【正文】 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)10 制定燒成制度 【1】 溫度曲線(xiàn)的四大特性指標(biāo)是燒成各階段的升溫速度、最高燒成溫度、保溫時(shí)間以及冷卻速度。②氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化期（200～950℃ 或 1050℃）在該期內(nèi)坯體無(wú)收縮現(xiàn)象發(fā)生，氣孔率不斷增加，強(qiáng)度略有增加，因此汽水與氧化產(chǎn)物可以自由地散逸。一般，本階段可以采取快速升溫。其中高嶺土 AL2O32H2O 中結(jié)晶水的分解屬于一級(jí)化學(xué)反應(yīng)，溫度每升高 100℃，其分解速度就可以加快一倍，分解速度很快，制品不至開(kāi)裂，所以這一階段屬于安全升溫階段。③氧化階段（600～1050 ℃）從窯爐結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，自 900℃左右的氧化爐起就已進(jìn)入燒成帶。④?；纱善冢?50 或 1050～1180℃ ）在該期內(nèi)坯體瓷化，釉層玻化，使之高溫反應(yīng)趨于均一是本階段的關(guān)鍵。⑤保溫階段（1180℃ ）因?yàn)槭强焖贌?，煙氣的溫度與制品溫度的溫差較大，所以保溫時(shí)間不易太長(zhǎng)。⑥急冷階段（1180～700 ℃）的玻璃相還處于塑性狀態(tài)，急冷所引起的熱應(yīng)力大部分被液相的塑性和流動(dòng)性所補(bǔ)償，否則還是會(huì)開(kāi)裂的。低于轉(zhuǎn)化溫度，液相開(kāi)始凝固，殘余石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化，必須放慢冷卻速度，力求制品截面溫度的均勻分布，盡可能消除或減少熱應(yīng)力。從上述各階段的分析可以看出，只要窯內(nèi)溫度均勻，還要考慮窯的結(jié)構(gòu)，究竟升溫和降溫速度多少才能使窯內(nèi)溫度均勻，以保證整個(gè)截面上的制品燒熟，要綜合上述原則進(jìn)行制定。C 時(shí)間 /min 升溫速率/176。min175。 長(zhǎng)度比例/% 節(jié)數(shù)20200 5 36 （16）6節(jié)200500 4 75 （711）5節(jié)500600 3 （1215）4節(jié)預(yù)熱帶6001050 10 45 （1624）9節(jié)燒成帶 10501180 6 （2531）7節(jié)保溫帶 11801180 2 0 （3233）2節(jié)1180700 5 96 （3438）5節(jié)700400 10 30 （3945）7節(jié)冷卻帶40080 5 64 （4652）7節(jié)累 計(jì) 50 52景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)12 燒成曲線(xiàn)確定　燒成曲線(xiàn) 氣氛制度保持全窯氧化氣氛。則：坯體尺寸=產(chǎn)品尺寸/(110%)=300/(110%)=333 mm。則：窯爐內(nèi)寬為B=3336+1502= 2298 mm 。 窯長(zhǎng)的確定 【2】 窯容量窯容量= [年產(chǎn)量(m 2/a)燒成周期(h)]/[年工作日24合格率(%)] = [6100330（50/60）]/（3302497%）=218（㎡/每窯)裝窯密度 = 每米排數(shù) 每排片數(shù) 每片磚面積（m178。則：窯體設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 L=52=。 ）那么窯爐的實(shí)際長(zhǎng)度為：L=109200+2300+3600=115100。為便于熱量的傳遞，又因600176。C以前內(nèi)通道尺寸要盡可能小，從而提高煙氣流速，增強(qiáng)傳熱。C 300mm 600176。C 300mm 600176。C 600mm 600176。 排煙系統(tǒng) 【2】 明焰輥道窯的燃燒火焰直接進(jìn)入窯道內(nèi)的輥道上下空間，對(duì)制品直接進(jìn)行加熱。本設(shè)計(jì)在窯的第1節(jié)頂部、底部各設(shè)置2個(gè)排煙口，距窯頭6m、8m窯頂及窯底各設(shè)置2個(gè)排煙口（共18個(gè)排煙口）。