景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书题目：年产330万件10寸汤盘隧道窑设计院（系）：材料科学与工程学院专业：热能与动力工程姓名：胡敏辉学号：201010610119指导教师：周露亮二○一三年十月二十九日目录1、烧成制度的确定 (1)1.1 温度制度的确定 (1)1.2 烧成曲线图 (1)2、窑体尺寸的确定 (2)2.1 窑车棚板和支柱的选用 (2)2.2窑长及各带长的确定 (2)2.3 窑截面尺寸的确定 (3)3、工作系统的确定 (4)3.1 排烟系统 (4)3.2 燃烧系统 (4)3.3 冷却系统 (4)3.4 输送系统 (4)3.5 窑体附属结构 (5)4、窑体材料及厚度的确定 (6)5、燃烧燃烧计算 .......................................................................... 错误!未定义书签。

5.1 助燃空气量计算 .............................................................. 错误!未定义书签。

5.2 烟气量计算 (7)5.3 燃烧温度计算 .................................................................. 错误!未定义书签。

6、物料平衡计算 (8)7、预热带及烧成带热平衡计算 (9)7.1热平衡计算基准 (9)7.2 热平衡框图 (9)7.3 热收入项目 (10)7.4 热支出项目 (11)7.5 列出热平衡方程式 (15)7.6 列出预热带和烧成带热平衡表 (15)8、冷却带的平衡计算 (16)8.1 热平衡计算的基准 (16)8.2 热平衡框图 (16)8.3 热收入项目 (16)8.4 热支出项目 (17)8.5 热平衡方程式 (19)8.6 热平衡表 (20)9、窑体材料概算 (21)10、后记 (22)11、参考文献 (23)1、烧成制度的确定1.1、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，制订烧成制度如下：1.2、烧成曲线2、窑体主要尺寸确定2.1、棚板和立柱的选用给定8寸汤盘的详细参数为：外径200mm ，高40mm 。

考虑坯体收缩率10%，所以入窑坯体的规格为：外径222mm ，高44mm 。

所以选用棚板的尺寸为：480×480×10 mm ，支 柱：40×40×50mm ，密度：2100kg/m 3 2.2、窑长及各带长的确定 2.2.1、装车方法在窑车的长度方向上设置4块棚板，宽度方向上设置3块棚板，在窑车高度方向上装6层。

棚板间的间隙在长度方向上为10mm ，棚板与车边间距为25 mm ，棚板间的间隙在宽度方向上为10mm ，棚板与车边间距为20 mm 。

由此确定窑车车面尺寸为：长：480×4 + 10×3 + 25×2=2000mm 宽：480×3＋10×2＋20×2=1500mm 2.2.2、窑长的确定窑车装载量为4×3×4×6=288件/每车，故装窑密度为288/2=144件/米。

窑长L=装窑密度成品率２４年工作日烧成时间生产任务⨯⨯⨯⨯= (3300000×18)/(330×24×0.97×144)=53.69 m窑内容车数：n=53.69/2=26.8辆 取27辆 有效窑长为27×2=54m 2.2.3各带长度的确定 根据烧成曲线：预热带长=（预热时间×总长）/总烧成时间=5.54×54/18=16.02m 因窑炉每节长度为2米，故预热带取8节。

烧成带长=（烧成时间×总长）/总烧成时间=5.33×54/18=15.99m 因窑炉每节长度为2米，故烧成带取8节。

冷却带长=（冷却时间×总长）/总烧成时间=7.33×54/18=21.99m 因窑炉每节长度为2米，故预热带取11节。

2.3、窑截面尺寸的确定2.3.1、窑内宽的确定根据窑车和制品的尺寸，窑车车边距窑内墙取15mm，所以窑内宽B为,1530mm 2.3.2、全窑高的确定料跺上方离窑顶距离为250mm，窑车上装制品的高度为60×6=360mm，窑火道高度为240mm ，内高为850mm，为了加强传热，烧成带加高100mm。

窑车高673。

窑全高尺寸：预热带、冷却带为250+360+240+673=1523mm，高为850mm。

烧成带窑高为250+360+240+673+100=1623mm，内高为950mm3、工作系统的确3.1、排烟系统1至5节为排烟段，第一节前半段在窑墙两侧设置封闭气幕，气幕风以与窑内气流方向垂直送入，窑顶处设置一对大排烟口，后半段窑车台面设置一对烟口，2、3、4、5节每节设置两对排烟口。

