前言本课程设计的目的是对所学的知识以实际结合，学生通过设计将能综合运用和巩固所学知识，并学会如何将理论知识和生产实践相结合，去研究解决实际中的工程技术问题，本设计的任务主要是培养学生设计与绘图的基本技能，初步掌握窑炉设计的程序、过程与内容窑炉是陶瓷企业的主要热工设备, 其性能的先进性直接影响到企业产品的产量、质量及企业的经济效益传统的煤、油烧隧道窑采用重质耐火材料加轻质保温砖结构, 窑顶、窑墙都比较厚, 窑体表面积也很大, 向外散热较多, 造成热效率不高近年来随着燃料结构和筑炉材料的变化, 以及国家能源紧张、环保政策的加强, 企业在新建和改造窑炉时越来越重视辊道窑的发展液化气辊道窑因烧成制度( 温度、压力、气氛) 稳定、断面温度均匀、燃料燃烧充分完全、对环境污染小、热能综合利用率高、可对制品进行快速烧成等优点, 所以能实现高产优质低耗的目的辊道窑一般采用轻质耐火材料砌筑, 在设计时为提高窑炉的热效率, 选材应尽可能先用轻型化的筑炉材料, 可直接选用高强轻质耐火材料作为窑炉内衬, 如: 硅藻土砖、莫来石砖、氧化铝聚球砖、高铝聚轻砖、粘土聚轻砖等这些材料密度小, 强度高, 导热系数低, 热稳定性好, 很适合作为砌筑辊道窑的内层耐火材料; 外层隔热一般选用硅酸铝陶瓷纤维棉, 可以大大减薄窑墙、窑顶的厚度, 增加窑体的保温性能, 降低窑体的表面温度, 减少窑体向外散热, 以达到节能降耗的目的, 提高辊道窑炉的热利用率。
设计任务书一、设计任务日产8000平米玻化砖辊道窑设计二．原始数据玻化砖1．坯料组成（%）： SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2ONa2OI.L68.3516.272.302.650.852.202.154.852．产品规格：800×800×10mm，单重3.2公斤/块；3．入窑水分：＜1%4．产品合格率：95%5．烧成周期：40分钟（全氧化气氛）6．最高烧成温度：1180℃（温度曲线自定）（三）燃料：焦炉煤气 天然气COH2CH4C2H4H2SCO2N2O2QD(MJ/Nm3)6.857.022.32.90.22.37.70.817.52（四）夏天最高气温：37℃名称温度/℃时间/min升温速率/℃·min-1长度比例/%节数/节预热带40～25063550251～25250～8001439.3烧成带800～118066317.51226～37118010冷却带1180～70059632.52138～58700～80877.5累计4010058窑体主要尺寸的确定3.1 窑内宽的确定 确定内宽时，要考虑棍子的长度、窑顶建筑及水平方向的温度的均匀性等因素目前棍子的长度可以3米左右，随着生产技术的进步，辊道窑的内宽有进一步加宽的趋势。
产品的尺寸为800×800×10mm，设制品的收缩率为10%由坯体尺寸=产品尺寸/（1-烧成收缩）,得坯体尺寸为：889×889mm两侧坯体与窑墙之间的距离取150mm，设内宽B=2.0m，取产品平放于辊棒上，计算宽度方向坯体排列的块数为：n=（2000-150×2）/889=1.91，确定并排2块 确定窑内宽 B=889×2+150×2=2078mm，取2080mm3.2 窑长及各带长度的确定3.2.1 窑体长度的确定每小时进入生坯=（年产量×烧成周期）÷[年工作日×24×产品合格率×（1-收缩率）]=（3300000×2/3）÷（330×24×95%×90%）=311.06(㎡/窑)装窑密度=每米排数×每排片数×每片砖面积 =（1000÷889）×3×（0.8×0.8）=2.16(㎡/每米窑长)窑长=窑炉每小时进入生坯÷装窑密度=311.06÷2.16=144.01(m)取单节长度为2175mm窑的节数=144.01÷2.175=66.12节，取整为66节所以算出窑长为L=2.175×66=143.55m3.2.2 窑体各带长度的确定预热带占全窑总长的33%，节数=66×33%＝21.78，取22节， 长度＝22×2175＝47850mm；烧成带占全窑总长的26%，节数=66×26%＝17.16，取17节， 长度＝17×2175＝36975 mm；冷却带占全窑总长的41%，节数=66×41%＝27.06，取27节， 长度＝27×2175＝58725 mm。
