【正文】 ：天然氣， Q,ar=36000KJ/M3 坯體入窯水分： % 燒成周期 :160 h 氣氛制度：全窯氧化氣氛 窯型選擇：、窯車式、明焰燒成隧道窯 基本要求（含成果要求）： 窯爐結(jié)構(gòu)和工作系統(tǒng)合理，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，獨(dú)立完成，大膽創(chuàng)新 圖紙清晰干凈，規(guī)范齊全 圖紙包括：工藝基礎(chǔ)圖、窯體砌筑總圖、主要結(jié)構(gòu)的剖面圖、管路總圖、鋼架結(jié)構(gòu)圖、異型磚圖等。 符合計(jì)算機(jī)繪圖，外文應(yīng)用等畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 3 3 燒成制度的確定 磨具 熱工過程 簡(jiǎn)介 升溫階段 低溫階段（室溫 —— 300℃ ） 排除自由水和吸附水，該階段為純物理變化，坯體強(qiáng)度很低； 分解氧化階段（ 300℃ —— 850℃） 粘土類礦物排除結(jié)晶水；粘結(jié)劑的碳化及燃 盡 ；粘土中硫化物、碳素及有機(jī)物的氧化及碳酸鹽的分解； 5730℃時(shí)，石英的晶型轉(zhuǎn)變，坯體體積膨脹 %；水玻璃、硼玻璃的熔融； 高溫階段 （ 850℃ —— 最高燒成溫度） 此 高溫階段 為磨具的燒結(jié)階段，磨具坯體逐漸達(dá)到燒結(jié)，形成 一個(gè)致密體，即磨具的組織結(jié)構(gòu)， 發(fā)生 的化學(xué)反應(yīng) 有 ： 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； ② 坯體中的鐵化合物進(jìn)行分解和還原； ③ 粘土礦物分解出無定形 Al2O3 和 SiO2 ，在 950℃ 左右時(shí)開始轉(zhuǎn)變?yōu)棣? Al2O3，1100℃以上時(shí)生成莫來石。 保溫階段 在 最高 燒成溫度下，進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，使窯內(nèi)的各個(gè)部位及磨具內(nèi)外的溫度趨于一致。 冷卻階段 急冷階段（保溫結(jié)束 —— 800℃） 陶瓷結(jié)合劑一般在 800℃左右由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，此階段急冷，可以縮短燒成周期，并使結(jié)合劑成為玻璃相微觀結(jié)構(gòu)，提高磨具的機(jī)械強(qiáng)度。 低溫冷卻階段 （ 450℃ —— 出窯） 冷卻速度可適當(dāng)加快，仍需控制速度及均勻的溫度場(chǎng)。 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 5 4 窯體主要尺寸的確定 斷面及 裝車圖 本窯內(nèi)寬 1500mm,窯內(nèi)寬 :1500mm，窯車規(guī)格 :1400 mm *1600mm，裝載斷面： 1300 mm（ W） *950mm（ H），火道高度 H=200mm,分三層裝載， 斷面及 裝載尺寸如下（圖 41）。 窯內(nèi)高 隨窯長(zhǎng)方向會(huì)有所變化，詳見砌筑總圖。 窯長(zhǎng)及各 段 長(zhǎng)度 根據(jù)公式： 窯長(zhǎng) L= 日 產(chǎn) 量 （ 噸 / 天 ） * 燒 成 時(shí) 間 （ 小 時(shí) ）24 小 時(shí) * 成 品 率 * 裝 窯 密 度 （ 噸 / 米 窯 長(zhǎng) ） 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 6 日產(chǎn)量： 14 噸 /天 燒成周期：按 160h 計(jì)算 成品率： ≧ 98％，按 98％計(jì)算 裝窯密度：取某廠燒成車間經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 噸 /米窯長(zhǎng) 代入公式，求得： L= 14*16024**= 米 取 L=86 米，即有效窯長(zhǎng) 。 推車速度： V=86160 =,即 54cm/h 。 每小時(shí)推車數(shù)： n= = 車 /h 。 窯體 以 2 米為一個(gè)模 數(shù)單元節(jié)，全窯 86 米，共有 43節(jié)。砌筑部分，均采用輕質(zhì)耐火隔熱材料。 鋼架 每一鋼架長(zhǎng)度為 2 米 ，含鋼架膨脹縫。鋼架主要由輕質(zhì)方鋼管、等邊角鋼等構(gòu)成，采用焊接工藝，并在焊接處 除去焊渣、焊珠，并 打磨光滑。