辊道窑设计论文

辊道窑设计论文 原始 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 的收集 一(设计任务:年产200万?大颗粒砖辊道窑。 二(原始资料的收集: 1、坯料组成(%) SiOAlO FeO TiO CaO MgO KO+NaO 灼减 2 232322269.5 16.4 0.83 0.46 0.88 1.49 6.18 4.26 2、产品单重:14.72kg/件，产品规格:650×650×10mm 3、入窑水分:〈1% 4、产品合格率:95% 5、最高烧成温度:1250? 6、燃料:发生炉煤气 CO HCHO CO N Q 2 4 222net 325.0 15.0 2.4 -- 6.2 51 1400KJ/Nm 7、年工作日:310天 8、烧成 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 : 123(1) 温度制度?烧成周期:50min?最高烧成温度:1250??各带划分: 各段温度与时间划分如下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf : 名称 温度,? 时间,min 升降温速率长度比例,, ,?•min 窑前段 室温—250 6.7 34.33 13.4 预 250—500 6.3 39.68 29.8 热 500—600 2.5 40 带 600,,,,, 6.1 73.77 烧 ,,,,, 8 25 19.4 成 ,,,, 带 ,,,,保温 1.7 , 急冷带 ,,,,,,,, 4.7 ,117 37.4 缓冷带 ,,,,,,, 8.6 ,34.89 快冷带 ,,,,,, 5.4 ,59.26 累计 , 50 , ,,, (,)气氛制度:全窑氧化气氛 (,)压力制度:预热带—,,,,,,,a，烧成带〈,,a。 1.窑体主要尺寸的确定 1.1 内宽的确定 窑内宽为窑道内两侧墙间的距离，随着辊子材料质量的提高，生产技术的进步，辊道窑的内宽有进一步加宽的趋势。增加辊道窑的有效内宽可以提高产量、降低能耗。 1.1.1 初步确定内宽 在确定窑的内宽的时候，一方面要考虑辊子长度、窑墙厚度、还要考虑水平方向温度的均匀性等因素。根据产量，所用的燃料，窑内传热等因素，粗略确定内宽的尺寸，设计为B米，半成品的尺寸为650×650×10mm，制品的收缩率为10%。 坯体尺寸=产品尺寸/(1-烧成收缩)=650/(1-10%)=722mm 两侧坯体与窑强之间的距离取150mm，设B=2.5m，根据所定内宽B，计算宽度方向坯体排列的块数为 n=(2500-150×2)/722=3.04，确定并排3块。 1.1.2 确定内宽 窑内宽B=722×3+150×2=2466mm，取2500mm。 1.2 窑体长度的确定 1.2.1 窑容量及平面利用率 M，tN窑容量:N, y24，k，T 2 ----------------年产量 (米 /年); Mn t ----------------产品的烧成周期(小时) k -----------------烧成成品率(产品合格率)(%); T ----------------年工作日，天/年; 故N=(2000000×50)/(310×24×60×95%)=235.81 (?/窑) y 由于进窑之前砖是紧密排列的，故从窑前计算每列砖距为0，则装窑密度: g=每米排数×每排片数×每片砖面积 =(1000?722)×3×0.65×0.65=1.76(?/每米窑长) 窑长L=N/g=235.8/1.76=134(m) y 1.2.2 窑体有效长度的计算 利用装配方式，由若干联结而成，设计单元模数:每节长度为2000mm，节与节之间联结长度为8mm，单节长度为2008mm。 因此，窑的节数=134?2.008=66.7节，取67节。 则实际窑的有效长度为:2088×67=134536mm 1.2.3 窑体各带长度的确定 辊道窑预热带占窑总长的46%,48%，烧成带占总窑长的14%,16%，冷却带(包括过渡段)占窑总长的36%,38%。 9×2088=18072mm,占13.4% 窑前段:取9节，长度= 预热带:取20节，长度=20×2008=40160mm，占29.8% 13×2008=26104mm，占19.4% 烧成带:取13节，长度= 冷却带:取25节，长度=25×2008=50200mm，占37.4% 冷却带又分为急冷带、缓冷带和快冷带，各带的划分如下: 急冷带6节，缓冷带12节，快冷带7节。 1.2.4 辊道窑窑头、窑尾工作台长度 窑头工作台是制品进窑的毕经之路，也是使制品整齐有序的进窑的停留之处。窑头的工作台不宜太长，只要能满足要求即可，根据经验取值为3.3m。 窑尾工作台是烧成后的产品从窑内出来，再经过人工检验产品的部位，由于出窑产品温度一般高达80?，所以窑尾的工作台不宜太短，目的是使产品有足够的时间冷却，根据经验取5.4米。 1.2.5 窑体总长度的确定 窑体总长度,134536，3300，5400,143236mm 1.3 窑内高度的确定 辊道窑的内高被辊子分隔成辊上高和辊下高两部分。内高是制品在窑内传热和烧成的空间，内高必须合理，既能有利于产品换热满足烟气有足够的流动空间，又必须满足一定的烧成空间和冷却空间，所以，内高的确定有一定的原则:考虑到所用燃料为水煤气，燃料中所含有的N量比较大，单位燃料所需要的空2 气量也比较大，烟气量也比较大，为了有利于热量的传递，保证有足够的烧成空间和冷却空间，所以把窑内尺寸稍稍加大了一些。 窑前段 预热带 烧成带 冷却带 辊上高(mm) 300 350 350 300 辊下高(mm) 400 450 450 400 内总高(mm) 700 800 800 700 2. 工作系统的确定 辊道窑的工作系统确定包括排烟系统、燃烧系统、冷却系统等初步安排。 2.1 排烟系统 为提高热效率，采用准集中排烟方式，窑前段的1、4、7、9节的窑顶和窑底分别开三个排烟支管，汇总到上下排烟分管，最后汇总到窑顶的排烟总管中。在6、7、8节窑顶设置放置排烟风机的平台，在其上设置两台排烟风机，一台风机备用。在总烟道上设配风口，防止烟气温度过高损坏风机，另在烟道上还设计了过滤网。 2.2 燃烧系统 为了利于烧成带温度的调节，本设计采用北京神雾热能技术有限公司设计生产的WDH-TCC燃气高速燃烧烧嘴。 2.2.1 烧嘴的设置 本设计在500?就开始设置高速调温烧嘴，由利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，达到快烧的目的。考虑到在低温段设置烧嘴不能太多，因此，在预热带的中段以后(27,29节)辊下每节都设置一对烧嘴，第30,42节辊上、辊下每节都设置两对烧嘴。并在辊上下方每个烧嘴对侧窑墙分别设置一个火焰观察孔。 2.2.2 发生炉煤气输送装置 从煤气站送过来的发生炉煤气，由总管路送到车间，然后经过滤器、压力表、自动调节蝶阀和气动安全阀，由自动调压器把总管煤气压力降到窑炉适用的压力 4并稳压后送到窑炉上方的煤气总道。本系统中煤气主管处压力为2.0×10,2.5 44×10，经稳压后压力稳定在1.2×10。 燃烧系统分为若干个主调节单元，每个单元又分为辊上信道温度调节和辊下信道温度调节，各单元所用燃气分别从窑上煤气总管道引出，经单元手动球阀和由电动执行器带动的蝶阀后送至本调节单元的各烧嘴。在每控制单元设置一电磁阀，有断电保护功能，防止断电后煤气泄入窑内。 2.3 冷却系统 制品在冷却带有晶体成长、转化的过程，并且冷却出窑，是整个烧成过程最后的一个环节。从热交换的角度来看，冷却带实质是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出来的热量来加热空气，余热风可供干燥或作助燃风用，达到节能目的。 2.3.1 急冷通风系统 0从烧成最高温度至700C以前，制品中由于液相的存在而具有塑性，此时可 以进行急冷，最好的办法是直接吹冷风。辊道窑急冷段应用最广的直接风冷是在辊上下设置横穿窑断面的冷风喷管。每根喷管上均匀地开有圆形或狭缝式出风口，对着制品上下均匀地喷冷风，达到急冷效果。由于急冷段温度高，横穿入窑地冷风管须用耐热钢制成，管径为40,100mm。 急冷风管，在44,48本设计采用此种结构，自43节的后半节设置4对8只 节每节设置8对及冷风管，呈斜对称布置，每节上下两个相对布置。 2.3.2 缓冷通风系统 00制品冷却到700C,400C范围时，时产生冷裂的危险区，应严格控制该段冷却降温速率。为达到缓冷目的，一般采用热风冷却制品的办法，大多数辊道窑在该段设有3,6处抽热风口，使从急冷段与窑尾快冷段过来的热风流经制品，让制品慢速均匀冷却。 