日产15万件汤碗发生炉煤气隧道窑设计(编辑修改稿)

日产15万件汤碗发生炉煤气隧道窑设计(编辑修改稿)内容摘要：

为 230mm 轻质粘土砖 、 115mm 硅藻土砖、50mm 矿渣棉。 缓冷段 第 2934 节： 厚 405mm， 为 230mm 轻质粘土砖 、 115mm 硅藻土砖、50mm 矿渣棉。 快冷段 第 3540 节：厚 405mm， 为 230mm 轻质粘土砖 、 115mm 硅藻土砖、 50mm 矿渣棉。 窑顶部分： 排烟段 第 16 节：厚 350mm，为 250mm 轻质粘土吊顶砖 、 100mm普通硅酸盐耐火纤维 板。 预热段 第 714 节： 厚 350mm，为 250mm 轻质粘土吊顶砖 、 100mm 普通硅酸盐耐火纤维板。 烧成段 第 1524 节：厚 450mm，为 250mm 轻质高铝吊顶砖 、 100mm 含铬耐火纤维毡、 100 mm 普通硅酸盐耐火纤维板。 急冷段 第 2528 节：厚 350mm， 为 250mm 轻质粘土吊顶砖 、 100mm普通硅酸盐耐火纤维板。 缓冷段 第 2934 节： 厚 350mm， 为 250mm 轻质粘土吊顶砖 、 100mm普通硅酸盐耐火纤维板。 快冷段 第 3540 节：厚 350mm， 为 250mm 轻质粘土吊顶砖 、 100mm 普通硅酸盐耐火纤维板。 6 燃料燃烧计算 所需空气量 所用燃料为发生炉煤气 ，成分见设计任务书。 理论需氧量 La0 =(+ +2CH4 ) = Nm3/Nm3 则理论空气量 Va0= La0/=取空气过剩系数 n=， 则实际空气量 Va= =。 燃烧产生烟气量 理论烟气量： Vg0=(CO+ H2+2CH4+ CO2+N2) + Va0=(Nm3/Nm3) 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 14 实际烟气量为： V= Vg0 +（ n1） Va0=+(－ )=(Nm3/Nm3) 燃烧温度 设计任务书给出燃料的低热值 Q= MJ/Nm3=6753KJ/Nm3。 理论燃烧温度 t=（ Q+VaCata+CfTf－ Q 分 ） /（ Vc） 估计理论燃烧温度为 1900 ℃。 查表在 t=1900℃ 时的烟气比热为C=+ 2020= kJ/(Nm3•℃ )，在室温 20℃ 时空气比热为 Ca= kJ/(Nm3 ℃ )， 发生炉煤气的比热为 Cf=(Nm3•℃ ) ，代入公式得 t=(6753+20+20)/（ ） =1880℃ 相对误差为 ： （ 19001880） /1880=%5%， 认为合理。 取 炉温 系数 η=， 则实际燃烧温度为 tp=ηt= 1880=1504℃ ，比最高烧成温度 1310℃ 高 ， 所选燃料 合理。 7 物料平衡计算 每小时烧成干制品的质量 =推车速度每车载重 =140=231 kg/h 每小时入窑干坯的质量 G1= Gm =231 100/()= 每小时欲烧成湿制品的质 量 G2= G1 =100/()= 每小时蒸发的自由水的质量 GW= G2 G1=－ = 每小时从精坯中产生的 CO2的质量 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 15 每小时从精坯中引入的 CaO 和 MgO 质量 计算 G CaO= G1CaO%=%=G = G1MgO%=%= 产生的 CO2质量 Gco2= Gc o ＋ G = 每小时从精坯中排除结构水的质量 Gip Gip=G1IL% Gco =%= 窑具的质量 Gb 单个棚板质量： 45045010106= kg 单个支柱质量： 5050100106= kg 棚板总质量： 455=506 kg 支柱总质量： 5530= kg 窑具的质量： Gb=（ 506+） = kg/h 8 预热带和烧成带的热平衡计算 确定热平衡计算的基准、范围 本次计算选用 1小时为计算基准，以 0℃作为基准温度。 以预热带和烧成带为计算范围。 