年产610万件天然气隧道窑窑炉设计
景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书
年产610万件汤盘燃液化气隧道窑设计
学号： 201110210307
姓名：李冠
院（系）：材料学院
专业： 11无非2班
指导教师：周露亮
二○一四年六月二十日
目录
1 前言 (1)
2 设计任务书 (2)
3 烧成制度的确定（主要指温度制度） (3)
4 窑体主要尺寸的确定 (4)
4.1 窑内宽的确定 (4)
4.2 窑体长度的确定 (5)
4.3 窑内高的确定 (5)
5 工作系统的确定 (6)
5.1 预热带系统 (7)
5.2 烧成带系统 (7)
5.3 冷却带系统 (7)
5.4 窑体附属结构 (7)
5.4.1 事故处理孔 (7)
5.4.2 测温测压孔及观察孔 (7)
5.4.3 膨胀缝 (7)
6 燃料燃烧计算 (7)
6.1 空气量 (8)
6.2 烟气量 (9)
6.3 燃烧温度 (9)
7 窑体材料及厚度的确定：列表表示全窑所用材料及厚度 (9)
8 热平衡计算 (10)
8.1 物料平衡计算 (10)
8.2 预热带及烧成带热平衡计算 (10)
8.2.1 热平衡框图 (12)
8.2.2 热收入项目 (13)
8.2.3 热支出项目 (15)
8.2.4 列出热平衡方程式 (17)
8.2.5 列出预热带烧成带热平衡表 (15)
8.3 冷却带的热平衡 (16)
8.3.1 热平衡框图 (17)
8.3.2 热收入项目 (18)
8.3.3 热支出项目 (19)
8.3.4 列热平衡方程式 (19)
8.3.5 列出预冷却带热平衡表 (19)
9 烧嘴的选用 (19)
9.1 每个烧嘴所需的燃烧能力 (20)
9.2 每个烧嘴所需的油（气）压 (20)
9.3 烧嘴的选用 (20)
10 参考文献 (20)
1．前言
自古与来，陶瓷就与人们的生活密不可分。进入现代社会，陶瓷工业在人民生产、生活中占有了更加重要的地位。陶瓷工业的发展与窑炉的改革密切相关，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。
隧道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑炉，在我国已得到越来越广泛的应用。隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，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。具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产效率及质量，便于更好的节约燃料，降低能量消耗。
性能良好的窑炉必须能满足烧成制品的烧成要求，生产出符合质量要求的产品。其中烧成温度、烧成气氛等因素对产品质量产生决定性的影响。所以，实现窑炉对这些因素的灵活控制与保证稳定性就成为了窑炉首要的设计目标。其次要实现效率高，能耗少、自动化程度高、污染小等特点。
本窑炉设计任务为年产610万件汤盘液化气隧道窑，采用轻质耐火保温材料，高速调温烧嘴，对余热进行集中利用，产品能耗较低，实现了自动化控制，连续式生产，大大提高了生产效率。符合大量生产的要求。在设计过程中，我努力消化吸收并应用硅酸盐工业热工基础以及陶瓷工业窑炉的知识，结合本学期前往潮州工厂实习所观察学习到的经验与体会，通过两周的努力设计，也算基本完成了本次课程要求的设计任务。独立思考、计算、校验设计数据的过程艰难且要求极大的细心和耐心，使我深刻熟悉了窑炉设计相关知识的同时磨练了意志品质，更使我对窑炉设计及施工过程有了更深的认识。对我来说，试一次印象深刻受益匪浅的课程设计。
2．设计任务书
1.1设计任务
年产610万件汤盘液化气隧道窑设计
一、原始数据
（一）汤盘
1.汤盘坯料组成（%）
SiO2Al2O3CaO MgO Fe2O3K2O+Na2O I.L
69.20 19.96 0.87 0.49 0.88 3.12 5.48
6.产品规格：9英寸，0.37kg/块
7.最高烧成温度1300℃
8..入窑水分：〈3%
9.烧成曲线：自定
10.烧成周期：16小时
11.气氛：常温-1050℃氧化气氛
1050-1200℃还原气氛
1200-1300℃中性气氛
（二）燃料
液化气H2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C5H12C5H10Q net(MJ/Nm3) 百分比10 6 5 16 15 15 2 8 10 13 110 （三）夏天最高气温：39℃
3．烧成制度的确定
3.1 温度制度的确定
位置温度（0C）时间（h）烧成阶段升（降）温速率（0C/h）预热带20-300 1.8 预热带155
300-600 1.9 预热带157
600-900 1.2 预热带250 烧成带900-1050 1.4 烧成带（氧化）107
1050-1200 1.1 烧成带（还原）136
1200-1300 1.1 烧成带（中性）91
1300-1300 0.9 烧成带（保温）0 冷却带1300-800 1.8 冷却带（急冷）277
800-400 2.5 冷却带（缓冷）160
400-50 1.8 冷却带（快冷）195
\
3.2 烧成温度曲线
4.窑体主要尺寸的计算
现代隧道窑都属于明焰烧成。采用高速烧嘴能保证宽体窑炉水平温度均匀。结合装载制品9英寸汤盘的重量大小，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13000C，故碳化硅材料选用SiC 50%，体积密度 2.2g/cm3，最高使用温度 14000C，导热系数计算式 5.23-1.28×10-3t。
选用棚板与支柱参数如下：
棚板规格：长×宽×高: 310×310×10（mm）
棚板质量=310×310×10×10-6×2.2==2114.2（g）
支柱规格：底面半径×高: 25×100（mm）
支柱质量=25×25×3.14×100×10-6×2.2=431.75（g）
4.1 窑内宽的确定
4.1.1汤盘规格
9英寸，9英寸=22.86cm=228.6mm，370g/每块，坯体高度定为20mm。考虑烧成收缩为10%，则: 坯体直径尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=228.6÷（1-0.1)=254（mm），坯体高度尺寸=产品尺寸÷（1-烧成收缩）=20÷（1-0.1)=22.22（mm）
3.1.2汤盘码放方法
采用窑车上设置棚板并8层码放，每块棚板放置一个汤盘坯体。棚板设置规格为：7×4（其中7表示行数，4表示列数），相邻棚板间距为10mm，最底层四周棚板与垫板相距为15mm，每块棚板采用4个支柱。上下层棚板间距由支柱高度决定，为100mm。
4.1.3 窑车尺寸确定
车长=310×7+10×6+15×2=2260mm
车宽=310×4+10×3+15×2=1300mm
窑车架高220mm，窑车衬面边缘用四层的轻质砖共4×65+4×2=268mm，在窑车的中部填充硅酸铝纤维折叠棉块上铺1层含锆纤维毡。
窑车总高为：220+268=488mm
4.1.4 窑内宽的确定
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10~30mm，本设计中取用15mm，则热窑内宽:
B=1300+30×2=1360mm
4.2窑长的尺寸确定
窑车每层装载制品数为7×4=28件，共7层,故每车装载制品数为28×7=196件，干制品质量370g，则每车装制品质量为370g×196=72.52kg
装窑密度g=每车装载件数/车长=196/2.26m=86.72件/m窑长
461010162424330=0.9586.72
G
Dy L K g τ????==??149.58m
G —生产任务，件/年； L —窑长，m ；
τ—烧成时间，h ；
K —成品率，%；
D —年工作日，日/年； g —装窑密度，件/每米车长。
窑内容车数：n=149.58/2.26=66.18辆，取整数67辆 此时窑长=67×2.26m=151.4m 。
该窑采用钢架结构，装配式建造，每节之间留有10mm 间隙。则选用节数151.4÷2.01=75.3节，取76节。最终实际窑长76×2.01-0.01=152.75米。