3.3 窑内高的确定 窑内高度表1-22节23-39节40-66节辊上高（mm）300370300辊下高（mm）400470400内总高（mm）7008407005 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5.1 排烟系统在预热待第2、3节设置排烟口，在每段排烟处的窑顶设三个，窑底设2个排烟口直通窑体外排烟出口处设置排烟阀，然后经水平分管进入总烟管总烟管设于窑顶，上有总闸利用烟气抽力，引导窑内气体流动5.2 燃烧系统因所设计的为明焰气烧辊道窑，且使用焦炉煤气作燃料，在辊子上下各设一层烧嘴，同一层烧嘴两侧交错布置，同一侧烧嘴上下交错布置烧嘴的对侧是观察孔，以便更好的观察火焰的燃烧情况，便于操作控制 烧嘴的设置： 本设计在预热带后部即烧成带前就开始设置烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，达到目的考虑到在低温段设置烧嘴不宜太多，但也不要太少因此，在第14——34节的辊上下交错设置2对烧嘴在35—46节每节设置3对烧嘴，辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列并在每烧嘴的对侧设置一观察孔因此，本设计总共有156个烧嘴。
焦炉煤气送装置 天然气由升风机升压，通过管道、阀门、总管天然气处理系统，经过分管，并在分管上设置自动控制和手动控制系统，送至各个烧嘴，助燃空气由风机通过管道、阀门送至烧嘴总管天然气处理系统：汽水分离器→过滤器→调压器分管自动控制系统：分管总阀→执行器→碟阀→烧嘴分管手动控制系统：碟阀→压力表→烧嘴 5.3 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，达到节能的目的 急冷通风系统： 从烧成最高温度至700℃以前，制品中由于液相的存在而且具有塑性，此时可以进行急冷，最好的办法是直接吹风冷却辊道窑急冷段应用最广的是直接风冷是在辊上下设置横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，达到急冷的效果由于急冷段温度高，横穿入窑的冷风管须用耐热钢制成，管径为60～80mm 本设计也采用此种结构，在第47——51节进行急冷，辊上6根，辊下6根内径φ80mm急冷风管 缓冷通风系统： 制品冷却到700~400℃范围时，是产生冷裂的危险区，应严格控制该冷却降温速率。
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处设有多处抽风口，使从急冷段与窑尾段过来的热风流经制品，让制品慢速均匀得冷却 本设计也采用抽热风的方法，抽走来至急冷带和快冷带的热风，这样可缓和降温速率，达到抽走急冷段的热风在第29节设有一个工作平台，上面布置两台风机，一台为正在运行的风机，另一台为备用风机在第52——60节设置抽热风口，抽热风口只置于窑顶、窑底，每处设置1至2个小抽热风口在每根支管上设置一个控制阀，支管经汇总后与分管连接间接冷却不另设风机抽热，直接与风管连接，利用抽热风管管内的抽力将冷却管另一端的冷空气吸入，冷却管壁，达到间接降低窑内温度 快冷通风系统: 制品冷却到400℃以后可以进行快速冷却介由于制品温度较低，使传热动力温差小，即使允许快冷也不易达到因此在第61——68节两侧窑墙设置12根冷风管，直接鼓入冷风对制品进行强制对流换热，使制品达到出窑温度5.4 传动系统 辊道窑对辊子材料要求十分严格，它要求制辊子材料热胀系数小而均匀，高温抗氧化性能好，荷重软化温度高，蠕变性小，热稳定性和高温耐久性好，硬度大，抗污能力强常用辊子有金属辊和陶瓷辊两种。
