年产460万件罗汉汤碗0柴油隧道窑设计课程设计说明书1

景德镇陶瓷学院课程设计说明书 题目：年产460万件罗汉汤碗0#柴油隧道窑设计学 号： 姓 名： 院 （系）： 科技艺术学院工程系 专 业： 热能与动力工程 日 期： 11.10-12.01 目录1、前言12、烧成制度的确定22.1 温度制度的确定22.2 烧成曲线图23、窑体尺寸的计算33.1 窑车棚板和支柱的选用33.2 窑长和窑宽及窑车尺寸的确定34、工作系统的确定54.1预热带工作系统的确定54.2 烧成带工作系统布置54.3 冷却带工作系统布置55、窑体及工作系统的确定65.1窑体65.2钢架65.3窑墙6 5.4窑顶.65.5 测温、测压孔65.6 曲封、砂封和车封66、窑体材料及厚度的选择77、燃烧系统计算77.1助燃空气量计算77.2燃烧温度计算78、物料平衡计算98.1每小时烧成制品的质量98.2每小时入窑干坯质量98.3每小时入窑湿坯质量98.4每小时蒸发自由水质量98.5每小时从精坯中产生的质量98.6每小时从精坯中排除的结构水质量98.7每小时入窑窑具质量99、预热带及烧成带热平衡计算119.1热平衡计算基准及范围119.2 热平衡框图119.3 热收入项目129.4 热支出项目149.5 列出热平衡方程式189.6 列出预热带和烧成带热平衡表1910、冷却带的平衡计算2010.1确定热平衡计算的基准、范围2010.2平衡框图2010.3 热收入项目2110.4 热支出项目2110.5热平衡方程式2410.6热平衡表2511、排烟系统的设计2512、烧嘴的选型2813、后记2814、参考文献291、前言 陶瓷工业窑炉是陶瓷工业生产中最重要的工艺设备之一，对陶瓷产品的产量、质量以及成本起着关键性的作用。它把原料的化学能转变成热能或直接把电能转变成热能，以满足制品焙烧时所需要的温度，在期间完成一系列的物理化学变化，赋予制品各种宝贵的特性。因此，在选择窑炉时，为了满足陶瓷制品的工艺要求，应充分了解窑炉类型及其优缺点，考察一些与已投入生产的陶瓷厂，然后结合本厂实际情况和必要的技术论证，方可定之。判断一个窑炉好坏的标准，通常由以下几个方面来评价：1.能满足被烧成制品的热工制度要求，能够焙烧出符合质量要求的陶瓷制品。2.烧窑操作要灵活，方便，适应性强，能够满足市场多变的要求。3.经济性要高。包括热效率要高，单位产品的综合能源消耗要少，炉龄要长。4.容易实现机械化，自动化操作，劳动生产率高。5.劳动条件好，劳动强度小，环境污染小。以上几点，其中能否满足所烧制品的热工制度要求，是衡量陶瓷窑炉性能好坏的重要技术指标。实际生产中，往往是力求使制品被烧使窑内温差尽量减少，它是提高产品合格率的关键所在。隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙，上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。隧道窑的最大特点是产量高,正常运转时烧成条件稳定,并且在窑外装车,劳动条件好,操作易于实现自动化,机械化.隧道要的另一 特点是它逆流传热,能利用烟气来预热坯体,使废气排出的温度只在200C左右,又能利用产品冷却放热来加热空气使出炉产品的温度仅在80C左右,且为连续性窑,窑墙,窑顶温度不变,不积热,所以它的耗热很低,特别适合大批量生产陶瓷,耐火材料制品,具有广阔的应用前景.通过对专业知识的学习，本学期第14到16周为窑炉课程设计。本文设计以高95mm、口径150mm、底径55mm的罗汉汤碗为产品的隧道窑，全窑长48m，最高烧成温度是1310，采用0号柴油燃料。