根据烧成曲线，各带烧成时间与烧成周期的比值，预热带取23节，烧成带取20节，冷却带取32节，则各带长及所占比例为：
预热带长=2×23=46m 占总长的30.2% 烧成带长=2×20=40m 占总长的26.3% 冷却带长=2×32=64m 占总长的42.1%
隔断温度划分与运行时间极其升降速率如下表所示。 位置 温度（0
C ） 单元
节
时间（h ） 烧成阶段 升（降）温速率（0
C/h ）
预热带
20-300 1-8 1.8 预热带 155 300-600 9-17 1.9 预热带 157 600-900
18-23 1.2 预热带 250 烧成带
900-1050
24-30
1.4 烧成带（氧化） 107 1050-1200 31-35 1.1 烧成带（还原） 136 1200-1300 36-40 1.1 烧成带（中性） 91 1300-1300 41-44
0.9 烧成带（中性） 0 冷却带
1300-800 45-53 1.8 冷却带（急冷） 277 800-400 54-65 2.5 冷却带（缓冷） 160 400-50
66-76
1.8
冷却带（快冷）
195
4.3窑内高的确定
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240mm 。
所以窑内高初定为：230+7×10+6×100+240=1140mm
具体高度确定耐火砖尺寸厚度有关，通常耐火砖厚度取65mm，所以高度方向上耐火砖块数
=1140/65=17.53，取18块，则高度为：
18×65=1170mm，灰缝：18×2=36mm，
预热带、冷却带窑内高：1170+36=1206mm，
烧成带内高增大一块标准砖的宽度134mm，内高=1206+134=1340mm
全窑高(轨面至窑顶外表面）：在内高的基础上加上窑车高、窑顶厚度，预热带、冷却带为1206+488+350=2044mm，烧成带为1340+488+450=2278mm。
5．工作系统的确定
5.1预热带工作系统的设置
预热带共23节。第1-8节为排烟段。第1节两侧墙设置一道气幕，喷入由冷却带抽来的热风。后半节上部和下部各设一对排烟口。在2至8节下部设置2处排烟口。其中第二节上部也设一排烟口，目的是使窑头气流压力自平衡，以减少窑外冷风和向内侵入。
为方便调节预热带温度，在第9-17节上部设置喷风管，每节设2根，两侧墙的喷风管成交错布置，这样有利于调节该段温度制度，也能有效搅拌预热带断面气流，达到减小预热带上下温差的目的。
为提高预热带后段下部制品温度，进一步缩小预热带后段的上下温差，在18-23节下部设置高速调温烧嘴，每节设2只，高度就设在窑车棚板的下部通道上，两侧墙则交错布置，设置与喷风管设置相似。
5.2 烧成带工作系统布置
第24-44节为烧成带，第24、25、26节与预热带一样，仅在下部设置2只烧嘴。第27至30节每节上部设置2只烧嘴，下部设置3只。从第31节开始，进入还原烧成气氛，每节上下均布有高速烧嘴，上部设置2只，下部设置3只，上下两侧墙均呈交错布置，这样有利于烧成带温度制度的调节。每节上方均增设两个喷风管，与上方烧嘴交错设置用以增大进气量，维持氧化气氛。
第30节与第31节是氧化带与还原带交界的区域，在第31节设置一气氛气幕，用以隔绝氧化带与还原带的空气交换，避免免影响气氛。32到35节烧嘴设置与之前相同，但是取消喷风管，符合维持还原气氛的需要。36节以后烧嘴设置32到35节相同，每节增加一对喷风管。
5.3 冷却带工作系统布置
冷却带按照烧成工艺分成三段：
第45-53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（第45节）只在后半节设冷风喷管（尺寸 67）（上设2对，下设2对）外，其余每节上部设4对冷风喷管，下部设4对冷风喷管，上下喷管交错设置。在50-53节两侧窑墙下部各设置2对抽热风口.
第54-65节为缓冷段。第54节到65节的侧墙设置三段段间冷壁，每两节作一段。间冷壁设有调节闸板，可根据需要调节抽热风量。每节上部设置一对抽热风口。
第66-76节为快冷段。为加强出窑前的快速冷却，在该段66-74节布置冷风喷管，直接鼓人冷风，每节6对——上部3对，下部3对。最后两节采用不设窑墙，以不锈钢板作设计成整体抽热风罩。该段抽出的热风由快冷段直接抽热风机系统抽出。 5.4 窑体附属结构 5.4.1 测温孔及观察孔
测温孔及观察孔在烧成曲线的关键处设置测温孔，低温段稀疏布置，高温处密集布置，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。 5.4.2 测压孔
窑炉的压力控制中零压面的位置控制尤为重要，一般控制在预热带和烧成带交接面附近。若零压过多移向预热带，则烧成带正压过大，有大量热气体逸出窑外，不但损失热量，而且恶化操作条件；若零压过多移向烧成带，则预热带负压大，易漏入大量冷风，造成气体分层，上下温差过大，延长了烧成周期，消耗了燃料。本窑炉设计中，不专门设置测压孔，以观察孔代替。 5.4.3 膨胀缝
窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，因此在窑墙、窑顶及窑底砌体间要留设膨胀缝以避免砌体的开裂或挤坏。本设计窑体采用装配式，每节之间留10mm 的膨胀缝，内填矿渣棉。各层砖的膨胀缝要错缝留设。
6. 燃料燃烧计算
6.1 空气量
所用燃料为液化气，其组分如下表所示： 液化气 H 2 CH 4 C 2H 6 C 2H 4 C 3H 8 C 3H 6 C 4H 10 C 4H 8 C 5H 12 C 5H 10 Q net (MJ/Nm 3
)
百分比
10
6
5
16
15
15
2
8
10
13
110
在已知燃料组成的情况下，可根据《硅酸盐热工基础》中相关的燃烧反应式列表计算的方法，较为精确地求出燃料燃烧所需的空气量、生产烟气量及烟气组成。1m 3
液化气燃烧的理论空气需要量L 0为：
233
0222113L =4.76C ()10(/)2242n m m O H n C H H S O m m -??++++-?????
∑ 将数值代入公式得Lo=22.06（3
3
/Nm Nm ）取空气过剩系数为α=1.2，则实际需要空气量：
αV =α×0L =1.2×22.06=26.472(33/Nm Nm )
6.2烟气量
烟气量根据《硅酸盐热工基础》知识用公式计算得，理论燃烧产物生产量V 0为：
02m 2222201
()H 2+N +H 0.792100
n m V CO H n C H S CO H O L ??=++++++?+????∑
将数值代入公式得V 0=23.767(3
3
/Nm Nm ),实际燃烧产物生产量V n 为：
2m 2222201
21()H 2+N +H ()0.001242100
100n n n m V CO H n C H S CO H O n L gL ??=++++++?+-+????∑
将数值代入公式得V g =28.179（3
3
/Nm Nm ） 6.3 燃烧温度
理论燃烧温度计算公式：g
g a
a a r r d th c V L t c t c Q t ++=
式中 c r 、c a 、c g —燃料、空气及烟气的比热容，℃）?3
/(Nm kJ ；
L a —一定空气消耗系数(α)下的单位燃料空气消耗量，3
3/Nm Nm ，a L =αL 0；
V g —一定空气消耗系数下单位燃料燃烧生成的烟气量，3
3/Nm Nm ；
t r 、t a —燃料及空气的预热温度，℃。
取室温20℃，此时空气比热为1.30℃）?3
/(Nm kJ 液化石油气比热为3.91℃）?3
/(Nm kJ ；
查表（燃料及燃烧表5-2）并初设烟气温度为1800℃，此时烟气比热为： c g =1.67℃）?3
/(Nm kJ 。 代入上述公式得到：11000020 3.91 1.32026.472
28.179 1.8
th t +?+??=
=?2184.56℃
（2184.56-2100）/2100=4.03%<5%,所设温度合适。 取高温系数为0.8，则实际温度为：
t=0.8×2100=1680℃，比最高温度1300℃高出380℃， 符合烧成需求，认为合理。
7．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。根据上述原则，确定窑体的材料及厚度如下：
