【正文】 由于在這種情況下的綜合傳熱計(jì)算很難準(zhǔn)確獲得高溫流體的溫度以及高溫流體與平壁內(nèi)表面的對(duì)流輻射傳熱系數(shù) 。 各材料的使用溫度都低于耐火度，都可以使用 。 總之，窯體 材料及厚度的確定在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，還要考慮散熱少，投資少，使用壽命長等因素 。 （ 2） 材料的厚度應(yīng)為磚長的或磚寬的整數(shù)倍；墻高則為磚厚的整數(shù)倍，盡量少砍磚 。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 23 5 窯體材料及厚度的確定 窯體材料確定原則 窯體材料要用耐火材料和隔熱材料 .耐火材料必須具有一定的強(qiáng)度和耐火性能以便保證燒到高溫窯體不會(huì)出現(xiàn)故障 .隔熱材料的積散熱要小，材料要輕，隔熱性能好，節(jié)約燃料 .而且還要考慮到材料的價(jià)廉問題，在達(dá)到要求之內(nèi)盡量選用價(jià)廉的材料以減少投資 。 燃燒溫度 理論燃燒溫度 tm【 4】 tm= （ Q+Vacata+cftf） /Vgcg 此時(shí)已知， Q =6000KJ/kg，助燃室溫 ta=20℃ ， ca=℃ cf=℃ ， Vg=（ m3/m3煤氣） 當(dāng) t=15001800，則 cg= 假設(shè) Tth =1650℃ 則 tm =（ 6000+**20+*20） /*=1720℃ 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 22 相對(duì)誤差：（ 17201650） /1720*100%=4%5% 偏差教小，假設(shè)成立 。 實(shí)際煙氣量 取 α= Vg= Vg176。 實(shí)際空氣量 Va 取空氣過剩系數(shù) a=， 則實(shí)際空氣量： Va=aVa0==。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 21 4 燃料及燃燒計(jì)算 燃料所需空氣量 理論空氣量 Va186。 觀火孔 在 每個(gè)燒嘴的對(duì)側(cè)窯墻設(shè)置直徑 50mm 的觀火孔，以便及時(shí)觀察對(duì)面燒嘴火焰情況 .遇到事故處理口，取消觀火孔 。 膨脹逢 【 3】 每兩節(jié)窯的連接處留 15 mm 的膨脹逢，并添塞陶瓷纖維以密封 。 為了更好的調(diào)節(jié)窯爐內(nèi)溫度制度的調(diào)節(jié)，本設(shè)計(jì)將在每個(gè)換帶之間設(shè)計(jì)上擋板，在燒成帶和冷卻帶設(shè)置擋墻、擋板是為避免燒成帶的煙氣倒流，又避免了壓力波動(dòng)時(shí)急冷風(fēng)竄流向燒成帶而降低高溫區(qū)溫度 .再一個(gè)就是防止高溫?zé)煔獾妮椛鋵?duì)急冷管的損害 .預(yù)熱帶設(shè)置擋墻、擋板可以增加煙氣 在高溫區(qū)的滯留時(shí)間，提高煙氣利用率比可控制低溫區(qū)的溫度 。 C、測(cè)壓孔 零壓應(yīng)設(shè)在預(yù)熱帶與燒成帶界面附近 .若零壓過多移向預(yù)熱帶，則燒成帶正壓過大 .有大量熱氣體逸出窯外，不但損失熱量，而且惡化操作條件；若零壓過多移向燒成帶，則預(yù)熱帶負(fù)壓大，易漏入大量冷風(fēng)，造成氣體分層，上下溫差過大，延長了燒成周期，消耗了燃料 .所以零壓面設(shè)在第 24 節(jié)處 的窯頂設(shè)一測(cè)壓孔 。 這樣，在燒成曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，如氧化末段、晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)、釉始熔點(diǎn)、成瓷段、急冷結(jié)束等都有留設(shè) 。 在燒成帶 （ 2533 節(jié)） 用 S 型熱電偶，其他均用 K 型 .S 偶 18 支， K 偶 42 支 。 燒成帶（ 2533 節(jié)）每一節(jié)都設(shè)有測(cè)溫孔，共 9 對(duì) 18 個(gè)測(cè)溫孔 。 