《间歇式窑炉》PPT课件

2021/4/12 1 第八章 间歇式窑炉 主讲： 教授 电话： 0371-67758696 2021/4/12 2 本章学习目的 在于通过间歇窑和 连续窑比较，深入了解和掌握硅酸盐工 业窑炉的共性与个性特点，以便读者根 据实际工作情况运用热工原理知识，培 养发现和解决高温工程问题的基本技能。 本章学习要点： 2021/4/12 3 窑形： 圆窑和矩形窑（方窑） 燃料： 煤、重油、煤气 传热形式： 属于不稳定传热 低温阶段： 窑内以对流传热为主 辐射传热较少 高温阶段： 窑内以气体辐射传热为主 气流方式： 热气体由上而下（倒焰）流动 第一节 倒焰窑 2021/4/12 4 圆形倒焰窑工作流程示意图 2021/4/12 5 圆形倒焰窑工作流程示意图 2021/4/12 6 热气体产生于燃烧室，经挡火墙、喷火口 至窑顶，然后从上向下流动，经产品料垛间 空隙，将制品加热，再经吸火孔、支烟道、 主烟道，最后经烟囱排入大气。由于火焰自 上而下流动，所以称之为 倒焰窑。 2021/4/12 7 倒焰窑与隧道窑相比主要 优点： 1、产品生产适应性强，在生产中灵活性大。可随被 烧制品的工艺要求变更烧成制度。 2、市场适应性强。窑炉按每个窑次间歇生产，可根 据市场的定单情况来组织生产，容易适应市场多 样化的需求。 3、窑内温度分布比较均匀。 4、生产安排灵活。可在周末和节假日停窑休息 5、窑炉基建投资低，占地少，见效快。 2021/4/12 8 倒焰窑与隧道窑相比主要 缺点： 1、随着窑内制品的加热与冷却，窑内的温度随之而变 化，需要不断调节燃料与空气的比例以实现窑内烧成 制度，烧成制度不易控制。 2、烧窑时窑体积蓄热量，冷窑时窑体积蓄之热量又散 发于空气中，造成能量损失。另外，烟气离窑温度较 高，排烟热损失较大。所以传统倒焰窑的热效率较低。 2021/4/12 9 一、倒焰窑窑体结构 1、倒焰窑容积、高度和直径 决定倒焰窑容积大小的是 产量 ，同时相对单位制 品的能耗也小，但是容积过大，火焰达不到窑的中 心位置，导致窑温不均，废品或欠烧品增加。故根 据生产规模、产品对温度均匀性的要求、劳动组织 条件、投资大小来决定倒焰窑的体积。 2021/4/12 10 窑的容积包括 拱顶部分 与 拱顶以下 的窑墙部分， 后者计算简单。圆窑顶部容积及其表面积可按照如 下计算式： V = (/6)f 3(B/2)2 + f2 ； A = (B/2)2 + f2 V-圆窑顶部容积； A-圆窑顶部表面积； B-窑的跨度； f-窑的拱高。 我国倒焰窑的设计系列为 30、 50、 80、 100、 150、 270 m3等 。 陶瓷用工业窑炉的容积多为 100 m3。 2021/4/12 11 倒焰窑的 窑高 与 直径： 决定 窑高 的因素是：制品在烧成过程中所允许 的高温荷重；沿窑高温度分布的均匀性；是否方便 装卸制品等 。 一般倒焰窑为 2.5-4.0m。 圆窑的拱高 一般为直径的 1/6-1/4。 直径 是根据窑横截面上温度均匀性来决定的。 火焰由喷火口喷出后控制的距离为 3 m，烧无烟煤时 控制的距离为 2 m，窑的直径为 5-8 m。 2021/4/12 12 窑墙与窑顶： 窑墙与窑顶构成 窑体 ：设计时要考虑足够的机 械强度以及 蓄热 和 散热 问题。在焙烧时砌体所蓄 积的热量占总耗量的 10-15%，是外表面向外界散 失热量的数倍。