2、烧成制度的确定2.1 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，制订温度制度如下：（烧成周期18小时）表2-1 温度制度 温度（0C）时间（h）烧成阶段升（降）温速率（0C/h）20-3001.9预热带147.4300-6001.9预热带157.9600-9501.9预热带184.2950-13103.2烧成带112.51310-13101.3烧成带（高火保温)01310-8002.0冷却带(急冷带）255800-4003.8冷却带(缓冷带）105.3400-802.0冷却带(快冷带）1602.2 烧成曲线图3、窑体尺寸的计算3.1 窑车棚板和支柱的选用为减少窑内热量损失，提高热利用率，根据原始数据所给的零号柴油，直接用明焰裸烧，并结合装载制品罗汉汤碗的重量大小，选定全耐火纤维不承重型结构窑车：棚板、支柱均为碳化硅材料，以降低蓄散热损失，考虑到全窑最高烧成温度为13100C，选用碳化硅材料选用 50%，体积密度 2.2g/cm3，最高使用温度 14000C，导热系数计算式 5.23+1.2810-3t 。棚板规格：长宽高: 21021010(mm)棚板质量=2102101010-62.2=0.9702kg 支柱规格：长宽高: 5050150(mm)支柱质量=505010010-62.2=0.825kg3.2 窑长和窑宽及窑车尺寸的确定3.2.1汤盘的规格：底=55mm，口=150mm，高=95mm。3.2.2制品码装方法装5层，棚板间距10mm，距窑车边缘15mm， 每层中，横9竖7摆放，每层用63块棚板，80个支柱。3.2.3窑车尺寸棚板间距10mm ，棚板边缘与窑车台面间距15mm， 故窑车的尺寸：1730x1350（mm）宽 = 9210 + 108 + 215 = 2000mm长 = 7210 + 106 + 215 = 1560mm3.2.4窑内宽、内高、全高、全宽的确定1）窑内宽：隧道窑内宽是指窑内两侧墙间的距离，包括制品有效装载宽度与制品和两边窑墙的间距。窑车与窑墙的间隙尺寸一般为2530mm，本设计中取用30mm，则预热带与冷却带窑内宽:B1=2000+302=2060mm2）窑全宽预热带和冷却带窑全宽=窑内宽2060+两侧墙宽4302=2920mm。烧成带全宽=窑内宽2060+两侧墙宽5302=3120mm。由于采用明焰裸烧，烧成带不设燃烧室，而只在窑墙上砌筑烧嘴砖构成燃烧通道，为使喷入的燃料有足够的燃烧空间，增大气体辐射层厚度，利于烟气对制品的辐射传热。 3）内高为避免烧嘴喷出的高速火焰直接冲刷到局部制品上，影响火焰流动，造成较大温差，窑车台面与垫板间、上部制品与窑顶内表面之间都设有火焰通道，其高度（大于或等于烧嘴砖尺寸）：棚板下部通道取230mm，上部火焰通道取239mm。因此，窑内高初定为：上部火焰通道239 + 制品码装高度800 + 窑车台面距棚板230=1269mm。通用砖厚取65，需要1269/65=19.5块，取20块，故砖高=20*65=1300mm，灰缝=20*2=40mm，内高=1300+40mm=1340mm4）全窑高(轨面至窑顶外表面）预热带和冷却带的窑总高：车架高度223+内高1340+窑顶高380=1943mm;烧成带的窑总高：车架高度223+内高1340+窑顶高530=2093mm3.2.5窑长尺寸每辆窑车579= 315件，装窑密度g=315/1.56=201.92（件/每米窑长）。由已知G=4600000件/年，烧成时间18时，330天工作日，96%合格率。代入数值可求的L=53.93m。窑内容车数 n= L/1.56= 34.5辆 取35辆，则窑长 35x1.56=54.6m，全窑总长取56m，分为个28标准节，每节长2m。3.2.6全窑各带长的确定有烧成时间可知，各个段时间为5.7、4.5、7.8小时，据此预热带9节，烧成带7节，冷却带12节各段长度及所占比例预热带 9节 92 = 18m，占总长18/56 = 32.1%烧成带 7节 72 = 14m，占总长 14/56 = 25.0%冷却带12节 122= 24m，占总长 24/56 = 42.9%各个温度段对应长度下表温度（0C）烧成阶段长度（m）节数20300预热带613300600预热带646600950预热带6799501310烧成带10101413101310烧成带（高火保温)415161310800冷却带(急冷带）41719800400冷却带(缓冷带）12202540080冷却带(快冷带）626284、工作系统的确定4.1预热带工作系统的确定预热带9节，13节为排烟，第1节前半节两侧墙及窑顶设置一道封闭气幕，气慕风由冷却带抽来的热空气提供。后半节上部和下部各设1对排烟口。