測(cè)溫 、 測(cè)壓孔 A、測(cè)溫孔 為了更好的控制窯內(nèi)的溫度，全窯共設(shè)置測(cè)溫孔 60 個(gè)，窯頂與窯側(cè)的測(cè)溫孔排布位置相同，窯墻上的測(cè)溫孔在兩側(cè)交替分布 。其中 b=300mm， B=2300mm， δ 最大=325mm 得 L=4846mm，取 L=4840mm 即同側(cè)每隔 2 節(jié)一個(gè)事故處理孔，并對(duì)錯(cuò)砌 。 Bb cα 圖 事故處理孔布置情況 由圖可知： ctgα =b/δ =c/B 所以： c=B*ctgα =B*b/δ 則： L=2*(b+c)=2*b*(1+B)/δ 在公式中： b—事故處理孔的寬度， mm； B—窯的內(nèi)寬， mm； δ —窯的厚度， mm； L—相鄰兩節(jié)窯的窯長再加上事故處理孔的長 度， mm。 考慮到砌筑應(yīng)該比求出值稍大一點(diǎn)，故取事故處理孔寬度為： 300 mm，所以我們?nèi)∈鹿侍幚砜壮叽鐬椋?300100。 當(dāng)發(fā)生堵窯事故需處理時(shí)，事故前的輥棒可以調(diào)成往返擺動(dòng)，事故后的輥棒可繼續(xù)將磚坯送至窯出口 .整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)看上去簡捷、規(guī)整，這種傳動(dòng)方式運(yùn)行平穩(wěn)可靠、調(diào)整簡單、維修量小 .螺旋斜齒輪傳動(dòng)都采用油浴潤滑，潤滑效果好、磨損少、使用壽命長 . 整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)可圖示如下： 窯體附屬結(jié)構(gòu) 【 2】 事故處理孔： 本設(shè)計(jì)將事故處理設(shè)在輥下，且事故處理孔下面與窯底面平齊，以便于清除出落在窯底上的磚坯碎片 。 . 棍子轉(zhuǎn)速 N=KL/πTD L——窯長 mm K——取 T——產(chǎn)品燒成周期 min D——輥?zhàn)又睆? N=（ 109200） /（ 5040） =景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 18 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 因?yàn)楸靖G長度較大，必須采用鏈條分段傳動(dòng)，使輥?zhàn)觽鲃?dòng)的平穩(wěn)度增大， 傳動(dòng)系統(tǒng)采用 45176。 輥?zhàn)又睆脚c長度的確定 輥距 H=(1/3~1/5) L，因制品長度 L=300， 每節(jié)窯長 2100mm，則最后確定輥距 ， 1/4L=75mm， 在考慮到輥距如果太大對(duì)棍子的強(qiáng)度要求太高，因此，最終確定輥距為： 70mm。 傳動(dòng)系統(tǒng) 【 2】 輥?zhàn)硬馁|(zhì)的選擇 由于輥道窯的陶瓷輥棒在高于 700℃ 的窯溫下必須處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，否則輥棒會(huì)彎曲 。 在快冷二區(qū)（ 5052節(jié)）， 在每 節(jié)窯墻各設(shè)置 2對(duì)排 軸流風(fēng)機(jī) ，以 45176。 而此段冷卻也很重要，如達(dá)不到快冷目的出窯產(chǎn)品溫度大于 80℃ 時(shí)，制品即使在窯內(nèi)沒有開裂，也會(huì)因出窯溫度過高而出窯后炸裂，故要加強(qiáng)該段的冷風(fēng)冷卻 .一般都采用冷風(fēng)管進(jìn)行快冷 .其冷卻效果好，并便于該段溫度的調(diào)節(jié) 。 溫度 400～ 80℃ ，制品冷卻到 400℃ 以后可以進(jìn)行快速冷卻 。 在緩冷帶的 中部設(shè)有一個(gè)平臺(tái)，上面布置兩臺(tái)抽熱風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用） 。 每對(duì)風(fēng)管都有噴風(fēng)縫對(duì)制品均勻噴風(fēng) 。 是指從最高溫度 1180～ 700℃ ，制品由于液相的存在而具有相當(dāng)?shù)目伤苄?，可采用直接噴冷風(fēng)對(duì)吹冷卻，而不會(huì)使制品破裂 。 