【導(dǎo)讀】《窯爐課程設(shè)計(jì)》說(shuō)明書(shū)。題目：年產(chǎn)780萬(wàn)件湯盤(pán)天然氣隧道窯設(shè)計(jì)。二○一四年十月二十四日

　　

【正文】 反應(yīng)總耗熱為： Q7= +106865+=（ kJ/h） ④ 其他熱損失 Q8 根據(jù)具體情況，可對(duì)比現(xiàn)有同類型的窯加以確定，一般占總熱收入的 5%— 10%，本設(shè)計(jì)中取 6%。 列出熱平衡方程式 由熱平衡方程 —— 熱收入 =熱支出，得出： Q1+Q2+Qf+Qa+ aQ? + gQ =Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q8 即： ++ + + + = ++ ++10% 收Q ＋ ＋ 6% 收Q 解得 x=， 即單位時(shí)間液化石油氣消耗量為 ： B=。 回帶入上式最終得熱收入 =熱支出 = 22 由于單位時(shí)間產(chǎn)量為 mG = kg/h，液化石油氣熱值 Qd=110000 kJ/ m3, 則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品熱耗為： B md GQ =（ kJ/ kg） 列出預(yù)熱帶燒成帶熱平衡表 表 預(yù)熱 帶和燒成帶熱平衡表 分析： 兩者之間存在差值，是因?yàn)轭A(yù)熱帶窯內(nèi)負(fù)壓在該次計(jì)算中忽略了窯底漏入窯內(nèi)風(fēng)帶來(lái)的熱量，實(shí)際上雖然窯車上下壓力控制手段非常完善，但仍有誤差，由于誤差很小所以整個(gè)預(yù)熱帶、燒成帶熱量可認(rèn)為是收支平衡的。 熱 收 入 熱 支 出 項(xiàng) 目 (kJ/h) （ %） 項(xiàng) 目 (kJ/h) （ %） 坯體帶入顯熱 產(chǎn)品帶走顯熱 燃料化學(xué) 顯熱 4 棚板、立柱帶 走顯熱 助燃空氣 顯熱 窯墻、窯頂帶 走顯熱 氣幕、攪拌 風(fēng)帶入顯熱 煙氣帶走顯熱 漏 入空 氣顯熱 物化反應(yīng)耗熱 棚板、立柱 帶入顯熱 其他熱損失 總計(jì) 100 總計(jì) 100 23 冷卻帶熱平衡 確定熱平衡計(jì)算的基準(zhǔn)、范圍 0℃作為基準(zhǔn)溫度， 1h 為質(zhì)量與熱量的時(shí)間基準(zhǔn)。 平衡框圖 圖 其中： 3Q —— 制品帶入的顯熱； 4Q —— 棚板、支柱帶入顯熱； 5Q —— 窯車帶入的顯熱； 10Q —— 急冷風(fēng)帶入的顯熱和冷卻帶末端送入冷卻帶入顯熱； 11Q —— 制品帶出顯熱； 12Q —— 棚板、支柱帶出的顯熱； 13Q —— 窯車、窯頂散熱； 14Q —— 窯墻、窯頂總散熱； 15Q —— 抽走余熱風(fēng)帶走的熱量； 16Q —— 其他熱損失。 熱收入項(xiàng)目 此項(xiàng)熱量即為制品從燒成帶帶出的顯熱 231739Q3 ? ? ?hkJ ，同上， 292615Q4 ? ? ?hkJ 此項(xiàng)熱量可取燒成帶和預(yù)熱帶窯車總散熱的 95%（其余的已經(jīng)在預(yù)熱帶燒成帶向車下散失） 24 1 3 1 4 2 31 3 8 3 4 %Q95Q 69 ???? ? ?hkJ 窯尾的風(fēng)量設(shè)為 xV ，一般急冷風(fēng)量為窯尾風(fēng)量的 ~，此處取 ，總風(fēng)量為 xV 。 空氣的溫度 ℃20ta ? ，此時(shí)空氣的比熱： ? ℃3mkJ ， xxaaa10 ????? ? ?hkJ 熱支出項(xiàng)目 出窯制品質(zhì)量 mG = hkg ， 窯制品的溫度 ℃80t11? ，比熱 ℃?? 11 。 