隧道窑设计方案说明书产万件寸盘.docx

1、隧道窑设计方案说明书产万件寸盘 个人资料整理 仅限学习使用 一、原始数据2 二、窑体主要尺寸的确定3 三、工作系统的确定5 四、窑体材料及厚度的选择6 五、燃烧系统计算6 六、物料平衡计算7 七、预热带及烧成带的热平衡计算8 八、冷却带热平衡12 九、烧嘴的选择15 十、后记15 文考参、一十 个人资料整理 仅限学习使用 献15 一、原始数据 1.1 设计题目：年产600万件8寸盘隧道窑设计 1.2 设计技术指标、参数： 坯料的化学组成 QO COS HH CH CO HCN(MJ/Nm 焦炉煤气net2 222n m42 个人资料整理 仅限学习使用 6.8 57.0 22.3 2.9 0.2

2、 2.3 7.7 0.8 17.52 窑具：SiC棚板、SiC支柱 1.3 温度制度的确定 根据制品的化学组成、形状、尺寸、线收缩率及其他一些性能要求，制订烧成制度如下： 20500 4小时 预热带氧化气氛 500950 2.5小时 预热带氧化气氛 9501200 2小时 烧成带强还原气氛 12001320 1.5小时 烧成带弱还原气氛 1320-1320 保温1小时 烧成带弱还原气氛 1320700 2小时 急冷带 700400 4.5小时 缓冷带 40080 1.5小时 快冷带 窑型的选择1.4 个人资料整理 仅限学习使用 窑车式明焰隧道窑，棚板裸烧。 二、窑体主要尺寸的确定 2.1 坯体

3、规格 238/1-10%）=264.44mm 40/1-10%）=44.44mm 因此坯体规格：264.44mm*44.44mm 2.2 窑内宽的确定 装车方法的确定：车上棚板的放置方法） 沿车的长度方向装3行棚板，每个棚板的间距为20mm，与棚板车边间距为20mm。 沿车的宽度方向装2行棚板，每个棚板的间距为40mm，棚板与车边间距为30mm。 棚板采用的规格为：530*530*12 mm 支柱：40*40*50 mm 窑车车面的尺寸：Le长）=1650mmBe宽）= 1160mm 窑内宽=1160+20*2=1200mm 2.3 窑内高尺寸的确定： 1）为了方便计算，可将车上的棚板定位统一

4、的高度，坯体在窑车内分18层放，则窑内高度为：50+12）*18+4=1120mm 窑车高度的确定： 轨面到窑车衬砖面的高度为700mm，为了避免火焰直接冲刷制品，窑车上设200mm高的通道由50mm厚的耐火粘土板及粘土砖组成）窑车的高度为： H车）=700+50+200=950 mm 0，则窑车装载平面至拱脚高：为1120mm 取拱心角=602）拱高f的计算： o :a=60拱顶拱心角 f=0.134*1200=160.8mm R=1048.57mm 侧墙的总高度轨面至拱脚）：h=950+1120=2070mm :h=1116+160.8=1280.8mm 则由窑车的台面到拱顶的高度为 个人

5、资料整理 仅限学习使用 轨面至拱顶：H=950+1280.8=2230.8mm 2.4 窑体有效长度的确定 每块棚板制品装4件，则： 装车密度Ge= 4*6*18=432件/车 装窑密度：432/1.65=261.818件/M 窑长=生产任务*烧成时间/年工作日）/成品率*装窑密度 =60000000*19/320*24）/0.96*261.818 =62.99m 窑内容车数：n=L/1.65=62.99/1.65=39辆 窑车的有效长度为：n*1.65=64.35m 2.5 窑体各带长度的确定 预热带长Ly=预热时间/总烧成时间）*总长=6.5/19*64.35=22m 烧成带长Ls=烧成时

