年产780万件汤盘的天然气隧道窑窑炉课程设计说明书(编辑修改稿)

年产780万件汤盘的天然气隧道窑窑炉课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

时间。 燃烧系统 第 23 节到 42 节为烧成带，第 2 24 节与预热带一样，仅在下部设置 3 只烧嘴，而从第 25 节开始，每节上下均匀布有高速烧嘴，上部设置 2 只，下部设置 3 只，上下与两侧墙均呈交替布置，这样有利于烧成带温度制度的调节。 冷却 系统 冷却带按照烧成工艺分成三段： ① 第 43~49 节为急冷段。 该段采用喷入急冷风直接冷却方式，除急冷首节（第 43 节）只在后半节设冷风喷口（尺寸  67） （上设 4 个，下设 3 个）外，其余每节上部设 5 对冷风喷管，下部设 4 对冷风喷管，上下喷管交错设置。 ② 第 50~58 节为缓冷段。 第 51~58 节的侧墙设置两段间冷壁，每 两节作一段，顶部设有不锈钢间冷风箱，间冷壁及冷风箱均设有调节闸板，可根据需要调节抽热风量。 ③ 第 59~68 节为快冷段。 为加强出窑前的快速冷却，在该段第 60~66 节布置冷风喷管，直接鼓入冷风，每节 6 对 —— 上部 3 对、下部 3 对，交错排布 . 传动系统 隧道窑对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀系数小而均匀，高温抗氧化性能好，荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强。 8 辊子的选择 常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。 为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。 本设计在选用如下： 中温段（ 40℃～ 400℃和 400℃～ 80℃） 耐热不锈钢管φ 40*3000（ mm） 高温段（ 400～ 1180℃和 1180～ 400℃） 碳化硅辊棒φ 40*3000（ mm） 辊子直径与长度的确定 辊距即相邻两根辊子的中心距，确定辊距主要依据是制品长度、辊子直径以及制品在辊道上移动的平稳性，一般用下面经验公式 H=(1/31/5)•l 式中： H 为辊距，㎜； l 为制品长度，㎜。 因 l＝ 400 ㎜，故可得 H 的范围在： H=(1/31/5)•l～ 133 ㎜，考虑到每节长 20xx ㎜，辊距定 为 100 ㎜。 传动方案 ① 传动机构采用齿轮传动，并采用分段传动，分别带动的方式，全窑分为 22 段，每段由一台电动机驱动，采用变频调速。 ② 传动过程：电机 减速器 主动链轮 滚子链 从动链轮 联轴节 传动轴 主动齿轮从动齿轮 辊棒传动轴 辊子。 窑体附属结构 窑体由窑墙主体、窑顶和钢架组成窑体材料由外部钢架结构（包括窑体加固系统和外观装饰墙板）和内部耐火隔热材料衬体组成。 砌筑部分，均采用轻质耐火隔热材料。 窑墙、窑顶和窑车衬体围成的空间形成窑炉隧道，制品在其中完成烧成过程。 事故处理孔 ① 事故处理孔一般设在辊下 ,且事故处理孔底面与窑底面平齐，以便于清除 出落在窑底上的砖坯碎片，事故处理孔大小尺寸通常宽 240～ 450 ㎜，取 300 ㎜，高 65～ 135 ㎜，取 120 ㎜。 两侧墙事故处理孔一般均采取交错布置的形式。 为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”，两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线与对侧内壁交点连线。 ② 两事故处理孔中心间距 L 应小于或等于 2b(1+B/δ )，其中ｂ为其宽， B 为窑内宽，δ为窑墙厚。 本设计中， b= m， B=3 m，δ = m，则有： 9 L 2b(1+B/δ )= ③ 又因每节长 2 m，故每节设置一个事故处理孔，相邻两节的事故处理孔对侧交错设置。 对于事故处理孔在不处理事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞。 密封时为了防止热气体外溢，冷风漏入等对烧成制度产生影响。 测温测压孔及观察孔 ① 温 度控制 : 为了严密监视及控制窑内温度和压力制度，及时调节烧嘴的开度，一般 在窑道顶及侧墙留设测温孔安装热电偶。 本设计中分别布置于 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 31 标准节窑顶中部各设置一处测温孔 ,共 16 支。 因 此在烧成曲线的关键点，如窑头、氧化末段、晶型转化点、成瓷段、急冷结束等都有留设。 ② 压力控制主要靠调节烟气、空气等流量来实现。 布置压力计于 1 1 1 1 2 2 2 30车位中部 ,共 20支。 为方便画图，图纸中没有表示出。 膨胀缝 窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免砌体的开裂或挤坏。 本设计窑体采用装配式，在每节窑体中部留设 1 处宽度为 10mm 的膨胀缝，内填矿渣棉，各层砖的膨胀缝要错缝留设。 挡墙 由于隧道窑属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调解窑内压力制度及温度制度，因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下砌筑挡墙，辊上插入挡板，缩小该处工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度 制度的调节。 