥用， 從而 達到節(jié)能目的。 急冷段 采用直接向窯內(nèi)吹入冷風(fēng)的 方式， 共設(shè)置了 15 對急冷風(fēng)管， 直接向窯 內(nèi)噴入冷 風(fēng) 。 緩冷段 緩冷采用間冷的形式，在 22 到 23 節(jié)設(shè)置 4 對抽熱風(fēng)口直接抽窯內(nèi)熱風(fēng)，在24 到 25 節(jié)設(shè)置 7 對間冷風(fēng)管 快冷段 在 2728 節(jié)分上下兩排設(shè)置 9 對快冷 風(fēng)管 ，氣源為外界空氣。 車下風(fēng)系統(tǒng) 車下風(fēng)風(fēng)源為室內(nèi)冷空氣。在 16～ 23 節(jié)，由車下風(fēng)風(fēng)機抽冷空氣直接送至窯下，每隔 1m 開 一個車下風(fēng) 孔 。 輸送系統(tǒng)及附屬裝置 隧道窯內(nèi)鋪設(shè)軌道，軌道安放在鋼架上的軌道墊板上，用螺絲聯(lián)結(jié)并焊接。窯車是制品運輸?shù)妮d體。窯車底架由槽鋼、鋼板等經(jīng)螺絲聯(lián)結(jié)、焊接而成。 在窯頭和窯尾 各有一手動拖車道，每拖車道上有一輛拖車。窯外有一條手動回車線。拖車軌道和窯內(nèi)軌道和回車線軌道相連接，并在同一水平面上?？崭G車在回車線上裝載制品，然后推到拖車上，將拖車推到窯頭，再用頂車機將窯車推入窯內(nèi)，窯車從窯尾出來經(jīng)拖車道送至回車線，并在回車線卸載制品。 窯頭裝有油壓頂車機。根據(jù)設(shè)定好的推車速度，頂車機將窯車頂入窯內(nèi)。頂車速度可調(diào)。 拖車道和回車線軌道直接裝在軌道墊板上。 在自動回車線上設(shè)置有一個窯車下檢查坑道，深約 米，其長寬尺寸 約 同窯車大小，用來檢修運行不良的窯車。 在回車線前部和后部，各設(shè)置一道 安全檢查門，其 斷面尺寸和窯頭斷面、曲封尺寸一致。檢查門用多塊薄鋼板制作而成， 螺絲聯(lián)結(jié)，可以調(diào)整其高度和寬度。 16 5 窯體材料和厚度的確定 窯體所采用的材料及其厚度應(yīng)該 滿足各段使用性能要求，受 表面最高溫度限制以及磚形、外觀整齊等方面的因素 的影響 ， 綜合考慮 確定窯體材料和厚度見如下。 窯墻部分： 第 110 節(jié)窯墻（厚 445mm）： 345mm 輕質(zhì) 高鋁 磚 +100mm 巖棉氈； 第 1118節(jié)窯墻 (厚 560mm)： 230mm聚輕高鋁磚 +230mm輕質(zhì)粘土磚 +100mm硅酸鋁纖維氈； 第 1921節(jié)窯墻 (厚 560mm)： 230mm聚輕高鋁磚 +230mm輕質(zhì)粘土磚 +100mm硅酸鋁纖維氈； 第 2230 節(jié)窯墻（厚 445mm）： 345mm 輕質(zhì) 高鋁 磚 +100mm 巖棉氈； 窯頂部分： 第 110 節(jié)窯頂（厚 250mm）： 20mm 堇青莫來石板 +230mm 硅酸鋁纖維氈； 第 1118 節(jié)窯頂（厚 460mm）： 230mm 莫來石絕磚 +230 mm 硅酸鋁纖維氈； 第 1921 節(jié)窯頂（厚 460mm）： 230 莫來石絕熱 磚 +230 mm 硅酸鋁纖維氈； 第 2230 節(jié)窯頂（厚 250mm）： 20mm 堇青莫來石板 +230mm 硅酸鋁纖 維氈； 窯體 材料的校核 ： 選燒成帶為例 材料 s1 用聚輕高鋁磚，厚度為 230mm,導(dǎo)熱系數(shù) λ1= s2 用輕質(zhì)粘土磚，厚度 230mm,導(dǎo)熱系數(shù) λ2= s3 用硅酸鋁纖維氈，厚度為 100mm, 導(dǎo)熱系數(shù) λ3= R=++（ /W） Q=(122080)/=(W/m2) 驗算： T1=1220℃ T2=T1[Q(s1247。