节位置（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（1-8）（20-300℃）硅藻土砖400 400
轻质粘
土吊顶砖
350 350
预热段（9-23）（300-900℃）轻质粘
土砖
350
400
轻质粘土
吊顶砖250
350 矿渣棉50
普通硅酸铝耐
火纤维板
100
烧成段（24-44）（900-1300℃
）
轻质高
铝砖
350
450
轻质高铝
吊顶砖
350
450 含铬耐火纤维
毡
50 普通硅酸铝耐
火纤维板
100 陶瓷棉50
急冷段（45-53）（1300-800℃
）
轻质高
铝砖
350
450
轻质粘土吊顶
砖
350 350 含铬耐火纤维
毡
50
陶瓷棉50
缓冷段（54-70）（800-400℃）轻质粘
土砖
350
400
轻质粘土吊
顶砖
250
350 矿渣棉50
普通硅酸铝耐
火纤维板
100
快冷段
（71-74）（400-200℃）轻质粘土砖250 250
轻质粘土吊
顶砖
250 250
尾冷段
（75-76）
（200-80℃）
不锈钢板 2 2 不锈钢板 2 2
8.热平衡计算
8．1物料平衡计算
坯体成分组成如下表：
(1) 每小时烧成制品的质量G m
成品每件质量370g ，则每车制品质量为370g ×196=72.52kg ，推车速度=67车/16h=4.1875车/时。
m G =推车速度×每车载重=4.1875×72.52=303.6775（ kg/h ）。 (2) 每小时入窑干坯的质量G g G g = G m ·
IL
-100100
=303.6775×48.5100100-×=321.28kg/h
(3) 每小时入窑湿坯的质量G s
G s= G g ·
ω
-100100
=321.28×100100 2.8-=330.54kg/h （含水量为2.8%）
(4) 每小时蒸发的自由水量G z G z = G s -G g =330.54－321.28=9.26kg/h (5) 每小时入窑窑具的质量G b 窑具主要是支柱和棚板。
单个棚板质量=310×310×10×10-6×2.2=2.11 kg 单个支柱质量=25×25×3.14×100×10-6×2.2=0.43 kg 棚板总重量=7×28×2.11=413.56 kg 支柱总重量=28×4×6×0.43=288.96 kg
窑具的质量Gb=(413.56+288.96)×4.1875=2941.8 kg/h 8.2预热带及烧成带热平衡计算
热平衡计算以1h 作为时间基准，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。 8.2.1 热平衡框图
SiO 2 Al 2O 3 CaO MgO Fe 2O 3 K 2O+Na 2O I.L 69.20
19.96
0.87
0.49
0.88
3.12
5.48
图8-2-1预热带和烧成带的热平衡示意图
其中 ：Q 1—制品带入的显热； Q 2—棚板板、支柱等窑具带入显热； Q 3—产品带出显热； Q 4—棚板板、支柱等窑具带出显热； Q 5—窑墙、窑顶散失之热； Q 6—窑车蓄热和散失热量； Q 7—物化反应耗热； Q 8—其他热损失；
f Q —燃料带入化学热及显热； Q
g —烟气带走显热；
a Q —助燃空气带入显热； '
a Q —预热带漏入空气带入显热； g Q —气幕、搅拌风带入显热； 8.1.2热收入项目 ① 坯体带入显热Q 1
由物料平衡计算可知入窑湿基制品质量G s =330.54kg/h ， Q 1=11s t c ??G （kJ/h ）
其中：G s —入窑湿基制品质量（Kg/h ）
1t —入窑制品的温度（℃）；1t =20℃
1c —入窑制品的平均比热（KJ/（Kg ·℃））；1c =0.86KJ/（Kg ·℃）；
∴Q 1=330.54×0.86×20=5685.288（kJ/h ） ② 棚板及支柱带入的显热Q 2
22b 2c t G Q =
其中：b G —入窑硼板、支柱等窑具质量（Kg/h ）；G b =2941.8 kg/h ；
2t —入窑硼板、支柱等窑具的温度（℃）；T 2=20℃
2c —入窑硼板、支柱等窑具的平均比热（KJ/（Kg ·℃））；
50%碳化硅硼板、支柱的平均比热容按下式计算
2c =0.963+0.1463
10-?t=0.963+0.000146×20=0.966KJ/（Kg ·℃） Q 2=2941.8×0.966×20=45569.70（kJ/h ） ③ 燃料带入化学热及显热f Q
f Q =（d Q +f t f c ）x （kJ/h ）
其中：燃料为液化气，低位发热量为：d Q =110000KJ/m 3
；
f t —入窑燃料温度（℃）；入窑液化气温度为f t =20℃； f c —入窑燃料的平均比热，℃）?3
/(Nm kJ ； f t =20℃时液化石油气比热为f c =3.91℃）?3
/(Nm kJ ；
x —每小时液化石油气的消耗量为；Nm 3
/h ；
f Q =（d Q +f t f c ）x =（110000+20×3.91)x =110078.2x kJ/h ④ 助燃空气带入显热a Q
全部助燃空气作为一次空气，燃料燃烧所需空气量 αV =0L αx =1.2×22.06x =26.472x χαa a o a t c L Q ==αV a a t c a c —助燃空气的比热； a t —助燃空气的温度：
取助燃空气温度为20℃，此时空气的比热为：a c =1.30 )/(3
℃?m kJ ； a Q =26.472×1.30×20x =688.272x （kJ/h ）
⑤ 从预热带不严密处漏入空气带入显热a
Q ' a
Q '= (x t c L a a g ''-0)(αα) 其中：g α—离窑烟气中的空气过剩系数取2.5
a
t '、a c '—漏入空气与喷入风的比热与温度，分别取20℃，1.30)/(3℃?m kJ a
Q '=（2.5-1.2）×22.06×1.30×20x =745.628x （kJ/h ） ⑥ 气幕、搅拌风带入显热g Q
气幕包括封闭气幕和搅拌气幕，封闭气幕只设在窑头，不计其带入显热。取 搅拌气幕风源为空气，其风量一般为理论助燃空气量的0.5-1.0倍，取为0.75倍。 g Q =0.75×22.06×1.30×20x =430.2x （kJ/h ） 8.1.4 热支出项目
① 产品带出显热3Q
333t c G Q m = （kJ/h ）
其中：m G —出烧成带产品质量，在物料平衡计算中已得m G =303.6775kg/h ；
3t —出烧成带产品温度，为1300 ℃；此时产品平均比热 3c =1.20 kJ/(kg ? ℃)
则：3Q =m G 3c 3t =303.6775×1300×1.20=473736.9（kJ/h ） ② 硼板、支柱等窑具带出显热Q 4
4Q =44b t c G （kJ/h ）
其中：棚板、支柱等质量：G b = 2941.8kg/h
出烧成带棚板、支柱温度：t 4=1300℃ 此时棚板、支柱的平均比热：
4c =0.84+0.000264t=0.84+0.000264×1300=1.183 kJ/(kg · ℃) 4Q = 2941.8×1.183×1300=4524194.2（kJ/h ） ③ 离窑废气带走显热
g
Q
一般通过取离窑烟气中空气过剩系数g α=2.5，则其体积流量为： 00V [()]g g g V L x αα=+-= [28.179+(2.5-1.2) ×22.06]x =56.857x
为保证排烟机的安全使用，离窑烟气温度不应该超过300℃，取离窑烟气温度为200℃，此时烟气比热g c =1.440 kJ/( Nm 3
·℃),
Q g ＝V g χc g t g ＝56.857x ×1.440×200=16374.816x （kJ/h ） ④ 窑体散热量Q 5
根据窑体砌筑材料的不同，将预热带和烧成带按不同材料与温度段将它们分成三段。 依据公式进行计算。
1a
N n
n 1
n
5
t -t 1
+
k Q F =??
?
δα=∑
Q 5—窑墙、窑顶散热热流，W ： t 1 —窑体内平均表面温度，℃
n
δ—第n 层材料的厚度，m
n
k —第n 层材料的平均导热系数W/(m ·℃)
F ?—窑体的散热面积，m
?