本设计一方面采用抽急冷带过来的热风的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来调节温度，另一方面，由缓冷风机从窑外抽空气通过缓冷风管，来缓和降温速率。在急冷和缓冷带交接处设由一个工作平台，上面布置六台风机，两台为助燃风机，两台为急冷风机，两台为缓冷抽热风机。 2.3.3 快冷通风系统 0制品冷却到400C以后可以进行快速冷却。由于制品温度较低，使传热动力温差小，即使允许快冷也不易达到。而此段冷却也很重要，如达不到快冷目的出 0窑产品温度大于80C时，制品即使在窑内没有开裂，也会因出窑温度过高而出窑后炸裂，故要加强该段的吹风冷却。 本设计采用冷风管进行快冷，窑墙嵌有鼓风机，其冷却效果比较好。在第61,65节每节设置5对快冷风管，同时在65、66节设有工作平台，放置两台快冷风机。 2.4 窑体附属结构 2.4.1 事故处理孔 事故处理孔设在辊下，且事故处理孔下面与窑底面平奇，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片。事故处理孔大小尺寸通常宽240,450mm、高65,135mm，本设计的事故处理孔的尺寸为:350×130mm，两侧墙事故处理孔一般均采取交错布置的形式。对于事故处理孔在不处理事故时，要用塞孔砖进行密封，孔砖与窑墙间隙用耐火纤维堵塞。密封时为了防止热气体外溢，冷风漏入等对烧成制度产生影响。 2.4.2 测温孔 为严密监视及控制窑内温度制度，及时调节烧嘴开度，一般在窑道顶及窑侧 墙留设若干处测温孔，以安装热电偶 10本设计布置的热电偶型号为:烧成带和急冷带前段布置铂铑,铂热电偶，其它布置镍铬,镍硅热电偶，其性能如下: 名称 型号 分度号 热电极材料 测温范围 误差极限 0新 旧 新 旧 正极 负极 C 1010铂铑,S WRLB S LB-3 铂铑 铂 0~1450 2.5% 铂热电偶 10镍铬,镍K WREU K EU-2 镍铬 镍硅 0~1250 ,2.2% 硅热电偶 2.4.3 测压孔 压力制度中零压面的位置控制特别重要，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，有大量热气体逸处窑外，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。故本设计在第12、20、30、31、42节每节的窑侧墙观察孔位置布置了测压孔。 2.4.4 观察孔 在每个烧嘴的对侧窑墙设置了50mm的观察孔，以便及时观察窑内情况。未用时，用与观察孔配套的孔塞塞住，以免热风逸处或冷风漏入。 2.4.5 膨胀缝 窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免砌体开裂、挤坏，必须重视窑体膨胀缝的留设，不仅窑墙、窑顶等砌体窑留设，而且必须注意隔焰板、孔砖间膨胀缝的留设。本设计由于是按模数设计，所以窑体与窑体联接设8mm膨胀缝，内填陶瓷毡。 2.4.6 挡墙 由于辊道窑属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度及温度制度。因此，通常在辊道窑工作通道的某些部位，辊下砌筑挡墙，辊上插入挡板，缩小该处工作通道面积，以增加气流阻力，便于压力与温度制度的调节。 在实际生产过程中，由于生产产品品种会发生变化，故可能需要调节挡墙挡板的高度，所以在布置的挡墙挡板为活动的，以便于操作人员进行调节。 由于设置上挡板需在窑顶留有一定间隙，为避免增加窑顶不严密处，上挡板不宜太多，下挡墙可比上挡板多设置一些。 2.6 钢架结构 辊道窑钢架结构起着加固窑体作用，而钢架本身又是传动系统的机身。本设计采用金属框架装配式钢架结构，立柱、上下侧梁、下横梁、底侧梁等均采用60mm×60mm×4mm的方型钢管焊接而成。在一节窑体钢架中，每侧共有立柱3根，两段的立柱上揩油供M8螺栓节间联接的4个小孔。下横梁每节共3根，焊在底侧梁上，下横梁上焊有50×50的等边角钢作底架，以便在其上搁置底板。上下侧板可用2,3mm钢板冲压制成，吊顶梁采用56×56×5的等边角钢。 窑底支撑采用可调节的方式。 3. 窑体材料的确定 3.1 窑体材料确定原则 窑体材料要用耐火材料和隔热材料。耐火材料必须具有一定的强度和耐火性能以保证高温时窑体不出现故障。隔热材料的积散要小，材质要轻，隔热性能要好，节约燃料，经济、廉价。 3.2 窑体材料的选用及校核计算 传统的窑体砌筑材料大多为粘土砖或高铝质耐火砖或保温砖，这些材料的特点是密度大、强度低、保温性能差，用这些材料砌筑的窑墙厚，窑体散热损失大，难以满足轻型、快速烧成的辊道窑的要求。如今我们使用轻质耐火材料，这些材料不仅密度小、绝热性能好，又可耐高温，热稳定性好，用它们砌筑的窑体起耐火和隔热双重作用。 在选择的时候，我从长期使用温度、耐压强度和热震稳定性这三个方面来考虑，尤其是耐火材料的长期使用温度，一般设计人员都是根据分类温度来选择材料的，最高使用温度即分类温度，它是指连续保温24小时其重烧线变化不大于2%的实验温度，但这个温度与工作温度是有差别的，不能作为隔热耐火砖的工作温度。工作温度=分类温度-10%分类温度-40?，我对所选择的材料作了一些相应的校核计算。 3.2.1 各段窑体材料的选用 温度范围 窑墙 窑顶 窑底 窑前段 轻质高铝砖 轻质吊顶砖 轻质高铝砖 硅酸铝纤维毯 —— 轻质粘土砖 轻质高铝砖 轻质吊顶砖 轻质高铝砖 预热带 硅酸铝纤维毡 硅酸铝纤维毡 轻质粘土砖 —— —— 硅酸铝纤维毯 烧成带 轻质高铝砖 轻质吊顶砖 轻质高铝砖 急冷带 硅酸铝纤维毡 硅酸铝纤维毡 轻质粘土砖 硅酸铝纤维毯 —— 硅酸铝纤维毯 轻质高铝砖 轻质吊顶砖 轻质高铝砖 缓冷带 硅酸铝纤维毡 硅酸铝纤维毡 轻质粘土砖 —— —— 硅酸铝纤维毯 快冷带 轻质高铝砖 轻质吊顶砖 轻质高铝砖 硅酸铝纤维毯 —— 轻质粘土砖 3.2.2 各段窑体材料及厚度选用校核 选择材料校核计算:首先确定所用的材料是否符合允许的最高温度。 3.2.2.1窑前段、快冷段材料的选用的校核计算 -250?，窑外壁平均温度取30?。 此两段的气体温度范围为20 1窑墙 ? 高铝砖的导热系数为λ=0.27 W/(m??)，δ=0.114m， 轻质11 硅酸铝纤维毯的导热系数为λ=0.1 W/(m??)，δ=0.1m， 22 以环境温度为20?计算，假设交界面温度为160?，则: 热流q=(250-20)/[(0.114/0.27)+(0.1/0.1)] 3 =656.93W/m 所以t=400-656.93×0.114/0.328=161.72? 相对误差(161.72-160)/161.72<5%,符合要求. 2窑底 ? 设定交界面温度为160? 轻质高铝砖导热系数λ=0.27W/(m??),厚度δ=0.065m; 11 ,3轻质粘土砖的导热系数为λ=0.22+0.426×10×(160+20)/2=0.258 W/2 (m??)，厚度δ=0.114m. 2 则热流q=(250-20)/[(0.065/0.27)+(0.114/0.258)] 2 =336.75W/m 所以t=250-336.75×0.065/0.27=168.93? 相对误差为:(168.93-160)/168.93<5%,符合条件. 3.2.2.2预热带材料的选用的校核 此段温度范围为250-1050?,窑外壁平均温度为40? 1窑墙 ? 设定交界面温度为700? 轻质高铝砖的导热系数为λ=0.29W/(m??)，厚度为δ=0.114m. 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.15 W/(m??)， 2 厚度δ2=0.12m; 2则热流q=(1050-40)/[(0.114/0.29+0.12/0.15)=846.6W/m 所以t=1050-846.6×0.114/0.29=717.2? 而(700-717.2)/717.2=-2.3%<5% 误差在允许范围之内,符合条件. 2窑顶 ? 假设交接面温度分别为600? 轻质吊顶砖的导热系数为λ=0.29W/(m??)，厚度为δ=0.25m. 11 -62硅酸铝纤维毡的导热系数为λ=0.035+0.234×10 ×t=0.12 W/(m??),2 δ2=0.1m 厚度 2则热流q=(1050-40)/(0.25/0.29+0.1/0.12)=594.12W/m 594.12×0.25/0.29=573.87? 所以t=1050- 而(600-573.87)/573.87=4.5%<5% 误差在允许范围之内,符合条件. 3窑底 ? 设定交接面温度为700?和450? 轻质高铝砖的导热系数λ=0.29 W/(m??) 