λ1)]= 1220（ ） =℃ T3=T2[Q(s2247。λ2)]= （ ） =℃ T4=T3[Q(s3247。λ3)]= （ ） =℃ 經(jīng)過計算完全 符合要求不僅造價少，而且熱流小，即通過窯體的散熱小。 同理可得，經(jīng)過對預(yù)熱帶、燒成帶、急冷帶、緩冷帶、的材料校核計算，所選用 的材料厚度均符合設(shè)計要求 。 17 6 燃料燃燒計算 所需空氣量 所用燃料為 二甲醚 ， 二甲醚 (DME)是一種無色氣體，具有輕微的醚香味，室溫下的蒸氣壓力約為 MPa，它與液化石油氣的物 理性質(zhì)很相似。二甲醚具有惰性、無腐蝕性、無致癌性、幾乎無毒。二甲醚在空氣中長期曝露不會形成過氧化物 ， 并且燃燒性能好，熱效率高，燃燒過程中無殘渣、無黑煙， CO、 NO 排量低 。而且據(jù)查二甲醚主要成分通常為純品，其燃燒化學(xué)方程式為： CH3OCH3 + 3O2 ==燃燒 == 2CO2 + 3H2O 由此可知其 理論需氧量 La0 = 3(Nm3/Nm3) 則理論空氣量： Va0= La0/=3/=(Nm3/Nm3) 取空氣過剩系數(shù) n= 則實際空氣量： Va= =15(Nm3/Nm3) 燃燒產(chǎn)生煙氣量 理論煙氣量 ： Vg0=5+ Va0=(Nm3/Nm3) 實 際 煙 氣 量 為 ： V= Vg0 + （ α1 ） Va0=+ （ － ）=17(Nm3/Nm3) 燃燒溫度 燃料的低熱值 Q=64580KJ/Nm3 理論燃燒溫度 t=（ QDw+VaCata+CfTf） /（ VC） 查表在 t=2200℃ 時的煙氣比熱為 C= kJ/(Nm3?℃ )，在室溫 20℃ 時空氣比熱為 Ca= kJ/(Nm3?℃ )， 二甲醚 的比熱為 Cf=(Nm3?℃ ) ，代入公式得 t=(64580+1520+20)/（ 17） =2252℃ 相對誤差為 ： （ 22522200） /2252=%5%， 認(rèn)為合理。 取高溫系數(shù) n=， 則實際燃燒溫度為 tp=ηtth= 2252=℃ 。 － 1220=℃ ，比燒成溫度高出 ℃ ，認(rèn)為合理。 18 7 物料平衡計算 每小時燒成干制品的質(zhì)量 mG =推車速度每車載重 =232= kg/h 每小時入窯干坯的質(zhì)量 G1= Gm IL?100100 = ? = kg/h 每小時欲燒成濕制品的質(zhì) 量 G2= G1 ??100100 = 1100100? = 每小時蒸發(fā)的自由水 的 質(zhì)量 GW= G2－ G1=－ = kg/h 每小時從精坯中產(chǎn)生的 CO2的 質(zhì)量 每小時從精坯中引入的 CaO 和 MgO 質(zhì)量 計算 G CaO= G1CaO%=%= kg/h GMgO = G1MgO%=%= 產(chǎn)生的 CO2質(zhì)量 Gco2 = Gca ooMcMcoa2＋ GMgO MgOMMco2 = 每小時從精坯中排除結(jié)構(gòu)水的質(zhì)量 Gip Gip=G1IL% Gco2 =%－ = 窯具的質(zhì)量 Gb 8 塊棚板， 32 個支柱 ， 共重約 112 kg Gb=112= 19 8 預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡計算 確定熱平衡計算的基準(zhǔn)、范圍 本次計算選用 1 小時為計算基準(zhǔn)，以 0℃作為基準(zhǔn)溫度。 以預(yù)熱帶和燒成帶為計算范圍。 