6、间/总烧成时间）*总长=4.5/19*64.35=15.24m 冷却带长Lv=冷却时间/总烧成时间）*总长=8/19*64.35=27.1m 2.6 窑体总长度的确定 考虑到窑车的受热膨胀，冷却带应增加0.3m,设进车室2m，出车室2m.窑体总长为L=64.35+0.3+2+2=68.65m 推车时间：*60/n=19*60/39=29.23分/车） 每小时推车数：60/29.23=2.053车/小时） 三、工作系统的确定 3.1 排烟系统 在预热带2到9设置8对排烟口，每车位一对。 1号车位气幕为封闭气幕，窑顶和侧墙皆开孔。气体喷出方向与窑火气流成90度角。 12号车位设置气氛气幕，烧成带前

7、端950摄氏度至1050摄氏度设置一道气氛幕，这是气氛出氧化转为还原的位置，从冷却带抽热风由窑侧墙和窑顶成90度垂直吹入。 燃烧系统3.2 个人资料整理 仅限学习使用 在烧成带15号到26号车位设7对烧嘴相错分布，每车位一对，两侧相错0.8m，采用高速调温烧嘴，助燃空气不预热直接抽取车间空气，采用环形供风方式，使各烧嘴前压力基本相同。 在预热带的窑顶每2个车位设置一个高速调温烧嘴，起到搅动作用。 3.3 冷却系统 冷却带9.03M长的急冷带，在27号车位设置急冷气幕，从窑顶和侧墙喷入冷空气。并且在28号和29号车位设置风机从窑顶和侧墙喷入冷空气。 缓冷带长18.07m，从31号到39号车位设7

8、对热风抽出口，每车位一对。热空气经金属管道由热风机抽送干燥，再作为气氛幕用气体。 快冷带在窑尾39号由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气对制品直接冷却。 车下自12号到31号车位，每2个车位设置1个冷却风进风口，由车下冷风机鼓风冷却，并在5号车位排出。 3.4 传动系统 由窑车连续性传动，原理：由于螺旋杆上的活塞在油压的作用下连续不断的向前前进，推动窑车在窑内移动。 3.5 窑体的附属结构 3.5.1 事故处理孔 事故处理孔下面应与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的碎片。事故处理孔尺寸为：宽500毫M，高1250毫M，分别设在11号车位和19车位。 3.5.2 测温孔及观察孔 在烧成曲线的

9、关键处设置测温孔，低温段布稀点，高温处密点，以便于更好地了解窑内各段的温度情况。观察孔是为了观察烧嘴的情况。 3.5.3 膨胀缝 窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免窑体开裂，挤坏，必须留设膨胀缝。分别在4、8、11、14、16、18、21、24、28.31,36,39号车位设置20mm的膨胀缝。 四、窑体材料及厚度的选择 窑墙、窑顶所采用的材料及厚度应满足各段使用性能要求，考虑各处的温度， 个人资料整理 仅限学习使用 对窑墙、窑顶的要求，砖型及外型整齐等方面，根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如下表： 温度范围o ）C窑墙材料及厚度mm） 窑顶材料及厚度 (MJ/NmQnet 6.8 5

10、7.0 22.3 2.9 0.2 2.3 7.7 0.8 17.52 燃料所需要的空气，根据经验取空气系数为1.2，近似计算得： 033V /Nm0.26*17.52-0.25=4.31(ma3v =1.2*4.31=5.172 实际空气量 nma 按照燃料的化学成分计算理论烟气量：由经验公式0.272*Q03net =+0.25=5.02Vnm 10003 V=5.02+(1.2-1*5.172=6.0544 实际烟气量为：nm理论燃烧温度的计算： 320t?。焦炉煤气比热1.30 KJ/M，空气比热为设空气温度 Caa3?，t=t。则理论燃烧1.41 KJ/ M为：C4-18，燃烧产物温度

11、查书本=20faf 个人资料整理 仅限学习使用 温度为： T(Q+ VCt+ Ct/ VC fanetafa17520?1.3*20*5.172?1.41*20=t c*6.0544即：6.0544*C*t=17797.2 当t=1800，c=1.66时，6.0544*1.66*1800=1787217797.2 当t=1600，c=1.64时，6.0544*1.64*1600=1569317797.2 可以得到t=1799 1800?1799*100%=0.45% 每小时烧成干坯质量Ggp Ggp=Gm*100/(100-IL=328.15*100/(100-5.48=347.18Kg/h

