111-13(隧道窑工作原理、结构特点)

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一次空气送风装置：风机、喷射器
★一次空气为冷空气时： 冷空气→通风机→空气管道→烧嘴。
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★地下烟道排烟：
所有烟道均埋设 于底下，钢材用 量少，窑体美观；
土方工程大，不 适用于地下水位 较高的地区。
图1-10
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★窑墙金属 烟道排烟：
钢材用量大， 窑墙结构简单
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图1-11 金属烟道排烟
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★窑墙内烟道排烟 （窑顶排烟）： 窑墙结构复杂。
跨度大，产量大； 顶烧式、底烧式跨度可以较大； 使用高速烧嘴跨度可以较大
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2. 窑顶结构
要求：材质应长期承受高温作用（特别是烧 成带）、重量轻、保温性好，其结构严密， 不漏气，并有利于窑内气流的合理分布。
结构形式：拱顶、平吊顶、吊拱 2-1. 拱顶：顶拱的中心角一般60°～90°。
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2-3. 吊拱顶：
图1-7
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2-4. 双层拱顶：
图1-8
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3. 窑墙结构
要求：耐高温、有一定的强度，保温性能好。 耐火材料+保温材料组成。 材质组成与厚度：用正交法，通过传热计算来 确定，并取经济厚度。 经济厚度：年均费用（保温层投资费+保温层 砌筑费+散热损失费）最低的厚度。
★按燃烧装置布置形式分类 顶部加热式 底部加热式 侧部加热式（最常见）
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预热带
烧成带
冷却带
推进窑车 烟 气 抽 出
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二次空气 气流
推出窑车
抽
出
送
热
一 次 空 气
送 煤 气
风
图1-1 隧道窑工作原理图
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送 冷 空 气
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隧道窑系统图
图1-2
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太大、太小都不利
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拱角梁
上拉杆 立 柱
图1-3
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拱角砖 下拉杆
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拱顶自重产生 F Q Kctg
的横向推力F： 2
2
K—温度应力系数 Q——拱顶荷重，N/cm
α—拱的中心角
图1-4 拱顶自重横向推力分析
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“双心拱”与“三心拱”顶结构
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高铝砖 75% 高铝砖 60%
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1—年均总费用 （1=2+3+4）； 2 —窑墙散热年均损失 费用； 3 —年均消费的保温层 投资费用； 4 —保温层砌筑维修年 均费用
图1-9
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4. 各带的结构
4-1.预热带：排烟装置；气幕装置 4-2.烧成带：燃烧室；
L1
1
L(m)
L2
2
L(m)
L3
3
L(m)
其中：L1、L2、L3—— 分别为预热、烧成及冷 却带长度，m；
τ1 、 τ2 、 τ3 —— 分别为预热、烧成及冷 却所需时间，h；
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★ 隧道窑的高度与跨度
高度——砖坯在烧成过程中的特性（制品的 烧成温度与荷软温度。如：镁砖，1m左右， 硅砖，1.5~1.9m ）、允许的上下温差。 跨度——产量、燃烧方式、燃烧器的类型
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图1-12 窑墙内烟道排烟
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4-1-2.预热带气幕装置
图1-13
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4-2-1. 烧成带侧墙燃烧室
工作条件：高温、气流冲刷、承受窑墙重量。
结构：拱顶或双层拱顶，气密性好
材质：耐高温、高强度、抗热震，荷软温度高
多数窑炉的损毁主要是燃烧室的损毁。
目前，一些隧道窑，特别是高温窑炉取消 了侧墙燃烧室，将烧嘴直接插入窑内，火焰直 接在砖垛间隙燃烧。
燃料、一次空气输送装置 4-3. 冷却带：抽热风装置、送冷却风装置
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4-1-1.预热带排烟装置：
两侧墙靠近车台平面处设有排烟孔。排烟孔的
多少、数量由隧道窑 的类型决定。 图1-1
排烟方式： 地下烟道排烟： 图1-10 金属烟道排烟： 图1-11 窑墙内烟道排烟(窑顶排烟）： 图1-12
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隧道窑长度及各带长度计算式：
V G (m3)
V— 隧道窑的有效容积， m3； G— 小时成品产量，㎏/h； η— 成品率，%； ρ— 装窑密度，㎏/ m3 。 τ— 烧成时间，h；
当隧道窑的横截面积A一旦确定，则其长度：
L G (m) A
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各带长度分别为：
与一般共拱顶相 比的特点：
横推力小，拱下 空间小，便于气 流合理分布。
H
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车台平面
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图1-5 半椭圆型拱顶
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2-2. 平吊顶
钢梁
优点：窑顶不易下沉， 砖垛与窑顶间的空隙 小，有利于气流的合 理分布。便于码砖。
缺点：钢材用量大； 气密性差。
吊挂 机构
窑顶砖
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图1-6
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三、隧道窑的结构
规格：长×内宽×有效高度
有效高度：从车台平面至拱顶内衬的最大高度 图1-5 断面尺寸与长度
窑顶结构 窑墙结构
车台平面
H
隧道窑预热带结构
隧道窑烧成带结构
隧道窑冷却带结构
隧道窑窑体与窑车密封结构
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图1-5 半椭圆型拱顶
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1、断面尺寸与长度
长度L= 预热带长度L1 + 烧成带长度L2 + 冷却带长度L3
窑的长度主要取决于制品的烧成制 度及产量大小。此外，应考虑投资、燃 耗、窑的热工特性等。
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★窑的各带长度确定的一般原则：
1.预热带长度应根据排出废气温度来确定， 废气离开排烟机温 度应低于250℃； 2. 烧成带长度根据保温时间来确定 3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定， 一般应低于100℃
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4-2-2. 烧成带一次空气送风装置
图1-1
概念：
图1-2
一次空气：通过烧嘴直接进入燃烧室（或直接 进入窑内空间）与燃料混合燃烧的空气。它可 以是冷却带抽出的多余热风，可以是冷空气。 二次空气：在冷却带吹入的冷风的一部分，流 到烧成带，与燃料混合燃烧。
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第一章隧道窑
分类 工作原理
结构特点（重点） 热工制度及其调节（重点） 码砖的原理与操作（重点、难点）
砌筑与烘烤（自学） 热平衡测试与计算（自学） 节能措施 其它类型隧道窑 设计计算
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一、隧道窑分类
★按温度分类 低温隧道窑1000～1350℃ 普通隧道窑1350～1550℃ 高温隧道窑1550～1750℃ 超高温隧道窑1750～1950℃