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正文內(nèi)容

日產(chǎn)14噸砂輪天然氣隧道窯設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-21 12:37 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 此部分窯墻厚度δ=380 mm窯頂散熱面積:A2=*8= m2窯頂散熱量:Q/2=**=25538(kJ/h)所以,20—450℃段的窯體散熱總量為:Q/3= Q1+ Q2=5576+25538=31114(kJ/h) 450—600℃段該段長度為4米,窯外壁表面平均溫度35℃,窯內(nèi)壁表面平均溫度:(600+450)/2=525℃此部分用材料如下:硅酸鈣硬板,厚度δ=10 mm, w/(m℃)聚輕高鋁磚,厚度δ=230 mm, w/(m℃)硅酸鋁棉,厚度δ=140 mm, w/(m℃)熱流q4= =396 w/m2不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱,窯內(nèi)高按1240mm計(jì)算,單側(cè)窯墻散熱面積:A4=*4= m2則兩側(cè)窯墻散熱量:Q/4=2*396* *=14142(kJ/h) 窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:聚輕高鋁吊頂磚,厚度δ=250 mm, w/(m℃);硅酸鋁棉,厚度δ=100 mm, w/(m℃);熱流q5= =504 w/m2此部分窯墻厚度δ=380 mm窯頂散熱面積:A5=*4= m2窯頂散熱量:Q/5=*504*=13644(kJ/h)所以,450—600℃段的窯體散熱總量為:Q/6= Q/4+ Q/5=14142+13644= 27786(kJ/h) 600—900℃段該段長度為12米,窯外壁表面平均溫度45℃,窯內(nèi)壁表面平均溫度:(600+900)/2=750℃ 窯墻部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:硅酸鈣硬板,厚度δ=10 mm, w/(m℃)聚輕高鋁磚,厚度δ=115 mm, w/(m℃)硅酸鋁棉,厚度δ=225 mm, w/(m℃)JM26莫來石磚,厚度δ=230 mm, w/(m℃)熱流q7= = w/m2不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱,窯內(nèi)高按1240mm計(jì)算,單側(cè)窯墻散熱面積:A7=*12= 則兩側(cè)窯墻散熱量:Q/7=2** *=34016(kJ/h) 窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:JM26莫來石拱磚,厚度δ=250 mm, w/(m℃);硅酸鋁棉,厚度δ=150 mm, w/(m℃);熱流q8= =444 w/m2窯頂散熱面積:A8= * *(+)2*12=窯頂散熱量:Q/8=*444*=30741(kJ/h)所以,600—900℃段的窯體散熱總量為:Q/9= Q/7+ Q/8=34208+30741=64949(kJ/h) 900—1170℃段該段長度為14米,窯外壁表面平均溫度55℃,窯內(nèi)壁表面平均溫度:(700+1170)/2=1035℃此部分用材料如下:硅酸鈣硬板,厚度δ=10 mm, w/(m℃)聚輕高鋁磚,厚度δ=115 mm, w/(m℃)硅酸鋁棉,厚度δ=155 mm, w/(m℃)JM28莫來石磚,厚度δ=230 mm, w/(m℃)高鋁針刺毯,厚度δ=20 mm, w/(m℃)多晶貼棉塊,厚度δ=50 mm, w/(m℃)熱流q10= = w/m2不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱,窯內(nèi)高按1374mm計(jì)算,單側(cè)窯墻散熱面積:A10=*14= m2則兩側(cè)窯墻散熱量:Q/10=2** *=61701(kJ/h) 窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:JM28莫來石拱磚,厚度δ=250 mm, w/(m℃);硅酸鋁棉,厚度δ=150 mm, w/(m℃);高鋁針刺毯,厚度δ=20 mm, w/(m℃)多晶貼棉塊,厚度δ=50 mm, w/(m℃)熱流q11= =529 w/m2窯頂散熱面積:A11= * *(+)2*14=窯頂散熱量:Q/11=*529*=42659(kJ/h)所以,900—1170℃段的窯體散熱總量為:Q/12= Q/10+ Q/11=61701+42659=104360(kJ/h) 1170—1260℃段該段長度為4米,窯外壁表面平均溫度65℃,窯內(nèi)壁表面平均溫度:(1260+1170)/2=1215℃ 窯墻部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:硅酸鈣硬板,厚度δ=10 