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝) 1 ,3轻质粘土砖的导热系数λ=0.22+0.426×10t=0.52 W/(m??) 2 厚度δ2=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝) 硅酸铝纤维毡的导热系数为λ=0.20 W/(m??)，厚度δ3=0.1m 3 2则热流q=(1050-40)/(0.13/0.29+0.134/0.52+0.1/0.2)=834.7 W/m t=1050-834.7×0.13/0.29=676.05? 't=676.05-834.7×0.134/0.52=461? 误差分别为(700-676.05)/676.05=0.35%<5% (450-461)/461=2.3%<5%,均符合要求 3.2.2.3烧成带、急冷带材料的选用的校核 此两段温度范围为700-1250?,窑外壁平均温度为80? 1窑墙 ? 设定交接面温度为850?、310? 轻质高铝砖的导热系数为λ=0.35W/(m??)，厚度为δ=0.114m. 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.2 W/(m??)， 厚2 度δ2=0.1m; 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.25 W/(m??)，厚度δ3=0.05m 3 则热流q=(1250-80)/[(0.114/0.35)+(0.1/0.2)+(0.05/0.25)] 2 =1138 W/m t=1250-1138×0.114/0.35=876.7? 't=876.7-1138×0.1/0.2=307.7? 误差分别为(850-876.7)/ 876.7=-3%<5% (310-307.7)/ 307.7=0.7%<5%,均符合要求 2窑顶 ? 设定交接面温度为750? =0.25m. 轻质吊顶砖的导热系数为λ=0.35W/(m??)，厚度为δ11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.167 W/(m??)， 2 δ2=0.15m; 厚度 则热流q=(1250-80)/[(0.25/0.35) +(0.15/0.167)] 2=731.25 W/m t=1250-731.25×0.25/0.35=728? 误差为 (750-728)/728=3%<5%符合要求. 3窑底 ? 假设交接面温度为800?,560?. 轻质高铝砖的导热系数λ=0.35 W/(m??) 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝) 1 ,3轻质粘土砖的导热系数λ=0.22+0.426×10t=0.56 W/(m??) 2 厚度δ2=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝) 硅酸铝纤维毡的导热系数为λ=0.30 W/(m??)，厚度δ3=0.15m 3 则热流q=(1250-80)/[(0.130/0.35)+(0.134/0.56)+(0.15/0.30)] 2 =1001.7 W/m t=1250-1001.7×0.13/0.35=820? 't=820-1001.7×0.134/0.56=580? 误差分别为 (800-820)/820=-2.4%<5% (560-580)/580=-3.4%<5%,均符合要求. 3.2.2.4缓冷带材料的选用的校核 此段温度范围为700-400?,窑外壁平均温度为40? 1窑墙 ? 设定交界面温度为520? 轻质高铝砖的导热系数为λ=0.29W/(m??)，厚度为δ=0.114m. 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.1 W/(m??)， 2 厚度δ2=0.12m; 2则热流q=(700-40)/[(0.114/0.29+0.12/0.1)=414.3W/m 所以t=700-414.3×0.114/0.29=537.2? 而(520-5377.2)/537.2=-3.2%<5% 误差在允许范围之内,符合条件. 2窑顶 ? 假设交接面温度分别为450? =0.25m. 轻质吊顶砖的导热系数为λ=0.29W/(m??)，厚度为δ11 -62硅酸铝纤维毡的导热系数为λ=0.035+0.234×10 ×t=0.08 W/(m??),2 δ2=0.1m 厚度 2则热流q=(700-40)/(0.25/0.29+0.1/0.08)=312.5 W/m 所以t=700-312.5×0.25/0.29=430.6? 而(450-430.6)/ 430.6=4.5%<5% 误差在允许范围之内,符合条件. 3窑底 ? 设定交接面温度为480?和400? 轻质高铝砖的导热系数λ=0.29 W/(m??) 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝) 1 ,3轻质粘土砖的导热系数λ=0.22+0.426×10t=0.42 W/(m??) 2 厚度δ2=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝) 硅酸铝纤维毡的导热系数为λ=0.20 W/(m??)，厚度δ3=0.1m 3 2则热流q=(700-40)/(0.13/0.29+0.134/0.42+0.1/0.2)=520 W/m t=700-520×0.13/0.29=467? 't=467-520×0.134/0.42=401.9? 误差分别为(480-467)/467=2.7%<5% (400-401.9)/401.9=-0.5%<5%,均符合要求 综上所述,窑体所选材料及厚度均符合要求. 3.2.5 各段窑体材料及厚度表示图如下: 窑前段、快冷带 名称 材质 使用导热系数W/(m??) 厚度(mm) 温 度? ,3窑 耐火层 轻质吊顶砖 1350 0.175+0.268×10t 250 顶 隔热层 ,3窑 耐火层 轻质高铝砖 1300 0.175+0.268×10t 114 墙 隔热层 硅酸铝纤维毯 1260 0.1-0.3 100 ,3窑 耐火层 轻质高铝砖 1350 0.175+0.268×10t 130 ,3底 隔热层 轻质粘土砖 1300 0.22+0.426×10t 130 预热带、缓冷带 名称 材质 使用导热系数 厚度 温度 ,3窑 耐火层 轻质吊顶砖 1350 0.175+0.268×10t 250 -62顶 隔热层 硅酸铝纤维毡 1260 0.035+0.234×10 ×t 100 ,3窑 耐火层 轻质高铝砖 1350 0.175+0.268×10t 114 -62墙 隔热层 硅酸铝纤维毡 1260 0.035+0.234×10 ×t 120 ,3窑耐火层 轻质高铝砖 1350 0.175+0.268×10t 130 ,3底 隔热层 轻质粘土砖 1300 0.22+0.426×10t 130 硅酸铝纤维毯 0.1-0.3 100 烧成带、急冷带 ,3窑 耐火层 轻质吊顶砖 1600 0.175+0.268×10t 250 -62顶 隔热层 硅酸铝纤维毡 1350 0.035+0.234×10 ×t 150 ,3窑 耐火层 轻质高铝砖 1600 0.175+0.268×10t 114 -62 隔热层 硅酸铝纤维毡 1350 0.035+0.234×10 ×t 100 墙 硅酸铝纤维毯 1260 0.1-0.3 50 ,3窑 耐火层 轻质高铝砖 1600 0.175+0.268×10t 130 ,3 隔热层 轻质粘土砖 1350 0.22+0.426×10t 130 底 硅酸铝纤维毯 1260 0.1-0.3 150 4. 燃料及燃烧计算 4.1 理论空气量的计算 燃气(发生炉煤气)成分表 成分 CO HS O CO H CH N 低热值 222242 3% 6.2 0.1 — 25.0 15.0 2.4 51 1400(KJ/M) 根据气体燃料的化学组成，计算其理论空气量: 33-20V,4.76(0.5×CO+0.5×H+1.5HS+2×CH-O)×10=1.23(m /m) a22424.2 实际空气量的计算 由于在氧化气氛下烧成，根据经验取空气系数为a=1.15， 330V=a V=1.15×1.23=1.4(m /m) aa 4.3 理论烟气量的计算 按照燃料的化学成分计算理论烟气量: 00V=0.79×V +[CO+H+3×CH+2×HS+CO+N+HO]/100 a242222g =0.79×1.3+[25+16+3×2.4+2×0.1+6.2+51]/100 33 =2.0(m /m) 4.4 实际烟气量的计算 00V= V+ V (a-1) ag =2.0+1.23×(1.15-1) 33=2.18(Bm /Bm) 4.5 理论燃烧温度的计算 3设空气温度 ?