α—窑体的外表面综合放热系数W/(m ·℃)
使用试差法进行计算。运算过程过于繁琐，此处省略。只列出各段窑体散热结果表，如下。
表8-1-4 各段窑体散热计算结果
因此，预热带、烧成带窑体总散热为各段散热量之和，即
Q 5=2184.96+3453.312+33378.24+29192.22+104554.8+63084=554314（KJ/h ）
⑤ 窑车蓄热和散失热量Q 6
取经验数据，占热收入的10%。 ⑥ 物化反应耗热Q 7
<1>自由水蒸发吸热Q w
Q w = G w ×（2490+1.93×t g ）
其中：入窑制品中自由水的质量 G w =g G G S = 330.54－321.28=9.26kg/h 1.93—烟气离窑时温度下的水蒸气平均比热，kJ/kg
烟气离窑的温度t g =200℃。则可得：
Q w = 9.26×（2490+1.93×200）= 26631.76kJ/h
节位置
温度范围
长度（m ）
部分
散热面积
热流量
W/(m ·℃）
散热量（kJ/h)
排烟段
（1-8）
20-300℃
16
窑墙
38.4
56.9
2184.96
窑顶 21.76 158.7 3453.312
预热段（9-23）
300-900
℃
28
窑墙
67.2
496.7
33378.24
窑顶 38.1 766.2 29192.22
烧成段（24-44）
900-1300
℃
40
窑墙
108
968.1
104554.8
窑顶 56 1126.51 63084.56
急冷段
（45-53） 1300-800℃ 16
窑墙
43.2
834.2
36037.44
窑顶 21.8 992.6 21638.68
缓冷段（54-66） 800-400℃ 32
窑墙
76.8
496.7
38146.56
窑顶 43.6 766.2 33406.32
快冷段 （67-76） 400-50℃
10
窑墙
24
1256.4
30153.6
窑顶
13.6
1478.3
20104.88
<2>结构水脱水吸热w
Q ' w
Q '=6700w G '（kJ/h ） 其中：w
G ' —入窑制品所含结构水的质量，kg/h 6700—1Kg 结构水脱水所需热量，KJ/Kg
经过计算，算出w
G '=14.48kg/h w
Q '=6700w G '=14.48×6700=97056（kJ/h ） <3>其余物化反应吸热r Q 用Al 2O 3反应热近似代替 r Q =G r ×2100×Al 2O 3 %（KJ/h ）
其中：G r ——入窑干制品质量,kg/h ；G r =321.28 kg/h ； 2100—— 1kg Al 2O 3的反应热，kJ/Kg ；
r Q =G r ×2100×Al 2O 3%= 321.28×2100×19.65%=132790.77（kJ/h ） 则物化反应总耗热为：
Q 7= 26631.76+97056+132790.77=256478.53（kJ/h ） ⑦ 其他热损失Q 8
根据具体情况，可对比现有同类型的窑加以确定，一般占总热收入的5%—10%，本设计中取6%。 8.1.5 列出热平衡方程式
由热平衡方程——热收入=热支出，得出：
Q 1+Q 2+Q f +Q a +a
Q '+g Q =Q 3+Q 4+Q g +Q 5+Q 6+Q 7+Q 8 即： 5658.288+45569.70+110078.2x +688.272x +745.628x +430.2x
= 473736.9+4524194.2+16374.816x +338539+0.1收Q ＋256478.53＋0.06Q 收
解得x =76m 3
/h ，即单位时间液化气消耗量为：B=76m 3
/h 。 回带入上式最终得热收入=热支出= kJ/h
由于单位时间产量为m G =303.6775kg/h ，液化气热值Q d =110000 kJ/ m 3
,
则单位时间内产品热耗为：B ×m d G Q =27529.2（kJ/ kg ） 8.1.6 列出预热带和烧成带热平衡表
表8-1-2 预热带和烧成带热平衡表
热收入热支出
项目(kJ/h) （%）项目(kJ/h) （%）坯体带入显
热
5658.288 0.066 产品带出显热473736.9 5.53 棚板、支柱
带入显热45569.70 0.53
棚板、支柱带
出显热
4524194.2 52.8
燃料化学
显热8365943.2 97.7
窑墙、窑顶带
出显热
554314 6.4
助燃空气
显热
52308 0.61 烟气带出显热1244486.3 14.54 漏入空
气显热
56667.7 0.62 物化反应耗热256478.53 2.99 气幕、搅拌
风带入显热32695.2 0.38
窑车带出显热与
其他热损失
1505632 17.59
总计8558841.888 100 总计8558841 100
8.2冷却带的热平衡计算
8.2.1 确定热平衡计算的基准、范围
先确定计算基准：以0℃作为基准温度，1h为质量与热量的时间基准，画出热平衡示意图如下：8.2.2 热平衡示意图
Q9Q10
Q3
Q4
Q13Q14Q15Q
16Q11 Q12
图8-2-2 冷却带的热平衡示意图
其中： Q 3—制品带入显热；
Q 4—硼板、支柱等窑具带入显热；
Q 9—窑车带入显热；
Q 10—急冷风带入显热与冷却带末端送入冷却风带入显热； Q 11—制品带出显热；
Q 12—硼板、支柱等窑具带出显热； Q 13—窑车蓄热、带出及散失之热； Q 14—窑墙、顶总散热； Q 15—抽走余热风带走热量； Q 16—其他热损失；
8.2.3 热收入项目 ① 制品带入显热Q 3
此项热量即为预热带、烧成带产品带出显热： Q 3=473736.9（kJ/h ） ② 硼板、支柱等窑具带入显热Q 4
此项热量即为预热带和烧成带硼板、支柱带出显热： Q 4=4524194.2（kJ/h ）
③ 窑车带入显热Q 9 此项热量可取预热带、烧成带窑车总积散热的95%，（其余5%已在预热带 和烧成带向车下散失）：
Q 9=0.95×Q 6=0.95×10%Q 收=0.95×0.1×8558841=813089.895（kJ/h ） ④ 急冷风与窑尾风带入显热Q 10
设窑尾风风量为V x ，一般急冷风量为窑尾风量的0.25-0.5，本设计取急冷 风是窑尾风的0.5，则急冷风与窑尾风的总风量为：1.5V x 。 取空气温度t a =20℃，此时空气的比热为：a c =1.30 )/(3
℃ m kJ ； Q 10=V a ×c a ×t a =1.5V x ×1.30×20=39V x （kJ/h ） 8.2.4 热支出项目 ① 制品带出显热Q 11
出窑产品质量m G = 303.6775kg
出窑产品温度 t 11=50℃， 产品比热 C 11=0.896kJ/(kg ·℃) Q 11=G m ×C 11×t 11=303.6775×0.896×50=13604.75（kJ/h ）
隧道窑操作说明书
75米日用瓷轻型装配式环保节能气烧隧道窑 操 作 说 明 书
第一章窑炉设计说明 一、一般说明 ㈠用途 本系列新型节能隧道窑主要用于日用陶瓷行业的盘、蝶、杯、碗类制品的烧成。 ㈡工作原理 本系列隧道窑是连续性工作的陶瓷烧成热工设备，配备全套自动控制。 燃料、助燃空气和雾化空气（以液体燃料工作时），通过各自的管路系统，受调节阀门控制，以所需的压力、流量进入烧嘴内均匀混合燃烧，高速喷入窑道内并在那里进一步进行充分燃烧。窑道内高温燃烧产物与制品直接接触从而高效地加热制品，然后以与制品前进相反的方向自烧成带向窑头流动，并继续加热低温区的坯体，最终在窑头集中经由排烟管路系统排出窑外。坯体分层装载于窑车上，由液压顶车机推动窑道内的窑车运行，将坯体匀速、平稳地自窑头向窑尾输送。在坯体前进过程中经历自低温预热到高温烧成各个温度带，不断与燃烧产物直接进行热交换而受到加热升温，伴随着水份蒸发、结构水脱离、氧化物分解、新的晶相形成和玻璃相熔化等一系列复杂的物理化学反应，烧制成为陶瓷制品进入急冷带、冷却带。然后受合理直接冷却、缓慢冷却一整套冷却工作系统，安全、有效地冷却产品出窑。 在配有自动、进出窑机衔接的情况下，上述整个过程完全脱离人工操作而自动完成。 ㈢燃料 本系列窑仅适用于洁净气体燃料和液体燃料。在为用户提供窑炉时，是以其中某种燃料为特定条件设计、制造的。当以后燃料供应条件发生变化时，需改换燃料供应管路、阀门及燃料系统，可供选择互换的燃料有：
㈣特点 本系列隧道窑经广泛吸收八十年代末国外先进的设计制造技术，结合中国具体国情进行优化设计制造。具有如下一些特点： 1、采用明焰裸烧工艺，燃烧产物与被烧制品直接接触，热交换效率高，制品受热均匀，可以实现低温快烧。 2、耐火保温材料全部采用高热阻、低蓄热的轻质隔热材料，因而，升温降温速度快，保温性能极好；窑外表面温度低，散热小。以上两大特点使得本系列隧道窑能耗接近了理论烧成能耗。 3、工作系统灵活，调整余地大，通过调节控制各温度点，可以灵活地改变烧成曲线，实现一条窑烧制不同产品之目的。 4、施工周期短，可在工厂内制造标准单元，运到现场快速装配而成，当客户需扩大产量时，增加一定数量的标准装配单元进行改造即可实现。 5、可通过改换燃料供应系统、烧嘴来适应燃料供应条件有可能发生变化的情况。 二、ZBRQS75-1.26装配式高温隧道窑主要技术经济指标 1、窑型轻型装配式环保节能气烧隧道窑 2、窑有效长75M 3、窑内宽预热带、冷却带1260mm 烧成带1340mm 其中有效内宽1110mm 4、窑内有效高820～840mm（普通杯装6层） 5、产品类型日用瓷（高温白瓷、镁质瓷、新骨质瓷等） 6、窑车规格1660×1350mm（长×宽） 7、推车速度13.3～21.2分钟/车 8、进车量67.9～108.2车/天
07《窑炉课程设计》指导书
热工、无非、硅工艺专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2010年5月
目录 课程设计要求与说明 (1) 第一章窑炉制图规格 (2) 第二章窑体图 (9) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19) 第五章设计说明书的编写 (22) 图1 隧道窑窑体主图 (26) 图2 隧道窑预热带典型断面图 (30) 图3 辊道窑窑体主图 (31) 图4 辊道窑窑体断面图 (33)