热平衡示意图 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 16 上图为预热带和烧成带的热平衡示意图，图中各符号分别代表 Q1— 坯体带入显热； Q2— 硼板、支柱等窑具带入显热； Q3— 产品带出显热； Q4— 硼板、支柱等窑具带出显热； Q5— 窑墙、顶总散热； Q6— 物化反应耗热； Q7— 窑车蓄热和散失热量； Q8— 其他热损失； Qg— 烟气带走显热； Qf— 燃料带入化学热及显热； Qa— 助燃空气带入显热； Q/a— 预热带漏入空气带入显热； Qs— 气幕、搅拌风带入显热； 热收入项目 坯体带入显热 Q1 Q1=G1C1T1 （ kJ/h） 其中： G1— 入窑制品质量 （ Kg/h）； G1=； T1— 入窑制品的温度（℃）； T1=20℃ C1— 入窑制品的平均比热（ KJ/（ Kg℃）） ； T1=20℃ 时 ， C1=0..86KJ/（ Kg℃ ）； Q1=G1C1T1=20= （ kJ/h） 硼板、支柱等窑具带入显热 Q2 Q2=G2C2T2（ kJ/h） 其中： Gb— 入窑硼板、支柱等窑具质量（ Kg/h）； Gb= Kg/h； T2— 入窑硼板、支柱等窑具的温度（℃）； T2=20℃ C2— 入窑硼板、支柱等窑具的平均比热（ KJ/（ Kg℃））；碳化硅硼板、支 柱的平均比热容按下式计算： C2=+=+20=（ Kg℃ ） 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 17 Q2=GbC2T2=20=（ kJ/h） 燃料带入化学热及显热 Qf Qf=（ Q,ar+Tf Cf） x（ kJ/h） 其中： Q,ar— 所用燃料低位发热量（ KJ/m3）；燃料为发生炉煤气，低位发热量为： Q,ar=； Tf— 入窑燃料温度（℃）；入窑燃气温度为 Tf=20℃ ； Cf— 入窑燃料的平均比热容（ KJ/（ Kg℃））。 查表， 20℃时发生炉煤气平均比热容 Cf= KJ/（ Kg℃ ）； x— 设每小时发生炉煤气的消耗量为 x（ m3/h）； Qf=（ Q,ar+Tf Cf） x=（ 6753+20） x=6813x kJ/h 助燃空气带入显热 Qa Qa=qvCaTa（ kJ/h） 其中： qv,a— 入窑助燃风流量（ m3/h）；前面燃烧部分计算得： qv =Va*x= (m3/h)； Ta— 入窑助燃风的平均温度（℃）；助燃 风用冷却带抽出热风， Ta=20℃ ； Ca— 入窑助燃风的平均比热容（ KJ/（ Kg℃））；查表， Ta =20℃ 助燃风时平均比热容为： Ca = KJ/（ Kg℃ ）； Qa=qvCaTa=20= （ kJ/h） 从预热带不严密处漏入空气带入显热 Q/a Qa39。 = qv39。 Ca/ ta/ 取预热带烟气中的空气过剩系数 ag=，已求出理论空气量 Va0= Nm3/ Nm3 烧成带燃料燃烧时空气过剩系数 af=。 Va/=x（ agaf） Va0=x()= （ Nm3/h） 漏入空气温度为 ta/=20℃ ， 此时 Ca/= kJ/(Nm3℃ )，则： Qa/= qv/ Ca/ ta/= x20= （ kJ/h） 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 18 气幕、搅拌风带入显热 Qs 气幕包括封闭气幕和 搅拌 气幕，封闭气幕 只设在窑头 ，不计其带入显热。 取搅拌 气幕风源为空气，其风量一般为理论助燃空气量的 倍，取为 倍。 所以： Vs=== （ Nm3/h） ， 设 ts=20℃ ，查得 Cs= kJ/(Nm3℃ )， Qs= VsCsts=20= （ kJ/h） 热支出项目 制品带出显热 Q3 Q3=G3C3T3 （ kJ/h） 出烧成带产品质量： Gm=231kg/h 出烧成带产品温度 ： t3=1210℃ 查 手册知 ，此时产品平均比热 ： C3= kJ/(kg• ℃ ) 则： Q3=GmC3t3=2311310=363132（ kJ/h） 硼板、支柱等窑具带出显热 Q4 Q4=G4C4T4（ kJ/h） 棚板、立柱质量： Gb=出烧成带棚板、立柱温度： T4=1310℃ 此时棚板、立柱的平均比热： C4=+=+1310= kJ/(kg ℃ ) Q4= GbC4T4= 1310=（ kJ/h） 烟气带走显热 Qg Qg=qgCgTg（ kJ/h） 烟气中包括燃烧生成的烟气，预热带不严密处漏入空气外，还有用于气幕的空气。 用于气 幕的空气的体积 Vs= (Nm3/h) 离窑烟气体积： qg=[Vg0+（ ag1） Va0]x+Vs 烟气温度为 250℃ 此时烟气比热 Cg= kJ/( Nm3℃ ) Qg＝ qgCgtg＝ {[+() ]x+}250 2020 届窑炉课程设计说明书 日产 万件汤碗发生煤炉气隧道窑设计 19 ＝ （ kJ/h） 窑墙、窑顶散失热量 Q5 根据窑体砌筑材料的不同，将预热带和烧成带按不同材料与温度段将它们分为五段，分别按前述方法进行多层墙壁稳定传热计算 Q=q*F q= 各种材料的导热系数查阅陶瓷工业窑炉附录一（筑炉材料导热系数计算式）。 计算结果列于表。 其中散热面积是以窑内面积计算。 长度 8 14 6 4 16 节位置 14 511 1214 1516 1724 温度（ ℃ ）。