窑炉设计说明书日产20000件花瓶隧道窑设计.doc

景德镇陶瓷学院

《窑炉课程设计》说明书

题目：日产20000件花瓶隧道窑设计

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二○一O年七月五日
目 录

1 前言………………………………………………………………………………………
2 设计任务与原始资料…………………………………………………………………
3 窑体主要尺寸的确定……………………………………………………………………
2.1 窑内宽的确定……………………………………………………………………
2.2 窑体长度的确定…………………………………………………………………
2.3 窑内高的确定……………………………………………………………………
4 烧成制度的确定…………………………………………………………………………
5 工作系统的确定…………………………………………………………………………
5.1 排烟系统…………………………………………………………………………
5.2 燃烧系统…………………………………………………………………………
5.3 冷却系统…………………………………………………………………………
5.4 传动系统…………………………………………………………………………
5.5窑体附属结构……………………………………………………………………
5.5.1 事故处理孔………………………………………………………………
5.5.2 测温测压孔及观察孔………………………………………………………
5.5.3 膨胀缝………………………………………………………………………
5.5.4 挡墙………………………………………………………………………
5.6 窑体加固钢架结构形式………………………………………………………
6 燃料及燃烧计算…………………………………………………………………………
5.1 空气量的计算………………………………………………………………
5.2 烟气量的计算………………………………………………………………
5.3 理论燃烧温度的计算……………………………………………………………
7 窑体材料及厚度的确定…………………………………………………………………
8 热平衡计算……………………………………………………………………………
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……………………………………………………
8.1.2 热平衡框图…………………………………………………………………
8.1.3 热收入项目…………………………………………………………………
8.1.4 热支出项目…………………………………………………………………
8.1.5 列出热平衡方程式……………………………………………………………
8.1.6 列出预热带烧成带热平衡表…………………………………………………

8.2 冷却带热平衡…………………………………………………
8.2.1 热平衡计算基准及范围……………………………………………………
8.2.2 热平衡框图…………………………………………………………………
8.2.3 热收入项目…………………………………………………………………
8.2.4 热支出项目…………………………………………………………………
8.2.5 列出热平衡方程式……………………………………………………………
8.2.6 列出冷却带热平衡表……………………………………………………
9 烧嘴的选用
9.1 每个烧嘴所需的燃烧能力……………………………………………………
9.2 每个烧嘴所需的油（气）压……………………………………………………
9.3 烧嘴的选用………………………………………………………………………
10总结…………………………………………………………………………
11参考文献……………………………………………………………………………………

一、前言

二、设计任务书及原始数据
一、设计任务
　　1．日产20000件花瓶隧道窑设计；
二、原始数据
（一）笔筒
1、 坯体组成（%）
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
K2O
Na2O
I.L
73.2
17.15
0.35
0.45
1.0
1.2
1.75
4.9

2、 产品尺寸：Φ200*160 产品质量2.8公斤/件；
3、 入窑水分：〈1%
4、 产品合格率：95%
5、 烧成制度：烧成周期：15小时，最高烧成温度：1210℃（温度曲线自定）
6、 窑具：SiC棚板、SiC支柱，尺寸自定
（二）燃料
焦煤气
CO
H2
CH4
CmHn
H2S
CO2
N2
O2
Qnet(MJ/Nm3)
6.8
57.0
22.3
15
0.2
2.3
7.7
0.8
17.52
夏季最高气温位37℃

烧成曲线
20℃——800℃  5小时  预热带
800℃——1210℃  3小时  烧成带   
1210℃——1210℃  1小时  保温区
1210℃——80℃  6小时  冷却带

