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1、2021/4/12 1 第八章 間歇式窯爐 主講： 教授 電話： 0371-67758696 2021/4/12 2 本章學(xué)習(xí)目的 在于通過(guò)間歇窯和 連續(xù)窯比較，深入了解和掌握硅酸鹽工 業(yè)窯爐的共性與個(gè)性特點(diǎn)，以便讀者根 據(jù)實(shí)際工作情況運(yùn)用熱工原理知識(shí)，培 養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和解決高溫工程問題的基本技能。 本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 2021/4/12 3 窯形： 圓窯和矩形窯（方窯） 燃料： 煤、重油、煤氣 傳熱形式： 屬于不穩(wěn)定傳熱 低溫階段： 窯內(nèi)以對(duì)流傳熱為主 輻射傳熱較少 高溫階段： 窯內(nèi)以氣體輻射傳熱為主 氣流方式： 熱氣體由上而下（倒焰）流動(dòng) 第一節(jié) 倒焰窯 2021/4/12 4 圓形倒焰窯工作流程示
2、意圖 2021/4/12 5 圓形倒焰窯工作流程示意圖 2021/4/12 6 熱氣體產(chǎn)生于燃燒室，經(jīng)擋火墻、噴火口 至窯頂，然后從上向下流動(dòng)，經(jīng)產(chǎn)品料垛間 空隙，將制品加熱，再經(jīng)吸火孔、支煙道、 主煙道，最后經(jīng)煙囪排入大氣。由于火焰自 上而下流動(dòng)，所以稱之為 倒焰窯。 2021/4/12 7 倒焰窯與隧道窯相比主要 優(yōu)點(diǎn)： 1、產(chǎn)品生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，在生產(chǎn)中靈活性大?？呻S被 燒制品的工藝要求變更燒成制度。 2、市場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)。窯爐按每個(gè)窯次間歇生產(chǎn)，可根 據(jù)市場(chǎng)的定單情況來(lái)組織生產(chǎn)，容易適應(yīng)市場(chǎng)多 樣化的需求。 3、窯內(nèi)溫度分布比較均勻。 4、生產(chǎn)安排靈活?？稍谥苣┖凸?jié)假日停窯休息 5、窯爐基建投
3、資低，占地少，見效快。 2021/4/12 8 倒焰窯與隧道窯相比主要 缺點(diǎn)： 1、隨著窯內(nèi)制品的加熱與冷卻，窯內(nèi)的溫度隨之而變 化，需要不斷調(diào)節(jié)燃料與空氣的比例以實(shí)現(xiàn)窯內(nèi)燒成 制度，燒成制度不易控制。 2、燒窯時(shí)窯體積蓄熱量，冷窯時(shí)窯體積蓄之熱量又散 發(fā)于空氣中，造成能量損失。另外，煙氣離窯溫度較 高，排煙熱損失較大。所以傳統(tǒng)倒焰窯的熱效率較低。 2021/4/12 9 一、倒焰窯窯體結(jié)構(gòu) 1、倒焰窯容積、高度和直徑 決定倒焰窯容積大小的是 產(chǎn)量 ，同時(shí)相對(duì)單位制 品的能耗也小，但是容積過(guò)大，火焰達(dá)不到窯的中 心位置，導(dǎo)致窯溫不均，廢品或欠燒品增加。故根 據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品對(duì)溫度均勻性的要求、
