年产130万平米玻化砖天然气辊道窑设计指导书-精品(3)

2019-08-30 19:01

又因为每节长度只有2.3m,所以,可以每节设置一个事故处理孔,本设计在每节设置一个事故处理孔,尺寸为:400×130mm,两侧墙事故处理孔采取交错布置的形式。当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,防止热气体外溢或冷风漏入等现象对烧成制度产生影响。 5.5.2 测温孔及观察孔 5.5.2.1 测温孔

为严密监视及控制窑内温度制度,及时调整烧嘴开度,一般在窑道顶及火道侧墙留设若干处测温孔以安装热电偶。测温孔间距一般为3~5米,高温段布密些,低温段布稀些,在烧成曲线的关键点,如氧化末段、晶体转化点、釉始溶点、成瓷段、急冷结束等都应设测温孔。 5.5.2.2观察孔

在每个烧嘴的对侧窑墙设置Φ80mm的观察孔,以便烧嘴的燃烧状况。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。 5.5.3 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,在每节窑体中部留设1处宽度为10mm的膨胀缝,内填矿渣棉,各层砖的膨胀缝要错缝留设。 5.5.4 窑道档板和挡火墙

窑道上的档板和挡火墙可以起到窑内气体的上下和水平导流、调整升温曲线、蓄热辐射及截流作用。档板负责对窑内上半窑道的控制,采用耐高温硬质陶瓷纤维板制成,可以通过在窑顶外部调整位置的高低。挡火墙负责对窑内下半窑道的控制,采用耐火砖砌筑,高低位置相对固定。窑道档板和挡火墙设置在同一横截面上。全窑共设置3对闸板和挡火墙结构,分别在11-12节、21-22节、24-25节之间设置。 5.6 窑体加固钢架结构形式

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,立柱用2.5t×75×50mm方钢、上横梁用2.3t×50×50mm方钢、下梁用2.5t×100×50mm方钢。在一节窑体钢架中,每侧共有立柱3根,两头每个立柱上开有攻M12螺栓节间联接的6个孔。下横梁每节共3根,焊在底侧梁上,下横梁上焊有50×50mm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50×50×5mm的等边角钢。

6 燃料燃烧计算

6.1空气量

①计算理论空气量(燃料每100m3):

L0=(0.2/2+0.2/2+95.6*2+3.5*3+0.3*3/2)*100/21=963.6(Nm3/Nm3) ②计算实际空气量:

a取1.3,Lα=L0*1.3=1252.6(Nm3/Nm3) 6.2烟气量

①计算理论烟气量(燃料每100m3):

V0=0.2+0.2+95.6*3+3.5*4+0.3*2+0.1+0.1+L0*79/100 =1063.2(Nm3/Nm3) ②计算实际烟气量:

Vα=V0+(a-1)*L0=1352.3(Nm3/Nm3) 6.3燃烧温度

设空气温度t0=20℃,此时的空气比热c0=1.30KJ/m3*℃,天然气比热c1=1.32KJ/m3*℃,t1=t0,现设tth=1700℃,燃烧产物比热cg=1.76KJ/m3*℃,则理论燃烧温度: tth=(41580*100+1252.6*20*1.3+100*20*1.32)/(1352.3*1.76)=1761.8℃ 相对误差(1761.8-1700)/1700=3.6%<5%,假设合理。

取高温系数η=0.8,实际温度t=0.8*1761.8=1409.4℃,高于最高温度1120℃,条件符合。

7窑体材料的确定

窑体材料及厚度的确定:列表表示全窑所用材料及厚度

表4-1窑体材料和厚度表(1) 1-15、27-51节 名称 窑 耐火层 顶 隔热层 窑 耐火层 墙 隔热层 耐火层 窑 底 膨胀层 0.7硅藻土砖 1350

表4-2窑体材料和厚度表(3)