三、窑体主要尺寸的确定
3.1 窑型选择：窑车式明焰隧道窑，棚板裸烧。
3.2窑主要尺寸的确定 
装车方法的确定：为使装车方便，并使窑内温度均匀，采用SiC多层棚板装车的方法 。棚板的长*宽*高=500*500*25，每层棚板按三行四列安排，则每层可放制品48件，每车放五层共240件制品。 支柱：Φ40*200 mm， 窑车车面的尺寸：Le（长）2100mm *Be（宽） 1600mm 
窑长=生产任务*烧成时间/（24*成品率*装车密度）=200000*15*2.1/（24**24095%）=115.1m
窑内容车数：n=115.1/2.1=54.8 取55辆 窑有效长为115.5m
根据烧成曲线：预热带长=115.5*5/15=38.5m
烧成带长=115.5*4/15=30.5m
冷却带长=6*115.5/15=46.2m
窑内宽根据窑车和制品尺寸取1700m，窑内侧墙高根据制品尺寸（并保留空隙）定位1200mm,拱心角a60度，则拱高f=0.134*1700=227.8mm 取230mm,轨面窑车底到窑车面高500mm,则侧墙总高为1700mm。推车时间：15*60/55=16.4min/辆，小时推车数：60/16.4=3.7车/h
四、工作系统的确定
遂道窑的工作系统确定包括排烟系统、燃烧系统、冷却系统、传动系统、窑体附属结构、窑体加固钢架结构形式等。
4.1 排烟系统
在预热带2-14号车位设13对排烟口，每车位一对。烟气通过各排烟口到窑墙内的水平烟道，由5号车位的垂直烟道经窑顶金属管道至排烟机，然后由铁皮烟囱排至大气。排烟机及铁皮烟囱皆设于预热带窑顶的平台上。
在1、3、6号车位有三道气幕。其中1号车位气幕位封闭气幕，窑顶和侧墙皆开孔，气体喷出方向与窑内气流成90度角。3号和6号车位位扰动气幕，气体由窑顶喷出，方向与窑内气流成150度角。
4.2 燃烧系统
在第19-33号车位设13对烧嘴，不等距分布，两侧交错布置，每车位一对。采用高速调温烧嘴，助燃空气来自冷却带的热空气。采用环形供风方式使各烧嘴前压力基本相同。
在预热带的窑顶每2个高速调温烧嘴，起到搅动作用。
4.3 冷却系统
在34-38号车位处，有17m长的间壁极冷段，由侧墙上的小孔直接吸入车间冷空气，冷却气体流动方向与窑车前进方向相同。该处窑顶自33-38号车位有15m长的二层拱间接冷却，冷空气亦由窑顶孔洞处自车间吸入。由间壁、二层拱抽出来的热空气经窑顶上金属管道送往预热带作气幕。
自40-48号车位设9对热风抽出口，每车位一对。热空气经过窑墙内的水平热风通道，于43号车位处用金属管道由热风机抽送干燥。
窑尾55号车位处，由冷却风机自窑顶和侧墙集中鼓入冷却空气。
烧成带前后，即18、34号车位处，设两队事故处理口。
4.4 传动系统
由窑车连续性传动，原理：由于螺旋杆上的活塞在油压的作用下连续不断的向前前进，推动窑车在窑内移动。
4.5 窑体附属结构
4.5.1 事故处理孔
事故处理孔下面应与窑底面平齐，以便于清除出落在窑底上的碎片。事故处理孔尺寸为：宽500毫米，高1250毫米，分别设在18号车位和34车位。
4.5.2  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，低温段布稀点，高温处密点，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。
4.5.3 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。本设计以观察孔代替测压孔。
4.5.4 膨胀缝
窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免窑体开裂，挤坏，必须留设膨胀缝。分别在4、8、11、14、16、18、21、24、29号车位设置20mm的膨胀缝。
4.4.6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5对闸板和挡火墙结构，分别设置在9-10节、13-14节、23-24节、28-29节。
4.4.7 钢架结构
遂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。
五、 窑体的材料及厚度的确定
温度范围
长度范围m
窑墙材料
窑顶材料
Po耐火砖
低铁高铝隔热砖
钢板
Po耐火砖
低铁高铝隔热砖
钢板
20-900℃
38.5
230
230
3
230
230
3
900-1210℃
30.8
230
230
3
230
230
3
1210-80℃
46.2
230
230
3
230
230
3
四、烧成制度的确定
烧成制度包括温度制度，气氛制度和压力制度。温度制度是主要的，制定一条合理的烧成曲线。
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： 
20℃——800℃  5小时  预热带
800℃——1210℃  3小时  烧成带   
1210℃——1210℃  1小时  保温区
1210℃——80℃  6小时  冷却带