燃燒系統(tǒng)分為若干個(gè)主調(diào)節(jié)單元，每個(gè)單元又分為輥上信道溫度調(diào)節(jié)和輥下信道溫度調(diào)節(jié)，各單元所用燃?xì)夥謩e從窯上煤氣總管道引出，經(jīng)單元手動(dòng)球閥和由電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)的蝶閥后送至本調(diào)節(jié)單元的各燒嘴 .在每控制單元設(shè)置一電磁閥，有斷電保護(hù)功能，防止斷電后煤氣泄入窯內(nèi) 。并 在輥道上方每個(gè)燃燒器對(duì)側(cè)窯墻分別設(shè)置一個(gè)火焰觀察孔 。 但是，由于缺乏對(duì)預(yù)熱帶溫度的調(diào)整手段，有時(shí)就難以保證制品按需要的燒成曲線升溫 .為克服這一缺陷，本設(shè) 計(jì)在預(yù)熱帶棍上設(shè)置噴風(fēng)口，從 1015 節(jié)每節(jié)布置三對(duì)噴風(fēng)口，共 36 個(gè)，其風(fēng)可來自冷卻帶抽出的熱風(fēng) .并在第 1 17 節(jié)的上方布置兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用） 。 排煙風(fēng)機(jī)可選用： 。 窯頂部排煙口通過支煙管道直接與總排煙管道相連，而低部排煙口支煙管道接上窯頂?shù)目偱艧煿艿?.煙氣自上、 下排煙口進(jìn)入排煙支管，到總管匯合 .窯頂每個(gè)排煙支管上都安有調(diào)節(jié)閘板，用以調(diào)節(jié)各支管排煙量；窯底僅在窯底支管下設(shè)有一調(diào)節(jié)閘板 。 總煙氣管道設(shè)在窯頂，與排煙機(jī)連接 。 為提高熱氣體的利用率，本設(shè)計(jì)采用集中排煙方式 。C 800mm 表 輥上下高及窯內(nèi)高 mm 115節(jié) 3952節(jié) 輥上 輥下 內(nèi)高 300 300 600 1638節(jié) 500 300 800 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 15 3 工作系統(tǒng) 輥道窯的工作系統(tǒng)包括排煙系統(tǒng)、燃燒系 統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，下面是各系統(tǒng)的初步安排 。C 300mm 窯內(nèi)高 （輥上高 + 輥下高） 600176。C 500mm 輥下高的確定 輥下高應(yīng)考慮到窯爐連續(xù)運(yùn)行的安全性以及事故處理的方便 .從理論上來講，對(duì)于焙燒建筑瓷磚的輥道窯，輥下高最好應(yīng)大于磚對(duì)角長，但對(duì)于稍大件的制品，按此設(shè)計(jì)則會(huì)造成內(nèi)高太大，增大窯墻散熱也不利于傳熱 .由于制品從輥上掉下，一般都會(huì)發(fā)生破損，尺寸都比整磚小，故輥下高只要稍大于制品的長邊景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 14 就足夠，則輥下高如下： 600176。 輥上高的確定 對(duì)于焙燒瓷磚的輥道窯來說，確定輥上高度時(shí)應(yīng)考慮到焙燒產(chǎn)品的安全運(yùn)行和傳熱的均勻性，同時(shí)要有一定的燃燒空間，增加氣體輻射層的厚度，強(qiáng)化火焰的輻射換熱，則確定輥上高如下： 600176。C以前煙氣是對(duì)流換熱起主導(dǎo)作用，所以 600176。 窯體各帶長度的確定 預(yù)熱帶 : 10920046%=50232mm， 取 24節(jié)（第 124節(jié)） ， 長度 =242100=50400mm 燒成帶 : 10920018%=19656mm， 取 9節(jié)（第 2533節(jié)），長度 =92100=18900mm 冷卻帶： 10920036%=39312mm，取 19節(jié)（第 3452節(jié)），長度 =192100=39900mm 窯內(nèi)高的確定 【 2】 窯內(nèi)高 由輥上高和輥下高組成 .