【導讀】陶瓷的發(fā)展與窯爐的改革密切相關，一定結構特點的窯爐燒出一定品質的陶瓷。因此正確選擇燒成窯爐是獲得性能良好制品的關鍵?？铡⒙銦姆绞绞垢G內傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，所以，隧道窯是當前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗的先進窯型，在我國已得。到越來越廣泛的應用。燒成在陶瓷生產(chǎn)中是非常重要的一道工序。燒成過程嚴重影響著產(chǎn)品的質量，與此同時，本人設計的是年產(chǎn)1000萬件10寸湯盤隧道窯。窯爐總長106米，有效寬是米，燒成溫度是1320℃，燒成周期為20小時。燃料采用發(fā)生爐煤氣，燃燒器采用高速燒嘴。設計的隧道窯，窯體趨向輕型化，燒成質量好，成品率高。說明書中具體論述了設計時應考。另外在緩冷段采用抽熱空氣的方式來冷卻制品，對熱煙氣也可加以利用。1．年產(chǎn)量：1000萬件.1．應用熱工知識進行正確設計和計算。3．編寫設的計說明書要符合規(guī)范。4．提供設計圖紙其中至少有1張計算機繪圖。5．完成1篇英文譯作。

　　

【正文】 急冷風與窯尾風帶入顯熱 Q10 設窯尾風風量為 Vx,一般急冷風量為窯尾風量的（ 1/41/2），本設計取急冷風是窯尾風的 1/2，則急冷風與窯尾風的總風量為： Va =。 空氣的溫度 Ta=20℃, 此時空氣的平均比熱 Ca= kJ/(Nm3℃ ） . 則： Q10=VaCaTa= Va20=26 Va（ kJ/h） 熱支出項目 制品帶出顯 熱 Q11 出窯產(chǎn)品質量 Gm=㎏ 出窯產(chǎn)品溫度 T11=80℃ ， 產(chǎn)品比熱 C11=(kg℃) Q11=GmC 11T11=80= （ kJ/h） 硼板、支柱等窯具帶出顯熱 Q12 出窯棚板、立柱質量 Gb=出窯棚板、立柱溫度 T12=80℃ ， 棚板、立柱比熱 C12= kJ/（ kg℃ ） Q12= Gb C12T12=80=（ kJ/h） 窯車蓄熱、帶出及散失之熱 Q13 此項熱量占窯車帶入顯熱的 55%， Q13=Q9==（ kJ/h） 窯墻、頂總散熱 Q14 根據(jù)各處的材料，并考慮溫度范圍不能太大，將窯墻分兩段計算其向外散熱 。 1320— 700℃段 該段長度為 ，窯外壁表面平均溫度 40℃，窯內壁表面平均溫度：（ 1320+700）/2=1010℃ 窯墻部分 材料如下： 聚輕高鋁磚，厚度 δ=230 mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ） 輕質粘土磚，厚度 δ=230 mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ） 硅酸鋁纖維氈，厚度 δ=100 mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q1=33221101?????? ???tt = 401 0 1 0 ?? ?= W/m2 不考慮車臺面以下部分的窯墻散熱，窯內高按 ， 則兩側窯墻散熱量： Q//1=2 =（ kJ/h） 窯頂部分 材料如下： 莫來石絕熱磚，厚度δ =230 mm，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 硅酸鋁棉，厚度 δ=230 mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q2=221101???? ??tt = 401010??=窯頂散熱量： Q//2= =（ kJ/h） 所以， 1210— 800℃段的窯體散熱總量為： Q//3= Q//1+ Q//2=+= kJ/h 700— 80℃段 該段長度為 ，窯外壁表面平均溫度 40℃，窯內壁表面平均溫度：（ 700+80）/2=390℃ 此部分用材料如下： 輕質保溫磚，厚度δ =345 mm，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 巖棉氈，厚度 δ=100 mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ） ； 熱流 q1=221101???? ??tt = 40390??=不考慮車臺面以下部分的窯墻散熱，窯內高按 ， 則兩側窯墻散熱量： Q//4=2=（ kJ/h） 窯頂部分 材料如下： 堇青莫來石板，厚度δ =20mm，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 硅酸鋁棉，厚度 δ=230mm ，導熱系數(shù) w/（ m℃ ）； 熱流 q2=221101???? ??tt = 40390??