【導(dǎo)讀】目前，國(guó)內(nèi)磨具行業(yè)大多數(shù)企業(yè)都采用的是自吸式梭式窯燒成技術(shù)。窯中的大多數(shù)沒(méi)有余熱利用裝置，造成大量熱量損失，故產(chǎn)品能耗較高。上述缺點(diǎn)已經(jīng)嚴(yán)重影響到磨具行業(yè)尤其是需要發(fā)展的中小磨具企業(yè)的發(fā)展。這就需要提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品能耗，節(jié)省成本開(kāi)支。即更換磨具燒成的窯爐類(lèi)型，將是一個(gè)很好的解決途徑。本次設(shè)計(jì)的天然氣隧道窯便是。低，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，連續(xù)式生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。下面將對(duì)本隧道窯設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。①未脫完結(jié)晶水的部分粘土礦物在1000℃前，繼續(xù)排除結(jié)晶水；1100℃以上時(shí)生成莫來(lái)石。結(jié)合劑中有滑石時(shí)，高溫下與粘土反應(yīng)生成堇青石。趨于平衡，磨具的質(zhì)量達(dá)到一致。冷卻速度可適當(dāng)加快，仍需控制速度及均勻的溫度場(chǎng)。窯體由窯墻主體、窯頂和鋼架。窯墻、窯頂和窯車(chē)襯體圍成的空間。每一鋼架長(zhǎng)度為2米，含鋼架膨脹縫。全窯共43個(gè)鋼架結(jié)構(gòu)，其高度、寬度隨窯

　　

【正文】 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 29 Cg— 煙氣離窯時(shí)的平均比熱（ KJ/（ Kg℃））； 查手冊(cè)， 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= 即每小時(shí)耗氣 立方米，或 。 單位產(chǎn)品能耗： *36000/610=3694 kJ/kg 2020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 30 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(hào) 項(xiàng)目 kJ/h % 序號(hào) 項(xiàng)目 kJ/h % 1 Q1— 坯體帶入顯熱 12485 1 Q4— 產(chǎn)品帶出顯熱 1006500 2 Q2— 硼板、支柱等窯具帶入顯熱 3188 2 Q5— 硼板、支柱等窯具帶出顯熱 251995 3 Q3— 墊砂帶入顯熱 580 3 Q6— 窯墻、頂總散熱 258666 4 Qf— 燃料帶入化學(xué)熱及顯熱 4 Q7— 墊砂帶入顯熱 694 5 Qa— 助燃空氣帶入顯熱 5 Q8— 物化反應(yīng)耗熱 133466 6 Q/a— 預(yù)熱帶漏入空氣帶 入顯熱 6 Q9— 窯車(chē)蓄熱和散失熱量 7 Qs— 氣幕、攪拌風(fēng)帶入顯熱 131170 7 Qg— 煙氣帶走顯熱 8 Q10— 其他熱損失 總計(jì) 100 100 誤差：（ ） / 2575270. 1 2571746. 7 *100%2575270. 1? =% 2020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 31 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(chē)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； Q 14 Q 15 Q 16Q 11Q 12Q 13Q 20 Q 21 Q 22 Q 23Q 17Q 18Q 192020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 32 Q19— 墊砂帶出顯熱； Q20— 窯車(chē)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 Q4 Q11= 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 Q5 Q12= 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(chē)帶入顯熱 Q14 預(yù)熱帶和燒成帶窯車(chē)散失之熱約占窯車(chē)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 Q15 Q15= 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 Q16 Q16= qv,x C16T16 （ kJ/h） 2020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 33 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)， ?。?T16=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 Q17 Q17=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(cè)，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 Q18 Q18=G28C18T18（ kJ/h） 其中 ， G18— 出 窯硼板、支柱等窯具質(zhì)量（ Kg/h）； G18=165 Kg/h； T18— 出 窯硼板、支柱等窯具的溫度（℃）；取 T18=80℃ C18— 出 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(jì)算： C18=+=+*80= KJ/（ Kg℃） Q18=G28C18T18=165*80*=12870 kJ/h 墊砂帶出顯熱 Q19 Q19=G19C19T19（ kJ/h） 其中 ， G19— 出 窯墊砂質(zhì)量（ Kg/h）； G19=30 Kg/h； T19— 出 窯墊砂的溫度（℃）；取 T19=80℃ C19— 出 窯墊砂的平均比熱（ KJ/（ Kg℃））；墊砂的平均比熱容按下式計(jì)算： C19=+=+*80= KJ/（ Kg℃） Q19=G19C19T19=30*20*=585 kJ/h 窯車(chē)蓄熱、帶出及散失之熱 Q20 2020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 34 取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此項(xiàng)熱量占窯車(chē)帶入顯熱的 55%， Q20=* Q14=* =（ kJ/h） 窯墻、頂總散熱 Q21 1260— 1170℃段 該段長(zhǎng)度為 10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，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 聚輕高鋁磚，厚度δ =115 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 硅酸鋁棉，厚度δ =225 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） JM26 莫來(lái)石磚，厚度δ =230 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 熱流 q/1= 1 2 1 5 6 50 .0 1 0 .1 1 5 0 .2 2 5 0 .2 30 .0 7 0 .4 5 0 .2 4 0 .2 6???? =不考慮車(chē)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： A/1=*10= m2 則兩側(cè) 窯墻散熱量： Q//1=2***=46238（ kJ/h） 窯頂部分散熱計(jì)算 此部分用材料如下： JM26 莫來(lái)石 拱 磚，厚度δ =250 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃）； 硅酸鋁棉，厚度δ =150 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃）； 熱流 q/2= 1215 65 ?? = w/m2 窯頂散熱面積： A/2= 60360 * *（ +） 2*10=16m2 窯頂散熱量： Q//2=*16*=（ kJ/h） 所以， 1170— 1260℃段的窯體散熱總量為： Q//3= Q//1+ Q//2=46238+=（ kJ/h） 1170— 900℃段 該段長(zhǎng)度為 6米，窯外壁表面平均溫度 55℃，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（ 900+1170）2020 年熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 35 /2=1035℃ 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，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 聚輕高鋁磚，厚度δ =230 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 硅酸鋁棉，厚度δ =225 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 輕質(zhì)高鋁磚 ,厚度δ =115 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃） 熱流 q/4= 1 0 3 5 5 50 .0 1 0 .2 3 0 .2 2 5 0 .1 1 50 .0 7 0 .4 5 0 .2 4 0 .3 5?? ? ? =不考慮車(chē)臺(tái)面以下部分的窯墻散熱，窯內(nèi)高按 1293mm 計(jì)算， 單側(cè)窯墻散熱面積： A/4=*6= m2 則兩側(cè)窯墻散熱量： Q//4=2***=（ kJ/h） 窯頂部分散 熱計(jì)算 此部分用材料如下： JM28 莫來(lái)石 吊頂 磚，厚度δ =250 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃）； 硅酸鋁棉，厚度δ =100 mm，導(dǎo)熱系數(shù) w/（ m℃）； 熱流 q/5= 1035 55 ??= w/m2 此部分窯墻厚度δ =580 mm 窯頂散熱面積： A/5= (1 .5 0 .5 8 * 2 ) 1 .52??*6= 窯頂散熱量： Q//5=* *=33624（ kJ/h） 所以， 1170— 900℃段的 窯體散熱總量為： Q//6= Q//4+ Q//5=+33624=（ kJ/h） 900— 800℃段 該段長(zhǎng)度為 10米，窯外壁表面平均溫度 45℃，窯內(nèi)壁表面平均溫度：（ 900