內(nèi)高時(shí)制品在窯內(nèi)傳熱和燒成的空間，內(nèi)高的確定應(yīng)該合理，即能有利于產(chǎn)品換熱滿足煙氣的流動(dòng)，又必須滿足一定的燒成空間和冷卻空間 。 窯前工作臺(tái)長度取 ，窯尾工作臺(tái)取 .（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取得，窯尾工作臺(tái)長度長一點(diǎn)是因?yàn)楫a(chǎn)品出窯溫度為 80℃ ，要工作人員方便撿取產(chǎn)品，故使制品出窯后的冷卻 時(shí)間能夠稍微長一點(diǎn) 。/每米窯長 ） =(1000/333)6( )2 =(㎡ /每米窯長 ) 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 13 窯長 = 窯容量 (m2/每窯 )/裝窯密度 (m2/每米窯長 )= 218/ = 109 m 利用裝配式，由若干節(jié)聯(lián)接而成，設(shè)計(jì)每節(jié)長度為 2092mm，節(jié)間聯(lián)接長度8mm， 總長度為 2100mm， 節(jié)數(shù) =109000/2100=，取整數(shù) 52節(jié) 。 為計(jì)算窯爐內(nèi)寬的方便，所以取 B 為 2300mm。 坯體離窯墻一般應(yīng)有 100～ 200mm間隙，取 150mm，暫定窯內(nèi)寬 2500mm，則可排磚數(shù)為（ 25001502） /333=，確定并排 6塊磚 。 壓力制度 預(yù)熱帶－ 40～ 25Pa，燒成帶＜ 8 Pa. 窯內(nèi)寬的確定 【 2】 氣燒明焰輥道窯內(nèi)寬一般在 20202500mm，產(chǎn)品寬度為 300mm，考慮到收縮率為 10%。185。C 表 各段溫度的劃分與升溫速率 名 稱 溫度 /176。 ⑧ 快冷階段（ 400～ 80℃ ） 此階段熱應(yīng)力變小，可加快冷卻速度 。 ⑦ 緩冷階段（ 700～ 400℃ ） 緩冷階段的溫度取決于瓷胎中玻璃相的轉(zhuǎn)化溫度，液相中的 AL2O3 和 SiO2含量越高，轉(zhuǎn)化溫度也越高，一般在 800～ 830℃ 。 實(shí)際上，由于上一過程中的升溫速度比較緩慢，所以無須高火保 溫，因反應(yīng)在高火中進(jìn)行得比較完善，可省去 。 因此，升溫速率取決于窯爐結(jié)構(gòu)、裝窯密度、坯景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2020 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 日產(chǎn) 6100M2發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì) 11 體的收縮變化及燒結(jié)范圍 。 在這一階段要把制品中的硫化亞鐵氧化成氧化鐵，并放出二氧化硫；碳酸鹽分解放出二氧化碳；有機(jī)物中的碳氧化，生成二氧化碳 .這些反 應(yīng)都要在釉面?；郧巴瓿?，以便生成的氣體排除干凈，否則會(huì)產(chǎn)生缺陷 .這一階段是很重要的，要保證一定的時(shí)間、一定的溫度和足夠的氧化氣氛，才能避免缺陷產(chǎn)生 。 石英晶型轉(zhuǎn)化階 段（ 500～ 600℃ ） 石英晶型轉(zhuǎn)化，由 β－ SiO2體積膨脹 %，如果控制不當(dāng)，這是一個(gè)危險(xiǎn)階段 .但這個(gè)反應(yīng)本來是很快的，只要幾分鐘就可以完成 .目前生產(chǎn)中出現(xiàn)石英晶型轉(zhuǎn)化而使制品開裂的現(xiàn)象，原因是窯內(nèi)溫度不均勻而引起 .掌握這一階段的關(guān)鍵是窯內(nèi)溫度均勻，使整個(gè)制品能均勻膨脹，即使快也是安全的 。2SiO2 排除結(jié)構(gòu)水階段（ 200～ 500℃ ） 結(jié)構(gòu)水指粘土礦物中的結(jié)晶水和層間水 。 升溫速度主要取決于原料的純度和坯體的厚度，并受氣流速度和氣氛的影響 。 ① 加熱蒸發(fā)期（室溫～ 200℃ ） 在預(yù)熱帶室溫～ 200℃ 階段排除殘余水分 .在此階段如果制品入窯水分過高，則不宜升溫過快，以免引起制品不均勻收縮，產(chǎn)生變形和開裂 .若制品入窯水分控制在臨界水分（約 1%