12、3 每小时入窑的湿制品质量Gsp Gsp=Ggp*100/(100-W= 347.18/(1-0.022=354.99 Kg/h 4 每小时蒸发自由水的质量G2s G2s=Gsp-Ggp=354.99-347.18=7.81Kg/h 5棚板及支柱的质量 棚板的密度：p=2100Kg/m3 G2=347.18/(1-0.022= 354.99Kg/h 入窑制品温度t=20 oC :C=0.95KJ/kg入窑制品比热取为1Q=G*C*t=354.99*0.95*20=6744.81 KJ/h 111 Q2.棚板及支柱带入的显热2 C=0.963 KJ/Kg*C*t=1432.1*20*0.963=

13、27582.246 KJ/h Q2=G2Qf 燃料带入化学3. 个人资料整理 仅限学习使用 已知Qn=0KJ/Nm3 入窑温度t=20 1752查表得，C=1.99 KJ/kg 设每小时燃气X千克 Qf=x(0+1.99*20= 17559.8x Kg/h 17524.助燃空气带入Qa 33 /m 燃料所要空气量Va=4.31m空气温度t=20,可得：C=1.3 KJ/Nm3 Qa=Va*C*t=4.31x*1.30*20=112.06x KJ/h 5.漏入空气Qb 预热带取空气系数 a=1.10 oa=4.741Nm3/Nm3 V理论空气量烧成带取空气系数 a=0.95 o=x*(2.5-0

14、.95*4.741=7.348x Nm3/Nm3 Va=x*(ag-afVQb= Va*C*t=7.348x*1.30*20=191.05x KJ/h 2、热支出工程 Q 制品带出显热 3出烧成带产品质量G=328.15kg/h(不考虑灼减 3出烧成带产品温度t=1320 3查得产品的平均比热C=1.20KJ/kg 3Q3=Gm*C*t=328.15*1320*1.20=519789.6 KJ/h 棚板及支柱带走显热Q 4棚板及支柱质量G=1432.1kg/h 4出烧成带温度t=1320 4C4=0.96+0.000146t*1320=1.153 KJ/Kg Q4=G4*C4*1320=217

15、9446.72KJ/h 烟气带走显热Qg1 烟气中包括燃烧生成的烟气即预热带不严密处漏入之空气外 ooax+Vm g +(ag-1 V离窑烟气体积 Vg=V离窑烟气温度一般为200-300， Cg=1.44 KJ/Kgtg=250先取 个人资料整理 仅限学习使用 ooax+Vm*Cg*tg g+(ag-1 VQg=Vg*Cg*tg= V=5.02+ 硅酸铝耐火纤维束导热系数 纤维= W/(m 0.2蛭石导热系数 蛭石=0.052 W/(m 预热带、烧成带长度之和22+15.24=37.24m, 单侧窑墙散热： 温度范围 热流 W/m2 散热 KJ/h 20-500 99.17 1505.83

16、500-900 291.08 2762.52 900-1200 234.97 1784.06 1200-1310 275.11 1784.06 1310 287.43 1091.2 两侧窑墙散热： =2135215.289KJ/h 6.其他热损失Q7 取经验数据，占收入的5% 7.3 列出平衡方程 热支出=热收入 6744.81+27582.246+17559.8x+112.06x+191.05x=(519789.6+2179446.72+4367.34x+540000+29308.82+2135215.289/0.95 得出：x=416.65 3。Nm 每小时需要液化气416.65 即7.4

17、列出预热带及烧成带热平衡表并分析讨论 表7-1预热带、烧成带热平衡分析表 热收入 热支出 工程 KJ/h % 工程KJ/h % 1.坯体带入显热 6744.81 0.098 1.产品带出显热 519789.6 6.97 2.棚板及支柱显热 27582.2460.368 2.棚板及支柱显热 2179446.72 29.15 燃料化学热显3. 热7316290.67 97.85 3.烟气显热 2359652.211 31.56 助燃空气显热4.46689.799 0.624 4.窑墙、窑顶散 热29308.82 0.3592 5.漏入空气显热 79600.98 1.06 5.物化反应耗热 2135