目的是使窑头气流压力自平衡，以减少窑外冷空气进入窑体。第2节和第3节每节在窑车台面棚板通道处各设2对排烟口，尺寸：134115mm位置正对。共六对 另外，为方便调节预热带温度，尽量减少上下温差，在第49节上部设置喷风管，下部设置高速调温烧嘴（即上风下嘴结构），同时烧嘴的正对面是观火孔（尺寸67），每节设1根喷风管（尺寸67），1只高速调温烧嘴，每节交替排列，高速调温烧嘴喷出的热烟气与喷风管喷出风在窑内断面上形成气流循环，使窑内气流实现激烈的搅动，促进上下温度场的均匀，而且加快了窑内的对流传热，缩短烧成时间，共用6支。六根。4.2 烧成带工作系统布置第10节到第16节为烧成带，第10、11节，每节设置2支烧嘴，上下部分别是1烧嘴和1观火孔，12节上下分别2观火孔和2烧嘴。1316节上下部均有高速调温烧嘴，上部设置2只烧嘴和2只观火孔，下部设置4只烧嘴和4只观火孔，上下部设置与窑墙均呈现交错布置，共32支。烧嘴和观火孔一一正对。4.3 冷却带工作系统布置冷却带按照烧成工艺分成三段：第1719节为急冷段。该段采用喷入急冷风直接冷却方式，除急冷首节只在后半节设冷风喷管（尺寸67）（上设3个，下设3个）外，其余每节上部设6个冷风喷管，下部6个冷风喷管，上下喷管交错设置，前后正对，每侧共15个。第2025节为缓冷段。本设计中采用直接热风冷却的方法，为了能使急冷段和快冷段来的热风对制品进行充分缓冷，设计中20节不设抽热风口，25 节不设喷风管。其余4节各设1对相错的抽热风口，共4对,热风口尺寸与排烟段尺寸一样大小134115mm。第2628节为快冷段。第2628节上下部各设1对冷风喷管，交错排列，尺寸67，共12支，通过喷管鼓入冷风直接对窑内的制品进行冷却，以保证制品的出窑温度低于80。5、窑体及工作系统的确定5.1窑体窑体由窑墙主体、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。5.2钢架每一钢架长度为2米，含钢架膨胀缝。全窑共28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。5.3窑墙窑墙采用轻质耐火隔热材料。常用材质如下：石棉板、轻质粘土砖、硅藻土砖、普通硅酸耐火纤维板、含铬耐火纤维毡、轻质高铝砖、矿渣棉等耐火材料。窑墙砌筑在钢架结构上。每隔2米留设20mm左右的热膨胀缝，用含锆散棉填实。窑墙最外面用10mm厚的石棉板（为方便画图，画图时没有考虑灰缝的长度）。5.3窑顶窑顶是由吊顶板或吊顶砖和角钢或细钢筋等组成的平顶结构。角钢直接焊接在窑顶钢架上，细钢筋则是做成钩状挂在窑顶钢架上。吊顶板或吊顶砖与角钢或细钢筋紧固。这样，窑顶的重量也由钢架承担。在窑顶上，铺厚度适宜的保温棉和耐火棉，窑体材料的轻质化，可大大减少窑体蓄热。5.5 测温、测压孔 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、3、6、9、12、15、16、19、24、27标准节窑顶中部各设置一处测温孔,共10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。 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2、6、9、16、19、24、27车位中部,共7支。为方便画图，图纸中没有表示出。5.6 曲封、砂封和车封窑墙与窑车之间、窑车与窑车之间做成曲折封闭。曲封面贴一层高温耐火棉。窑车之间要承受推力，所以在窑车接头的槽钢内填充散棉，以防止上下漏气。砂封是利用窑车两侧的厚度约68mm的钢制裙板，窑车在窑内运动时，裙板插入窑两侧的内装有直径为13mm砂子的砂封槽内，隔断窑车上下空间。砂封槽用厚度3mm左右的钢板制作而成，且留有膨胀缝。在预热带头部缓冷段头部的窑墙上各设置一对加砂斗。6、窑体材料及厚度的选择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。