=窯頂散熱量： Q//5= =（ kJ/h） 所以， 800— 80℃段的窯體散熱總量為： Q//6= Q//4+ Q//5=+=（ kJ/h） 綜上所述，冷卻帶窯體散失熱量總和為： Q14=+=（ kJ/h） 抽走余熱風帶走熱量 Q15 Q15 = V15C 15 T15 其中， V15— 抽走余熱風流量 （ m3/h） ； 該窯不用冷卻帶熱空氣做二次空氣，冷卻帶 抽走熱 風全部用于氣幕，體積為 V15= = Va Nm3。漏出空氣忽略不記 T15— 抽走余熱風的平均溫度（℃）；取 T15=200℃ C15— 抽走余熱風的平均比熱（ KJ/（ Kg℃））； 查表， T15=200℃ 時，熱空氣的平均比熱為： C15= KJ/（ Kg℃ ） 則： Q15= V15C 15T15= Va 200=260 Va（ kJ/h） 其他熱損失 Q16 取經(jīng)驗數(shù)據(jù)，占冷卻帶熱收入的 5%— 10%，本 次計算取 5%。 列熱平衡方程式 列出熱平衡方程式 熱收入 =熱支出，即： Q3+Q4+Q9+Q10=Q11+Q12+Q13+Q14+Q15+Q16 709632+++26Va=++327934+139674+260 Va+5% Q收 得 ： Va =3/h 因此得 窯尾風量 為 冷卻帶熱平衡表 冷卻帶熱平衡表 分析： Q==(kJ/h) 熱平衡分析 :從上面熱平衡列表可以看出，熱收入與熱支出基本保持平衡，而熱支出大于熱收入是因為窯底冷風帶入顯熱要大于現(xiàn)在的計算值。主要的熱支出是抽出的熱空氣帶走的顯熱，為了節(jié)能，提高熱效 率往往要充分利用，冷卻帶余熱可以用它去干燥坯體。 熱 收 入 熱 支 出 項 目 (kJ/h) (%) 項 目 (kJ/h) (%) 產(chǎn)品帶入顯熱 產(chǎn)品帶出顯熱 棚板、立柱帶入顯熱 棚板、立柱帶 出顯熱 窯車帶入顯熱 窯體散熱 急冷、窯尾風 帶入顯熱 窯車帶走和向車下散失顯熱 抽熱風帶走顯熱 其它散熱 5 合 計 100 合 計 100 11 燒嘴的選用 根據(jù)上述原則和查詢設計手冊得： 本設計選用的燒嘴是 WDH— TCC4型高速燒嘴，該燒嘴的特點： ◇ 適用燃氣：液化氣、天然氣、焦爐煤氣、 發(fā)生 爐煤氣，混合煤氣等； ◇ 燃燒完全，燃燒效率在 ％以上，節(jié)能可達 5％； ◇ 燃燒器噴射速度高，噪音小、不回火、不脫火； ◇ 爐堂內溫差小 (177。 ～ 5℃) ； ◇ 克服了因燃氣中含焦油、雜質、液態(tài)烴導致的火焰不穩(wěn)定、結焦、堵塞現(xiàn)象； ◇ 火焰長度、火焰錐角及火焰形狀可按用戶要求設計； ◇ 燃燒充分， 不冒黑煙，燃燒產(chǎn)物中污染物少，低于國家環(huán)保局規(guī)定的各項指標； ◇ 可根據(jù)用戶要求安裝自動點火、火監(jiān)控、燃燒控制、窯爐溫度控制等自控產(chǎn)品。 WDH— TCC4型高速燃燒器技術性能參數(shù)： 型號 熱負荷 x104kcal/h 燃氣壓力 助燃空氣 最高溫度 流量 Nm179。/h 壓力 Pa 溫度 風 量 F S T Y TCC1 1 10 20 1.2 1500 3500 常溫350 24 1800℃ TCC2 2 20 40 2.4 1 48 TCC4 4 40 80 4.8 2 96 12 總結 首先通過計算設計隧道窯的相關數(shù)據(jù)，算得出窯長，窯寬、窯高等，反復計算設計得到最好的，接下來就是畫圖實踐。 通過為期三周的窯爐課程設計，我對 隧道窯爐 的認識比以前認識學習機生產(chǎn)實習的基礎上的認識更加深刻了，以前只是到工廠看 過 窯爐，對窯爐只是一個形象上的認識，對其具體結構和工作原理還不是很了解，現(xiàn)在通過這次自己動手畫窯爐，不僅對同類隧道窯有了更理性的認識，而且是根據(jù)自己所學的知識，充分發(fā)揮了自己的主觀能動性以及動手能力。使自己的理解能力和動手能力得到了很大的提高。 當然，我 也應該看到自己的不足，其中重要的一個方面就是在設計過程中熱平衡的計算，因為上課的時候老師教的只是有關的理論知識，要想把書本上的理論知識應用到窯爐設計中，還需要一個重新的認知過程。所以在計算熱平衡的時候花費了好多時間，并且還可能現(xiàn)在還存在些許問題，還請老師給于批評指導。 13 參考文獻 [1] 胡國林 陳功備 《窯爐砌筑與安裝》 .武漢理工大學出版社 . [2] 蔣鑒華 張振剛 《熱工測量及過程自動控制》 .江西高校出版社 . [3] 蔡增基 龍?zhí)煊濉读黧w力學泵與風機》 .中國建筑工業(yè)出版社 . [4] 孫晉淘 《陶瓷工業(yè)熱工設備》 . 武漢理工大學出版社 . [5] 楊世銘 陶文銓 《傳熱學》第三版 . 高等教育出版社 .1998 [6] 王秉銓 《工業(yè)爐設計手冊》 . 北京機械工業(yè)出版社 . [7] 韓昭滄 《燃料及燃燒》第二版 冶金工業(yè)出版社 2020