，空气比热为C,1.30KJ/M? t,20aa 3发生炉煤气比热为:C=1.32 KJ/M? f 3 现设t,1630? 查表得C,1.64KJ/M? t,(5861.8+1.4×1.3×20+1.32×20)/(2.18×1.64) =1657? 1657,1630,5%，所以所设基本合理。 ,,,1.63%1657 取高温系数η=0.85 则实际燃烧温度T=0.85×1657=1408.5?，比需要的温度高出158?，这符p 合要求利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。 5. 物料平衡计算 单件制品质量M=14.72，入窑水分,1%，取0.9% 5.1 每小时烧成制品的质量 G m 2 根据日产量可知:每小时烧成半成品的面积为S=15000/24=625m 4,200×10×14.72/(310×24×95%×0.65×0.65) Gm ,9858.58 Kg/h G5.2 每小时烧成干坯的质量 2 G,Gm/(1-4.26%) 2 ,9858.58/0.9574 ,10297.24 Kg/h 5.3 每小时欲烧成湿坯的质量 G(w-含水率) 3 G =G/(1-w) 3 2 =10297.24/(1-0.9%) =10390.76 Kg/h 5.4 每小时蒸发自由水的质量 G4 G4 = G3 – G2 =10390.76-10297.24 =93.52 Kg/h 5.5 每小时从精坯中产生CO的质量Gco 22 5.5.1 每小时从精坯中引入CaO的质量Gco和MgO的质量Gmo的计算 ag Gco= G2×CaO% a =10297.58×0.88% =90.62 Kg/h Gmo= G2×MgO% g =10297.58×1.49% =153.43Kg/h 5.5.2 每小时生成CO的质量 2 Gco=(Gco×Mco/Mco)+(Gmo×Mco/MGmo) 2a2a2gg =(90.62×44/56)+(153.43×44/40) =71.2+168.78 =239.98Kg/h 5.6 每小时从精坯中分解出的结构水的质量Gip Gip= G2×4.26%- Gco=10297.58×4.26%-239.98=198.7 Kg/h2 6. 热平衡计算 热平衡计算包括预热带、烧成带热平衡计算和冷却带热平衡计算。预热带和烧成带的热平衡计算目的在于求出每小时的燃料消耗量;冷却带的热平衡计算的目的在于计算冷空气鼓入量和热风抽出量。 热平衡计算比较复杂，但是通过热平衡计算，除了能求出每小时全窑的燃料消耗量以外，还可以从热平衡的各个项目中看出窑的工作系统，结构等各方面是 否合理，哪项热耗最大，能否采取措施改进。 6.1 预热带和烧成带的热平衡计算 6.1.1 热平衡计算基准及范围 o时间基准:1h; 温度基准:C 0 6.1.2 画出热平衡示意框图 热平衡示意框图如图6-1: Q Q Qa’ fa QQg 1 Q 5 QQQ 2 3 4 Q----坯体带入显热; Qa ----助燃空气带入显热; 1 Qa’----漏入空气带入显热;Qf ----燃料带入化学热及显热; Q----产品带出显热; Q ----墙、顶、底散热; 2 3 Q----物化反应耗热; Q----其它热损失; 4 5 Qg ----废气带走显热。 6.1.3 热收入项目 6.1.3.1 制品带入显热Q(KJ/h) 1 Q=Gct 1 311 其中: G----湿制品品质(Kg/h) 3 c----制品的比热 1 t----制品的温度 1 因为预热带是从第10节开始,此时第10节的温度为t=250?; 10 -53C=0.84+26×10×20=0.8452KJ/(m??) 1 所以Q=10390.76×250×0.8452=175655.4(KJ/h) 1 6.1.3.2 燃料带入化学热及显热Q f Qx(Q+ct) fffd 3其中x----每小时消耗的燃料量m/h Q----燃料的热值KJ/h,为5861.8KJ/h d 33 c----20?时的比热KJ/(m??)此时c=1.32 KJ/(m??) ff t----发生炉煤气的温度? f Q= x(5861.8+1.32×20) f =5888.2x(KJ/h) 6.1.3.3 助燃空气带入显热Qa(KJ/h) 助燃空气温度ta=20?, 20?时空气比热容c=1.30 kJ/(kg•?),助燃空a 33气实际总量为Va=1.4x(Bm /Bm) 总 故Qa=Vatc=1.4x×1.30×20=36.4x(KJ/h) aa '6.1.3.4 预热带漏入空气带入显热Qa(KJ/h ) '取预热带前段空气过剩系数α=2.0,漏入空气温度ta=20?, g '3c=1.30KJ/(m??). a '0漏入空气总量为Va= x(α-α) Va g = x (2-1.15)×1.23 3=1.046x (m/h) ''''所以Qa= Va c ta a =1.046x×1.30×20 =27.2x (KJ/h) 6.1.4 热支出项目的计算 6.1.4.1 产品带出显热Q(KJ/h) 2 烧成产品质量G=9858.58Kg/h,出烧成带产品温度T=1250?.查表可知:m2产品平均比热为: ,5,5c=0.84+26×10t=0.84+26×10×1250=1.165kJ/(kg•?) 2 所以Q= G T c=9858.58×1250×1.165=14356557.1(kJ/h) 2m22 6.1.4.2 烟气带走显热Qg(KJ/h) 00每小时离窑烟气总量V=[ V+(α-α)•Va]•M gggf 3 =[2.0+(2-1)×1.3]•x =3.23x (m/h) 3烟气离窑温度t=250?, 250?时烟气比热容c=1.43kJ/(m??) gg 所以Q= V t c=3.23x×250×1.43=1154x (kJ/h) gggg 6.1.4.3 物化反应耗热Q(kJ/h) 4 不考虑制品所含之结构水,自由水质量:G=93.52(kg/h),烟气离窑温zs度:Tg=250?. 1自由水蒸发吸热 ? Q= G(2490+1.93 Tg) wzs =93.52×(2490+1.93×400) =277988.2(kJ/h) 2其余物化反应热Qr ? 用AlO反应热近似代替物化反应热 23 Qr=G2×2100×AlO%=10297.24×2100×16.4%=3546369.46(kJ/h) 23 总的物化反应耗热: Q=3824357.66(kJ/h) 4 6.1.4.4 窑体散热损失Q 3 将计算分为三部分,即第1,9节:20,250?，平均值135?; 第10,29节:250,1050?，取平均值650?; 第30,42节:1050,1250?，取平均值1150?。 1第1,9节(窑前段)窑体散热计算如下: ? 窑外壁平均温度30? a. 窑墙 轻质高铝砖导热系数λ=0.27 W/(m??)，厚度δ=0.114m; 11 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.1/(m??)，厚度δ2=0.1m; 2 单位热流量q=(135-30)/(0.114/0.27+0.10/0.10) 2 =73.83w/m 一侧窑墙散热面积: A=(0.23+0.13+0.13)×2.008×9/2 墙 2 =17.08m 则Q=2qA=73.83×17.08×2×3.6=9079.32 (kJ/h) 墙墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.27 W/(m??)，厚度δ=0.230m; 11 单位热流量q=(135-30)/(0.23/0.27) 2 =123.3w/m 窑顶散热面积: 2A=(2.5+0.114+0.1)×2.008×9=49.05m 顶 则Q=qA=123.3×49.05×3.6=21772.3(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.27 W/(m??)，厚度δ=64×2+2=130mm(2mm11为灰缝) ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.2775W/(m??)， 2 δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝) 厚度2 单位热流量q=(135-30)/(0.13/0.27+0.134/0.2775) 2 =108.89w/m 2窑底散热面积:A= A=49.05m 顶底 则Q=qA=108.89×49.05×3.6=19227.8(kJ/h) 底底 2第10,29节(预热带)窑体散热计算如下: ? 