在3節(jié)窯頂設(shè)置放排煙機(jī)風(fēng)機(jī)的平臺(tái)排煙機(jī)，共有四臺(tái)，兩臺(tái)同時(shí)工作排煙，另兩臺(tái)為備用。還考慮到離窯煙氣溫度較高，因而，在排煙支管與總管匯合處安裝一調(diào)風(fēng)閘板，打開(kāi)它可以從其端口放入車(chē)間冷空氣與熱煙氣摻和，從而降低進(jìn)入排煙風(fēng)機(jī)的煙氣溫度。 預(yù)熱帶噴風(fēng)系統(tǒng) 【2】明焰輥道窯多采用完全的集中排煙方式，無(wú)疑大大提高了熱利用率。 燃燒系統(tǒng)根據(jù)氣燒輥道窯的特點(diǎn)，在窯體預(yù)熱帶（第1224節(jié)）每節(jié)輥下各排布1對(duì)燒嘴，互相錯(cuò)開(kāi)排列；在窯體燒成帶（第 2531節(jié)）輥上、下燒嘴相互錯(cuò)開(kāi)排列，每節(jié)2對(duì)；燒成保溫段（3233節(jié)）輥上、下燒嘴相對(duì)排列，每節(jié)4對(duì)，全窯景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)16共70支燒嘴。　全窯燒嘴布置位置 預(yù)熱帶（12—24）節(jié) 燒成帶（25—31）節(jié) 燒成帶（32—33）節(jié)燒嘴布置 每節(jié)1對(duì)燒嘴 每節(jié)2對(duì)燒嘴 每節(jié)4對(duì)燒嘴燒嘴總數(shù) 26個(gè) 28個(gè) 16總共 70從煤氣站送過(guò)來(lái)的煤氣，由總管路送到車(chē)間，然后經(jīng)過(guò)濾器、壓力表、自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥和氣動(dòng)安全閥，由自動(dòng)調(diào)壓器把總管煤氣壓力降到窯爐適用的壓力10 －10 ，經(jīng)穩(wěn)壓后壓力穩(wěn)定在 10 。 冷卻系統(tǒng) 【2】本設(shè)計(jì)中，冷卻系統(tǒng)具體分為：急冷段、卻出窯是整個(gè)過(guò)程最后一個(gè)環(huán)節(jié)，從熱交換的角度來(lái)看，冷卻實(shí)質(zhì)上是個(gè)余熱回收系統(tǒng)，它利用制品在冷卻過(guò)程中所釋放出的熱量來(lái)加熱空氣，余熱風(fēng)可供干燥或助燃風(fēng)用，達(dá)到節(jié)能的目的。在急冷段（5節(jié)，第3438節(jié)），輥上輥下都設(shè)置了耐熱急冷管，直徑為D=100mm ，每節(jié)6對(duì)，上下相對(duì)分布（急冷的前半節(jié)不設(shè)置急冷風(fēng)管），共54根急冷管。溫度700～400℃，是制品產(chǎn)生收縮容易開(kāi)裂的危險(xiǎn)區(qū)，本設(shè)計(jì)采用窯頂抽風(fēng)方式，在4045節(jié)（6節(jié)）每節(jié)窯頂窯底各設(shè)置2支抽惹風(fēng)管。從緩冷段抽出的熱風(fēng)可供干燥和作助燃風(fēng)用，更好地利用余熱，減少損耗。由于制品溫度較低，使傳熱動(dòng)力溫差小，即使允許快冷也不易于達(dá)到。在快冷一區(qū)第（4649節(jié)）窯爐每節(jié)設(shè)置2對(duì)，共16根直徑D=150mm的快冷風(fēng)管，同時(shí)在該段的46節(jié)上方設(shè)有一工作平臺(tái)，其上布置兩臺(tái)快冷風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用） 。向窯內(nèi)吹入冷空氣。 選輥?zhàn)訒r(shí)，必須要求輥?zhàn)泳哂幸欢ǖ膭偠?、?qiáng)度、耐磨度等，此時(shí)尺寸要規(guī)范，成本不能太高，故依據(jù)窯體各段溫度差選用不同的輥?zhàn)樱涸诘蜏囟危?0~200℃）選用的無(wú)縫鋼管輥?zhàn)?；在中溫段?00~600℃和 400~80℃）選用的耐熱不銹鋼管；在高溫段（600~1200℃ 和 1200~700℃）選用的莫來(lái)石—?jiǎng)傆褓|(zhì)陶瓷輥棒；在（700~400 ℃） 40mm 的輥棒。每節(jié)窯為2100/70=30 根，即每節(jié) 30根輥棒，52節(jié)共5230=1560根。螺旋斜齒輪強(qiáng)制傳動(dòng)方式 .