下表是各段材料的选择位置（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 （1-3）（20-300）轻质高铝砖230 430轻质粘土吊顶砖230 380高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯150预热升温段（4-9）（300-950）轻质高铝砖230 430轻质粘土吊顶砖230 380高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯150烧成段（10-16）（950-1310）莫来石轻质高铝砖230 530 莫来石轻质 高铝砖230 530含锆型硅酸纤维板100含锆型硅酸纤维板100高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯200急冷段（17-19）（1310-800）轻质高铝砖230430轻质粘土吊顶砖230380高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯150 缓冷段（20-25）（800-400）轻质高铝砖230430轻质粘土吊顶砖230380高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯150快冷段（26-28）（400-80）轻质高铝砖230430轻质粘土吊顶砖230380高纯型耐火纤维刺毯200高纯型耐火纤维刺毯1507、燃烧系统计算7.1助燃空气量计算燃料是0号柴油，低位发热量 = 41800（）根据理论空气量和燃烧生成烟气经验计算公式，单位理论空气消耗量（），取过剩系数 = 1.3则实际需要空气量：（）生成烟气量：（）7.2燃烧温度计算燃料的理论燃烧温度，公式如下：式中 -燃料、空气及烟气的比热容，； 一定空气消耗系数下的单位燃料燃烧空气消耗量， =； 一定空气消耗系数下单位燃料燃烧生成烟气量，； 燃料及空气的预热温度，。0号柴油低位发热量 = 41800（），取室温20，此时空气的比热 1.30 柴油的比热= 2.1,经过多次假设试算，以下假设合理，假设烟气温度为1800，烟气的比热（查燃烧学表5-2）为= 1.67，带入公式得= 1756（1800 1756）/1800 = 2.46% 5%,合理取高温系数为0.80，则实际温度为t= 0.801800 = 1440,比实际温度1310高出130，符合燃烧要求，认为合理。8、物料平衡计算由已知得10寸汤盘的坯料组成（%）： ：SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L70.1019.650.250.451.051.01.755.728.1每小时烧成制品的质量制品质量为350g，每车装315个，每车制品的质量为 ，推车速度 = 28车/18时 = 1.56车/时。= 推车速度每车装载重量 =8.2每小时入窑干坯质量8.3每小时入窑湿坯质量8.4每小时蒸发自由水质量8.5每小时从精坯中产生的质量 8.6每小时从精坯中排除的结构水质量8.7每小时入窑窑具质量棚板每层63，共315个，支柱80个，共80x4=320个单个棚板质量单个支柱的质量棚板重量 支柱质量窑具质量9、预热带及烧成带热平衡计算9.1热平衡计算基准及范围热平衡计算以1h为基准，0为基准温度。9.2 热平衡框图其中：制品带入的显热；窑具带入的显热；燃料带入的化学热和显热；助燃空气带入的显热；预热带漏入空气带入的显热；气幕、搅拌风带入的显热；产品带走出的显热；窑具带走的显热；窑墙、窑顶带走的显热；窑车蓄热和散失热量；物化反应耗热；其他热损失；烟气带走的显热；燃料带入的化学显热9.3 热收入项目9.3.1胚体带入的显热其中：入窑湿制品的质量185.6（kg/h）； 入窑制品的温度20； 入窑制品的平均比热 （）。