课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸，目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结，是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识，并学会如何将理论与实践结合，研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能，掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务，在规定的时间里，应围绕自己的题目内容，结合所学知识，认真查阅资料，体验工程设计的过程，同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计要求 通过本课程设计，要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构；掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法，同时要求学生融会贯通所学的理论知识，与实践结合，理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务，要求学生认真负责地进行设计，每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合，课程设计应作为学生的创造性成果，不能抄袭历届学生的设计，也不允许简单照搬现成的资料，要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目：隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 （1）图纸：主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全，线条、文字、图例规范； （2）说明书：确定主要尺寸和工作系统，进行燃烧计算和热平衡计算，要求计算正确，编写完整，格式规范。
年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书
景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书 题目：年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书
目录 前言 一、设计任务书 (4) 二、烧成制度的确定 2.1 温度制度的确定 (5) 三、窑体主要尺寸的计算.. 3.1棚板和立柱的选择 (5) 3.2窑长及各带长的确定 (5) 3.2.1 装车方法 (5) 3.2.2 窑车尺寸确定 (6) 3.2.3窑内宽、内高、全高、全宽的确定 (6) 3.2.4 窑长的确定 (7) 3.2.5 全窑各带长的确定 (7) 四、工作系统的确定 4.1 排烟系统 (7) 4.2 燃烧系统 (8) 4.3 冷却系统 (8) 4.4 传动系统 (8) 4.5 窑体的附属结构 (8) 五、窑体材料及厚度的选择 (8) 六、燃料燃烧计算 (12) 七、物料平衡计算 (13) 八、热平衡计算 (14) 九.冷却带的热平衡计算 (18) 十、烧嘴的选用 (21) 十一、心得体会 (22) 十二、参考文献 (23) 前言
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。是以一条类似铁路隧道的长通道为主体，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成的窑顶，下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底形成的一种烧成过程。 随着经济的不断发展，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，某一种特定的窑炉可以烧制出其他窑炉所不能烧制的产品，而有时需要一种特定的产品，就需要对其窑炉的条件加以限制，因此，配方和烧成是陶瓷制品优化的两个重量级过程，每个过程都必须精益求精，才能得到良好，称心的陶瓷制品。 隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，以窑车为运载工具，具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点，最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。由于现在能源价格不断上涨，为了节约成本，更好的赢取经济利益，就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度，压力制度，提高生产效率及质量，更好的向环保节能型窑炉方向发展。 所以，我们作为新一批的陶瓷制作学习者，要求经过这个设计周，全面了解一个合适，高校的烧成窑炉在生产实践中都应注意的问题，将自己学的理论知识与现实生产进行紧密贴合。了解隧道窑的设计过程，和在设计过程中应注意的问题。
隧道窑课程设计说明书最终版备课讲稿
隧道窑课程设计说明 书最终版
《无机非金属材料》 课程设计 学生姓名： 学号： 181000435 专业班级：材料10级（4）班 指导教师： 二○一三年九月四日
目录 一、前言..................................................... - 1 - 二、设计任务和原始数据........................................ - 2 - 2.1设计任务................................................ - 2 - 2.2课程设计原始数据........................................ - 2 - 三、窑体主要尺寸的确定........................................ - 3 - 3.1隧道窑容积的计算........................................ - 3 - 3.2隧道窑内高、内宽、长度及各带长度计算.................... - 3 - 四、工作系统的安排............................................ - 5 - 4.1预热带工作系统.......................................... - 5 - 4.2烧成带工作系统.......................................... - 5 - 4.3冷却带工作系统.......................................... - 6 - 五、窑体材料以及厚度的确定.................................... - 7 - 六、燃料燃烧计算.............................................. - 8 - 6.1燃烧所需空气量计算...................................... - 8 - 6.2燃烧产生烟气量计算...................................... - 8 - 6.3燃烧温度计算............................................ - 8 - 七、预热带和烧成带热平衡计算................................. - 10 - 7.1热平衡计算基准及范围................................... - 10 - 7.2预热、烧成带热收入项目：............................... - 10 - 7.3预热、烧成带热支出项目: ................................ - 13 - 7.4预热、烧成带平衡热计算................................. - 14 - 7.5预热、烧成带热平衡表................................... - 14 - 八、冷却带热平衡计算......................................... - 15 - 8.1冷却带热收入项目：..................................... - 15 - 8.2冷却带热支出项目：..................................... - 15 - 8.4冷却带热平衡表......................................... - 17 - 九、选用烧嘴及燃烧室计算..................................... - 17 - 十、排烟系统的计算及排烟机的选型 ............................. - 18 - 10.1排烟系统的设计........................................ - 18 - 10.2 阻力计算............................................. - 19 - 10.3 风机选型............................................. - 21 - 十一、结束语................................................. - 23 - 十二、参考文献............................................... - 23 -
辊道窑的窑体结构