若厚度过薄，增加散热，劣化环 境条件。所以适当采用密度小，导热系数低的轻 质材料作中间保温层。一般窑墙的厚度为 0.8- 1.2m。 2、 倒焰窑窑体结构 2021/4/12 13 窑门 (如图 )： 根据容积的大小，侧墙上可设一道或两道窑门。 在每次装完窑后，砌两层耐火砖封闭窑门，门外涂 以耐火泥以增加窑门的严密性。在封闭窑门时应留 观察小孔。 也可把砌窑门的耐火砖墙固定砌筑在一 小车上，封闭时，把小车推进，窑门周边涂以耐火， 出窑时，把小车拉出。通常高为 1.8m，宽为 0.8m。 2021/4/12 14 二、 燃烧设备 (如图 ) 燃烧室： 以 重油 烧成的倒焰窑无需灰坑和炉栅；燃 气 倒焰窑可不设置 燃烧室。以固体燃料（煤）燃烧必需皆有。 挡火墙： 作用 :是使得火焰具有一定的方向与流速，并防止部分煤 灰污染制品。 喷火口： 是挡火墙与燃烧室上部窑墙之间的空间。合理的截面积是炉 篦水平面积的 1/4-1/5。 山底燃烧室 喷火孔 挡火墙 2021/4/12 15 三、 通风设备 通风设备： 倒焰窑的主要是指： 窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟囱等。 排烟路线： 窑底吸火孔 支烟道 主烟道和 烟囱 大气 A窑底吸火孔 A支烟道 A主烟道 A烟囱底部 2021/4/12 16 1、吸火孔 作用： 相当于隧道窑排烟口的作用。设在窑底 (即 窑车平面上 )。 总面积： 如果吸火孔 总面积太大， 火焰一经喷火孔 喷出，很快就由吸火孔抽掉，不能充分地把热量传给制 品； 如果太小 ，排烟阻力较大，对排烟不利。一般吸火 孔总面积约为窑底面积的 3.0%-7%，容积大的窑选小些的 数据，容积小的窑取大的数据。若原设计吸火孔面积过 大，可以在装窑时用垫脚砖适当赌住一点。 形状： 多是圆形孔，以免产生局部回流现象。每个 孔的直径一般为 60-100mm，但要设计异型砖砌筑窑底。 也可用标准直型砖砌窑底，按需要留出矩形（或方形） 的吸火孔。 2021/4/12 17 2、支烟道、主烟道及烟囱 支烟道作用： 分布在窑底吸火孔的下面，起连接 吸火孔和主烟道的作用。 分布： 多做成蜘蛛网式或 做成“非”字形排布。矩形窑支烟道多做成“非” 字形排布。 主烟道作用： 连接支烟道和烟囱的。截面大小要 考虑清理烟道的积灰，高度一般要大于宽度。一般 主烟道长 10m左右。主烟道上的 闸板安设 位置不宜 紧靠烟囱，以使烟气在闸板至烟囱底部有一段较稳 定的流动，不至因闸板的少许变化而引起窑内压力 的较大波动。 2021/4/12 18 烟囱： 倒焰窑烟囱的使用特点 ：一座倒焰窑使用一个烟 囱，建筑费用大。又由于倒焰窑间歇操作，在开始 点火烧窑时，要在烟囱底部临时火箱烧火，以提高 烟囱抽力，而且在低温阶段，由于烟气温度低，往 往会有抽力不足的现象。因此，最好两座窑共用一 个烟囱， 交替使用 ，使烟囱长期处于热的状态，一 直使烟囱具有足够的抽力。 2021/4/12 19 四、 倒焰窑的工作原理 倒焰窑的工作原理基本与 引射式梭式窑 相同。 倒焰窑内 温度能够较均匀分布 的原因是由 分散垂直 气流法则 所决定的： 烧窑时 ，热烟气在窑室内由上向下流动，这样窑 内温差将会逐渐减小 ; 冷窑时 ，打开窑顶上的放冷小烟囱闸门，冷空气 由窑底入窑后上升至窑顶排出，本身被加热。