一般取0.84-1.26,此处取0.90，则胚体带入的显热：9.3.2棚板及支柱带入的显热其中： 入窑棚板及支柱的质量888.6kg/h； 入窑棚板及支柱的温度20； 入窑棚板及支柱的平均比热，采用的是50%碳化硅棚板及支柱的平均比热9.3.3燃料带入的化学显热其中：燃料柴油的低位发热量41800；入窑燃温度20；入窑燃料的平均比热 2.1X为每小时柴油的消耗量，单位9.3.4助燃空气带入的显热柴油燃烧的空气量 助燃空气的温度20；助燃空气的比热1.30；9.3.5从预热带不严密漏入的空气带入的显热和 其中：漏入空气 的温度与比热，分别去20和1.30；离窑烟气中的空气过剩系数，此值与窑厂的长度阻力、空气、气密性以及预热带喷入的风量有光，实际可在2-5范围取，此处取2.5，=1.3， =10.36 9.3.6气幕、搅拌风带入的显热气幕包括封闭气幕和搅拌气幕，封闭气幕设在窑头，不及入，搅拌风源为空气，风量一般为理论助燃空气的0.5-1倍，取=0.8倍 9.4 热支出项目9.4.1产品带出的显热其中：出烧成带的制品质量172 ，=1310，此处制品平均比热取1.1 （）9.4.2棚板和立柱带走的显热 （）其中：棚板和立柱的质量分别是棚板和立柱带走时的平均比热和温度，=1310 （）9.4.3离窑废气带走的显热取离窑烟气中空气过剩系数，体积流量取离窑烟气温度200，烟气比热为1.445 （）9.4.4窑车蓄热和散失热量取经验数据，占热收入的10%。9.4.5物化反应热 Gw=Gs-Gg=185.6kg/h-182.4kg/h=3.2kg/h自由水的质量=3.2，离窑烟气温度=200，则自由水蒸发吸热（）结构水脱水吸热其中：入窑制品所含结构水7.9（）；67001kg结构水脱水所需要的热kJ/kg； 其它物化反应吸热此项热支出要根据原材料的组成情况查阅有光资料，由于陶瓷烧成反应极为复杂，通常可用反应热近似地代替，即其中： 入窑干制品质量，182.4；21001kg的反应热，；制品中的含量百分数。可算的总物化反应热9.4.6其它热损失其它热损失主要包括窑各处开孔的辐射热损失、窑不严密处逸出气体的热损失、不完全燃烧造成的热损失等，这些热损失量很难用公式计算，可对比现有同类型的窑加以确定，一般占总热收入的5%-10%。取5%9.4.7窑墙和窑顶的散热根据所处温度不同将预热带和烧成带分成三段20300，300600，600950，9501310所用材料的导热系数：高纯型耐火纤维刺毯0.02+0.000175t轻质高铝砖0.212+0.000329t莫来石轻质高铝砖0.310+0.000176t含锆型硅酸铝纤维板0.18轻质粘土吊顶砖0.0815+0.000221t20300，共3节，6m窑内壁平均壁温 轻质高铝砖=0.212+0.000329160 =0.2642高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175x160=0.048窑外壁平均壁温取=40窑墙：平均热流密度=散热面积：散热量：窑顶：轻质粘土吊顶砖=0.0815+0.000221160=0.1169高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175x160=0.048平均热流密度=散热面积： 散热量：300600，共3节，6m窑内壁平均壁温 ，轻质高铝砖=0.212+0.000329450 =0.36高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175450=0.099窑外壁平均壁温取=40窑墙：平均热流密度=散热面积：散热量：窑顶：轻质粘土吊顶砖=0.0815+0.000221450=0.18高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175x450=0.099平均热流密度=散热面积： 散热量：600950，共3节，6m窑内壁平均壁温 ，轻质高铝砖=0.212+0.000329775 =0.467高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175775=0.156窑外壁平均壁温取=40窑墙：平均热流密度=散热面积：散热量：窑顶：轻质粘土吊顶砖=0.0815+0.000221775=0.253高纯型耐火纤维针刺毡=0.02+0.000175775=0.156平均热流密度=散热面积：散热量：9501310，共7节，14m窑内平均壁温莫来石轻质高铝砖的=0.5098含锆型硅酸纤维板的=0.19高纯型耐火纤维刺毯的=0.2186取窑外壁平均温度=80窑墙：平均热流密度散热面积：散热量：窑顶：平均热流密度散热面积：散热量：窑墙窑顶总散热量9.5 列出热平衡方程式列出平衡方程式 =1997794.6+12039.7x式有，解得x=64.43，即单位时间柴油消耗量：单位制品消耗量为：64.4341800/182.4=14764。