窑外壁平均温度40? a. 窑墙 轻质高铝砖导热系数λ=0.29 W/(m??)，厚度δ=0.114m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.13 W/(m??)， 2 厚度δ2=0.12m; 单位热流量q=(650-40)/(0.12/0.13+0.114/0.29) 2 =442.3w/m 一侧窑墙散热面积: A={(0.25+0.1+0.13+0.134+0.1)/2+0.8}×2.008×20 墙 2 =46.46m 则Q=2qA=2×46.46×442.3×3.6=147954.66(kJ/h) 墙墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.29 W/(m??)，厚度δ=0.250m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.13 W/(m??), 2 厚度δ=0.1m; 2 单位热流量q=(650-40)/(0.250/0.29+0.1/0.13) 2 =373.96w/m 窑顶散热面积: A=(2.5+0.114+0.12)×2.008×20 顶 2 =109.8m 则Q=qA=373.96×109.80×3.6=147818.91(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.29 W/(m??)， 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝); 1 ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.49W/(m??)， 2 厚度δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝); 2 硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.2 W/(m??),厚度δ=0.1m; 33 650-40)/(0.13/0.29+0.134/0.49+0.1/0.2) 单位热流量q=( 2 =499.5w/m 2= A=109.8m 窑底散热面积:A顶底 则Q=qA=499.5×109.80×3.6=197442.36(kJ/h). 底底 ?第30,42节(烧成带)窑体散热计算如下: ? 窑外壁平均温度80 a. 窑墙 轻质高铝砖导热系数λ=0.35 W/(m??)，厚度δ=0.114m; 11硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.30 W/(m??)，厚度δ2=0.15m; 2 单位热流量q=(1150-80)/(0.15/0.30+0.114/0.35) 2 =1295.9w/m 一侧窑墙散热面积: A={(0.25+0.15+0.13+0.134+0.15)/2+0.8}×2.008×13 墙 2 =31.50m 则Q=2qA=2×31.5×1295.9×3.6=293910.12(kJ/h) 墙墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.35 W/(m??)，厚度δ=0.250m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.34 W/(m??), 2 厚度δ=0.15m; 2 单位热流量q=(1150-80)/(0.250/0.35+0.15/0.34) 2 =926w/m 窑顶散热面积: A=(2.5+0.114+0.15)×2.008×13 顶 2 =72.15m 则Q=qA=926×72.15×3.6=240519.24(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.35 W/(m??)， 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝); 1 ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.65W/(m??)， 2 厚度δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝); 2 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.3 W/(m??),厚度δ=0.15m; 33 单位热流量q=(1150-80)/(0.13/0.35+0.134/0.65+0.15/0.3) 2w/m =993 2窑底散热面积:A= A=72.15m 顶底 则Q=qA=993×72.15×3.6=257921.82(kJ/h). 底底 窑体总散热量为: =1335643.53(kJ/h) Q3 6.1.5 其它热损失Q(kJ/h) 5 根据经验占热收入的5% 6.1.6 列出热平衡方程式 由热收入=热支出得: 'Q+Q+Q+ Q=Q+Q+Q+Q+Q fgaa23451 即:0.95(175655.4+5888.2x+36.4x+27.2x)=4356557.1+1335643.53+1154x +3824357.66 3计算得出x=4299.73m/h 3即每小时需发生炉煤气4299.73m,每小时烧成产品质量9858.58kg,所以,单位质量得产品热耗为: 4299.73×1400/9858.58=610.6(kJ/kg) 列出预热带与烧成带得热平衡表如下: 热收入 热支出 项目 KJ/h % 项目 KJ/h % 坯体带入显热 175655.4 0.68 产品带走显热 14356557.1 55.72 燃料化学显热 25317670.2 98.26 烟气带走显热 1335643.53 5.18 助燃空气显热 156510.17 0.6 窑体散热显热 3824357.66 14.84 漏入空气显热 116952.66 0.46 物化反应耗热 4961888.42 19.26 其它热损失 1288339.43 5.00 总热量 25766788.5 100 总散热 25766786.1 100 由表可以看出热支出项目中,产品带走显热和物化反应耗热两项不可能减少,而其它三项则可采用适当措施节省能耗.对于烟气出窑温度适当控制在较低温度下,在资金允许得情况下,减少窑体散热可采用新型耐火、隔热材料。 6.2 冷却带热平衡计算 6.1.1 热平衡计算基准及范围 o时间基准:1h; 温度基准:0C 6.1.2 画出热平衡示意框图 热平衡示意框图如图6-2: Q 6 Q Q 210 (kJ/h) Q Q Q Q 789 Q——产品带入显热 Q——冷却风带入显热 26 Q——产品带出显热 Q——热风抽出带走显热 78 Q——窑体散热 Q——其它热损失 910 6.2.3 热收入项目 6.2.3.1 产品带入显热Q 2 Q=14356557.1kJ/h 2 6.2.3.2 冷风带入显热Q 6 o鼓入冷风为自然风,t=20C,查表知此时冷风的比热为: a 3oc=1.30kJ/(m•C) a 3设鼓入风量为Vm/h，取急冷风风量为窑尾的1/2，则总分量为1.5 V， xx 则: Q= Vtc=39V 6xaax 6.2.4 热支出项目 6.2.4.1 制品带走显热Q 7 o出窑时产品的质量为G=9858.58(kg/h),出窑口温度t=80C,查表知此时m7 o温度下制品的平均比热为c=0.90kJ/(kg•C),则: 7 Q=Gtc=9858.58×80×0.90=709817.76kJ/h 7m77 6.2.4.2 热风抽出时带走的显热Q 8 3热风抽出等于鼓入量,故抽出热风量应为1.5Vm/h.取热风抽出时的温度x o3o为:t=200C,查表知此时的比热为:c=1.42kJ/(m•C),则: 88 Q=1.5Vtc=426V 8x88x 6.2.4.3 窑体的散热Q 9 将计算分为三部分,即第43,48节:1250,700?，平均值975?; 第49,60节:700,400?，取平均值550?; 第60,67节:400,80?，取平均值240?。 1在急冷带的窑体散热(43-48节) ? 窑外壁平均温度取70? a. 窑墙 轻质高铝砖导热系数λ=0.33 W/(m??)，厚度δ=0.114m; 11 硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.24 W/(m??)