隧道窑控制系统

关于隧道窑与辊道窑的若干问题热工设备一、简述隧道窑产生上下温差的原因及克服方法答：产生原因：首先，热烟气的密度较小，在几何压头的作用下会向上运动造成上下温差，尤其在预热带，因为该带处于负压下操作，从窑的不严密处，如窑门，窑车接头处，沙封板不密处等漏入大量冷风，冷风密度大，使大部分热气体向上流动，因而大大促进了该带的几何压头的作用，使气体分层严重，上下温差最大可达300－400℃.还有一个原因，窑车衬砖吸收了大量的热，使预热带下部温度降低很多，进一步扩大了上下温差。

另外，上部拱顶，窑墙上部空隙大，气体阻力小，几何压头大，上下温差大。

克服方法：1.从窑的结构上1. 预热带采用平顶或降低窑顶（相对于烧成带来说）2. 预热带窑墙上部向内倾斜3. 适当缩短窑长，减少窑的阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量4. 适当降低窑的高度，减少几何压头的影响5. 烟气排除口开在下部近车台面处，迫使烟气多次向下流动6. 设立封闭气幕，减少窑门漏入冷风7. 设立搅动气幕，使上部热气向下流动8. 设立循环气幕流装置，使上下温度均匀9. 采取提高窑内气体流速的措施，增加动压的作用，削弱几何压头的作用。

现多采用高速烧嘴直接造成紊流。

2.从窑车结构上1. 减轻窑车重量，采用高强度高温轻质隔热材料，减少窑车吸热；2. 车上砌气体通道，使一部分热气体从这些通道流过，提高隧道下部温度；3. 严密窑车接头，沙封板和窑墙曲折封闭，减少漏风量。

3.从码坯方法上料垛码得上密下稀，增加上部阻力，减少下部阻力，使热气体多向下流；1．适当稀码料垛，减少窑内阻力，减少预热带负压，减少冷风漏入量。

2．所以稀码可以快速烧窑。

4.在预热带长度上很多温度点设高速调温烧嘴，这种烧嘴能调节二次空气使燃烧产物达到适于该点的温度，自车台面高速喷入窑内，大大提高下部温度。

二、隧道窑的膨胀缝如何设置答：在窑墙，窑顶每隔4－10cm的距离留一热胀缝，该缝的宽度为2－4cm，胀缝应呈形布置，以增加窑体的稳定性。

第二章、工业窑炉的分类＊按使用燃料分：煤窑、油窑、气烧窑（煤气、天然气、液化石油气为原料）、电窑;＊按窑内火焰流动方向分：升焰窑（火焰由下向上）、平焰窑（火焰水平流动）、半倒焰窑（火焰先上升后倾斜向下）、倒焰窑（火焰由上向下）；＊按火焰是否进入窑内分：明焰窑（在窑内）、隔焰窑（不在窑内，而在隔焰道内流动）、半隔焰窑（部分入窑、部分在隔焰道内）;＊按形状分：圆窑、方窑、隧道窑。

＊按烧成过程连续与否分：间歇窑（装、烧、冷、出操作周而复始，生产是间歇分批进行）、连续式窑（窑分若干段装、烧、冷、出操作在各固定段同时进行，各段热工制度稳定，生产连续进行）、半连续窑（窑分若干段，装、烧、冷、出操作在各固定段分别进行，具有连续的性质，但各段热工制度都随时间而变化，具有间歇窑的性质）；＊按装烧方式分：裸装（火焰与坯体直接接触烧成）、铂装（坯体放在匣钵内，不直接与焰气接触烧成）、棚板装（坯体码放在棚板上，入窑烧成）。

二、工业炉窑地特点：在烧制陶耐产品时，同一种制品可在不同类型的窑内烧成，反之，同一种窑也可焙烧不同的制品。

所以在选择炉窑时，应充分了解各种炉窑的特点，现在我们按烧成过程是否连续来考察一下间歇式和连续式炉窑。

（1）间歇式炉窑①定义：间歇式窑是指陶耐制品的装窑、烧成、冷却、出窑、卸瓷等操作工序是依次间歇地、周而复始地完成的窑炉，应用较多的是倒焰窑和梭式窑。

②特点：*设备建造费用低、投产快＊生产过程是间歇的，分批进行，一个烧成周期由装窑、烧窑、冷窑和出窑四个过程组成＊可根据每窑制品的特点灵活的改变热工制度，适应大件或小批量、试验产品的烧成，特别是修补后瓷件的复烧；＊窑内热工制度和烧成操作都是按一定规律随时间而进行周期性变化，不是恒定的；＊窑体处于不稳定温度场，散热和蓄热随时间变化；＊排烟温度变化大，烧成初期温度低，烧成后其温度高；＊与连续式窑相比，单位容积产量低；＊间歇式窑断面较大，窑内温差也较大，对制品的质量有影响；＊预热的利用率低，热损失大，热效率低，导致单位制品的燃耗大。