为节约费用，不同的温度区段一般选用不同材质的辊子本设计在选用如下：低温段（20℃～200℃）无缝钢管棍子中温段（200～600℃和400～800℃）耐热不锈钢管高温段（600～1180和1180～700）莫来石——刚玉陶瓷棍棒中温段（700～400）莫来石棍棒辊子直径与长度的确定：辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热故根据窑内宽2.08m的长度，窑墙厚度300～350mm，选择直径为40mm的辊棒，而辊子长度则取2740mm辊距H=（1/3～1/5）×L=266.7～160mm （L——制品长度，mm）辊距选180mm，每节辊子数=2400÷180=13.3，取13根棍子总数=13×68=884根传动系统的选择：考虑到产品的质量问题， 辊道窑的传动系统由电机、链传动和齿轮传动构所组成为避免停电对正常运行的辊道窑造成的危害，辊道窑一般都设在滞后装置，通常是设一台以电瓶为动力的直流电机停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间，避免被压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源本设计选用多电机分段传动分段带动的传动方案将窑分成3段，每段由一台电机托动，采用变频调速。
所有电机可以同时运行，每台亦可单独运行，当处理打缧、堵窑等事故时，将电机打到摆动状态，使砖坯前后摇摆运行，可保证这些区段的制品不粘辊，辊子不弯曲，砖坯亦不会进入下一区段传动过程： 电机→减速器→主动链轮→滚子链→传动轴→从动链轮→主动螺旋齿轮→从动螺旋齿轮→辊棒传动装置→辊子传动过程联接方式：依据以上原则，联接方式主要采用弹簧夹紧式，从动采用托轮磨擦式5.5 窑体附属结构 5.5.1 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齐，以便于清除出落在窑底上的砖坯碎片设置的事故处理孔尺寸为：450×120mm，即b=450mm，δ=120mm，B=2080mm，同一侧两事故处理孔中心距应小于或等于（m）所以采取隔四节设计一个事故处理孔两侧墙事故处理孔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5.5.2 测温测压孔及观察孔 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。
本设计如下：第14、18、30、34节和第45、46节的窑顶中部和一侧窑墙中部辊下方各设置一个测温孔第2、6、10、22、26、35、36、38、40、42、44节在窑顶中部设置一个测温孔第48、50、52、54、57、61、65节一侧窑墙中部设置一个测温孔 5.5.2.2 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，消耗了燃料所以在第34、36节处设置测压孔 5.5.2.3观察孔在每个烧嘴的对侧窑墙设置Φ40mm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，每节窑体留设2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,采用耐硬质高温陶瓷纤维板制成,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通常为防止预热带、冷却带冷气流进入高温区，在烧成带工作通道两端必须设有挡墙结构烧成带与冷却带交界处的上下挡墙起分隔两带的作用所以在11、14、20、26节、38、42节处各设置一挡板，在18、29处设置挡墙又因在冷却带急冷鼓风两端及抽热风段两端也可设置下挡墙，对调节窑内压力制度可有良好的作用即在？？？节设置下挡墙5.6 窑体加固钢架结构形式钢架结构每节都设15根60*4mm的方钢，吊顶选用56*56*5的等边角钢，下横梁上焊有56*56的等边角钢，而烧嘴的固定用56*5的等边钢6 燃料燃烧计算6.1空气量（标准情况下）燃料组成：天然气COH2CH4C2H4H2SCO2N2O2QD(MJ/Nm3)6.857.022.32.90.22.37.70.817.52根据经验公式：理论空气量：(m3/Nm3)取空气过剩系数 实际空气量：(m3/Nm3)6.2烟气量根据经验公式：理论烟气量： (m3/Nm3)实际烟气量：(m3/Nm3)6.5理论燃烧温度的计算设空气温度 ℃，空气比热为Ca＝1.30 KJ/M3•℃。