第一章辊道窑的窑体结构 1.1 概述 辊道窑是一种截面呈狭长形的隧道窑，与窑车隧道窑不同，它不是用装载制品的窑车运转，而是由一根根平行排列、横穿窑工作通道截面的辊子组成“辊道”，制品放在辊道上，随着辊子的转动而输送入窑，在窑内完成烧成工艺过程，故称辊道窑。 1.1.1 辊道窑的分类 辊道窑可按使用的燃烧结构分类，也可按加热方式分类，还可按通道多少来分类。一般对建陶工业辊道窑结合燃料与加热方式进行分类。 1. 明焰辊道窑——火焰进入辊道上下空间，与制品接触并直接加热制品。 （1）气烧明焰辊道窑。常用的气体燃料有：天然气、发生炉煤气、石油液化气等，要求煤气是洁净的。 （2）烧轻柴油明焰辊道窑。由于供油系统比供气系统简单，投资也较少，国内近些年建造的明焰辊道窑大多为烧轻柴油的。 2. 隔焰辊道窑——火焰一般只进入与窑道隔离的马弗道中，通过隔焰板将热量辐射给制品并对其进行加热。 （1）煤烧隔焰辊道窑 煤在火箱中燃烧，火焰进入辊道下的隔焰道（马弗道）内，间接加热制品。国内有些煤烧辊道窑为稳定窑温、减少上下温差，采取在辊上安装若干电热元件（硅碳棒），对制品进行补偿加热，对提高产品质量有一定的效果。这类辊道窑可称为煤电混烧辊道窑，但也属煤烧隔焰辊道窑的范畴。 （2）油烧隔焰辊道窑 以重油或渣油为燃料，火焰一般也是进入窑道下的马弗道中，间接加热制品。我国80年代初建造的油烧隔焰辊道窑除辊下设马弗道外还在辊上增设马弗道，但后来一般都取消了上马弗道。80年代中后期，烧重油的辊道窑大都改进为油烧半隔焰辊道窑，即在适当的部位留设放火口，使部分燃烧产物进入工作通道中。由于油烧半隔焰辊道窑除放火口外，其他结构与油烧全隔焰辊道窑类同。故可将它归在一类。 3. 电热辊道窑——以安装在辊道上下的电热元件（硅碳棒或电热丝）作热源，对制品辐射加热。适用于电力资源丰富的厂家或小型辊道窑。 在上述几种类型的辊道窑中，由于明焰辊道窑的燃烧产物直接与制品接触，对提高传热效率、均匀窑内断面温度场、节能等都是有利的，代表了辊道窑的主流。当然，各地有自己的资源特点，其他类型的辊道窑在我国也得到了广泛的应用。 辊道窑还可按工作通道的多少来分类：有单层辊道窑、双层辊道窑、三层辊道窑等。多层辊道窑可节省燃料，缩短窑长，减少用地，降低投资费用。但由于层数增多，使入窑及出窑的运输线、联锁控制系统、窑炉本身结构都复杂化，给清除砖坯碎片更是带来不少困难。我国目前大多采用单层辊道窑，有的采用两层通道，一层用来焙烧制品，另一层用于干燥坯体。干燥热源利用焙烧层的余热。一般说来，当窑宽较窄、工作温度也不太高、占地受到限制时宜采用多层，但一般也不宜超过三层。其他情况下以单层为好，以后没有特别说明均指
《窑炉课程设计》指导书
热工、无非、材物、材化专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2014年9月 目录 课程设计要求与说明 (3) 第一章窑炉制图规格 (4) | 第二章窑体图 (10) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (18) 第五章设计说明书的编写 (21)
课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸，目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结，是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识，并学会如何将理论与实践结合，研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能，掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务，在规定的时间里，应围绕自己的题目内容，结合所学知识，认真查阅资料，体验工程设计的过程，同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 ？ 二、课程设计要求 通过本课程设计，要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构；掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法，同时要求学生融会贯通所学的理论知识，与实践结合，理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务，要求学生认真负责地进行设计，每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合，课程设计应作为学生的创造性成果，不能抄袭历届学生的设计，也不允许简单照搬现成的资料，要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目：隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 （1）图纸：主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全，线条、文字、图例规范； （2）说明书：确定主要尺寸和工作系统，进行燃烧计算和热平衡计算，要求计算正确，编写完整，格式规范。
年产80万件日用瓷隧道窑设计
本设计是年产80万件10寸汤盘隧道窑。窑炉总长43.5m，有效宽是1.7米，烧成温度是1300℃，烧成周期为24小时。燃料采用发生炉煤气，燃烧器采用高速烧嘴。设计的隧道窑，窑体趋向轻型化，烧成质量好，成品率高。 全窑的控制采用计算机自动控制来实现，这样既提高了产品的成品率又降低的工作人员的工作强度，降低了生产成本。 关键词：隧道窑汤盘发生炉煤
摘要 ...................................................................................................................................... I 前言 . (1) 1 原始数据 (2) 2 烧成制度的确定 (2) 3 窑体主要尺寸的确定 (2) 3.1 棚板和立柱的选用 (2) 3.2 装车方法 (3) 3.3 隧道窑有效高度 (3) 3.4隧道窑宽度 (3) 3.5 窑总长及各带长的确定 (3) 3.5.1 窑总长的确定 (3) 3.5.2 各带长度的确定 (4) 3.6 窑车数量及推车间隔时间 (4) 3.7 核算隧道窑的实际生产能力 (4) 4 隧道窑工作系统的确定 (4) 4.1 燃烧系统的确定 (4) 4.2 通风系统的确定 (5) 4.2.1 烧成带一次空气送风系统 (5) 4.2.2 冷却带抽风系统 (5) 4.3 排烟系统 (5) 4.4 冷却系统 (5) 4.4.1 急冷段 (5) 4.4.2 缓冷段 (5) 4.4.3 快冷段 (5) 4.4.4 窑尾段 (5) 5 窑顶结构的确定 (6) 6 窑体材料和厚度的确定 (6) 6.1 窑体材料确定原则 (6) 6.2 整个窑炉的材料名称和厚度 (6) 6.2.1窑炉窑墙部分的材料名称和厚度 (6) 6.2.2窑炉窑顶部分的材料名称和厚度 (7) 7 燃料燃烧计算 (7) 7.1 所需空气量 (7) 7.2 燃烧产生烟气量 (7) 7.3 燃烧温度 (8) 8 隧道窑热平衡计算 (9) 8.1 预热带、烧成带热平衡 (9) 8.1.1 燃料化学热 (9) 8.1.2 燃料的显热 (10) 8.1.3 助燃空气的显热 (10) 8.1.4 入窑坯体带入显热 (10) 8.1.5 坯体物化反应过程所需的热量 (10)
《窑炉学》复习题附答案
《窑炉学》复习题 ☆以下答案属个人观点，如有错误，概不负责，若与标准答案雷同，纯属巧合。 1．同样使用温度下，硅钼棒在氮气中使用比在空气中使用寿命短，为什么？A:硅钼棒的主要成分为二硅化钼，在高温氧化性气氛下使用时。表面生成一层光 ）玻璃膜，能够保证硅钼棒内层不再氧化，因此其在氮气亮致密的石英（SiO 2 中使用比空气（氧化性气氛）中寿命短。 2．高纯耐火原料为什么采用二步煅烧工艺？主要的原料轻烧设备有哪些？可用于原料轻烧的设备有哪些？ A:对某些高纯原料如白云石、镁石等，一步煅烧时，煅烧质量差，燃耗高。此时，采用二步煅烧工艺，即：先轻烧，再煅烧。 原料轻烧设备的种类主要有：多层炉、沸腾炉、悬浮轻烧炉。 3．窑炉内通常需要测量哪些热工参数?各用什么仪器或设备测量？ A:温度的检测:多采用接触式的测温热电偶，配以非接触式红外辐射高温计。 压力的检测:一般采用膜盒压力表或微差压变送器检测压力 气氛的检测：一般采用气体分析仪进行气体成分分析 4．简述回转窑结圈形成的原因及危害。 A:结圈的形成：煤中的灰分或原料中的铁矿石在一定的温度下，形成低熔点化合物，粘附于窑壁上，形成结圈。 结圈的危害：工艺制度失常、失控，影响产量、质量，增加能耗，严重时不得不熄火停窑。 附：发生结圈的判断：火焰急促，热力集中，窑尾废气温度下降，负压升高等。 防止结圈的措施： ⑴用还原煤的灰熔点≥1200℃； ⑵保证入窑矿的强度（入窑矿在窑内滚动、磨损中不能产生过多的破碎和粉末，因为粉末是窑内产生结圈的重要因素）； (3)控制合理的窑内温度分布曲线； ⑷及时发现结圈产生的先兆（根据温度、压力的变化，结合实际经验来判断是否有结圈）。 消除结圈的措施： ①变结圈部位的温度； ②投料空烧法； ③停窑、冷窑、人工通打。 5．在装窑时，硅砖可以采取立装，而粘土砖只能采取侧装或平装，为什么？A:因为硅砖的荷重软化温度比烧成温度高得多，所以采用立装：而粘土砖的荷重软化温度和烧成温度相差较小，只能采取侧装或平装；侧装和立装有利于传热，平装最稳固，但传热面积小，砖垛中心温度与表面温差较大。 6．隧道窑内排烟方式主要有哪几种？各有何优缺点？ A：排烟方式： 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；但土方工程大，不适用于地下水位较高的地区。 金属烟道排烟：钢材用量大，窑墙结构简单。 窑墙内烟道排烟(窑顶排烟）：窑墙结构复杂。 6．隧道窑内温度分布有何特点？使预热带温度分布均匀的措施主要有哪些？
课程设计：日产8吨高硼硅玻璃窑炉设计
日产8吨的高硅硼玻璃的全电熔窑炉设计