9.6 列出预热带和烧成带热平衡表热收入热支出项目KJ/h百分百（%）项目kJ/h百分比（%）胚体带入的显热3340.80.12制品带出的显热2478528.9入窑棚板及支柱带入到的显热17167.750.62棚板和支柱138039649.8燃料带入的化学显热269588097.20离窑废气499023.24 18.00助燃空气带入的显热22550.50.81窑车蓄热和热散失量277366.6910.00漏入的风和搅拌风20810.90.75物化反应热137400.44.96气幕和搅风13916.90.50窑墙和窑顶230085.28.3其他热损失1386.80.04总收入量2773666.9100总散热量2772428.9100分析：两者之间存在差值，是因为预热带窑内负压在该次计算中忽略了窑底漏入窑内风带来的热量，实际上虽然窑车上下压力控制手段非常完善，但仍有误差，由于误差很小所以整个预热带、烧成带热量可认为是收支平衡的。10、冷却带的平衡计算10.1确定热平衡计算的基准、范围0作为基准温度，1h为质量与热量的时间基准。10.2平衡框图 其中：制品带入的显热；棚板、支柱带入显热；窑车带入的显热；急冷风带入的显热和冷却带末端送入冷却带入显热；制品带出显热；棚板、支柱带出的显热；窑车、窑顶散热；窑墙、窑顶总散热；抽走余热风带走的热量；其他热损失。10.3 热收入项目10.3.1制品带入的显热此项热量即为制品从烧成带带出的显热10.3.2棚板和支柱带入的显热，同上，10.3.3窑车带入的显热此项热量可取烧成带和预热带窑车总散热的95%（其余的已经在预热带烧成带向车下散失）10.3.4急冷风和窑尾风带入的显热窑尾的风量设为，一般急冷风量为窑尾风量的0.250.5，此处取0.5，总风量为1.5。空气的温度，此时空气的比热：，10.4 热支出项目10.4.1制品带出的显热出窑制品质量=172，窑制品的温度，比热。10.4.2和支柱带出的显热棚板和支柱质量，温度，比热10.4.3车带走的和想车下散失的热此项热量一般可按窑车带入的显热55%计算，10.4.4其他热损失Q16取经验数据，占冷却带热收入的5%10%，本次计算取5%10.4.5抽走余热风带走热量 其中: q15抽走余热风流量（m3/h），该窑不用冷却带热空气做二次空气，冷却带鼓入风量全部用于气幕，体积为q15=1.5Vx Nm3。漏出空气忽略不记，抽走余热风的平均温度，取=250，热空气的平均比热为， 10.4.6窑墙和窑顶的散热分三段1719，2025，26281310850，长6m窑内平均温度莫来石轻质高铝砖=0.569含锆型硅酸铝纤维板=0.19高纯型耐火纤维刺毯=0.2099取窑外平均温度窑墙：平均热流密度散热面积散热量：窑顶：平均热流密度散热面积散热量：2025，800400，12m窑内平均壁温 轻质高铝砖的=0.4176高纯型耐火纤维刺毯的=0.1294窑外壁平均取=80窑墙：平均热流密度=散热面积：散热量：窑顶：轻质粘土吊顶砖=0.0815+0.000221625=0.2196高纯型耐火纤维刺毯的=0.1294平均热流密度=散热面积： 散热量：2628，40080，6m窑内平均壁温 轻质高铝砖的=0.4008高纯型耐火纤维刺毯的=0.062窑外壁平均取=80窑墙：平均热流密度=散热面积：散热量：窑顶：轻质粘土吊顶砖=0.0815+0.000221240=0.13454高纯型耐火纤维刺毯的=0.062平均热流密度=散热面积： 散热量： 总散热量10.5热平衡方程式列出平衡方程式 由，解得因此窑尾的风量为4103.2，急冷风量2051.6，每小时应抽出热风6154.8。