，厚度δ2=0.15m; 2 单位热流量q=(975-70)/(0.114/0.33+0.15/0.24) 2 =932.6w/m 一侧窑墙散热面积: A={(0.25+0.15+0.18+0.13+0.134+0.15)/2+0.8}×2.008×6 墙 2 =14.54m 则Q=2qA=2×14.54×932.6×3.6=97632.03(kJ/h) 墙墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.33W/(m??)，厚度δ=0.250m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.25 W/(m??), 2 厚度δ=0.15m; 2 单位热流量q=(975-70)/(0.25/0.33+0.15/0.25) 2 =666.67w/m 窑顶散热面积: A=(2.5+0.114+0.15)×2.008×6 顶 2 =33.3m 则Q=qA=666.67×33.3×3.6=79920.4(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.33 W/(m??)， 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝); 1 ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.448W/(m??)， 2 厚度δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝); 2 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.25 W/(m??),厚度δ=0.15m; 33 单位热流量q=(975-70)/(0.13/0.33+0.134/0.448+0.15/0.25) 2 =699.89w/m 2窑底散热面积:A= A=33.3m 顶底 则Q=qA=699.89×33.3×3.6=83902.81(kJ/h) 底底 2在缓冷带的窑体散热(49-60节) ? 窑外壁平均温度为40? a. 窑墙 轻质高铝砖导热系数λ=0.29 W/(m??)，厚度δ=0.114m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.106 W/(m??)，厚2 度δ2=0.12m; 单位热流量q=(550-40)/(0.114/0.29+0.12/0.106) 2 =334.4w/m 一侧窑墙散热面积: A={(0.25+0.1+0.13+0.134+0.1)/2+0.7}×2.008×12 墙 2 =25.47m 则Q=2qA=334.4×25.47×2×3.6=61323.6 (kJ/h) 墙墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.29W/(m??)，厚度δ=0.250m; 11 -62硅酸铝纤维毡导热系数λ=0.035+0.234×10 ×t=0.106 W/(m??), 2 厚度δ=0.1m; 2 单位热流量q=(550-40)/(0.25/0.29+0.1/0.106) 2 =283.3w/m 窑顶散热面积: 2A=(2.5+0.114+0.12)×2.008×12=65.88m 顶 则Q=qA=283.3×65.88×3.6=67189.7(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.29 W/(m??)， 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝); 1 ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.45W/(m??)， 2 厚度δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝); 2 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.2 W/(m??),厚度δ=0.1m; 33单位热流量q=(550-40)/(0.13/0.29+0.134/0.45+0.1/0.2) 2 =409.5w/m 2窑底散热面积:A=65.88m 底 则Q=qA=409.5×65.88×3.6=97120.3(kJ/h) 底底 3 快冷段窑体的散热量(61-67节) ? 窑外壁平均温度取为30?. a. 窑墙 =0.114m; 轻质高铝砖导热系数λ=0.27 W/(m??)，厚度δ11 硅酸铝纤维毯导热系数λ=0.1 W/(m??)，厚度δ2=0.1m; 2 热流量q=(240-30)/(0.114/0.27+0.1/0.1) 单位 2 =147.66w/m 一侧窑墙面积: A={(0.23+0.13+0.134)/2+0.7}×2.008×7 墙 2 =13.31m 则Q=2×147.66×13.31×3.6=14150.55(kJ/h) 墙 b. 窑顶 轻质吊顶砖导热系数λ=0.27W/(m??)，厚度δ=0.230m; 11 单位热流量q=(240-30)/(0.23/0.27) 2 =246.5w/m 窑顶面积:A=(2.5+0.114+0.1)×2.008×7 顶 2 =38.15m 则Q=qA=246.5×38.15×3.6=33854.31(kJ/h) 顶顶 c. 窑底 轻质高铝砖导热系数λ=0.27 W/(m??)， 1 厚度δ=64×2+2=130mm(2mm为灰缝); 1 ,3轻质粘土砖导热系数λ=0.22+0.426×10×t=0.32W/(m??)， 2 厚度δ=65×2+2×2=134mm(2mm为灰缝); 2 单位热流量q=(240-30)/(0.13/0.27+0.134/0.32) 2 =152.06w/m 2窑底面积A=38.15m 底 则Q=152.06×38.15×3.6=20883.92(kJ/h) 底 则冷却带窑体总散热量为: Q=555977.62(kJ/h) 9 6.2.4.4 其它热损失Q 10 其它热损失为总收入的5% 6.2.4.5 列出热平衡方程 热收入=热支出 所以Q+Q=Q+Q+Q+Q 6278910 14356557.1+39V=709817.76+426V+555977.62+(14356557.1+39V)×5% xxx 3得 V=31811.12m/h x 列出冷却带热平衡表如下: 6.2.4.6 热收入 热支出 项目 KJ/h % 项目 KJ/h % 产品带入显14356557.1 92.04 产品带出显热 709817.76 4.55 热 冷却风带入1240633.68 7.96 抽热风带走显热 13551537.1 86.89 显热 窑体散热 555977.62 3.56 其它散热 779859.54 5.00 总热量 15597190.8 100 总散热 15597192 100 由表可以看出,热风抽出带走的热量占很大的比例,因此应充分利用此热量,一般用来干燥坯体和作助燃风以及雾化风用. 7 传动计算 7.1 传动系统的选择 辊道窑的传动系统由电动机,减速设备和传动机构所构成。常见的传动机构由链传动和齿轮传动两种，本设计采用齿轮传动。 传动系统采用螺旋斜齿轮传动方式，采用分段传动，1,75节每三个窑段为一传动组，75,150节每三个窑段为一传动组，每组由一台摆线针轮减速机带动，高温区每台摆线针轮减速机由一个变频器调节速度，低温区每两台摆线针轮减速机由一个变频器调节速度。全窑累计减速机52台，变频器30台，一个电磁离合器。 操作人员可以将全窑调成一个速度。当发生堵窑事故需要处理时，事故前的棍棒可以调成往返摆动，事故后的棍棒可以继续将砖坯送至窑出口。这种传动方式运行平稳可靠，调整简单，维修量小。螺旋斜齿轮传动都采用油浴润滑，润滑效果好，磨损少，使用寿命长。 传动过程: 电机?减速器?主动链轮?滚子链?从动链轮?传动轴?主动螺旋齿轮?从动螺旋齿轮?棍棒传动轴?辊子。 7.2 辊子材质的选择 辊子的材质要求十分严格，它要求辊子具有很好的抗热震性能，使辊子经受得起急冷急热得冲击;要求辊子直径一致和平直，确保产品得平直移动;要有强的高温抗氧化性能，使辊子能承受高温;要有高的荷重软化温度和小的蠕变性，使辊子在高温下具有最小的弯曲变形;要有好的高温耐久性，使辊子能在高温下长久的工作。另外，还要有好的去污性能，使粘在辊子上面的釉滴或其它污物容易去掉。 本设计在低温段(1,9和61,67节)和前台、后台均采用的是Ф50×2500的无缝钢管辊棒;在中温段(11,29和43,60节)采用的是Ф50×2500的莫来石辊棒;在高温段(30,42节)采用的是Ф50×2500的莫来石,刚玉质陶瓷辊棒。 