六、燃料燃烧计算
5.1燃烧所需空气量的计算
本设计燃料采用焦煤气，其成分组成如下表所示:
焦煤气
CO
H2
CH4
CmHn
H2S
CO2
N2
O2
Qnet(MJ/Nm3)
6.8
57.0
22.3
15
0.2
2.3
7.7
0.8
17.52
根据气体燃料的化学组成，用经验公式，计算其理论空气量：
Va =
5.2实际空气量的计算
燃料所需要的空气，根据经验取空气系数为α＝1.25，近似计算得：
＝0.26*17.52-0.25=4.3
实际空气量 =1.25*4.3=5.375
理论氧气量 =[0.5CO+0.5+2+（m+n/4)+1.5-]*
5.3理论烟气量的计算
按照燃料的化学成分计算理论烟气量：由经验公式=+0.25=5.0
实际烟气量为：V=5.0+(1.25-1)*4.3=6.075
5.4理论燃烧温度的计算
设空气温度 ℃，空气比热为Ca＝1.30 KJ/M3•℃。城市煤气比热为：Cf＝1.40 KJ/ M3•℃，ta=tf=20℃，现设T＝1800℃，燃烧产物温度C＝1.64 KJ/ M3•℃。则理论燃烧温度为：
T＝(Qnet+ LnCata+ Cftf)/ VnC
＝=1776℃
相对误差：*100%=1.3%<5%合理，取高温系数为η=0.80。实际燃烧温度为1420℃比需要的温度高210℃，这符合要求有利于快速烧成，保证产品达到烧熟的目的。