每三個(gè)窯段為一傳動(dòng)組，每組由一臺(tái)擺線(xiàn)針輪減速電機(jī)帶動(dòng)，作人員可以將全窯調(diào)成一個(gè)速度，也可由每個(gè)變頻器調(diào)成不同速度。為了便于處理事故，兩側(cè)墻事故處理一般采用交錯(cuò)布置形式，為了能清除窯內(nèi)任何位置上的事故而不造成“死角” ，兩相鄰事故處理孔間距不應(yīng)大于事故處理孔對(duì)角線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與對(duì)側(cè)內(nèi)壁交點(diǎn)連線(xiàn)。為了方便處理斷輥、卡磚、起摞等事故，在窯側(cè)每隔一定距離設(shè)置事故處理孔，一般設(shè)置在輥下，在窯兩側(cè)交錯(cuò)分布，為了能清除窯內(nèi)側(cè)任何位置的事故，兩事故處理孔之間距離應(yīng)不大于事故孔對(duì)角線(xiàn)與對(duì)側(cè)內(nèi)壁交點(diǎn)的連線(xiàn)。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。 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。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。在燒成帶（2533 節(jié)）用 S 型熱電偶，其他均用 K 偶 18 支，K 偶 42支。這樣，在燒成曲線(xiàn)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)。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)20察孔，全窯共設(shè)置 70 個(gè)，取直徑 d=50mm 。 擋墻與擋板 【3】由于輥道窯屬中空窯，工作通道空間大，氣流阻力小，難以調(diào)節(jié)窯內(nèi)壓力，通常在輥道窯工作通道的某些部位，輥下筑擋墻，輥上插擋板，縮小該外工作通道面積，以增加氣流阻力，便于壓力與溫度制度的調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)在燒成帶第 25 節(jié)前和急冷帶第 34 節(jié)前，各設(shè)置擋墻、度為 6 節(jié)、11 節(jié)、15 節(jié)、38 節(jié)、45 節(jié)末端設(shè)置擋墻，不設(shè)置上擋 ，標(biāo)磚沿寬度方向 等邊三角形切掉，用于砌筑擋火墻。 測(cè)壓孔本設(shè)計(jì)不另設(shè)測(cè)壓孔，以觀察孔代替測(cè)壓孔。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)21 鋼架結(jié)構(gòu) 【3】輥道窯鋼架結(jié)構(gòu)起著加固窯體作用，計(jì)采用金屬框架裝配式鋼架結(jié)構(gòu)，立柱、上下側(cè)梁、下橫梁、底側(cè)梁等均采用60mm60mm4mm ，每側(cè)共有立柱 3根，兩段的立柱上揩油供 M8 螺栓節(jié)間聯(lián)接的 4 個(gè)小孔 .下橫梁每節(jié)共 3 根，焊在底側(cè)梁上，下橫梁上焊有 5050 的等邊角鋼作底架，下側(cè)板可用 2～3mm 鋼板沖壓制成，吊頂梁采用 50324 可調(diào)節(jié)的方式?？捎山?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)低發(fā)熱量 Q 取 6000KJ/kg ，由于燃燒采用的是含氧 30%的富氧空氣，則：Va0=21/30 Q，ar 6000。 燃料產(chǎn)生煙氣量 理論煙氣量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 【4】Vg0=Q/1000+1=6000/1000+1= m3/m3 煤氣。+(α1)Va0= +()= m3/m3 煤氣。 實(shí)際燃燒溫度 tp取溫度系數(shù)為 得 tp=tmη=1720=1376 oC實(shí)際燒成最高溫度比產(chǎn)品燒成溫度 1180 高 196oC，說(shuō)明可以充分燒成此產(chǎn)品，還可實(shí)現(xiàn)快速燒成。 窯體材料厚度的確定原則（1）為了砌筑方便和外形整齊，窯墻厚度變化必要太多。（3）厚度應(yīng)保證強(qiáng)度和耐火度。 窯墻、窯頂、窯底各層厚度計(jì)算圖 窯體厚度確定原則示意圖 計(jì)算依據(jù)選擇材料校核計(jì)算，首先確定所用的材料是否符合允許的最高溫度。