熱平衡示意圖 圖 81 預(yù)熱帶和燒成帶的熱平衡示意圖 Q1— 坯體帶入顯熱； Q2— 硼板、支柱等窯具帶入顯熱； Q3— 產(chǎn)品帶出顯熱； Q4— 硼板、支柱等窯具帶出顯熱； Q5— 窯墻、頂總散熱； Q6— 物化反應(yīng)耗熱； Q7— 窯車蓄熱和散失熱量； Q8— 其他熱損失； Qg— 煙氣帶走顯熱； Q 7Q 6Q 5Q 4Q 3Q sQ 2Q 1Q 8 `aQ aQ f 20 Qf— 燃料帶入化學(xué)熱及顯熱； Qa— 助燃空氣帶入顯熱； Q/a— 預(yù)熱帶漏入空氣帶入顯熱； Qs— 氣幕、攪拌風(fēng)帶入顯熱； 熱收入 項目 坯體帶入顯熱 Q1 Q1=G1C1T1 （ kJ/h） 其中 ： G1— 入窯制品質(zhì)量 （ Kg/h）； G1=； T1— 入窯制品的溫度（℃）； T1=20℃ C1— 入窯制品的平均比熱（ KJ/（ Kg℃）） ； T1=20℃ 時， C1=（ Kg℃ ）； Q1=G1C1T1=20= （ kJ/h） 硼板、支柱等窯具帶入顯熱 Q2 Q2=GbC2T2（ kJ/h） 其中 ： Gb— 入窯硼板、支柱等窯具質(zhì)量（ Kg/h）； Gb= Kg/h； T2— 入窯硼板、支柱等窯具的溫度（℃）； T2=20℃ C2— 入窯硼板、支柱等窯具的平均比熱（ KJ/（ Kg℃））；碳化硅硼板、支柱的平均比熱容按下式計算： C2=+=+20=（ Kg℃ ） Q2=GbC2T2=20=6340（ kJ/h） 燃料帶入化學(xué)熱及顯熱 Qf Qf=（ Q,ar+Tf Cf） x（ kJ/h） 其中： Q,ar— 所用燃料低位發(fā)熱量（ KJ/m3）；燃料為 二甲醚 ，低 位發(fā)熱量為：Q,ar=； Tf— 入窯燃料溫度（℃）；入窯 燃?xì)?溫度為 Tf=20℃ ； Cf— 入窯燃料的平均比熱容（ KJ/（ Kg℃））；查表， Tf=20℃時 二甲醚 平均比熱容為 ： Cf= KJ/（ Kg℃ ）； x— 設(shè)每小時 發(fā)生爐煤氣 的消耗量為 x（ m3/h）； Qf=（ Q,ar+Tf Cf） x=（ 64580+20） x= kJ/h 21 助燃空氣帶入顯熱 Qa Qa=qvCaTa（ kJ/h） 其中： qv,a— 入窯助燃風(fēng)流量（ m3/h）；前面燃 燒部分計算得： qv =Va*x=15x (m3/h)； Ta— 入窯助燃風(fēng)的平均溫度（℃）；助燃風(fēng)用冷卻帶抽出熱風(fēng)， Ta=20℃ ； Ca— 入窯助燃風(fēng)的平均比熱容（ KJ/（ Kg℃））；查表， Ta =20℃ 助燃風(fēng)時平均比熱容為： Ca = KJ/（ Kg℃ ）； Qa=qvCaTa=15x20=390x （ kJ/h） 從預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣帶入顯熱 Q/a Qa/= qv/ Ca/ ta/ 取預(yù)熱帶煙氣中的空氣過剩系數(shù) ag=，已求出理論空氣量 Va0= Nm3/ Nm3 燒成帶燃料燃燒時空氣過剩系數(shù) af=。 Va/=x（ agaf） V a0=x()= （ Nm3/h） 漏入空氣溫度為 ta/=20℃ ， 此時 Ca/= kJ/(Nm3℃ )，則： Qa/= qv/ Ca/ ta/= x20= （ kJ/h） 氣幕、攪拌風(fēng)帶入顯熱 Qs 氣幕包括封閉氣幕和 攪拌 氣幕，封閉氣幕 只設(shè)在窯頭 ，不計其帶入顯熱。取攪拌 氣幕風(fēng)源為空氣，其風(fēng)量一般為理論助燃空氣量的 倍， 取為 倍。 所以 ： Vs=== （ Nm3/h ） ， 設(shè) ts=20℃ ，查得 Cs= kJ/(Nm3℃ )， Qs= VsC st s=20= （ kJ/h） 熱支出項目 制品帶出顯熱 Q3 Q3=GmC3T3 （ kJ/h） 出燒成帶產(chǎn)品質(zhì)量： Gm= kg/h 出燒成帶產(chǎn)品溫度 ： t3=1220℃ 查手冊 [11]， 此時產(chǎn)品平均比熱 ： C3= kJ/(kg? ℃ ) 則： Q3=GmC 3t3=1220= （ kJ/h） 硼板、支柱等窯具帶出顯熱 Q4 22 Q4=GbC4T4（ kJ/h） 棚板、立柱質(zhì)量： Gb=出燒成帶棚板、立柱溫度： T4=1220℃ 此時棚板、立柱的平均比熱： C4=+=+1220= kJ/(kg ℃ ) Q4= GbC 4T4= 1220=（ kJ/h） 煙氣帶走顯熱 Qg Qg=qgCgTg（ kJ/h） 煙氣中包括燃燒生成的煙氣，預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣外，還有用于氣幕的空氣。