八、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。
7.1预热带和烧成带的热平衡计算
7.1.1 热平衡计算基准及范围
时间基准：1h； 温度基准：0 ℃
计算范围为：预热带和烧成带
7.1.2 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 ----制品带入显热； 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 ----棚板及支柱带入显热； Q3 ----产品带出显热；
Q4 ----棚板及支柱带出显热； Q5 ----窑墙、窑顶散失之热；
Q6----窑车积散之热 ； Q7----物化反应耗热；
Q８----其他热损失；　　　　 Qg ----废气带走显热。
7.1.3 热收入项目
7.1.3.1 制品带入显热Q1（KJ/h）
每小时入窑干制品：G＝2.8×540×2.47=3734.6 Kg/h
入窑制品含0.8%自由水，每小时入窑的湿制品为：
Gˊ=3734.6/(1-0.008)=3764.7 Kg/h
入窑制品的比热随各地原料成分及配方的不同而变化，一般在0.84～1.26 kJ/（kg•℃）范围。现取平均比热cˊ=0.90 kJ/（kg•℃），入窑制品温度tˊ=20℃，则
Q1= Gˊcˊtˊ=3764.7×0.9×20=67760 KJ/h
7.1.3.2 棚板及支柱带入显热Q2
棚板与支柱要吸热，根据其体积、密度可求得每车质量为350kg。
G=350×2.47=864.5kg/h，
C=0.84+0.000264t=0.84+0.000264×20=0.845 kJ/（kg•℃）
根据公式可得：Q2 = GCt=864.5×0.845×20=14610 KJ/h
7.1.3.3 燃料带入化学热及显热Q
入窑液化气温度，t=20℃，查手册，在此温度下的液化气平均比热为：
C=1.38 KJ/(Nm·℃),再根据公式可得：
Q＝X(Qnet+ Ct)=X(110000+1.38×20)=110027X KJ/h
其中X----每小时消耗的燃料量Nm
7.1.3.4 空气带入显热Qa
全部助燃空气作为一次空气，燃料燃烧所需空气量为：＝36.57X
助燃空气温度ta＝20℃, 20℃时空气比热容C＝1.30 kJ/（kg•℃）,则可得
Qa＝tC＝36.57X×1.30×20＝951X KJ/h
7.1.3.5 预热带不严密处漏入空气带入显热Qa
取预热带前段空气过剩系数α＝2.5, 前面已求得理论空气量 Va＝28.35 Nm/Nm。烧成带燃烧时的空气过剩系数α=1.29，
Va=X（α-α）Va=X（2.5-1.29）×28.35=34.3X
漏入空气温度ta＝20℃, C＝1.30KJ/(m·℃).则可得：
Qa＝ VaCta＝34.3X×1.30×20＝892X KJ/h
7.1.3.6 气幕空气带入显热Q
气幕包括封闭气幕、气氛幕和搅拌气幕，封闭气幕和气氛幕鼓入的风量一般为理论助燃空气的2-2.5倍，其中气氛气幕为0.5-1.0倍，本设计封闭气幕、搅动气幕源为窑道的烟气，不计其带入显热。其气氛气幕为理论助燃空气量的0.8倍。
V=0.8 VX=0.8×36.57X=29.26X,设T=200℃, C=1.3 kJ/(Nm·℃)，则，
Q=29.26X×200×1.3=7600X KJ/h
7.1.4 热支出项目的计算
7.1.4.1 产品带出显热Q
出烧成带产品质量G＝3734.6 Kg,出烧成带产品温度t＝1210℃.
查表可知:产品平均比热为:C＝1.2kJ/(kg•℃)，则由公式可得：
Q＝GCt＝3734.6×1210×1.2＝5422600 kJ/h
7.1.4.2 棚板及支柱带出显热Q
棚板、支柱质量：G=864.5Kg/h，出烧成带棚板、支柱温度，t=1210℃，
查手册，此时棚板、支柱的平均比热为：
C=0.84+0.000264t=0.84+0.000264×1210=1.159 kJ/(kg•℃)
根据公式可得：Q= GCt=864.5×1210×1.159=1212400 kJ/h
7.1.4.3 烟气带走显热Qg
烟气中包括燃烧生成的烟气，预热带不严密处漏入之空气外，尚有用于气幕的空气。用于气幕之空气体积由冷却带计算为：V=1552 Nm/h,
离窑烟气体积：V＝[Vg+(α-1)•Va ]•X，
离窑烟气温度一般为200～300℃，现取t=250℃，
此时烟气的平均比热为：C=1.44 kJ/(Nm·℃),根据公式可得：
Qg=VCt={[Vg+(α-1)•Va ]•X+ V}Ct
={[30.17+(2.5-1) ×28.35]X+1552}×1.44×250=26170X+559000 KJ/h
7.1.4.4 通过窑墙、窑顶散失之热Q
将计算分为3部分,即第2～10节: 20-800℃,取平均值410℃；第11～13节：800-1050℃取平均值为925℃；第14～21 1050-1210℃，取平均值1130℃。
ⅰ 第2～10节窑体散热计算如下:窑外壁表面平均温度40℃，窑内壁平均温度410℃。
a. 窑顶
轻质高铝砖导热系数λ1=0.706 W∕(m•℃)，厚度￡1=0.3m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.62 W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24m；
单位热流量q=(410-40)/(0.3/0.706+0.24/1.62)=645.6 w/m
散热面积: A=(2.2+2.68)/2×26.4=64.4 m
则Q=645.6×64.4×4=166300 kJ/h
b. 窑墙
轻质高铝砖导热系数λ1=0.713W∕(m•℃)，厚度￡1=0.12m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.58W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(410-40)/(0.12/0.713+0.24/1.58)=1156.3 w/m
一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/2×26.4=36.96 m
则二侧窑墙散热Q=2×1156.3×36.96×4=341890 kJ/h
ⅱ 第11～13窑体散热计算如下:取窑外壁温度80℃,窑内壁平均温度为925℃。
a. 窑顶
轻质高铝砖导热系数λ1=0.735W∕(m•℃)，厚度￡1=0.3m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.65W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(925-80)/(0.3/0.735+0.24/1.65)=1526.3 w/m
窑顶散热面积:A =（2.2+2.68）/2×6.6=16.1 m
则Q=1526.3×16.1×1=24570 kJ/h
b. 窑墙
轻质高铝砖导热系数λ1=0.74 W∕(m•℃)，厚度￡1=0.12m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.60 W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(925-80)/(0.12/0.74+0.24/1.6)=2706.9 w/m
一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/2×6.6=9.24 m
则二侧窑墙散热Q=2×2706.9×9.24×1=50020 kJ/h
ⅲ 第14～21体散热计算如下: 取窑外壁温度100℃,窑内壁平均温度为1130℃。
a. 窑顶
轻质高铝砖导热系数λ1=0.75W∕(m•℃)，厚度￡1=0.3m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.62∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(1130-100)/(0.3/0.75+0.24/1.62) =1879.1 w/m
散热面积:A=（2.2+2.68）/2×19.8=48.3 m
则Q=1879.1×48.3×3=272280 kJ/h
b. 窑墙
轻质高铝砖导热系数λ1=0.76 W∕(m•℃)，厚度￡1=0.12m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.64 W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(1130-100)/(0.12/0.76+0.24/1.64)=3385.5w/m
一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/2×19.8=27.72m
则二侧窑墙散热Q=2×3385.5×27.72×3=563080 kJ/h
窑体总散热量为:
Q=166300+341890+24570+50020+272280+563080=1418140 kJ/h
7.1.4.5 窑车积蓄和散失之热Q
取经验数据，占热收入的25%。
7.1.4.6 物化反应耗热Q
不考虑制品所含之结构水,自由水质量:G= G1- G=3764.7-3734.6=30.1(kg/h)
烟气离窑温度:tg＝250℃，制品中AlO的含量为17.15%。根据公式可得：
Q= Q+ Q= G(2490+1.93 tg)+ Q×2100×AlO%
=30.1×（2490+1.93×250）+3734.6×2100×0.1715=1434500 kJ/h
7.1.4.7 其它热损失Q
根据经验数据，占热收入的5%。
7.1.5 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+Q+Q+Q+Q，即
67760+14610+110027X+951X+892X+7600X=5422600+1212400+26170X+559000+
166300+341890+24570+50020+272280+563080+1434500+(0.25+0.05)(67760+14610+110027X+951X+892X+7600X)
计算得出X=173.9 Nm/h,总热量为20858200 KJ/h，即每小时需液化气173.9 Nm.
7.1.6 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
%
1.坯体带入显热
67760
0.32
1.产品带出显热
5422600
26.00
2.棚板、支柱显热
14610
0.07
2.棚板、支柱显热
1212400
5.82
3.燃料化学显热
19133700
91.74
3.烟气带走显热
5109963
24.50
4.助燃空气显热
165380
0.79
4.窑墙、窑顶散热
1418140
6.80
5.漏入空气显热
155120
0.74
5.窑车积蓄和散热
5214550
25.00
6.气幕显热
1321640
6.34
6.物化反应耗热
1434500
6.88