16-26节 使用温度名称 窑 耐火层 顶 隔热层 窑 耐火层 墙 隔热层 耐火层 窑 底 隔热层 膨胀层 1.0轻质粘土 0.7硅藻土砖 900 1350

材质 0.9高铝聚轻球砖 0.11岩棉毯 0.9高铝聚轻球砖 硅酸盐耐火纤维束 0.9高铝聚轻球砖 (℃) 1600℃ 1150 1600℃ 1350 1600℃ 导热系数[W∕(m?℃)] 0.310+0.176×10t 0.1~0.3 0.310+0.176×10t 0.12 0.310+0.176×10t 0.063+0.14×100.1~0.3 t -3-3-3材质 0.9高铝聚轻球砖 0.11岩棉毯 0.9高铝聚轻球砖 硅酸盐耐火纤维束 0.9高铝聚轻球砖 1.0轻质粘土 使用温度(℃) 1600℃ 1150 1600℃ 1350 1600℃ 900 导热系数[W∕(m?℃)] 0.310+0.176×10t 0.1~0.3 0.310+0.176×10t 0.1~0.3 0.310+0.176×10t 0.063+0.14×100.1~0.3 t -3-3-3厚度(mm) 230 150 230 190 230 130 100 隔热层 厚度(mm) 230 150 230 120 130 130 100

8.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。

在第1~4节热源为烟气余热,即利用烟气带走显热,所以1~4节不列入热平衡计算中,但是在计算时,应以第4节坯体计算配体带入显热,以第5节烟气温度值计算烟气带走显热。预热带热平衡计算的目的在于求出燃料消耗量,冷却带热平衡计算,目的在于计算出冷空气鼓入量和热风抽出量。另外,通过热平衡计算可以看出窑炉的工作系统结构等各方面是否合理,哪项热耗最大,能否采取改进措施。 8.1 预热带及烧成带热平衡计算 8.1.1 热平衡计算基准及范围

热平衡计算必须选定计算基准,这里时间以1h为计算基准,0℃作为基准温度。

8.1.2 热平衡框图

图 预热带和烧成带热平衡示意图

Q1——坯体带入显热: Qa——助燃空气带入显热

Qa——漏入空气带入显热: Qf——燃料带入化学热及显热 Q2——产品带出显热 Q3——墙、顶、底散热 Q4 ——物化反应耗热 Q5 ——其它热损失

Qg——废气带走显热

'

8.1.3 热收入项目

第1-6节热源为烟气余热,即利用烟气带走显热,所以1-6节不列入热平衡计算中,但是计算时,应以第6节计算坯体带入显热,以第7节烟气温度值计算烟气带走显热。

8.1.3.1 坯体带入显热Q1

1. 制品带入显热Q1 Q1=G1c1t1

其中:G1——如窑制品质量(Kg/h)

c1——入窑制品平均比热,kJ/(kg·℃) t1——制品的温度, ℃。 取烧成灼减量4%,瓷砖单重3.2公斤 入窑干制品质量Gr=

13000003.2×=1566.83(kg/h)

330*24*97%*96%0.6*0.6入窑制品含自由水1.1% 入窑胚体质量G1=

1566.83=1584.26(kg/h)

1?1.1%制品入窑时的温度为20℃,取入窑制品比热为:0.86J/(kg℃)

则胚体带入显热为:Q1?G1c1t1=1584.26×0.86×20=27249.27(KJ/h) 8.1.3.2 燃料带入化学热及显热Qf3

天然气低热值 Qnet =35960(kJ/Nm) 入窑天然气温度tf =20℃,20℃时天然气cf设天然气消耗量为Xm/h

3

?1.38 KJ/(Nm3.℃)

Qf=X(Qnet+cftf)=X(35960+1.38×20)=35987.6X(KJ/h)

8.1.3.3 助燃空气带入显热Qa

助燃空气温度 ta=20℃,20℃时空气比热容ca=1.30 [kJ/(Nm·℃)]

3


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