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)25陶瓷窯爐的散熱包括以下三個(gè)傳熱過(guò)程：1）高溫流體與平壁內(nèi)表面之間的對(duì)流傳熱和輻射傳熱；2)平壁內(nèi)部的導(dǎo)熱；3)平壁外表面與低溫流體之間的對(duì)流傳熱和輻射傳熱。因此，在實(shí)際的窯爐的計(jì)算中，例如窯爐壁散熱損失計(jì)算中，通常采用下列公式進(jìn)行計(jì)算：對(duì)流輻射換熱系數(shù)計(jì)算公式：α=Aw(t3ta)+ [t34/100ta4/100]/(t3ta) 窯墻計(jì)算中 Aw 取 ，窯頂計(jì)算中 Aw 取 ，窯底計(jì)算中 Aw 取 。設(shè)計(jì)方案：參照嘉德力窯爐公司的窯爐選材進(jìn)行設(shè)計(jì)，從窯墻內(nèi)側(cè)向外依次取定窯墻分層數(shù)代號(hào)分別為 M、T、S S S S S 5 ………M 用莫來(lái)石 JM26 磚，厚度 δ1 為 114mm，1200℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為 λ1=，T 用莫來(lái)石 JM23 磚，厚度 δ2 為 114mm，1200℃ 時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為 λ2=，T 用莫來(lái)石 JM23 磚，厚度 δ3 為 65mm，1200℃ 時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為 λ3=S1 用含鋯棉毯，厚度 δ4 為 20mm，導(dǎo)熱系數(shù) λ4=，S2 用背襯板，厚度 δ5 為 25mm，導(dǎo)熱系數(shù) λ5=，S3 用背襯板，厚度 δ6 為 25mm，導(dǎo)熱系數(shù) λ6=，S4 用普通棉毯，厚度 δ7 為 50mm，導(dǎo)熱系數(shù) λ7=，S5 普通棉板，厚度 δ8 未知，熱導(dǎo)率為 λ8 未知.現(xiàn)在求取普通棉板厚度 δ7，已知：產(chǎn)品最高燒成溫度為 1180176。C，最外層用 2mm 鋼板做窯墻。C，環(huán)境溫度區(qū) ta=20176。據(jù)對(duì)流輻射換熱系數(shù)計(jì)算公式有：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2022 屆熱能與動(dòng)力工程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日產(chǎn) 6100M2 發(fā)生爐煤氣富氧燃燒輥道窯設(shè)計(jì)26 α=*（tta） +*[（t/100） 4（ta/100 ） 4]/（tta） =14 W/m2*c 則最大熱流量為：q=α*（tta）=14*(8020)=840 W/m 2據(jù)導(dǎo)熱公式有：q=（t1t8）/（δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3+δ4/λ4+δ5/λ5+δ6/λ6+δ7/λ7+） 求解可得：t8=172176。同理可以確定校核窯的其他各帶的窯體材料，確定為下：表 　全窯窯體材料選擇 【5】預(yù)熱一區(qū)（16 節(jié)）頂部/R 側(cè)墻/S 底部/B層號(hào)材料 厚度 材料 厚度 材料 厚度1 巖棉板 50 巖棉板 50 漂珠粘土鋪底磚 67總厚度 mm 50 50 67材料性能名稱(chēng) 規(guī)格 材質(zhì) 熱導(dǎo)率 備注巖棉板 1100*600*50 ??+ 溫度范圍 50～300 漂珠粘土鋪底磚250*230*65 熱導(dǎo)率 ℃平 均 503??t預(yù)熱二區(qū)（715 節(jié)）頂部/R 側(cè)墻/S 底部/B層號(hào)材料 厚度 材料 厚度 材料 厚度1 高鋁聚輕球 220 漂珠粘土磚 115 漂珠粘土鋪底磚 672 普通硅酸鋁纖維毯 25 巖棉板 50 漂珠粘土磚 67總厚度 mm 245 165 134材料性能名稱(chēng) 規(guī)格 材質(zhì) 熱導(dǎo)率 備注巖棉板 1100*600*50 ??+ 溫度范圍 50～300 漂珠粘土鋪底磚250*230*65 熱導(dǎo)率 ℃平 均 503??t 漂珠粘土