7.其它热损失
1042910
5.00
总 热 量
20858200
100.00
总 散 热
20858200
100.00

7.2 冷却带热平衡计算
7.2.1 热平衡计算基准及范围
时间基准：1h； 温度基准：0℃；
计算范围为：热却带
7.2.2 画出热平衡示意框图

图7-2 冷却带热平衡示意图
Q3——产品带入显热； Q4——棚板及支柱带入显热；
Q9——窑车带入显热； Q10——冷却带末端送入散失之热；
Q11——产品带出显热 　 Q12 ----棚板、支柱带出显热；
Q13----窑车带走和向下散失之热；
Q14----抽送干燥用的空气带走显热；
Q15——窑墙、窑顶散失之热； Q损----其他热损失。
7.2.3 热收入项目
7.2.3.1产品带入显热Q
此项热量即为预热带、烧成带产品带出显热：Q=5422600 KJ/h
7.2.3.2棚板、支柱带入显热Q
此项热量即为预热带、烧成带产品带出显热：Q=1212400 KJ/h
7.2.3.3 窑车带入显热Q
预热带、烧成带窑车散失之热约占窑车积、散失之热5%，而95%之积热带进冷却带。Q9=0.95×Q=0.95 ×5214550=4970200KJ/h
7.2.3.4 冷却带末端送入空气带入显热Q
t=20℃,此温度下空气平均比热为:c=1.30kJ/(m•℃)
Q= Vtc=26V KJ/h
7.2.4热支出项目
7.2.4.1 产品带走显热Q
出窑时产品的质量为G=3734.6 kg/h,出窑产品温度t=80℃,查表知此时温度下制品的平均比热为c＝0.9kJ/(kg•℃)，根据公式可得：
Q=Gtc=3734.6×80×0.9=269000 kJ/h
7.2.4.2 棚板、支柱带出显热Q
出窑棚板、支柱质量：G=864.5 kg/h，出窑棚板、支柱温度：t=80℃，
知此时棚板、支柱的比热为:c=0.84+0.000264t=0.86 kJ/(kg•℃)，则
Q= Gtc=864.5×0.86×80=59555 kJ/h
7.2.4.3 窑车带走和向车下散失之热Q
此项热量占窑车带入显热的55%，Q=0.55×Q9=0.55×4970200=2733600 kJ/h
7.2.4.4 抽送干燥用的空气带走显热Q
该窑不用冷却带热空气作二次空气，且气幕所用空气由冷却带间壁抽出，所以，热空气抽出量即为冷却空气鼓入量V。
设抽送干燥器用的空气温度为200℃；
此温度下的空气平均比热为：C=1.32kJ/(Nm•℃)
Q= VCt= V×1.32×200=264V kJ/h
7.2.4.5 窑墙、窑顶散失之热Q
ⅰ 在急冷带的窑体散热(22-27节)
窑外壁温度取80℃,窑内壁平均温度为1005℃。
a. 窑顶
轻质高铝砖导热系数λ1=0.72 W∕(m•℃)，厚度￡1=0.3m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.56 W∕(m•℃)，厚度￡2=0.22m；
单位热流量q=(1005-80)/(0.3/0.72+0.22/1.56)=1658.6w/m
散热面积: A=(2.2+2.68)/2×13.2=32.2 m
则Q=1658.664.4×32.2×2=106840 kJ/h
b.窑墙
轻质高铝砖导热系数λ1=0.73W∕(m•℃)，厚度￡1=0.12m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.58W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(1005-80)/(0.12/0.73+0.24/1.58)=2924.6 w/m
一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/2×13.2=18.48m
则二侧窑墙散热Q=2×2924.6×18.48×2=216200 kJ/h
ⅱ 在快冷带的窑体散热(28-37节)
此段温度范围为800-80℃,窑内壁平均温度440℃,窑外壁温度为40℃。
a. 窑顶
轻质高铝砖导热系数λ1=0.732W∕(m•℃)，厚度￡1=0.3m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.60 W∕(m•℃)，厚度￡2=0.22m；
单位热流量q=(440-40)/(0.3/0.732+0.22/1.60)=730.8 w/m
散热面积: A=(2.2+2.68)/2×33=80.5 m
则Q=730.8×80.5×5=294220 kJ/h
b. 窑墙
轻质高铝砖导热系数λ1=0.74W∕(m•℃)，厚度￡1=0.12m；
耐火粘土砖导热系数λ2=1.62W∕(m•℃)，厚度￡2=0.24；
单位热流量q=(440-40)/(0.12/0.74+0.24/1.62)=1289 w/m
一侧窑墙散热面积:A=(1.15+1.65)/2×33=46.2m
则二侧窑墙散热Q=2×1289×46.2×5=595520 kJ/h
窑体总散热为Q=106840+216200+294220+595520=1212780 kJ/h
7.2.4.6 抽送气幕热空气带走显热Q
抽送气幕热空气包括两侧间壁及二层拱内抽出之热空气，其所带之热由窑墙、窑顶计算为：Q=1321640 kJ/h，抽送气幕的热空气体积为1552 Nm/h
7.2.4.7 其它热损失Q
去经验数据，占总热收入的5%。
7.2.5 列出热平衡方程
热收入=热支出，即：Q+Q+Q+Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q
5422600+1212400+4970200+26V=269000+59555+2733600+264V+1212780+
1321640+0.05（5422600+1212400+4970200+26V）
计算得：V= 22713 Nm/h，总热量为12195748 kJ/h。
即每小时有22713 Nm/h、200℃的热空气抽送干燥。
7.2.6 列出冷却带热平衡表如下:
表7-2 冷却带热平衡表
热收入
热支出
项目
KJ/h
%
项目
KJ/h
%
1.产品带入显热
5422600
44.46
1.产品带出显热
269000
2.20
2.棚板支柱带入显热
1212400
9.94
2.棚板、支柱带出显热
59555
0.49
3.窑车带入显热
4970200
40.75
3. 窑车带走和向车下散热
2733600
22.40
4.冷却带末端送入空气带入显热
590538
4.85
4. 抽送干燥用的空气
带走显热
599232
49.15