1 2 1 3 1111m11 ????? ? ?hkJ 棚板和支柱質(zhì)量 hkg1877G b ? ，溫度 ℃80t11? ，比熱 ? ? ?℃?kgkJ 1 2 9 3 0 38 6 1 8 7 7tcGQ 1212b12 ????? ? ?hkJ 此項(xiàng)熱量一般可按窯車帶入的顯熱 55%計(jì)算， 7 2 2 8 31 3 1 4 2 %Q55Q 913 ???? ? ?hkJ 其他熱損失 Q16 取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，占冷卻帶熱收入的 5%— 10%，本次計(jì)算取 5% 抽走余熱風(fēng)帶走熱量 15Q 15151515 tcqQ ??? 其中 : q15— 抽走余熱風(fēng)流量 （ m3/h） ， 該窯不用冷卻帶熱空氣做二次空氣，冷卻帶鼓入風(fēng)量全部用于氣幕，體積為 q15= Nm3。漏出空氣忽略不記， 抽走余熱風(fēng)的平均溫度，取 15t =250℃ ， 15c熱空氣的平均比熱為， ℃ 15 ? xx15 8 90 3 5 ???? 分三段 17~19， 20~25， 26~28 1320~850℃，長(zhǎng) 6m 窯內(nèi)平均溫度 10852 8501320t1 ???℃ 莫來(lái)石輕質(zhì)高鋁磚 1? = ℃?mw 含鋯型硅酸鋁纖維板 2? = ℃?mw 高純型耐火纖維刺毯 3? = ℃?mw 取窯外平均溫度 80ta ? ℃ 窯墻： 25 平 均熱流密度 ?????332211a1 ttq?????? 801085 ??? ?2mw 散熱面積 ??? 散熱量： 4 1 33 ????? ? ?hkJ 窯頂： 平均熱流密度 ?????332211a1 ttq?????? 801085 ??? ?2mw 散熱面積 ??? 散熱量： 411 ???? 2mw 20~25， 850~400℃， 12m 窯內(nèi)平均壁溫 6 2 52 4 0 08 5 0t1 ???℃ 輕質(zhì)高鋁磚的 1? = ℃?mw 高純型耐火纖維刺毯的 2? = ℃?mw 窯外壁平均取 at =80℃ 窯墻： 平均熱流密度 2211a1 ttq???? ???= 7 11 2 9 4 9 6 806 2 5 ???2mw 散熱面積： ??? 2m 散熱量： 408 ????? ? ?hkJ 窯頂： 輕質(zhì)粘土吊頂磚 1? =+? 625= ℃?mw 平均熱流密度 2211a1 ttq???? ???= 6 51 2 9 2 1 9 806 2 5 ???2mw 26 散熱面積： ??? 散熱量： ???? ? ?hkJ 26~28， 400~80℃， 6m 窯內(nèi)平均壁溫 2402 80400t 1 ???℃ 輕質(zhì)高鋁磚的 1? = ℃?mw 高純型耐火纖維刺毯的 2? = ℃?mw 窯外壁平均取 at =80℃ 窯墻： 平均熱流密度 2211a1 ttq???? ???= 0 6 4 0 0 802 4 0 ???2mw 散熱面積： 4 5 4 ??? 2m 散熱量： 3 17 ????? ? ?hkJ 窯頂： 輕質(zhì)粘土吊頂磚 1? =+? 240= ℃?mw 平均熱流密度 2211a1 ttq???? ???= 0 6 1 3 4 802 4 0 ???2mw 散熱面積： ??? 散熱量： ???? ? ?hkJ 總散熱量 1 7 0 5 9 23 6 9 33 1 7 04 0 4 2 64 0 8 3 34 1 1 3 84 1 3 3 2Q 14 ??????? ? ?hkJ 熱平衡方程式 列出平衡方程式 16151413121110943 Q ?????????Ｑ xV391 3 1 4 2 32 9 2 6 1 52 3 1 7 3 9Q ????