mm, w/(m℃)聚輕高鋁磚,厚度δ=115 mm, w/(m℃)硅酸鋁棉,厚度δ=245 mm, w/(m℃)JM28莫來石磚,厚度δ=230 mm, w/(m℃)高鋁針刺毯,厚度δ=20 mm, w/(m℃)熱流q13= =490 w/m2不考慮車臺(tái)面以下部分的窯墻散熱,窯內(nèi)高按1260mm計(jì)算,單側(cè)窯墻散熱面積:A13=*4= m2則兩側(cè)窯墻散熱量:Q/13=2*490* *=17781(kJ/h) 窯頂部分散熱計(jì)算此部分用材料如下:JM28莫來石吊頂磚,厚度δ=320 mm, w/(m℃);硅酸鋁棉,厚度δ=150 mm, w/(m℃);高鋁針刺毯,厚度δ=20 mm, w/(m℃)熱流q14= =586 w/m2此部分窯墻厚度δ=580 mm窯頂散熱面積:A14= *4=窯頂散熱量:Q/14=*586*=12676(kJ/h)所以,1170—1260℃段的窯體散熱總量為:Q/15= Q/13+ Q/14=17781+12676=30457(kJ/h)綜上所述,預(yù)熱帶和燒成帶窯體散失熱量總和為:Q6 = Q/3+ Q/6+ Q/9+ Q/12+ Q/15=31114+27786+64949+104360+30457=258666 (kJ/h) 墊砂帶出顯熱Q7Q7=G7C7T7(kJ/h)其中:G7—入窯墊砂質(zhì)量(Kg/h);G7= G3=30 Kg/h;T7—入窯墊砂的溫度(℃);取最高燒成溫度,T7=1320℃C7—入窯墊砂的平均比熱(KJ/(Kg℃));墊砂的平均比熱容按下式計(jì)算:C7=+=+*20= KJ/(Kg℃)Q7=G7C7T7=30*20*=694 kJ/h 物化反應(yīng)耗熱Q8 自由水蒸發(fā)吸熱QwQw=qm,w(2490+) (kJ/h)其中:qm,w—入窯制品所含自由水的質(zhì)量流量(Kg/h); qm,w= 2 Kg/h;2490—0℃時(shí),1 Kg自由水蒸發(fā)所需熱量(KJ/Kg);—在煙氣離窯時(shí)的水蒸汽的平均比熱(KJ/(Kg℃));tg—煙氣離窯時(shí)的平均溫度(℃);tg=100℃Qw=qm,w(2490+)=2*(2490+*100)=5366(kJ/h) 結(jié)構(gòu)水脫水吸熱Q/wQ/w=6700q/m,w(kJ/h)其中:q/m,w—入窯制品所含結(jié)構(gòu)水的質(zhì)量流量6700—1 Kg結(jié)構(gòu)水脫水所需熱量(KJ/Kg);由于結(jié)構(gòu)水流量非常小,故此部分熱支出可以不作考慮。 其余物化反應(yīng)吸熱Qd此項(xiàng)熱支出要根據(jù)原料情況,查閱有關(guān)資料,但是由于陶瓷磨具燒成反應(yīng)極為復(fù)雜,常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)大致估計(jì),或用結(jié)合劑中Al2O3的反應(yīng)熱近似地代替。Qd=qdm*2100*w(Al2O3) (kJ/h) 其中,qdm—入窯干制品質(zhì)量流量(Kg/h);qdm= 610 Kg/h;2100—1 KgAl2O3的反應(yīng)熱(KJ/Kg);w(Al2O3) —陶瓷磨具結(jié)合劑中Al2O3含量占磨具總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù);w(Al2O3)=10%; Qd=qdm*2100*w(Al2O3)= 610*2100*10%=128100(kJ/h)則物化反應(yīng)總耗熱為:Q8= Qw+ Qd=5366+128100=133466 (kJ/h) 窯車蓄熱和散失熱量Q9一般取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),此項(xiàng)熱支出占熱收入的20%—25%,本次計(jì)算取22%。 煙氣帶走顯熱QgQg=qgCgTg(kJ/h)其中,qg—實(shí)際離窯煙氣流量(m3/ m3);煙氣中除燃燒生成的煙氣和預(yù)熱帶不嚴(yán)密處漏入空氣外,還有用于氣幕、攪拌風(fēng)的空氣,此部分流量為:qs=1300 m3/ h;實(shí)際燃燒煙氣流量在前面的燃燒部分計(jì)算已經(jīng)得出,為:V = (m3/ m3);故:qg=x V+1300= x+1300 (m3/ m3)Tg—煙氣離窯時(shí)的平均溫度(℃);Tg=100℃;Cg—煙氣離窯時(shí)的平均比熱(KJ/(Kg℃));查手冊,Tg=100℃時(shí),煙氣的平均比熱為:Cg=(KJ/(Kg℃));Qg=qgCgTg=( x+1300)* 100*=1378 x+138840(kJ/h) 其他熱損失Q10一般取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),此項(xiàng)熱支出占熱收入的5%—10%,本次計(jì)算取5%。 