18、197.585 28.56 6.其它热损失 373843.9 5 总计7476878.505 100.00 总计7476878.505 100.00 个人资料整理 仅限学习使用 通过预热带和冷却带的热平衡计算可以看出，热收入的主要来源是燃料的化学显热，而热支出主要是由烟气带走大部分热量，另外窑车和棚板也带走了相当的热量。 八、冷却带热平衡 8.1 热平衡计算及范围 热平衡计算基准为：1h, 0。 计算范围为：冷却带。 8.2 热平衡框图 Q Q 4 3 Q Q11 9QQ 1210 QQ Q Q 损13 1514其中Q产品带入显热 Q棚板及支柱带入显热 43 Q冷却带送入空气显热 10Q产品带

19、出显热 Q棚板及支柱带出显热 1211 Q抽送干燥用空气带走显热 14Q窑墙、窑顶散热 Q其它热损失 损158.3 热收入工程 Q 产品带入显热 3此项热量即为预热、烧成带产品带出显热：Q=3519789.6kJ/h 3Q 棚板及支柱带入显热 4此项热量即为预热、烧成带棚板、支柱带入显热：Q=2179446.72kJ/h 4Q 冷却带送入空气带入显热103 c,=20t此温度下空气平均比热为=1.296kJ/maa 个人资料整理 仅限学习使用 Q=Vct=25.92V kJ/h a10aaa8.4 热支出工程 产品带出显热Q 11出窑产品质量G=328.15kg/h,出窑产品温度t=80,此温

20、度下产品平均比热1111c=0.896kJ/kg 11则Q=Gct=328.15*0.896*80=23521.792kJ/h 11111111支柱带出显热Q 12出窑棚板及支柱质量：G=1137.72kg/h 12出窑棚板及支柱温度：t=80 12在80是棚板及支柱比热为： c=0.84+0.00026t=0.84+0.00026*80=0.858kJ/kg 12则Q=Gct=1137.72*0.858*80=78093.10kJ/h 12121212抽送干燥用的空气带走显热Q 14若热空气抽出量即为冷却空气鼓入量V a设抽送干燥器用的空气温度为200 3 c=1.32kJ/Nm此温度下空气

21、平均比热为14则Q=Vct=V*1.32*200=264VkJ/h a141414a14窑墙、窑顶散热Q 15-3*t 高铝砖=0.662+0.08*10高铝砖导热系数 硅藻土砖=0.11 W/(m硅藻土砖导热系数 = W/(m硅酸铝耐火纤维束导热系数 纤维0.2 =0.052 W/(m蛭石导热系数 蛭石2 ）*1/6=22.95mA=2冷却带长度为27.1m,窑顶散热面积*1.04875*20.9 两侧窑墙散热： KJ/h W/m2 热流散热 温度范围1310-700 407.02 6153.9 700-400 219.92 7482 400-80 91.66 1039.5 窑顶散热： 个人

22、资料整理 仅限学习使用 温度范围 窑顶面积m2 热流 W/m2 散热 KJ/h 1310-700 7.439 398.78 2966.73 700-400 12.74 212 3548.83 400-80 5.576 88 491 Q15=6153.9+7482+1039.5+2966.73+3548.83+491=21682.96KJ/h 其他热损失Q16 取经验数据，占收入的5% 8.5 热平衡方程 因为：热收入=热支出 ：所以 +25.92Va=+264Va+21682179446.7278093.1023521.7923519789.62.96）/0.95 3/h 解得Va=22102.8 Nm3/h 22102.8 Nm即冷却带用空气量： 8.6 列冷却带热平衡表并分析讨论 冷却带热平衡分析表表 8-2热收入 热支出 工程 KJ/h % 工程 KJ/h % 1.产品带入显热 3519789.6 56.12 1.产品带出显热 23521.792 0.375 2.棚板及支柱显热 2179446.72 34.75 2.棚板及支柱显热 78093.10 1.245 冷却送入空气3.显热 572904.57 9.13 3. 抽送干燥