7.3 辊径的确定 辊子的规格尺寸窑根据被烧产品的尺寸、重量及窑炉的结构和辊子的材质而定，一般而言，只要能满足被烧产品所需性能要求时，可选择直径较细、壁较薄的辊子。为了保证辊子的平直度，辊子的直径和长度比例需要有一定的限度。由于本设计制品较重且辊子从动端采用的连接方式是拖轮摩擦式，故辊子的直径应大一些，本设计选用Ф50的棍棒。 7.4 辊距的确定 1111根据经验公式:H,(,)l，得H,(,)×650,130,216.7(mm)，3535 辊子间距过大，不能支撑制品，因此可以重新选取，本设计我采用每节布置15根辊子，则辊距为:H,2000?15,133.3mm，最后确定辊距为133mm. 则窑内辊子总数为N,15×67,1005根 7.5 辊子传动过程中的联接方式 依据以上原则，联接方式辊子主动端采用弹簧夹紧式，从动端采用托轮摩擦式，双支点混合支撑，便于更换辊子。 7.6 辊子转速的选择 根据辊子转速的公式:n,KL/пdt L----窑长,mm t----烧成周期,min d----辊子直径,mm K----考虑到制品的滑动系数,一般取K=1.05 则:n,1.05×134536,(3.14×50×50) ,18r/min 8 管道尺寸、阻力计算及烧嘴、风机选用 8.1 计算抽烟风机的管道尺寸、阻力损失和对风机的选型 8.1.1 管道尺寸 排烟系统需排除烟气量: 003V,{ V+(α-1)×V}x,13888.13m/h aggg 烟气抽出时实际体积: 33×(273+250)/273=26609.66m/h=7.39m/s V=Vg 1总烟管尺寸 ? 烟气在金属管中流速根据经验资料取ω=14m/s 内径d===0.82m 4，7.39/(3.14，14)4V/,,总 所以,总管内径取值为820mm，长度为2×9=18m 2分烟管尺寸 ? '3烟气在分烟管中的流速ω=12m/s,n=4,分管流量V=V/4=1.85m/s. 内径d==0.443m 4，1.85/(3.14，12)分 所以,分管内径取450mm，长度为6.4m 3支烟管尺寸 ? '3烟气在分烟管中的流速ω=10m/s,n=6,分管流量V=V/6=0.31m/s. 内径d==0.199m 4，0.31/(3.14，10)支 取d=200mm. 支 所以,支管内径取值为200mm,支管长度为0.8m. 4热交换器 ? 热交换管选直径150mm×5.0mm无缝钢管,内径d=140mm,长度取2m,考虑粉交尘阻塞与热交换的需要,流速ω取2m/s. 交 2热交换管条数n=V/[3.14×(d/2)×ω]=240.1 交交 热交换管条数取240条. 2热交换管外表面积S=3.14×0.15×2×240=226.1m. 8.1.2 阻力计算 1料垛阻力h ?i 根据经验每米窑长料垛阻力为0.5Pa. 设0压在27-28节交接处。 则h=[(28,10)，0.5]×2×0.5=18.5Pa. i 2位压阻力h ?g 烟气从窑炉至风机,高度升高H=2.8m,此时几何压头位烟气流动的动力即负 位压阻力,取烟气温度位300?, ?h=-H(ρ-ρ)g gga 273273 =-2.8×(1.29×-1.30×)×9.8 273，20273，250 =-14.38Pa 3局部阻力h ?e 局部阻力ζ由表查得: 烟气从窑炉进入支管:ζ=1 1 支烟管进入分烟管:ζ=1.5 2 0急转弯:ζ=1.5 并903 0分管90急转弯:ζ=1.5 4 0圆弧转弯:ζ=0.35 分管905 分管进入总管:ζ=1.5 6 0分管90圆弧转弯:ζ=0.35 7 为简化计算,烟管中烟气流速均按10m/s计,烟气温度均按250?计,虽在流动过程中烟气会有温降,但此时流速会略小,且取定的截面积均比理论计算的偏大,故按此值算出的局部阻力只会略偏大,能满足实际操作需要. 2h=(1+1.5+1.5+1.5+0.35+1.5+0.35)×10×1.3×273/(273+250) e =261.26(Pa) 4摩擦阻力h ?f 摩擦阻力系数:金属管取ζ=0.03. 2h=ζ(L/d+L/d+L/d)×ω×ρ/2 f分分总总支支 2=0.03×(0.8/0.2+6.4/0.45+18/0.82)×10×273/2(273+250) =31.5Pa 烟囱阻力忽略不计(可由本身几何压头来克服). ?风机应克服总阻力h=h+h+h+h=296.88Pa gfie总 8.1.3 风机的选型 为保证正常工作，取风机抽力余量0.5，所以选型应具备风压: H,(1+0.5)×369.29=445.32Pa。 流量取储备系数为1.5，风机排出烟气平均温度250? 3?Q,1.5×13888.13×(273，250)/273=39909.3m/h. 选用风机应考虑窑炉有空气、其它气体比例失调，大量增加烟气量，增大抽 风阻力，造成较大阻力，故选型时全风压应留有较大余地。 所以排烟风机选用Y4,73-14No12D25.04kw耐磨离心锅炉引风机. 型号 转速流量全压所需电动机 联轴器(1套) 底 3(r/min) (m/h) (Pa) 功率脚型号 功F2508风电 (kw) 垫率 A 机动 板轴 机 部 轴 Y4,960 62973 857 25.04 Y225M-6 30 5-7575 55 -073-14No12D ×55 04 8.2 其它系统管道尺寸确定、风机的选型 8.2.1 发生炉煤气管径的计算 1发生炉煤气总管内径的计算 ? 3煤气的流量为:4299.73m/h，取水煤气在总管中的流速为:ω,12m/s.煤气总管选用一根总管,那么总管的内径为: d==0.356m 4，4299.73/(3600,,)总 考虑到在实际生产过程中,日产量会发生变化,故取直径为360mm. 2窑顶、窑底、窑侧的分管尺寸 ? '煤气管分组控制，共分6组11根支管，n,6，n,11,分管内煤气流量 33为:4299.73/6=716.6m/h,支管内煤气流量为:4299.73/11=390.9m/h. d==0.145m,取150mm 4，716.6/(3600,,)分 d==0.107m,取110mm 4，390.9/(3600,,)支 3通往烧嘴的煤气支管内径的计算 ? 由于每三节窑体共享一根支管,每根支管的煤气量要供8只烧嘴燃烧,全窑一共布置n=3×4+13×8=116个,煤气支管总共116根,取流速为ω=6m/s,烧嘴支 3管内煤气流量为:4299.73/116=37m/h,则 d==0.046m,取50mm. 4，37/(3600,,)烧支 8.2.2助燃风管的计算 3助燃风量:V=1.2964×8540.42=11071.80m/h. a 3实际助燃风量V=11071.80×(273+20)/273=11882.92m/h 1助燃风总管内径的确定 ? 取风在总管中的流速为:ω=10m/s,则: d==0.648m,取助燃风总管的内径为650mm. 4，11882.92/(3600,,)总 2窑顶、窑底分管内径 ? 3取ω,9m/s,n=4,分管流量为:11882.92/4=2970.73m/h d==0.342m,取分管内径为350mm. 4，2970.73/(3600,,)分 3助燃风管通往烧嘴的支管的内径 ? 全窑总共有烧嘴116个,因此通往烧嘴的支管116根,取流速ω=8m/s,n=116, 3每个分管流量为:11882.92/116=102.4m/h,则: ==0.057m,取支管内径为60mm. d4，102.4/(3600,,)支 8.2.3冷却带风管计算 8.2.3.1缓冷抽热总管的确定 1缓冷抽热总管内径 ? 3缓冷带最后一节抽走急冷带的热风,急冷鼓入风量V=31811.12m/h,故抽x 3出热风V=0.95V=30220.56m/h. x 取ω=10m/s,n=1,则: d==1.034m,取1050mm. 4，30220.56/(3600,,)总 2抽热分管的内径 ? 3取ω=10m/s,n=6,每个分管的流量为:31811.12/6=5301.85m/h,则: d==0.333m,取350mm. 4，5301.85/(3600,,)分 8.2.3.2急冷风管内径的确定 1急冷风总管内径的确定 ? 取风在总管中的流速ω=10m/s,则: d==0.785,取800mm. 4，31811.12/(3600,,)总 2窑顶的分管 ? 3取ω=11m/s,n=6,每个分管的流量为:31811.12/6=5301.85m/h,则: d==0.387m,取390mm. 4，5301.85/(3600,,)分 3急冷支管 ? 急冷支管上下交错排列,共88根,取ω=10m/s,n=88,通过每个支管的流量 3为:31811.12/88=361.5m/h,则: d==0.78m,取80mm. 4，361.5/(3600,,)支 每根管上开300个孔,取ω=12m/s,n=88×300=26400,流过每个孔的流量 3为:Q=31811.12/26400=1.26 m/h则: 孔径d==0.006m,孔径取6mm. 4，1.26/(3600,,)孔 8.2.3.3 3快冷带鼓入冷风量V=8039.6 m/ h 1. 