发生炉煤气比热为：Cf＝1.1.55 KJ/ M3•℃，ta=tf=20℃，现设T＝1550℃，燃烧产物温度C＝2.0275KJ/ M3•℃则理论燃烧温度为： T＝(Qnet+ LnCata+ Cftf)/ VnC ＝（17520+4.75×1.30×20+1.55×20）/（5.635×2.0275） ＝1547 ℃求得温度与假设温度相对误差:(1550-1547)/1550×100%=0.2%＜5%，所以假设合理取高温系数η＝0.85，则实际燃烧温度Tp＝0.85×1550＝1317℃，比需要的温度高137℃，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每小时烧成制品的质量 Gm根据日产量可知每小时烧成成品面积为：8000/24=333.3㎡/h根据计算砖重=3.2Kg/㎡则每小时烧成制品质量Gm＝(333.3×3.2)/0.64 ＝1666.7Kg/h②每小时烧成干坯的质量 Ggp,取烧成灼减为5%Ggp＝ Gm*100/(100-5.92)＝1315.8×100/(100-5.92) ＝1771.6(Kg/h) ③每小时欲烧成湿坯的质量 Gsp (w—入窑制品含自由水)Gsp＝Ggp*100/(100-w)＝1771.6×100/(100-1)＝1789.5（Kg/h)④每小时蒸发自由水的质量 GzsGzs＝Gsp-Ggp＝1789.5-1771.6＝17.9(Kg/h)⑤每小时从精坯中产生CO2的质量 GCO2每小时从精坯中引入的CaO质量GCaO和MgO质量GMgO的计算GCaO＝Ggp*CaO%＝1771.6×2.3%＝40.75(Kg/h)GMgO＝Ggp*MgO%＝1771.6×2.65%＝46.95(Kg/h)每小时产生CO2的质量GCO2＝(GCaO×MCO2/ MCaO)+( GMgO×MCO2/MMgO)＝(40.75×44/56)+(46.95×44/40)＝83.66(Kg/h)⑥每小时从精坯中分解出的结构水的质量 GipGip＝Ggp×5.92%- GCO2＝1385.1×5.92%-83.65＝21.23(Kg/h)窑体材料的确定4.2窑体材料厚度的确定原则u 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。
u 材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍；墙高则为砖厚的整数倍，尽量少砍砖u 厚度应保证强度和耐火度总之，窑体材料及厚度的确定在遵循以上原则得计出上，还要考虑散热少，投资少，使用寿命长等因素7 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）1-34 、55-68节名称材质使用温度(℃)导热系数[W∕(m•℃)]厚度（mm）窑顶耐火层轻粘土砖？0.66+0.08×10t230隔热层硅藻土砖9000.35～0.81100窑墙耐火层轻粘土砖？0.66+0.08×10t230隔热层硅藻土砖9000.35～0.81100窑底耐火层轻粘土砖？0.66+0.08×10t230隔热层硅藻土砖9000.35～0.81100表4-2窑体材料和厚度表（2）35-54节名称材质使用温度(℃)导热系数[W∕(m•℃)]厚度（mm）窑顶耐火层轻质高铝砖14000.66+0.08×10t230隔热层硅酸铝耐火纤维束11500.1～0.380硅藻土砖9000.35～0.8120窑墙耐火层轻质高铝砖14000.66+0.08×10t230隔热层硅酸铝耐火纤维束13500.1～0.280硅藻土砖9000.35～0.8120窑底耐火层轻质高铝砖14000.66+0.08×10t200隔热层硅藻土砖9000.35～0.81100硅酸铝耐火纤维束13500.1～0.330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8.1预热带和烧成带的热平衡计算8.1.1热平衡计算基准及范围 时间基准：1h； 温度基准：0 ℃ 基准质量：1h进入系统的物料8.1.2画出热平衡示意框图图7-1 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8.1.3.1制品带入显热Q1（KJ/h） Q1 ＝Gc1t1其中: G----湿制品质量(Kg/h) c1 ----制品的比热 t1 ----制品的温度第6节的温度为t1=250℃; c1＝0.84+26×10-5×250＝1.0KJ/(m·℃) Q1 ＝Gc1t1＝1771.6×1.0×250＝35432 （KJ/h）8.1.3.2燃料带入化学热及显热Q 1.3.2燃料带入化学热及显热QfQf＝X（QDW+cftf）其中 X——每小时消耗的燃料量m3/h QDW——燃料的热值KJ/hcf——20℃时的比热KJ/ m3·℃ tf——天然气的温度℃ Q＝X(17520+1.55×20) ＝17551X(KJ/h)8.1.3.3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•℃）,则燃料燃烧所需助燃空气量为： ＝VaX=4.75X（Bm3/Bm3），故＝cata＝4.75X×20×1.30＝123.5X(KJ/h)8.1.3.4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＝3.2,漏入空气温度ta＝20℃, c＝1.30KJ/(m·℃).则漏入空气总量为： Va＝M(α-α) L0＝M(2-1.2)×1.42＝1.136 M (m/h)所以Qa＝ Va c ta＝1.136 M×1.30×20＝29.54 M(KJ/h)8.1.4 热支出项目的计算7.1.4 热支出项目7.1.4.1 产品带出显热Q2（KJ/h）烧成产品质量G3= Gm*K=1666.7×95%=1583.4（KJ/h）制品出烧成带(第44节)产品温度t2＝1180℃查表可知：产品平均比热为：c2＝0.84+26×10-5×1180＝1.15 KJ/Kg·℃则Q2＝G3C2t2＝1583.4×1.15×1180＝2148674（KJ/h）7.1.4.2 烟气带走显热（KJ/h）每小时离窑烟气量：＝[+（αg-α）]×X＝[5.015+(2.0-1.0)×4.13]X=9.145X（m3/h）烟气离窑温度一般tg＝250℃，查表得此时烟气的平均比热为：cf＝1.42KJ/m3℃则Qg＝ ＝9.145X×1.42×250＝3246.5X（KJ/h）7.1.4.3 物化反应耗热Q4（KJ/h）不考虑制品所含之结构水，自由水质量：Gw＝17.9Kg/h烟气离窑温度：tg＝250℃，7.1.4.3.1自由水蒸发吸热 Qw＝Gw（2490+1.93tg）＝14×（2490+1.93×250）＝53207.75（KJ/h）7.1.4.3.2其余物化反应热Qr用AL2O3反应热近似代替物化反应热,入窑干制品质量Ggp==1771.6(Kg/h)AL2O3含量为16.27%,所以Qr=Ggp×2100×AL2O3%=1771.6×2100×16.27%=605302.57 (KJ/h)7.1.4.3.3总的物化反应耗热Q4＝Qw+ Qr＝53207.75+605302.57＝658510.3（KJ/h）7.1.4.4窑体散热损失Q3将计算窑段分成两部分：预热带和烧成带。
7.1.4.4.1预热带 第9——360节，温度范围：400─800oC，窑外壁面平均温度为40oC，窑内平均温度取为600oCⅰ 第9～30节:窑外壁表面平均温度40℃，窑内壁平均温度600℃a. 窑顶取轻粘土砖平均温度为600℃轻粘土砖导热系数＝0.214 W∕(m•℃)=0.23m硅土藻砖导热系数＝0.214 W∕(m•℃)=0.10m单位热流量 w/m窑顶散热面积: m则Q＝3.6qA＝3.6×363.2×197.5＝258203.16(kJ/h)b. 窑墙取轻质粘土砖平均温度为600℃轻质高铝砖导热系数＝0.20 W∕(m•℃)=0.23m硅藻土砖导热系数＝0.214 W∕(m•℃)=0.10m单位热流量 w/m窑顶散热面积: m则Q＝3.6qA＝3.6×345.68×92.6＝230471.77 (kJ/h)c. 