隧道窑设计方案说明书产万件寸盘

目录一、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)十一、参考文献 (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<%）：产品的规格：八寸盘直径=238mm 高度=40mm单重： 0.37Kg每件坯体线收缩率 10%入窑水分：2.2%产品合格率：96%工作日：320天夏季最高气温：38 o C烧成制度：周期19小时最高烧成温度：1320o C气氛制度：还原气氛燃料：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：20℃——500℃ 4小时预热带氧化气氛500℃——950℃ 2.5小时预热带氧化气氛950℃——1200℃ 2小时烧成带强还原气氛1200℃——1320℃ 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1320℃——700℃ 2小时急冷带700℃——400℃ 4.5小时缓冷带400℃——80℃ 1.5小时快冷带1.4 窑型的选择窑车式明焰隧道窑，棚板裸烧。

二、窑体主要尺寸的确定2.1 坯体规格238/<1-10%）=264.44mm 40/<1-10%）=44.44mm因此坯体规格：264.44mm*44.44mm2.2 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=1200mm2.3 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取拱心角ａ=600，则窑车装载平面至拱脚高：为1120mm2）拱高f的计算：拱顶拱心角:a=60of=0.134*1200=160.8mmR=1048.57mm侧墙的总高度<轨面至拱脚）：h=950+1120=2070mm则由窑车的台面到拱顶的高度为:h=1116+160.8=1280.8mm轨面至拱顶：H=950+1280.8=2230.8mm2.4 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=64.35m2.5 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=27.1m2.6 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：τ*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。

3.2 燃烧系统在烧成带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，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：五、燃烧系统计算理论空气量：本设计燃料采用焦炉煤气，其成分组成如下表所示: 燃料所需要的空气，根据经验取空气系数为α＝1.2，近似计算得：0V a ＝0.26*17.52-0.25=4.31(m 3/Nm 3>实际空气量 a v =1.2*4.31=5.1723nm按照燃料的化学成分计算理论烟气量：由经验公式0V =1000Q *0.272net+0.25=5.023nm实际烟气量为：V=5.02+(1.2-1>*5.172=6.05443nm理论燃烧温度的计算：设空气温度 20 a t ℃，空气比热为C a ＝1.30 KJ/M 3•℃。

焦炉煤气比热为：C f ＝1.41 KJ/ M 3•℃，t a =t f =20℃，燃烧产物温度查书本4-18。

则理论燃烧温度为： T ＝(Q net + V a C a t a + C f t f >/ VC ＝6.0544*c 20*1.415.172*20*1.317520++=t即：6.0544*C*t=17797.2当t=1800℃，c=1.66时，6.0544*1.66*1800=17872>17797.2 当t=1600℃，c=1.64时，6.0544*1.64*1600=15693<17797.2 可以得到t=1799℃ 相对误差：160017991800-*100%=0.45%<1%合理，取高温系数为η=0.80。

实际燃烧温度为1439.3℃比需要的温度高119.3℃，这符合要求有利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。

六、物料平衡计算1）每小时烧成制品质量Gm Gm=0.37*432*2.053=328.15Kg/h 2> 每小时烧成干坯质量GgpGgp=Gm*100/(100-IL>=328.15*100/(100-5.48>=347.18Kg/h 3> 每小时入窑的湿制品质量GspGsp=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G2sG2s=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/m3G2=<0.53*0.53*0.012*6*15+0.04*0.04*0.05*6*15*4）*2.053*2100=1432.1 Kg/h七、 预热带及烧成带的热平衡计算7.1 热平衡计算基准及范围在此以1小时作为计算基准，而以0℃作为基准温度。

计算燃烧消耗量时，热平衡的计算范围为预热带和烧成带，不包括冷却带。

7.2 热平衡框图Q f Q a Q a `↓↓↓Q 2→→Q 1→→↓↓↓↓↓Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7其中Q 1---制品带入的显热 Q 2---棚板及支柱带入的显热 Q f ---燃料带入化学热及显热 Q a ---助燃空气带入显热 Q a ’---漏入空气带入显热 Q 3---产品带出显热 Q 4---棚板及支柱带出显热 Q 5---窑墙、窑顶散失之热 Q 6---窑车积散之热 Q 7---物化反应耗热 Q 8---其他热损失 Q g ---废气带走显热 1、热收入工程 1.制品带入显热Q 1 入窑制品的含2.2%自由水,Gsp=Ggp*100/(100-W>=347.18/(1-0.022>= 354.99Kg/h 入窑制品温度t ’=20 ℃入窑制品比热取为:C 1=0.95KJ/kg o CQ 1=G 1*C 1*t ’=354.99*0.95*20=6744.81 KJ/h 2.棚板及支柱带入的显热Q 2C=0.963 KJ/Kg ℃Q2=G 2*C*t=1432.1*20*0.963=27582.246 KJ/h 3.燃料带入化学Qf已知Qn=17520KJ/Nm3 入窑温度t=20 ℃查表得，C=1.99 KJ/kg℃设每小时燃气X千克Qf=x(17520+1.99*20>= 17559.8x Kg/h4.助燃空气带入Qa燃料所要空气量Va=4.31m3/m3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/h5.漏入空气Qb预热带取空气系数 a=1.10理论空气量 V o a=4.741Nm3/Nm3烧成带取空气系数 a=0.95Va=x*(ag-af>V o=x*(2.5-0.95>*4.741=7.348x Nm3/Nm3Qb= Va*C*t=7.348x*1.30*20=191.05x KJ/h2、热支出工程①制品带出显热Q3出烧成带产品质量G=328.15kg/h(不考虑灼减>3=1320℃出烧成带产品温度t3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/h②棚板及支柱带走显热Q4棚板及支柱质量G=1432.1kg/h4=1320℃出烧成带温度t4C4=0.96+0.000146t*1320=1.153 KJ/Kg℃Q4=G4*C4*1320=2179446.72KJ/h③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离窑烟气体积 Vg=[V o g +(ag-1> V o a]x+Vm离窑烟气温度一般为200-300℃，先取tg=250℃ Cg=1.44 KJ/Kg℃Qg=Vg*Cg*tg={[ V o g+(ag-1> V o a]x+Vm}*Cg*tg={[5.02+<2.5-1）4.741]x+1500}*1.44*250=4367.34x+540000KJ/h④通过窑墙、窑顶散失之热Q5铝砖导热系数λ高铝砖=0.662+0.08*10-3*t硅藻土砖导热系数λ硅藻土砖=0.11 W/(m℃>硅酸铝耐火纤维束导热系数λ纤维=0.2 W/(m℃>蛭石导热系数λ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/h20-500 99.17 1505.83500-900 291.08 2762.52900-1200 234.97 1784.061200-1310 275.11 1784.061310 287.43 1091.2两侧窑墙散热：<1505.83+2762.52+1784.06+11784.06+1091.2）*2=17336.67KJ/h=2∏*1.04857*1/6*37.42=40.89m2窑顶散热面面积：A顶窑顶散热：温度范围℃窑顶面积m2 热流 W/m2 散热 KJ/h20-500 14.94 95.77 1430.9500-900 9.33 281.77 2631.2900-1200 7.46 425.06 3175.051200-1320 5.6 498.18 27911320 3.73 520.58 1944=1430.9+2631.2+3175.05+2791+11944=11972.15KJ/h∴Q顶=17336.67 +11972.15=29308.82KJ/hQ55.物化反应耗热Q6不考虑制品所含结晶水。