1.前言 所谓全电容窑炉，通常是指配合料熔成导电介质后，玻璃液体本身成为电阻组件，实现玻璃的连续融化。但配合料（含有部分熟料）未熔成导电介质之前，即在烤窑阶段，仍需要气体或液体来加热。 玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺，是玻璃生产企业提高产品质量，降低能耗，从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说，在电力充足和电价适中的地区，用电熔工艺生产各种玻璃制品的综合经济效益是很理想的；在电价高的地区，对于生产彩色玻璃、乳浊玻璃、硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃也是很合算的。 电熔窑炉产生的废气量少，防止空气污染；能降低挥发性配合料组分的挥发；降低因结石造成的产品损失；而且玻璃成分均匀，在整个窑炉期间可始终保持满负荷的出料量。另外它的建设投资少，占地面积小。玻璃质量好，效率高，但成本低。玻璃电熔窑炉也有耐火寿命短的缺陷，而且窑炉的用电成本和初期安装成本高。 玻璃电熔窑炉工作原理：玻璃在低温下几乎是绝缘的，但在高温下熔融的玻璃是一种良导体。玻璃电熔窑炉就是将电流引入玻璃液中，玻璃液直接通电加热，通电后两极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性，主要是因为电荷通过离子发生迁移。 导电性的难易是以电阻率ρ（Ω·cm）或其倒数σ（（Ω·cm）-1）来表示，ρ值越小，则电导本领越强。玻璃在室温下为绝缘体，它的电导率约为10-13~10-15（Ω·cm）-1。如果提高温度，玻璃的电导率会急剧增加，在熔融状态可达到0.1~1（Ω·cm）-1。电熔化能用来融化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别，对同一种玻璃，电导率则是温度的函数。在网状结构中，含有其他改良剂离子时，能降低Na+离子的迁移和玻璃的电导率。例如，加入Ca2+，Ba2+，Pb2+离子会大大增加玻璃的电导率。 玻璃的电阻率强烈依赖于温度，这是因为网状结构空穴中的改良离子，在
电气自动化毕业论文
安徽电气工程职业技术学院 毕业论文 题目：梭式窑燃烧系统研究 系部：自动化与信息工程部 专业：电气自动化 姓名： 班级：14电气 学号： 指导教师： 教师单位： 2016年12月28 日 摘要 梭式窑燃烧系统是由燃气燃烧器（烧嘴）、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受 PLC 的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的
运行状态。 关键词：检测装置；控制系统；PLC；继电器；流程图 目录 1、绪论 (4) 1.1 题目背景及目的 (4) 1.2 论文研究方法 (5) 1.3 论文研究内容 (5) 2、系统简介 2.1空气管路 (6) 2.2燃气管路 (6) 2.3自动控制系统 (6) 2.3.1自动控制器 (6) 2.3.2燃烧器功率调节 (6) 2.3.3压力控制系统 (7) 2.3.4控制系统概述 (7) 2.4设备功能特点 (9) 2.5技术指标 (10) 3、硬件配置 (10) 4、软件设计 (12)
4.1 系统图纸 (12) 4.2 下位机控制 (21) 4.3 上位机 (43) 4.4 通讯 (44) 5、毕业设计总结 (49) 6、参考文献 (50) 7、致谢 (50) 1 绪论 梭式窑是一种以窑车做窑底的倒焰间歇式生产的热工设备,也称车底式倒焰窑，因窑车从窑的一端进出也称抽屉窑,是国内近十年来发展迅速的窑型之一。梭式窑被广泛地使用于艺术陶瓷、日用陶瓷、建筑陶瓷、特种陶瓷、耐火材料及金属热处理行业，要求设计各种性能及不同容积的梭式窑。设计温度700--1800℃，有效容积1--180 ,并可选用氧化或还原烧成气氛；采用先进的可编程窑炉控制系统为用户完成各种产品烧成曲线；梭式窑可采用柴油、煤气、天然气及液化石油气作为燃料。 1.1 题目背景及目的 梭式窑的应用正日益广泛, 它给卫生瓷生产带来的好处是明显的。首先是生产安排非常灵活, 每一窑都可以采用不同的烧成制度, 烧制不同的产品, 很适合现在市场多变的要求; 可以随时根据销售情况决定生产, 可以生产连续窑不易生产的大件、超大件产品, 这些都是连续窑无法比拟的。但它也有许多缺点, 能耗高就是其中关键一项。随着技术水平的提高, 梭式窑的优点正得到充分的发挥, 而过去的缺点更日益成为历史。现在国外引进的梭式窑, 其能耗指标比隧道窑高不出多少, 因此应用也日益广泛, 甚至成为有些厂在小规模生产时的主要设备。但相比较而言,
隧道窑课程设计
成都理工大学 隧道窑课程设计书 课程设计题目：设计一条年产卫生陶瓷10万大件的隧道窑 学院：材料与化学化工学院 专业：材料科学与工程 姓名：朱廷刚 学号：20080204 指导老师：叶巧明 刘菁
目录 前言 (2) 一原始资料的收集 (3) 二窑型选择 (3) 三窑体主要尺寸的计算 (4) 四工作系统的确定 (8) 五窑体材料及厚度的确定 (10) 六燃料燃烧的计算 (11) 七用经验数据决定燃料的消耗量 (12) 八预热带及烧成带的热平衡计算 (13) 九冷却带热平衡计算 (18) 十烧嘴的选用及燃烧室的计算 (22) 十一烟道和管道计算，阻力计算和风机选型 (23)
前言 窑炉的设计计算，其基本原则都是一样的。掌握隧道窑设计计算的主要内容，方法及具有识固的能力，对其他窑炉的设计计算也就举一反三了。隧道窑的设计计算包括三大部分：1．窑体主要尺寸及结构的计算；设备的计算；3．通风设备及其他附届设施计算。2．燃料燃烧及燃烧隧道窑的设计计算工作且相当繁重，所以在计算过程中往往采用简化的经验数据。近年来采用电子计算机技术，对隧道窑设计进行了研究，使设计工作向前推进了一步。例如，对窑墙传热，窑车不稳定传热，绕成带绕宪分布及各对烧嘴中照料的分配，预热带排拥口分布乃久对排姻口烟气量的分配等都可用电子 计算机设计计算。
一原始资料的收集 1.年产量：10万大件／年； 2.产品规格：400×200×200mm，干制品平均质量 3.年工作日：340天／年； 4.成品率：90%； 5.燃料种类：天然气，热值Q D=36000KJ／Bm3; 6.制品如要水分：2.0%； 7.烧成曲线：20℃~970℃,9h; 970℃~1280℃, 4h; 1280℃, 保温1h; 1280℃~80℃, 14h; 最高烧成温度1280℃，烧成周期28h. 二窑型选择 卫生瓷是大件产品，采用普通窑车隧道窑。 由于考虑到燃料为城市煤气，经过净化处理，不会污染制品。若再从窑的结构上加以考虑，避免火焰直接冲剧制品，所以采用明焰露袭的形式(制品不袭匣钵)，既能保证产品质量，又增加了产量，降低了燃科消耗，改善了工人操作条件，并降低了窑的造价，是合理的。 烧成制度：
工业窑炉课程设计
萍乡学院 《窑炉课程设计》说明书 题目：窑炉设计7000m2 液化气辊道窑 院（系）：材料与化工学工程系 专业： 学号： 姓名： 指导老师：肖素萍 二〇一三年月日
前言 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200°C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80°C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. 本设计为年产10万件高为：0.7m，长为：1.7m，宽为：0.8m的浴缸的隧道窑。窑炉总长为190m，烧成周期为40小时，最高烧成温度为1320℃，采用的是0#柴油。
目录 一原始资料的收集 (4) 二烧成制度的确定 (5) 三窑体主要尺寸的计算 (6) 四工作系统的确定 (7) 五窑体材料及厚度的选择 (9) 六燃料燃烧计算 (11) 七物料平衡计算 (13) 八热平衡计算 (13) 九冷却带的热平衡计算 (18) 十管道尺寸、阻力计算 (21) 十一工程材料概算 (26) 十二后记 (29)
一、原始资料的收集 由设计任务书得到：1、年产量：10万件 2、产品规格：高：0.7m 长：1.7m 宽：0.8m 3、年工作日：330天 4、燃料：0#柴油，Q =41800KJ/Nm3 net 5、入窑水分：1.7％ 6、产品合格率：98％ 7、烧成周期：40小时 8、最高烧成温度：1320℃ 9、坯料组成（％）： 10、燃料组成成分：
隧道窑课程设计说明书---设计一条年产卫生陶瓷万大件的隧道窑[25页].docx
本资料由皮匠网收录，更多免费资料下载请点击：https://https://www.wendangku.net/doc/5616943793.html, / 窑炉设计说明书 题目：设计一条年产卫生陶瓷12万大件的隧道窑
本资料由皮匠网收录，更多免费资料下载请点击：https://https://www.wendangku.net/doc/5616943793.html, / 一、前言 随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关，一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。 陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如隧道窑。隧道窑由于窑内温度场均匀，从而保证了产品质量，也为快烧提供了条件；而隧道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大，又保证了快烧的实现；而快烧又保证了产量，降低了能耗。所以，隧道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型，在我国已得到越来越广泛的应用。 烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量，与此同时，烧成也由窑炉的窑型决定。 在烧成过程中，温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制，产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量，首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。 最后，必须要维持适当的气氛。
本资料由皮匠网收录，更多免费资料下载请点击：https://https://www.wendangku.net/doc/5616943793.html, / 二、设计任务与原始资料 1课程设计题目 设计一条年产卫生陶瓷12万大件的隧道窑 2课程设计原始资料 （1）、年产量：12万大件/年； （2）、产品规格：400*200*200mm,干制品平均质量10Kg/件; （3）、年工作日：340天/年; （4）、成品率：90%； （5）、燃料种类：天然气，热值Q D =36000KJ/Bm3; （6）、制品入窑水分：2.0%； （7）、烧成曲线： 20~~970℃， 9h； 970~~1280℃， 4h；
基于MCGS的陶瓷工业隧道窑监控仿真论文