10.6热平衡表热 收 入热 支 出项 目(kJ/h)(%)项 目(kJ/h)(%)制品带入显热24785212.08产品带出显热130720.64棚板立柱带入显热138039667.29棚板立柱带出显热61206.82.98窑车带入显热26313312.83窑体散热132666.1686.47急冷窑尾风带入显热39Vx160024.87.86窑车带走和向下散失显热1447237.05抽热风带走显热389.25VX1597170.677.86其它散热102570.45合计2051405.8100合计2051409100分析：热平衡分析:从上面热平衡列表可以看出，热收入与热支出基本保持平衡，而热支出大于热收入是因为窑底冷风带入显热要大于现在的计算值。主要的热支出是抽出的热空气带走的显热，为了节能，提高热效率往往要充分利用，冷却带余热可以用它去干燥坯体。11、排烟系统的设计11.1 排烟系统的设计11.1.1排烟量的计算取离窑烟气中空气过剩系数=2.5，则其体积流量为：=0.48。11.1.2排烟口及烟道的尺寸共有5对排烟口，则每支排烟口的烟气流量： 标准状态下烟气在砖砌管道中的流速为12.5m/s，流速太大则阻力大，流速太小则管道直径过大，造成浪费。现在取流速v=1.5m/s，烟道截面积为：A=0.04/1.5=0.027排烟口尺寸设计为 高宽为180150mm，为以后可便于烧成其他制品时控制烟气量及砌筑方便，此处设计为210180mm。11.1.3垂直支烟道烟气有排烟口至垂直支烟道流量不变，流速相同，截面积也相同，故为180160mm，垂直高度和窑车台面至窑顶距离高度相等1.947m。11.1.4总烟管尺寸烟气在管内的流速取5m/s内径：，取直径为450mm，6m长。11.1.5支烟管尺寸支烟道的流量0.0292，流速为1.5m/s，内径：，取直径为200mm，每个垂直排烟道对应一个金属支烟管道，其高度为30mm，具体高度以实际为准，取长100mm直接进入横跨在窑体上部中间的总烟管道。12、烧嘴的选型全窑共有38个烧嘴，且每小时燃料的消耗量为64.43m3，考虑每个烧嘴的燃烧能力和烧嘴燃烧的稳定性，取安全系数1.5，所以每个烧嘴的燃料消耗为：烧嘴的热负荷：烧嘴的选用能适应和满足生产需要即可，应尽量避免不必要的浪费。其次，选用烧嘴必须和烧嘴的使用结合起来，在规定的负荷内保证火焰的稳定性，即不要脱火也不要回火，并要保证在规定的条件下燃料完全燃烧由于本设计的烧成带窑内宽达到2060mm，为了保证断面温度的均匀与稳定，通过资料查询选用广东施能燃烧设备有限公司生产的型号为SIO-200烧嘴，其主要参数为：火焰长度1100mm-2400mm，出口速度为80m/s，燃气压力2000 Pa，助燃空气压力4200Pa。此烧嘴不需要专门的燃烧室，烧嘴砖直接砌筑在窑墙上即可。13、后记三周的课程设计即将结束，通过本次课程设计，把大学的课程综合到一起，是一项计算复杂，综合应用课本理论和实践知识，结合以往的参考材料完成的，对专业课程窑炉有了更切实际、具体的深刻认识。设计中遇到很多需要考虑的因素，由于经验不足，完成过程尤为艰难，借助老师同学以及网络，把真个过程做好，感谢老师和同学们的知道和帮助。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，”没有真正投入的设计中，是不会发现自己的不足，每一步都是一次理论的检验，只有将理论知识应用与实践，才能体现理论价值。以后的实践课程中，要可能多的留心观察，多思考，熟知窑炉各个部件的工作原理，现场检验所学知识。14、参考文献1、周露亮 窑炉课程设计指导书. 景德镇陶瓷学院. 2010.5.2、胡国林 陈功备 窑炉砌筑与安装. 武汉理工大学出版社.2005.5.3、韩昭沧 燃料与燃烧. 冶金工业出版社. 2007.10. 4、刘振群 陶瓷工业热工设备. 武汉理工大学出版社. 2008.1.5、徐维忠 耐火材料. 冶金工业出版社. 2008.2.6、马建隆 宋之平 实用热工手册. 水利电力出版社. 1988.87、王秉铨 工业炉设计手册. 北京机械工业出版社. 2004.7. 8、陈景雨 陶瓷工业热工过程及设备.中国轻工业出版社.1992.4.9、胡国林 陈功备 周露亮 陶瓷工业窑炉.武汉理工大学出版社. 2010.8.10、杨世铭 陶文铨 传热学第三版. 高等教育出版社. 1998.8