每?jī)晒?jié)鋼架之間在上、中、下部位各用一個(gè)膨脹螺絲連接。 在鋼架坐椅上鋪（采用焊接工藝）一層厚度為 2—— 3mm 的鋼板，窯墻直接砌筑在此鋼板上。 窯墻 窯墻采用輕質(zhì)耐火隔熱材料。 窯墻砌筑在鋼結(jié)構(gòu)上。窯墻最外面用 10mm 厚的碳酸鈣板，在燒成帶的高溫部分的內(nèi)襯貼一層厚度為 50mm 的多晶棉塊。預(yù)熱帶、冷卻帶和部分燒成帶采用平頂，燒成帶高溫段采用拱頂結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在燒成帶末、急冷段前沿拱頂面用工字磚砌筑上部擋墻結(jié)構(gòu)，其形狀為彎月。 拱頂用拱腳磚和楔形磚砌筑而成。拱頂產(chǎn)熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 8 生一個(gè)橫推力，這個(gè)橫 推力通過拱腳梁傳遞給鋼架。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)拱，并取拱心角α =60176。 圖 51 拱頂示意圖 吊頂是由吊頂板或吊頂磚和角鋼或細(xì)鋼筋等組成的。吊頂板或吊頂磚與角鋼或細(xì)鋼筋緊固。 在預(yù)熱帶和冷卻帶的窯頂上，鋪一層保溫棉，在燒成帶的窯頂上，鋪兩層耐火棉。同時(shí)，窯體熱容對(duì)窯溫的自動(dòng)控制也有好處，可以明顯減輕溫度滯后現(xiàn)象。即使發(fā)生窯內(nèi)卡車或者其他事故，也可停窯，能夠快速冷卻下來，再進(jìn)行處理，對(duì)生產(chǎn)影響不大。 這樣既 簡(jiǎn)化了窯爐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，減少了施工量和難度，又降低了成本 ，窯體保溫也得到明顯改善。用耐火磚和耐火纖維封 嚴(yán)。 曲封 、 砂封 和 車封 窯墻與窯車 之間、窯車與窯車之間 做成曲折封閉。窯車之間要承受推力，所以在窯車接頭的槽鋼內(nèi)填充散棉，以防止上下漏氣。砂封槽用厚度 3mm 左右的鋼板制作而成，且留有膨脹縫。 曲封砂封示意圖 5— 1 曲封 車 封示意圖 5— 2 窯爐基礎(chǔ) 窯爐基礎(chǔ)、拖車道基礎(chǔ)、 回車線基礎(chǔ)用毛石、混凝土或鋼筋混凝土、三七灰土三層夯實(shí)。燃?xì)饨?jīng)主管、支管送至燒嘴。兩側(cè)垂直和水平交錯(cuò)排列，這樣有利于均勻窯溫和調(diào)節(jié)燒成曲線。 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 10 燒嘴磚直接砌筑在窯墻上，采用 磷酸鹽材質(zhì) 。燒成帶前部的 部分燒嘴和上部燒嘴可能不開，為調(diào)節(jié)燒成曲線，增加產(chǎn)量留設(shè)備用。由于風(fēng)源同助燃風(fēng)，即冷卻帶抽出的熱風(fēng)，可以起到預(yù)熱制品的作用。風(fēng)源同助燃風(fēng)。 排煙系統(tǒng) 28 車位每車位近車臺(tái)面處布置一對(duì)排煙口， 共 8 對(duì)。 垂直 支 煙道由耐火磚直接在窯墻體中砌筑而成。 垂直支煙道匯集至窯頂上方的水平主煙道。煙氣經(jīng)排煙口、垂直支煙道、水平主煙道、排煙風(fēng)機(jī)、煙囪，最終排往大氣。 排煙 風(fēng)機(jī)設(shè)有 兩臺(tái)，一開一備。 助燃風(fēng)系統(tǒng) 助燃風(fēng)風(fēng)源為冷卻帶抽出的熱風(fēng) ，這樣可以有效降低產(chǎn)品能耗。助燃風(fēng)從助燃風(fēng)機(jī)出來，經(jīng)水平主管道、垂直管道送至燒嘴。助燃風(fēng)機(jī)設(shè)有兩臺(tái)，一開一備。在 11—— 20 節(jié)， 由車下風(fēng)風(fēng)機(jī)抽冷空 氣直接送至窯下，熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 11 每隔 3m 一個(gè)車下風(fēng)分管。在緊接著的第 21 節(jié)的窯墻上，在上下部各設(shè)置 6 對(duì)急冷風(fēng)管。 抽余熱系統(tǒng) 第 2 2 2 2 2 3 3 35— 39 節(jié) ，近車臺(tái)面處，在 下部 各 設(shè)置 一對(duì) 抽余熱風(fēng)口 ； 3 34 節(jié) ，在上部各設(shè)置一對(duì)抽余熱風(fēng)口， 4 42 節(jié)，在窯頂上各設(shè)置一個(gè)抽熱風(fēng)罩。 