均以阶梯形布置，可以迫使烟气自上而下流动，使得制品受热均匀，各排烟支管汇总到排烟总管由排烟机排出，一部分送干燥房，其余的从烟囱排入大气。

3.2、燃烧系统此窑采用小功率多分布高速调温烧嘴的布置方式。

两侧垂直和水平交错排列，这样有利于均匀窑温和调节烧成曲线。

下部烧嘴喷火口对准装载制品的下部火道，上部烧嘴喷火口对准装载制品上方的部分。

烧嘴砖直接砌筑在窑墙上。

预热带6、7、8节每节窑车台面处两侧共设置3只烧嘴，交错分布烧嘴对面为观火孔。

烧成带下部每节设置两对烧嘴，上部设置一对烧嘴，垂直和水平方向上均呈交错布置。

助燃风全部为冷却带空气。

3.3、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，冷却带实质上是一个余热回收设备，它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气，余热风可供干燥用，从而达到节能目的。

冷却带按照烧成工艺分成三段：第17~19节为急冷段。

该段采用喷入急冷风直接冷却方式，每节一侧上部设6个冷风喷管，下部5个冷风喷管，另一侧上部设5个冷风喷管，下部6个冷风喷管上下前后喷管均交错设置，每侧共11个。

第20~24节为缓冷段。

本设计中采用间壁冷却的方法，在窑墙两侧设置分别设置间壁冷却通道。

第25~27节为快冷段。

第25~27节上下部各设3对冷风喷管，交错排列，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℃。

3.4、输送系统隧道窑内铺设轨道，轨道安放在钢架上的轨道垫板上，用螺丝联结并焊接。

窑车是制品运输的载体。

窑车底架由槽钢、钢板等经螺丝联结、焊接而成。

在窑头和窑尾各有一手动拖车道，每拖车道上有一辆拖车。

窑外有一条手动回车线。

拖车轨道和窑内轨道和回车线轨道相连接，并在同一水平面上。

空窑车在回车线上装载制品，然后推到拖车上，将拖车推到窑头，再用顶车机将窑车推入窑内，窑车从窑尾出来经拖车道送至回车线，并在回车线卸载制品。

3.5、窑体附属结构3.5.1、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。

3.5.2、曲封窑墙与窑车之间、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。

曲封窑车与窑墙距离为15mm3.5.3膨胀缝当隧道窑受热时，材料将会受热膨胀而产生相当大的应力。

为减小应力，避免窑体开裂、挤坏，必须留设膨胀缝。

膨胀缝的宽度为20mm，内填陶瓷棉。

4、窑体材料和厚度的确定5.1、助燃空气量计算燃料是焦炉煤气，低位发热量 d Q = 17400（3m kJ ）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274.425.0100026.00=⨯=—d Q L （33m m N N ），取过剩系数α = 1.3则实际需要空气量：556.53.10=⨯=L L a （33m m N N ） 5.2、烟气量计算生成烟气量：244672.6L 08.006.010004000238.0V 0=++⨯=α）—（d g Q （33m m N N ）5.3、燃烧温度计算燃料的理论燃烧温度，公式如下：gg aa a r r d th c V L t c t c Q t ++=式中g a r c c c 、、 --燃料、空气及烟气的比热容，℃）（•3k Nm J ；a L —— 一定空气消耗系数下的单位燃料燃烧空气消耗量，33m m N N ，a L =α0L ； g V —— 一定空气消耗系数下单位燃料燃烧生成烟气量，33m m N N ；a r t t 、 ——燃料及空气的预热温度，℃。

焦炉煤气，低位发热量 d Q = 17400（3m kJ ），取室温20℃，此时空气的比热αc 1.30℃）（•3k Nm J 焦炉煤气的比热r c = 1.38℃）（•3k Nm J ,经过多次假设试算，以下假设合理，假设烟气温度为1600℃，烟气的比热（查燃烧学表5-2）为g c = 1.1.67，带入公式得th t = 1654℃（1654 – 1600）/1600 < 5%,合理取高温系数为0.80，则实际温度为t= 0.85⨯1654= 1405℃,比实际温度1290℃高出115℃，符合燃烧要求，认为合理。

每小时烧成制品的质量m G制品质量为300g ，每车装288个，每车制品的质量为 kg 4.86288kg 3.0=⨯，推车速度 = 27车/18时 = 1.5车/时。

m G = 推车速度⨯每车装载重量 h 129.6kg 86.41.5=⨯=每小时入窑干坯质量gG）（h kg 5.13772.51001006.129L .I 100100G G m g =-⨯=-⋅= 每小时入窑湿坯质量）（h kg 9.1404.21001005.137100100G G g s =-⨯=-⋅=ω 每小时蒸发自由水质量）（）（h kg 4.3h kg 5.1379.140G G G g s z =-=-=窑具的质量棚板每层12，共72个，每层支柱20个，共20x5=100个G b =(0.48×0.48×0.01×72+0.04×0.04×0.05×100)×2100×1.5=547.74kg/h7、预热带烧成带热平衡计算7.1、热平衡计算基准热平衡计算以1h作为时间基准，而以0℃作为基准温度。