用于氣幕的空氣的體積 Vs= (Nm3/h) 離窯煙氣體積： qg=[Vg0+（ ag1） V a0]x+Vs 煙氣溫度為 250℃ 此時煙氣比熱 Cg= kJ/( Nm3℃ ) Qg＝ qgC gt g＝ {[+() ]x+}250 ＝ （ kJ/h） 窯墻、窯頂散失熱量 Q5 根據(jù)各段材料不同 ， 并考慮溫度范圍不能太大 ， 將預(yù)熱帶和燒成帶分成三段計算 20— 500℃段 該段 窯 長度為 米， 窯寬為 米。窯外壁表面平均溫度 40℃ ，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（ 20+500） /2=260℃ 窯墻部分散熱計算 此部分用材料如下： 輕質(zhì)保溫磚，厚度 δ=345 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 巖棉氈，厚度 δ=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q1=221101???? ??tt = 40260??=不考慮車臺面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi) 高 按 1185mm計算， 則兩側(cè)窯墻散熱量： Q/1=2=（ kJ/h） 窯頂部分散熱計算 23 此部分用材料如下： 堇青莫來石板，厚度 δ=20 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 硅酸鋁纖維氈，厚度 δ=230 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q2=221101???? ??tt = 40260??=窯頂散熱量： Q/2==17910（ kJ/h） 所以， 20— 500℃段的窯體散熱總量為： Q/3= Q/1 ＋ Q/2=+17910=（ kJ/h） 500— 600℃段 該段長度為 5 米，窯外壁表面平均溫度 40℃，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（ 500+600） /2=550℃ 窯墻部分散熱計算 此部分用材料如下： 輕質(zhì)保溫磚，厚度 δ=345 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 巖棉氈，厚度 δ=100 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q1=221101???? ??tt = 40550??=則兩側(cè)窯墻散熱量： Q/4=25=6010（ kJ/h） 窯頂部分散熱計算 此部分用材料如下： 堇青莫來石板，厚度 δ=20 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 硅酸鋁棉，厚度 δ=230 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q2=221101???? ??tt = 40550??=窯頂散熱量： Q/5=5=（ kJ/h） 所以， 500— 600℃段的窯體散熱總量為： Q/6= Q/4+ Q/5=6010+=（ kJ/h） 24 600— 900℃段 該段長度為 米，