2019.3瓦世界GB 50701—2011对8.6.3 砖瓦焙烧窑4.6m 且符合模数的平顶隧道系统表12%，窑顶20°C，窑墙表面温15°C。

这就要求隧道窑而且最小断面为4.6m，符合模数的其6.9m，9.2m；同时对窑炉整体的保温性符合国家要求的设计院内到外依次为：300mm 耐火砖墙、150mm 普通硅酸铝针刺毯，110～160mm 膨胀蛭石保温层，120mm 用平吊耐火砖结构，主梁采用H 型与火焰接触部分为耐火砖保温层采用硅酸铝纤维毯、岩3轻质保温砖的导热系数在·K ）范围内，而静止的空气在标准状0.0244W/（m ·K ），前者是后者的9静止空气是很好的保有了静止的空H 型钢型主300mm 厚的黏土质耐火砖墙，然后大多是焙烧窑内墙——黏土这与外墙承重相比能降低窑顶主梁的用钢量，因为主钢梁短了，可降低工程的成本。

2　工作原理2.1　内燃砖焙烧砖坯内含有一定的燃料，在氧气和周围温度的作用下，达到燃点后能自己燃烧，在燃烧过程中不需要外部加注燃料；砖坯在隧道式焙烧窑中经过850～1020℃区间温度，烧结一定的时间间隔，在窑炉内进行内热变化，在高温下完成一系列的物理化学反应，使产品冷却后具有一定的机械强度和稳定的物理化学性能的过程即为焙烧。

2.2　工艺特点其工艺特点是：砖走，火不走。

控制机理：砖坯从进车端顶入，同时从出车端顶出；各车位温度固定；最高温度车位固定，最高烧结温度的变化区域相对固定。

顶车后窑内的温度向出车端移动一个车位；当顶车的时间间隔等于燃料的燃烧速度释放的能量而产生的温度，与前一车在此车位的温度，最高车位位置和温度基本就不变，这一带火势的温度基本不变，就实现了定带、定点、定温焙烧；供风、排烟和送热风机的协调运转是实现这一目标的关键因素：隧道窑的供风（空气）从出砖端（窑尾）通过轴流风机压鼓进入窑内，新鲜空气在冷却带与热的砖体进行热交换，吸收砖余热使自己的温度增加后，一部分进入燃烧带，为砖坯的燃烧供氧，再经过高温预热带、低温预热带将烟气中的热量交换给新进窑的砖坯，最后以余热约100℃左右烟气由抽烟风机抽出焙烧窑；另一部分窑尾的余热通过送热风机从冷却段抽出加热后的空气直接送干燥窑作为烘砖的热源。

2 设计任务书专业热能动力班级学生姓名指导教师题目年产30万件卫生洁具天然气隧道窑炉设计主要研究内容和设计技术参数：1、产品：卫生洁具（产品结构自定）；2、产量：30 万件/年；3、年工作日：330 天；34、燃料：天然气；Qnet,ar=36000KJ/ M5、烧成合格率：92%；6、坯体入窑水分： 2. 2%；7、烧成周期：自定；17 小时8、氧化气氛烧成；9、烧成温度：1220℃。

基本要求（含成果要求）：1、认真思考，独立完成；2、编写详细设计说明书，含设计计算、材料概算等并要求应用计算机计算、处理和分析。

说明书采用学院规定的统一格式，一律用A4纸打印；3、绘制窑炉设计图纸，包括刚架结构、窑炉砌体、排烟通风系统、异型砖及燃烧器等；#4、全部图纸要求上墨加黑并至少要有一张AutoCAD制作的 1图纸，要求视图关系正确、尺寸标注完整，图纸中阿拉伯数字和汉字的书写等必须符合相关国标；5、要求完成2000~3000字的英文文献调研报告和至少2000 个英文字符的毕业设计摘要。

工作进度计划：1、第1~4 周：毕业实习，收集相关资料；2、第5~6 周：查找资料，确定方案；3、第7~8 周：进行初步设计计算；4、第9~10 周：详细计算并设计草图；5、第11~15周：完成全部图纸；6、第16~17 周：图纸上墨，编制设计说明书；7、第18 周起：整理全部材料，准备答辩。

3 原始数据3.1 坯料组成:SiO2 AL 2O3 CaO MgO FeO K2O Na2O TiO 2 灼失65.7 20.04 0.32 0.23 0.34 3.12 0.20 4.9 4.8 3.2 线收缩率线收缩率为11%3.3 烧成周期烧成周期为17 小时，可调3.4 燃料天然气组成：CH4 C2H6 H2S CO2 N2 其它86.8% 0.11% 0.879% 4.437% 8.1% 0.343% 3.5 烧成工艺确定(见图(3-1)烧成温度曲线)20 ～450℃ 2.3 小时预热带450～600℃ 1.3 小时预热带600～900℃ 1.8 小时预热带900～1220℃ 2.6 小时烧成带1220～1220℃ 1.5 小时烧成带1220～800℃ 1.6 小时急却带800～500℃ 3.0 小时缓却带500～350℃ 1.4 小时冷却带350～80℃ 1.5 小时冷却带图3-1 烧成温度曲线4 窑体主要尺寸的确定3.6 棚板和立柱的选用根据原始数据，采用裸烧方式即可满足要求，选用棚板的材料是堇青莫来石板，立柱的采用的是堇青莫来石空心立柱，其体积密度为 2.0 g/cm3。