窑底取轻质粘土砖平均温度为600℃轻质粘土砖导热系数＝0.2 W∕(m•℃)=0.23m硅藻土砖＝0.214 W∕(m•℃)=0.1m单位热流量 w/m窑底散热面积:A＝m则Q＝3.6qA＝345.68×197.5×3.6＝245778.5 (kJ/h)ⅱ第35～46节窑体散热计算如下:取窑外壁温度80℃,窑内壁平均温度为990℃d. 窑顶取轻质高铝砖平均温度为990℃轻质高铝砖导热系数＝0.716 W∕(m•℃)=0.23m硅酸盐耐火纤维束导热系数＝0.20 W∕(m•℃)=0.08m硅藻土砖导热系数=0.214=0.02m单位热流量 w/m窑顶散热面积:A＝[（2.08+2.74）/2.41]/2×12＝69.7m则Q＝3.6qA＝1167×69.7×3.6＝292823.64 (kJ/h)e. 窑墙取轻质高铝砖平均温度为990℃轻质高铝砖导热系数＝0.716 W∕(m•℃)=0.23m硅酸铝耐火纤维束导热系数＝0.20 W∕(m•℃)=0.08m硅藻土砖导热系数=0.214=0.02m单位热流量 w/m窑顶散热面积:A＝[（0.8+1.46）/2]×2.41×12＝29.02m则Q＝3.6qA＝1167×29.02×3.6＝121912.1(kJ/h)f. 窑底取轻质高铝砖平均温度为990℃轻质高铝砖导热系数＝0.716 W∕(m•℃)=0.20m硅藻土砖＝0.214 W∕(m•℃)=0.10m硅酸盐耐火纤维束导热系数＝0.20 W∕(m•℃)=0.03m单位热流量 w/m窑底散热面积:A＝69.7 m则Q＝3.6qA＝1014.9×69.7×3.6＝254661.6 (kJ/h)窑体总散热量为:=258203.16+230471.77+245778.5+292823.64+121912.1+254661.6=1403850.74 (kJ/h) 8.1.4.5其它热损失Q(kJ/h)根据经验占热收入的5%所以Q=(Q+Q+Q+ Q)×0.05=(35432+17551X+123.5X+220.13X)*0.05 =1771.6+894.73X8.1.6 列出热平衡方程式由热收入=热支出得:Q+Q+Q+ Q=Q+Q+Q+Q+Q35432+17894.63X=214874+3246.5X+658510.3+1403850.74+1771.6+894.73X计算得出X= 303.7 m/h即每小时需发生炉煤气303.7 m,每小时烧成产品质量1666.7kg,所以,单位质量得产品热耗为: 303.7×17520/1666.7=3192.4(kJ/kg)8.1.7 列出预热带与烧成带的热平衡表如下: 表7-1 预热带与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354320.65产品带走显热214867439.28燃料化学显热533023997.44烟气带走显热985962.118.02助燃空气显热375070.69窑体散热1403850.7425.66漏入空气显热668541.22物化反应耗热658510.312.04其它热损失273501.15.00总热量5470022100总散热5470498.21008.2 冷却带热平衡计算8.2.1 热平衡计算基准及范围时间基准：1h； 温度基准：0C 基准质量：1h进入系统的物料8.2.2 画出热平衡示意框图图7-2 冷却带热平衡示意图Q——产品带入显热 Q——冷却风带入显热Q——产品带出显热 Q——热风抽出带走显热Q——窑体散热 Q——其它热损失 8.2.3 热收入项目8.2.3.1产品带入显热Q所以Q=2148674 KJ/h8.2.3.2 冷风带入显热Q鼓入冷风为自然风,t=20℃,查表知此时冷风的比热为:c=1.30kJ/(m•℃)设鼓入风量为Vm/h，则: Q= Vtc=26V8.2.4热支出项目8.2.4.1 制品带走显热Q出窑时产品的质量为G=1666.7 (kg/h),出窑口温度t=80℃,查表知此时温度下制品的平均比热为c＝0.896kJ/(kg•℃)则:Q=Gtc=1666.7×80×0.896=119469 kJ/h8.2.4.2 热风抽出时带走的显热Q抽风为鼓入风的95%,故抽出热风量应为0.95Vm/h.