列熱平衡方程式熱收入項(xiàng)目為:Q收= Q1+ Q2+Q3+Qf+Qa +Q/a +Qs=12485+3188+580+36031x+2443x+ x+131170=+147423熱支出項(xiàng)目為:Q出= Q4+ Q5+Q6+Q7+Q8+ Q9+Q10+Qg =1006500+251995+258666+694+133466+22% Q收+1378 x+138840+5% Q收 =1790161+1378 x+27% Q收列方程:Q收= Q出解之,得:x=。單位產(chǎn)品能耗:*36000/610=3694 kJ/kg 預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表表91 預(yù)熱帶和燒成帶熱平衡表熱收入項(xiàng)目熱收入項(xiàng)目序號項(xiàng)目kJ/h%序號項(xiàng)目kJ/h%1Q1—坯體帶入顯熱 124851Q4—產(chǎn)品帶出顯熱 10065002Q2—硼板、支柱等窯具帶入顯熱31882Q5—硼板、支柱等窯具帶出顯熱2519953Q3—墊砂帶入顯熱5803Q6—窯墻、頂總散熱2586664Qf—燃料帶入化學(xué)熱及顯熱4Q7—墊砂帶入顯熱6945Qa—助燃空氣帶入顯熱5Q8—物化反應(yīng)耗熱1334666Q/a—預(yù)熱帶漏入空氣帶入顯熱6Q9—窯車蓄熱和散失熱量7Qs—?dú)饽?、攪拌風(fēng)帶入顯熱1311707Qg—煙氣帶走顯熱8Q10—其他熱損失總計(jì)100100誤差:()/=%10 冷卻帶的熱平衡計(jì)算 確定熱平衡計(jì)算的基準(zhǔn)、范圍本次計(jì)算選用1小時(shí)為計(jì)算基準(zhǔn),以0℃作為基準(zhǔn)溫度。以冷卻帶為計(jì)算范圍。 熱平衡示意圖圖101 冷卻帶的熱平衡示意圖Q11—制品帶入顯熱; Q12—硼板、支柱等窯具帶入顯熱;Q13—墊砂帶入顯熱;Q14—窯車帶入顯熱; Q15—急冷氣幕風(fēng)帶入顯熱;Q16—冷卻帶末端送入冷卻風(fēng)帶入顯熱;Q17—制品帶出顯熱; Q18—硼板、支柱等窯具帶出顯熱;Q19—墊砂帶出顯熱;Q20—窯車蓄熱、帶出及散失之熱; Q21—窯墻、頂總散熱;Q22—抽走余熱風(fēng)帶走熱量;Q23—其他熱損失; 熱收入項(xiàng)目 制品帶入顯熱Q11制品帶入冷卻帶的顯熱等于預(yù)熱帶和燒成帶制品帶出顯熱Q4Q11= Q4=1006500 (kJ/h) 硼板、支柱等窯具帶入顯熱Q12此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱帶和燒成帶硼板、支柱等窯具帶出熱Q5Q12= Q5=251995 (kJ/h) 墊砂帶入顯熱Q13 此項(xiàng)熱量即為預(yù)熱帶和燒成帶墊砂帶出熱Q7 Q13= Q7=694(kJ/h) 窯車帶入顯熱Q14 預(yù)熱帶和燒成帶窯車散失之熱約占窯車積熱的5%,即95%之積熱進(jìn)入了冷卻帶。Q14= Q9=*=(kJ/h) 急冷氣幕風(fēng)帶入顯熱Q15Q15= q15C15T15 (kJ/h)其中:q15—急冷氣幕風(fēng)流量(m3/ h);按一道氣幕,24個(gè)支風(fēng)管(Φ=60mm,δ=),風(fēng)速ν=13m/s,經(jīng)計(jì)算,q15=2500 m3/ h;T15—急冷氣幕風(fēng)的平均溫度(℃);急冷氣幕風(fēng)的風(fēng)源同助燃風(fēng),取其平均溫度T15=200℃。C15—急冷氣幕風(fēng)的平均比熱容(KJ/(Kg℃));查表,T15 =200℃時(shí),助燃風(fēng)時(shí)平均比熱容為:C15= KJ/(Kg℃);Q15= q15C15T15 =2500*200*=513000(kJ/h) 冷卻帶末端送入冷卻風(fēng)帶入顯熱Q16Q16= qv,x C16T16 (kJ/h)其中,qv,x—冷卻風(fēng)流量(m3/ h),設(shè)作qv,x T16—冷卻風(fēng)的平均溫度;冷卻風(fēng)用冷卻帶尾端抽出的熱風(fēng),?。篢16=100℃; C16—冷卻風(fēng)的平均比熱;查表,T16 =100℃時(shí)熱空氣平均比熱容為:C16 = KJ/(Kg℃);Q16= qv,x C16T16=100** qv,x= qv,x (kJ/h) 熱支出項(xiàng)目 制品帶出顯熱Q17Q17=G17C17T17 (kJ/h)其中,G17—出窯制品質(zhì)量(Kg/h);G17=610 Kg/h;T17—出窯制品的平均溫度(℃);取T17=80℃C17—出窯制品的平均比熱(KJ/(Kg℃));T17=80℃時(shí),查手冊,棕剛玉砂輪平均比熱容為C17= KJ/(Kg℃);Q17=G17C17T17 =610**80=51728 kJ/h 硼板、支柱等窯具帶出顯熱Q18Q18=G28C18T18(kJ/h)其中,G
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