5.窑墙、窑顶散热
1212780
9.94

6.抽送热空气带走显热
1321640
10.82

7.其它散热
609787
5.00
总热量
12195748
100.00
总散热
12195748
100.00

九、烧嘴的选用
每小时燃料消耗求出为X=173.9 Nm/h ，该窑共设8对烧嘴。
每个烧嘴的燃料消耗量为：173.9/16=10.87 Nm/h ，查《现代建筑陶瓷工程师手册》选烧嘴号：DW-I-3型涡流式短焰烧嘴，其生产能力为18 Nm/h，烧嘴前液化气压力为800Pa，空气压力为2000Pa，与其配合的烧嘴砖厚为230mm。

十、总结
通过为期三周的窑炉课程设计，我对窑炉（特别是隧道窑）的认识比以前认识学习机生产实习的基础上的认识更加深刻了，以前只是到工厂观看窑炉，对窑炉只是一个形象上的认识，对其具体结构和工作原理还不是很了解，现在通过这次自己动手画窑炉，不仅对同类隧道窑有了更理性的认识，而且是根据自己所学的知识，充分发挥了自己的主观能动性以及动手能力。使自己的理解能力和动手能力得到了很大的提高。

十一、参考文献
【1】.《陶瓷工业热工设备》——刘振群主编，—武汉：武汉理工大学出版社，2008.5
【2】.《硅酸盐工业热工基础》——孙晋涛主编，—武汉：武汉理工大学出版社，2009.6
【3】.《窑炉设计手册》——胡国林，冯青主编，—景德镇：景德镇陶瓷学院出版