取热风抽出时的温度为:t=200C,查表知此时的比热为:c=1.32kJ/(m•℃),则:Q=Vtc=200×1.32×V=264 V8.2.4.3 窑体的散热Qⅰ 在急冷带的窑体散热(40-45节)此段温度范围1180～700℃窑外壁温度取80℃,窑内壁平均温度为940a 窑墙：窑墙的内表面积F1=0.8*8*2.41=15.424m2窑墙的外表面积F2=（0.8+0.66）*8*2.41=28.149m2平均表面积F=（F1 +F2 ）/2=21.7864Q=3.6q2*F=3.6*589.2*2*21.8=92748.23窑顶、窑底的内表面积F1=2.08*2.41*8=40.1窑顶、窑底的外表面积F2=（2.08+0.66）*8*2.41=52.83平均表面积：F=（F1 +F2 ）/2=46.46Q顶=3.69qf=3.6*589.2*46.4698554Q底=3.6qf=3.6*538.4*46.46=90043.6在700——80的窑体散热a 窑墙：窑墙的内表面积F1=0.8*14*2.41=27.0m2窑墙的外表面积F2=（0.8+0.66）*14*2.41=49.3m2平均表面积F=（F1 +F2 ）/2=38.1Q=3.6q2*F=3.6*382.7*2*38.1=104986.7kj/h窑顶、窑底的内表面积F1=2.08*2.41*14=70.2窑顶、窑底的外表面积F2=（2.08+0.66）*14*2.41=92.45平均表面积：F=（F1 +F2 ）/2=81.3Q顶=3.69qf=3.6*382.7*81.3=112041.4kj/hQ底=3.6qf=3.6*382.7*81.3=112041.4kj/h冷却带窑体的总散热量Q9=Q墙总+ Q底总 +Q顶总=92748.23+98554+90043.6+104986.7+112041.4+112041.4=521715.4KJ/h列出冷却带热平衡方程热收入=热支出Q+ Q=Q+Q+Q+Q2148674+26V=119469+264V+521715.4+（2148674+26V）*0.05V=5850.6m3/h8.2.6列出冷却带热平衡表如下: 冷却带热平衡表热收入热支出项目KJ/h%项目KJ/h%产品带入显热214867493.39产品带出显热1194695.19冷却风带入显热152115.66.61抽热风带走显热1544558.467.13窑体散热521715.422.68其它散热115039.485.00总热量2300789.6100总散热2300782.28100由表可以看出，抽热风的热占很大比例，因此应充分利用此热量，一般用来干燥坯体和作助燃风用。
烧嘴的选用9.1 每个烧嘴所需的燃烧能力全窑共设156个烧嘴，其中低温42对，布置在预热带后21节（14--34),高温烧嘴36对，布置在烧成带保证每只烧嘴流量1.95m3/h 九、管道计算9.1管道尺寸排烟系统需排烟气量： 烟气在金属管中流速ω，根据经验数据取10m/s 烟气抽出时实际体积为： 总烟管尺寸： 烟气在金属管中流速，根据经验数据取ω=10m/s， 内径总 考虑到调节的方便性总管内径取值：500 mm, 长度取4.5m.分烟管尺寸： 分管流量（m3/ s） 内径分 考虑到调节的方便性分管内径取值为：300mm，长度取8m.支烟管尺寸： 烟气在支管的流速为：ω=10m/s， 流量（m3/ s）内径支 m考虑到调节的方便性取值为：200mm，长度取1000mm参考文献[1] 孙晋涛等.硅酸盐工业热工过程及设备（上册）.第二版.北京：中国建筑工业出版社，1985[2] 刘振群.陶瓷热工设备.第一版.武汉：武汉工业大学出版社，1989[3] 马育才等.辊道窑.第一版.北京：中国建筑出版社，1983[4] 胡国林.窑炉砌巩与安装，景德镇陶瓷学院教材，1992[5] 司权.大型油烧半隔焰辊道窑的研究.广东陶瓷，1990[6] 胡国林.辊道窑结构优化的探讨.中国陶瓷工业.1994[7] 陈立骏.纤维耐火保温材料节能效果分析及选材原则.中国陶瓷，199522。