知識點十一 隧道窯初步設計計算(3 / 3)

式中:Q2——窯具或棚板等帶入顯熱,kJbrh;

G2——匣缽或棚板的質量,kgbrh;

c2——匣缽或棚板等的平均比熱容,kJbr(kg·℃);

t2——入窯匣缽或棚板等的溫度,℃。

(3)燃料帶入化學熱及顯熱Qf計算公式:

Qf=x(QD+cf·tf)

式中:Qf——燃料帶入化學熱及顯熱,kJbrh;

x——每小時燃料消耗量,kgbrh或m3brh;

QD——燃料的低熱值,kJbrkg或kJbrm3;

cf——入窯燃料的平均比熱容,kJbr(kg·℃);

tf——入窯燃料溫度,℃。

(4)助燃空氣帶入顯熱Qa計算公式:

Qa=Va·ca·ta式中:Qa-助燃空氣帶入顯熱,kJbrh;

Va——助燃空氣體積,Va=α·V0a·x,m3brh;

V0a——空氣過剩係數為1時的燃燒所需空氣量,m3brm3;

x——每小時燃料消耗量,kgbrh或m3brh;

ca——助燃空氣的平均比熱容,kJbr(m3·℃);

ta——助燃空氣溫度,℃。

若一、二次空氣溫度不同,則助燃空氣帶入顯熱應分別計算。

(5)氣幕、攪拌風帶入顯熱Qs一般包括窯頭封閉氣幕、氣氛氣幕和攪拌氣幕所帶入的顯熱。氣幕、攪拌風量一般采用經驗數據,一般為理論助燃空氣量的1.5~3倍。也可參比同類窯爐的氣幕攪拌風量。帶入顯熱的計算公式與助燃空氣帶入顯熱的計算方法相同。

(6)從預熱帶不嚴密處漏入空氣帶入顯熱QL計算公式:

QL=V′a·ca·ta

式中:QL——漏入空氣帶入顯熱,kJbrh;

V′a——漏入空氣體積,m3brh;

Va′=[(αg-αf)V0a]x-ΣV幕

αf——燒成帶的空氣過剩係數;

αg——離窯時煙氣中的空氣過剩係數;

ΣV幕——各氣幕攪拌風量之和,m3brh;

ca——漏入空氣的平均比熱容,kJbr(m3·℃);

ta——漏入空氣的溫度,℃。

(7)窯車帶入顯熱和熱支出項目中窯車積蓄和散失熱量合並考慮。

3.熱支出項目計算

(1)產品帶出顯熱Q3計算公式:

Q3=G3·c3·t3

式中:Q3——產品帶出顯熱,kJbrh;

G3——出燒成帶產品質量,kgbrh;

c3——出燒成帶產品的平均比熱容,kJbr(m3·℃);

t3——出燒成帶產品的溫度,℃。

(2)匣缽或棚板等帶出顯熱Q4計算公式:

Q4=G4·c4·t4

式中:Q4——匣缽或棚板等帶出顯熱,kJbrh;

G4——匣缽或棚板出燒成帶質量,kgbrh;

c4——出燒成帶匣缽或棚板的平均比熱容,kJbr(m3·℃);

t4——出燒成帶匣缽或棚板的溫度,℃。

(3)煙氣帶走顯熱Qq計算公式:

Qq=Vq·cq·tq

式中:Qq——煙氣帶走顯熱,kJbrh;

Vq——離窯煙氣體積,m3brh;

Vq=[V0q+(αq-1)V0a]xV0

q——空氣過剩係數為1時的煙氣體積,以標準狀況表示,m3brm3;

αq——離窯煙氣的空氣過剩係數;當窯內負壓不大時,αq=2~4,當窯內負壓較大時,αq=3~7。

cq——離窯煙氣的平均比熱容,kJbr(m3·℃);

tq——離窯煙氣溫度,℃。

若有氣幕時,尚需加入氣幕的空氣體。

(4)通過窯牆,窯頂散失之熱Q5按通過多層牆壁穩定導熱計算。一般是沿窯長方向把預熱帶、燒成帶分成若幹個區段,分別計算窯牆、窯頂的散熱,然後相加得到總散熱。

計算舉例:

①20~600℃段:該段窯長度為17.4m,窯寬為3.55m。窯外壁表麵平均溫度80℃,窯內壁表麵平均溫度:(20+600)br2=310℃

a.窯牆部分散熱計算

此部分用材料如下:輕質高鋁磚厚度δ1=114mm,導熱係數λ1=0.706Wbr(m·℃);輕質黏土磚厚度δ2=230mm,導熱係數λ2=0.342Wbr(m·℃);矽酸鈣硬板厚度δ3=10mm,導熱係數λ3=0.07Wbr(m·℃)。

熱流q1=t1-t0δ1λ1+δ2λ2+δ3λ3=310-800.1140.706+0.230.342+0.010.07=235.5(Wbrm2)

不考慮車台麵以下部分的窯牆散熱,窯內高按1200mm計算,

則兩側窯牆散熱量:Q′1=2×235.5×17.4×1.2×3.6=35404.1(kJbrh)

b.窯頂部分散熱計算

此部分用材料如下:堇青莫來石板厚度δ1=20mm,導熱係數λ1=0.2Wbr(m·℃);矽酸鋁棉厚度δ2=230mm,導熱係數λ2=0.24Wbr(m·℃)。

熱流q2=t1——t0δ1λ1+δ2λ2=310——800.020.2+0.230.24=217.3(Wbrm2)

窯頂散熱量:Q′2=217.3×3.55×17.4×3.6=48321.4(kJbrh)

所以,20~600℃段的窯體散熱總量為:

Q′a=Q′1+Q′2=35404.1+48321.4=83725.5(kJbrh)

②600~900℃段:該段長度為8.6m,窯外壁表麵平均溫度80℃,窯內壁表麵平均溫度:(600+900)br2=750℃