收 收支 % x ?????? 由 支收 ? ，解得 ? ? 3x ? 因此窯尾的風(fēng)量為 hm3 ，急冷風(fēng)量 hm3 ，每小時(shí)應(yīng)抽出熱風(fēng) 3m 。 27 列出冷卻帶熱平衡表 表 熱平衡表 熱 收 入 熱 支 出 項(xiàng) 目 (kJ/h) (%) 項(xiàng) 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(fēng)帶入顯熱 窯車帶走和向 下散失顯熱 抽熱風(fēng)帶 走顯熱 其它散熱 5 合 計(jì) 100 合 計(jì) 100 28 9 燒嘴的選用 每個(gè)燒嘴所需的燃燒能力 每小時(shí)燃料消耗量為 x=126（ hB ?3m ） 考慮到燒嘴的燃燒能力和燒嘴燃燒的穩(wěn)定性取安全系數(shù) 本設(shè)計(jì)一共設(shè)置了 96 對(duì)（ 192 個(gè)）燒嘴。 每個(gè)燒嘴的燃料消耗量為： （ 126/192） =（ hB ?3m ） 燒嘴的熱負(fù)荷： *11000=(kJ/h)/=(Kcal/h) 所以本設(shè)計(jì)采用北京神霧公司的 WDHTCC2 型燒嘴。 每個(gè)燒嘴所需的油（氣）壓 由于本設(shè)計(jì)的燒成帶窯內(nèi)寬達(dá)到 2670mm，為了保證斷面溫度的均勻與穩(wěn) 定，通過(guò)資料查詢 選 用廣東施能燃燒設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為 SIO200 燒嘴，其主要參數(shù)為：火焰長(zhǎng)度 1100mm2400mm，出口 速度為 80m/s，燃?xì)鈮毫?20xx Pa，助燃空氣壓力 4200Pa。 燒嘴的選用 全窯共有 30 個(gè)燒嘴，且每小時(shí)燃料的消耗量為 ，考慮每個(gè)燒嘴的燃燒能力和燒嘴燃燒的穩(wěn)定性，取安全系數(shù) ，所以每個(gè)燒嘴的燃料消耗為： h/ 3?? 燒嘴的熱負(fù)荷： h/kJ6 5 6 8 94 1 8 0 ?? 助燃風(fēng)量 h/? 燒嘴的選用能適應(yīng)和滿足生產(chǎn)需要即可，應(yīng)盡量避免不必要的浪費(fèi)。其次，選用燒嘴必須和燒嘴的使用結(jié) 合起來(lái)，在規(guī)定的負(fù)荷內(nèi)保證火焰的穩(wěn)定性，即不要脫火也不要回火，并要保證在規(guī)定的條件下燃料完全燃燒 此 燒嘴不需要專門(mén)的燃燒室，燒嘴磚直接砌筑在窯墻上即可。 29 10 參考文獻(xiàn) [1]、周露亮 《窯爐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 . 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 . . [2]、胡國(guó)林 陳功備 《窯爐砌筑與安裝》 . 武漢理工大學(xué)出版社 .. [3]、 徐維忠 《耐火材料》 . 冶金工業(yè)出版社 . . [4]、 劉振群 《陶瓷工業(yè)熱工設(shè)備》 . 武漢理工大學(xué)出版社 . . [5]、韓昭滄 《燃料與燃燒》 . 冶金工業(yè)出版社 . . [6]、馬建隆 宋之平 《實(shí)用熱工手冊(cè)》 . 水利電力出版社 . . [7]、王秉銓 《工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)》 . 北京機(jī)械工業(yè)出版社 . . [8]、胡國(guó)林 陳功備 周露亮 《陶瓷工業(yè)窯爐》 .武漢理工大學(xué)出版社 . .