快冷风管总管内径 ? 快冷风在总管中的流速为:ω=12m/s， 44，8039.6Vm，实际总管内径取500mm ,,,0.486d总,,36003600，3.14，12 2. 快冷风管分管内径 ? 快冷风在分管中的流速为:ω=10m/s， 44，8039.6Vm，实际分管内径取380mm ,,,0.377d分,,2，36002，3600，3.14，10 3. 快冷风管支管内径 ? 快冷风在支管中的流速为:ω=10m/s， 快冷风管支管共有56支，那么支管的内径为: 44，8039.6Vm，实际支管内径取80mm ,,,0.071d支,,56，360056，3600，3.14，10 8.2.4 风机的选型 8.2.4.1助燃风机的选型 3助燃风机的风量为V=11882.92m/h,依据风量选用风机的型号为:9-19-No8D75.9kw高压离心通风机. 型号 转速流量全压所需电动机 联轴器 3(r/min) m/h (Pa) 功率GB4323-84 型号 功率 (kw) (1套) 65，1429-19-No82900 12968 14021 75.9 Y315S110 TL8 65，142D75.9kw -2 (200-65×65) 地脚螺栓GB799,88 螺母GB6170,6171,86 垫圈GB96,85(4个) (4个) (4个) M24×630 M24 M24 8.2.4.2急冷风机的选型 3急冷风机的风量为: V=57915.34m/h,依据风量选用风机的型号x 为:9-26-No14D271.5kw高压离心通风机. 型号 转速流量全压所需电动机 联轴器 3r/min m/h (Pa) 功率型号 功率 GB4323-84 (kw) (1套) 100，2159-26-No16960 64032 64811 168.2 Y355M185 TL11 95，175D168.2kw 1-6 (350-95×90) 地脚螺栓GB799,88 螺母GB6170,6171,86 垫圈GB96,85(4个) (4个) (4个) M24×630 M24 M24 8.2.4.3 缓冷抽热风机的选型 缓冷风机抽取外界空气进入窑体缓冷金属管道,通过外界冷空气与金属管道进行换热来缓和此段的降温速率. 所以排烟风机选用Y4,73-14No12D25.04kw耐磨离心锅炉引风机. 型号 转速流量全压所需电动机 联轴器(1套) 底 3(r/min) (m/h) (Pa) 功率脚型号 功F2508风电 (kw) 垫率 A 机动 板轴 机 部 轴 Y4,960 62973 857 25.04 Y225M-6 30 5-7575 55 -073-14No12D ×55 04 8.2.4.4快冷风机的选型 制品进快冷带时的温度大概为400?，比热容c,0.944kJ/(kg??),出窑1 时的温度为80?，比热容c=0.861kJ/(kg??).每小时生成产品的质量为:2 G=9858.58Kg/h,则此段制品散失的热量为: m Q= G(400c-80c) m21 =9858.58×(400×0.944-80×0.861) =9858.58×(377.6-68.88) =3043540.82(kJ/h) 而此段窑体的散热为: Q=14150.55+33854.31+20883.92=68888.78(kJ/h) 1 o鼓入冷风为自然风,t=20C,查表知此时冷风的比热为: a 3o3c=1.30kJ/(m•C),设鼓入风量为Vm/h,则: ax Q= Vtc=26V 2xaax 3取漏出风量为鼓入的风量,t=300?,c=1.32kJ/(m•?),则: Q=300×1.32×V=396V,根据热量平衡原则,得到: 3xx Q=-Q+Q+Q,则: 231 3=8039.6m/h Vx 快冷段一共有7节,第一节前半节不布置，从后半段布置，每节上下交错相 所以一共布置13个风扇,因此每个风扇每小时风的流量为: 对布置一对风扇, 3Q=8039.6/13=618.43m/h。 所以选用T4011No2.5型轴流通风机，其规格如下: 机号 转速叶片 全压风量轴功率电动机 3(r/min) (Pa) (m/h) (kw) 数角型号 功 量 度 率 2.5 1450 4 15 31 565.2 25.92 JW06B-4 90 9 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 材料概算 9.1 窑体材料概算 9.1.1窑墙材料概算 3每块轻质高铝砖的体积V,0.23×0.114×0.064,0.00167808m 1所用轻质高铝砖的体积 ? 3窑前段和快冷段:V=2×2×(0.7+0.23+0.13+0.134)×0.114×16=8.400101m 1 V/ V=5191块 需要轻质高铝砖的块数:n=1 预热带、烧成带和急冷带:V=2×2×(0.8+0.25+0.13+0.134)×0.114×39 2 3 =23.368176 m 需要轻质高铝砖的块数:n= V/ V=13926块 2 3缓冷带:V=2×2×(0.7+0.25+0.13+0.134)×0.114×12=6.643 m 3 需要轻质高铝砖的块数:n= V/ V=3959块 3 2所用硅酸铝纤维毡的体积 ? 3预热带:V=2×2×(0.25+0.13+0.134+0.8)×0.12×20=12.6m 1 3烧成带、急冷带:V=2×2×(0.25+0.13+0.134+0.8)×0.1×19=10 m. 2 3缓冷带:V=2×2×(0.25+0.13+0.134+0.7)×0. 12×12=7 m. 3 3所用硅酸铝纤维毯的体积: ? 3窑前段和快冷段:V=2×2×(0.23+0.13+0.134+0.7)×0. 1×16=7 .64m 1 3烧成带、急冷带:V=2×2×(0.25+0.13+0.134+0.8)×0. 05×19=5 m. 2 9.1.2 窑底材料的概算 1所用轻质高铝砖的体积 ? 3窑前段和快冷段:V=3.0×2.18×0.065×(20+14)=14.4534m 1 3烧成带和急冷段:V=3.0×2.18×0.114×(24+8)=23.86m 3 需要轻质高铝砖的块数:n=V+V/V=22481块 31 3预热带和缓冷段:V=3.0×2.18×0.20×(50+34)=109.87m 2 3200×250×132规格的体积为0.0066m, 需要此规格轻质高铝砖的块数:n=16647块. 2所用轻质粘土砖的体积 ? 3窑前段和快冷段:V=3.0×2.18×0.114×(20+14)=25.35m 1 3预热带和缓冷段:V=3.0×2.18×0.114×(50+34)=62.63m 2 需要轻质粘土砖的块数:n=(V+V)/V=51623块. 21 3所用高温莫来石质高铝砖的体积 ? 3烧成带和急冷段:V=3.0×2.18×0.18×(24+8)=37.67m 1 3180×230×65mm规格的砖的体积为:0.002691m 需要此规格高温莫来石质高铝砖的块数:n=37.67/0.002691=13999块 4硅酸铝耐火纤维束的体积 ? 3烧成带和急冷段:V=3.0×2.18×0.04×(24+8)=8.38m. 1 9.1.3 窑顶材料的概算 由于所选用的吊顶砖横贯窑墙方向厚度为132mm,故固定为23块. 1所用230×114×132规格轻质高铝砖吊顶砖 ? 沿辊子运行方向长度为:L=118×2.18=257.24m 沿辊子运行方向排列砖的块数为:n=257.24/0.23=1119块 需要此规格砖的块数:N=1119×23=25737块 2所用180×230×132规格高温莫来石质高铝吊顶砖 ? 沿辊子运行方向长度为:L=32×2.18=69.76m 沿辊子运行方向排列砖的块数为:n=69.76/0.23=304块 需要此规格砖的块数:N=304×23=6992块 3所用高铝纤维毡的体积 ? 3预热带和缓冷段:V=3.0×2.18×0.05×(50+34)=27.468m 1 3烧成带和急冷段:V=3.0×2.18×0.03×(24+8)=6.28m 2 3需要高铝纤维毡的体积为:V=33.748m 4所用硅酸铝耐火纤维束的体积 ? 3窑前段和快冷段:V=3.0×2.18×0.08×(20+14)=17.79m 1 3预热带和缓冷段:V=3.0×2.18×0.04×(50+34)=21.97m 2 3需要硅酸铝耐火纤维束的体积:V=39.76m 5所用膨胀珍珠岩的体积 ? 3烧成带和急冷段:V=3.0×2.18×0.04×(24+8)=8.38m