水平主管道一端接助燃風(fēng)，另一端接余熱風(fēng)機(jī)。因此，前部分余熱被抽走用 接助燃風(fēng)機(jī)， 作助燃風(fēng)以及氣幕、攪拌風(fēng) ；中間 部分抽走的熱風(fēng) 接余熱風(fēng)機(jī)， 則用于干燥窯（房）的干燥熱風(fēng) ；后部分抽走的熱風(fēng)接冷卻風(fēng)機(jī)，用于窯尾部分的冷卻。 冷卻風(fēng)管接水平冷卻風(fēng)主管，水平主管接冷卻風(fēng)機(jī)。窯車是制品運(yùn)輸?shù)妮d體。 在窯頭和窯尾各有一手動(dòng)拖車道，每拖車道上有一輛拖車。拖車軌道和窯內(nèi)軌道和回車線軌道相連接，并在同一水平面上。 窯頭裝有油壓頂車機(jī)。頂車速度可調(diào)。 在自動(dòng)回車線上設(shè)置有一個(gè)窯車 下檢查坑道，深約 米，其長(zhǎng)寬尺寸同窯車大小，用來 檢修 運(yùn)行不良的窯車。檢查門用多塊薄鋼板制作而成，用螺絲聯(lián)結(jié)，可以調(diào)整其高度和寬度。該系統(tǒng)主要包括動(dòng)力控制、熱工控制、報(bào)警裝置及安全保護(hù)系統(tǒng)。只要按一下某風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕，與該風(fēng)機(jī)配套的接觸器銜鐵便接通風(fēng)機(jī)電源。本窯設(shè)有安全運(yùn)行保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)以下故障時(shí)，要立即關(guān)閉天然氣主管上手動(dòng)閥門，從而關(guān)閉天然氣 。控制柜上設(shè)置有報(bào)警顯示儀：當(dāng)監(jiān)視的任一部件出現(xiàn)故障時(shí)，即出現(xiàn)聲光報(bào)警，以便操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和 處理故障?，F(xiàn)就一個(gè)單元簡(jiǎn)述一下溫度調(diào)節(jié)的過程 : 每個(gè)溫度調(diào)節(jié)單元主要有溫控 調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、執(zhí)行器帶動(dòng)的蝶閥、燒咀和熱電偶幾個(gè)主要部分組成。如果實(shí)測(cè)溫度高于設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)過程與此類似，只是電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)蝶閥向開度小的方向熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 13 變化，以減少燒咀噴出的天然氣量，使窯溫下降。 所有閘板和 閥門都標(biāo)記有刻度線，方便調(diào)節(jié)。 窯墻材料和厚度的確定 窯墻材料和厚度見 下 表（表 6— 1） 。 表 6— 2 窯頂 材料和厚度表 溫度段 (表溫 ℃ ) 該段 長(zhǎng)度 (m) 重質(zhì)粘土板 (mm) 硅酸鋁 棉 (mm) 聚輕高鋁吊頂磚 (mm) JM26莫來石拱磚(mm) 多晶貼棉塊 (mm) JM28莫來石拱磚(mm) JM28莫來石吊頂磚(mm) 高鋁針刺毯 (mm) 20— 450 8 20 100 450— 600 4 100 250 600— 900 12 150 250 900— 1170 14 150 50 250 20 1170— 1260 4 150 320 20 1260— 1190 10 150 250 1190— 900 6 100 250 900— 800 10 50 250 800— 450 6 20 100 450— 80 12 20 100 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 16 7 燃料燃燒計(jì)算 助燃空氣量計(jì)算 所用燃料為天然氣，低位發(fā)熱量： Q,ar=36000KJ/m3。 助燃風(fēng)平均溫度 ta=200℃ ，查表， ca= kJ/()。 熱能工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 86 米天然氣 砂輪隧道窯 設(shè)計(jì) 18 8 物料平衡計(jì)算 每車產(chǎn)品質(zhì)量 ： （ 噸 /米窯長(zhǎng)） *（ 米 /車） = 噸 /車 =1780 kg/車 。 坯體入窯水分為 %，