景德镇陶瓷学院科技艺术学院毕业论文 本科生毕业论文（设计）基于MCGS的陶瓷工业隧道窑监控仿真 学号：200930453008 学生姓名： 专业班级：09热能与动力工程 指导老师： 完成日期：13-05-16 —科技艺术学院—
摘要 本文应用MCGS组态软件设计一个隧道窑监控仿真实验平台，初步实现了对隧道窑工况的监控。 以MCGS组态软件为开发平台，本文设计的仿真实验监控平台不仅能对隧道窑的温度进行监控，还可采集实验数据建立实验报表，而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。 本文所开发的仿真监控系统，利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，最终可达到对隧道窑工况实时监控的目的，实验数据采集，报表的输出和数据可以同步显示。本系统运行结果表明，利用MCGS组态软件开发对陶瓷工业隧道窑的监控是可行的，MCGS组态软件在陶瓷工业窑的自动化控制领域有着良好的应用前景。 关键词:MCGS组态软件；工业隧道窑；仿真实验
Abstract In this paper, MCGS configuration software design a tunnel kiln control simulation platform, the initial realization of the tunnel kiln condition monitoring. In MCGS configuration software for the development platform, we design simulation experiments monitoring platform can not only monitor the temperature tunnel kiln, the experimental data can be collected to establish experimental reports, but also off-line simulation, analog control. This paper developed simulation monitoring system, using MCGS configuration software for data acquisition, control information output and human-computer interaction, etc., may eventually reach the tunnel kiln real-time condition monitoring purposes, experimental data collection, reporting, and data can be output simultaneous display. The results show that the system is running, using the configuration software MCGS tunnel kiln for ceramic industry monitoring is feasible, MCGS configuration software in the ceramic kiln automation and control industry has good application prospects. Keywords: MCGS configuration software； industrial shuttle kiln；Simulation
隧道窑课程设计说明书
成都理工大学 窑炉设计说明书 题目：设计一条年产卫生陶瓷10万大件的隧道窑 学号： 200802040315 姓名：赵礼 学院：材料科学与工程学院 班级： 08级材料(三)班 指导教师：叶巧明刘菁
目录 一、前言····················································································· 二、设计任务与原始资料······································································· 三、烧成制度的确定··········································································· 四、窑体主要尺寸的确定······································································· 五、工作系统的安排··········································································· 六、窑体材料以及厚度的确定··································································· 七、燃料燃烧计算············································································· 八、加热带热平衡计算········································································· 九、冷却带热平衡计算········································································· 十、烧嘴的选用级燃烧室的计算·································································十一、烟道和管道计算，阻力计算和风机选型······················································十二、后记··················································································· 十三、参考文献···············································································一、前言 随着经济不断发展，人民生活水平的不断提高，陶瓷工业在人民生产、生活
隧道窑窑炉课程设计样本
课程设计说明书 题目: 年产800万件8寸汤盘隧道窑设计 学号: 201xxxxxcccm 姓名: xxxxx 院 ( 系) : fffff学院工程系 专业: xxxjj金属材料工程 日期: .05.26- .06.13
目录 1 前言 (1) 2 设计任务书 (3) 3 窑体主要尺寸的确定 (4) 3.1 窑内宽的确定 (4) 3.2 窑体长度的确定 (5) 3.3 窑内高的确定 (5) 4 烧成制度的确定( 主要指温度制度) (6) 5 工作系统的确定 (7) 5.1 预热带系统 (7) 5.2 烧成带系
统 (7) 5.3 冷却带系统 (8) 5.4 传动系统 (8) 5.5 窑体附属结构 (8) 5.5.1 事故处理孔 (8) 5.5.2 测温测压孔及观察孔 (8) 5.5.3 膨胀缝 (8) 6 燃料燃烧计算 (8) 6.1 空气量 (8) 6.2 烟气量 (9) 6.3 燃烧温度 (9) 7 窑体材料及厚度的确定: 列表表示全窑所用材料及厚
度 (10) 8. 物料平衡计算 (11) 9 热平衡计算 (12) 9.1 预热带及烧成带热平衡计算 (12) 9.1.1 热平衡计算基准及范围 (12) 9.1.2 热平衡框图 (13) 9.1.3 热收入项目 (13) 9.1.4 热支出项目 (15) 9.1.5 列出热平衡方程式 (17) 9.1.6 列出预热带烧成带热平衡表 (17) 9.2 冷却带热平衡 (18)
9.2.1 热收入项目 (18) 9.2.2 热平衡框图 (18) 9.2.3 热支出项目 (19) 9.2.4 列热平衡方程式 (19) 9.2.5 列出预冷却带热平衡表 (20) 9 烧嘴的选用 (21) 10.1 每个烧嘴所需的燃烧能力 (21) 10.2 每个烧嘴所需的油( 气) 压 (21)
日产14吨砂轮天然气隧道窑设计毕业设计说明书
毕业设计 日产14吨砂轮天然气隧道窑设计 1前言 目前，国内磨具行业大多数企业都采用的是自吸式梭式窑烧成技术。而且这些梭式窑中的大多数没有余热利用装置，造成大量热量损失，故产品能耗较高。由于现在能源价格不断上涨，加之磨具的烧成周期比较长，间歇式生产已经不能满足日益扩大的产品需求。上述缺点已经严重影响到磨具行业尤其是需要发展的中小磨具企业的发展。 这就需要提高劳动生产效率，降低产品能耗，节省成本开支。那么更改烧成方式，即更换磨具烧成的窑炉类型，将是一个很好的解决途径。本次设计的天然气隧道窑便是很好的选择。 本窑炉采用轻质耐火保温材料和高速调温烧嘴，对余热进行集中利用，产品能耗较低，实现了自动化控制，连续式生产，大大提高了生产效率。 下面将对本隧道窑设计进行详细说明。
2 设计任务书
3 烧成制度的确定 3.1 磨具热工过程简介 3.1.1 升温阶段 3.1.1.1 低温阶段（室温——300℃） 排除自由水和吸附水，该阶段为纯物理变化，坯体强度很低； 3.1.1.2 分解氧化阶段（300℃——850℃） 粘土类矿物排除结晶水；粘结剂的碳化及燃尽；粘土中硫化物、碳素及有机物的氧化及碳酸盐的分解；5730℃时，石英的晶型转变，坯体体积膨胀0.82%；水玻璃、硼玻璃的熔融； 3.1.1.3 高温阶段（850℃——最高烧成温度） 此高温阶段为磨具的烧结阶段，磨具坯体逐渐达到烧结，形成一个致密体，即磨具的组织结构，发生的化学反应有： ①未脱完结晶水的部分粘土矿物在1000℃前，继续排除结晶水； ②坯体中的铁化合物进行分解和还原； ③粘土矿物分解出无定形Al 2O 3 和SiO 2 ，在950℃左右时开始转变为γ- Al 2 O 3 ， 1100℃以上时生成莫来石。结合剂中有滑石时，高温下与粘土反应生成堇青石。 3.1.2 保温阶段 在最高烧成温度下，进行一定时间的保温，使窑内的各个部位及磨具内外的温度趋于一致。并继续高温阶段的物理化学反应，玻璃相熔融均化，生成的新结晶及残余的未熔化的颗粒，得到进一步扩散和反应，结合剂中残留气体尽可能排除掉，固液相之间共趋于平衡，磨具的质量达到一致。