挡板负责对窑内上半窑道的控制 ,采用耐硬质高温陶瓷纤维板制成 ,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。 挡火墙负责对窑内下半窑道的控制 ,采用耐火砖砌筑 ,高低位置相对固定。 窑道挡板和挡火墙设置在同一横截面上。 通常为防止预热带、冷却带冷气流进入高温区，在烧成带工作通道两端必须设有挡墙结构。 烧成带与冷却带交界处的上下挡墙起分隔两带的作用。 所以在 1 2 23 节处各设置一挡板、挡墙。 窑体加固钢架结构形式 辊道窑钢架起着加固窑体的作用，而钢架本身又是传动系统的本身。 由于方形钢管造型美观，抗弯强度较大 等优点，现代辊道窑的钢架外框越来越多的采用冷拔无缝方形钢管做外框。 每一钢架长度为 2 米，含钢架膨胀缝。 全窑共 68 个钢架结构，其高度、宽度随窑长方向会有所改变。 钢架主要由轻质方钢管、等边角钢等构成，采用焊接工艺，并在焊接处除去焊渣、焊珠，并打磨光滑。 窑墙直接砌筑在钢板上，钢架承担着窑墙和窑顶及附属设备的全部重量。 10 6 燃料燃烧计算 空气量 理论空气量： 本设计燃料采用天然气，其成分组成如下表所示 : 天然气 CO H2 CH4 C2H4 H2S CO2 N2 O2 Q(MJ/Nm3) 0 在已知燃料组成的情况下，可根据《燃烧学》中相关的燃烧反应式列表计算的方法，较为精确地求出燃料燃烧所需的空气量、生产烟气量及烟气组成。 1m3天然气燃烧的理论空气需要量 L0为： 2 3 30 2 2 21 1 3L = 4 . 7 6 C ( ) 1 0 ( / )2 2 4 2nmmO H n C H H S O m m     ，将数值代入公式得 L0=取空气过剩系数为α =，则实际需要空气量为： aL =α 0L = =( 33/mm) 烟气量 烟气量根据《燃烧学》知识用公式计算得，理论燃烧产物生产量 V0为： 0 2 m 2 2 2 2 2 01( ) H 2 + N + H 0 . 7 92 1 0 0nmV C O H n C H S C O H O L         将数值代入公式得 V0=( 33/mm),实际燃烧产物生产量 Vn为： 2 m 2 2 2 2 2 01 2 1( ) H 2 + N + H ( ) 0 . 0 0 1 2 42 1 0 0 1 0 0n n nmV C O H n C H S C O H O n L g L           将数值代入公式得 Vg=( 33/mm) 燃烧温度 理论燃烧温度计算公式：ggaaarrdth cV LtctcQt  式中 cr、 ca、 cg— 燃料、空气及烟气的比热容， ℃）3/( NmkJ ； La — 一 定空气消耗系数 ( )下的单位燃料空气消耗量， 33 /NmNm ， aL = L0 ； Vg — 一定空气消耗系数下单位燃料燃烧生成的烟气量， 33 /NmNm ； 11 tr 、 ta — 燃料及空气的预热温度，℃。 取室温 20℃，此时空气比热为 ℃）3/( NmkJ ； 液化石油气比热为 ℃）3/( NmkJ ； (工业炉手册附表 c40) 查表（燃料及燃烧表 52）并初设烟气温度为 1800℃，此时烟气比热为： cg= ℃）3/( NmkJ。 代入上述公式得到： 1 1 0 0 0 0 2 0 3 . 9 1 1 . 3 2 0 2 6 . 4 7 22 8 . 1 7 9 1 . 8tht     ℃ （ ） /2100=%5%,所设温度合 适。 取高温系数为 ，则实际温度为： t= 2100=1680℃，比最高温度 1320℃高出 360℃， 符合烧成需求，认为合理。 7 窑体材料及厚度的确定 窑体材料及厚度的确定原则：一是要考虑该处窑内温度对窑体的要求，即所选用的材料长期使用温度必须大于其所处位置的最高温度；二是尽可能使窑体散热损失要小；三是要考虑到砖型及外形整齐。 根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如下表 71 12 表 全窑所用材料及厚度 节位置（温度段） 窑墙 窑顶 材质 厚度（ mm） 该段厚度（ mm） 材质 厚度（ mm） 该段厚度（ mm） 排烟段（ 19） （ 20300℃） 轻质粘 土砖 4 230 405 轻质粘 土吊顶砖 250 350 硅藻土砖 1 115 矿渣棉 50 普通硅酸耐火纤维板 100 石棉板 10 预热升温段（ 922） （ 3001050℃ ） 轻质粘 土砖 230 405 轻质粘土 吊顶砖 250 350 硅藻土砖 115 矿渣棉 50 普通硅酸耐火纤维板 100 石 棉板 10 烧成段（ 2342） （ 10501320℃ ） 轻质高 铝砖 230 455 轻质高铝吊顶砖 250 450 轻质粘 土砖 115 含铬耐火纤维毡 100 含铬耐火纤维毡 100 普通硅酸耐火纤维板 100 石棉板 10 急冷段（ 4349） （ 1320800℃ ） 轻质粘土砖 230 405 轻质粘土吊顶砖 250 350 硅藻土砖 115 矿渣棉 50 普通硅酸耐火纤维板 100 石棉板 10 缓冷段（ 5058） （ 800400℃ ） 轻质粘土砖 230 405 轻质粘土吊顶砖 250 350 硅藻土砖 115 矿渣棉 50 普通硅。