4、勞動(dòng)組織 條件、投資大小來(lái)決定倒焰窯的體積。 2021/4/12 10 窯的容積包括 拱頂部分 與 拱頂以下 的窯墻部分， 后者計(jì)算簡(jiǎn)單。圓窯頂部容積及其表面積可按照如 下計(jì)算式： V = (/6)f 3(B/2)2 + f2 ； A = (B/2)2 + f2 V-圓窯頂部容積； A-圓窯頂部表面積； B-窯的跨度； f-窯的拱高。 我國(guó)倒焰窯的設(shè)計(jì)系列為 30、 50、 80、 100、 150、 270 m3等 。 陶瓷用工業(yè)窯爐的容積多為 100 m3。 2021/4/12 11 倒焰窯的 窯高 與 直徑： 決定 窯高 的因素是：制品在燒成過(guò)程中所允許 的高溫荷重；沿窯高溫度分布的均勻
5、性；是否方便 裝卸制品等 。 一般倒焰窯為 2.5-4.0m。 圓窯的拱高 一般為直徑的 1/6-1/4。 直徑 是根據(jù)窯橫截面上溫度均勻性來(lái)決定的。 火焰由噴火口噴出后控制的距離為 3 m，燒無(wú)煙煤時(shí) 控制的距離為 2 m，窯的直徑為 5-8 m。 2021/4/12 12 窯墻與窯頂： 窯墻與窯頂構(gòu)成 窯體 ：設(shè)計(jì)時(shí)要考慮足夠的機(jī) 械強(qiáng)度以及 蓄熱 和 散熱 問題。在焙燒時(shí)砌體所蓄 積的熱量占總耗量的 10-15%，是外表面向外界散 失熱量的數(shù)倍。若厚度過(guò)薄，增加散熱，劣化環(huán) 境條件。所以適當(dāng)采用密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低的輕 質(zhì)材料作中間保溫層。一般窯墻的厚度為 0.8- 1.2m。 2、 倒焰
6、窯窯體結(jié)構(gòu) 2021/4/12 13 窯門 (如圖 )： 根據(jù)容積的大小，側(cè)墻上可設(shè)一道或兩道窯門。 在每次裝完窯后，砌兩層耐火磚封閉窯門，門外涂 以耐火泥以增加窯門的嚴(yán)密性。在封閉窯門時(shí)應(yīng)留 觀察小孔。 也可把砌窯門的耐火磚墻固定砌筑在一 小車上，封閉時(shí)，把小車推進(jìn)，窯門周邊涂以耐火， 出窯時(shí)，把小車?yán)觥Ｍǔ８邽?1.8m，寬為 0.8m。 2021/4/12 14 二、 燃燒設(shè)備 (如圖 ) 燃燒室： 以 重油 燒成的倒焰窯無(wú)需灰坑和爐柵；燃 氣 倒焰窯可不設(shè)置 燃燒室。以固體燃料（煤）燃燒必需皆有。 擋火墻： 作用 :是使得火焰具有一定的方向與流速，并防止部分煤 灰污染制品。 噴火口：
7、 是擋火墻與燃燒室上部窯墻之間的空間。合理的截面積是爐 篦水平面積的 1/4-1/5。 山底燃燒室 噴火孔 擋火墻 2021/4/12 15 三、 通風(fēng)設(shè)備 通風(fēng)設(shè)備： 倒焰窯的主要是指： 窯底吸火孔、支煙道、主煙道和煙囪等。 排煙路線： 窯底吸火孔 支煙道 主煙道和 煙囪 大氣 A窯底吸火孔 A支煙道 A主煙道 A煙囪底部 2021/4/12 16 1、吸火孔 作用： 相當(dāng)于隧道窯排煙口的作用。設(shè)在窯底 (即 窯車平面上 )。 總面積： 如果吸火孔 總面積太大， 火焰一經(jīng)噴火孔 噴出，很快就由吸火孔抽掉，不能充分地把熱量傳給制 品； 如果太小 ，排煙阻力較大，對(duì)排煙不利。一般吸火 孔總面積約
8、為窯底面積的 3.0%-7%，容積大的窯選小些的 數(shù)據(jù)，容積小的窯取大的數(shù)據(jù)。若原設(shè)計(jì)吸火孔面積過(guò) 大，可以在裝窯時(shí)用墊腳磚適當(dāng)賭住一點(diǎn)。 形狀： 多是圓形孔，以免產(chǎn)生局部回流現(xiàn)象。每個(gè) 孔的直徑一般為 60-100mm，但要設(shè)計(jì)異型磚砌筑窯底。 也可用標(biāo)準(zhǔn)直型磚砌窯底，按需要留出矩形（或方形） 的吸火孔。 2021/4/12 17 2、支煙道、主煙道及煙囪 支煙道作用： 分布在窯底吸火孔的下面，起連接 吸火孔和主煙道的作用。 分布： 多做成蜘蛛網(wǎng)式或 做成“非”字形排布。矩形窯支煙道多做成“非” 字形排布。 主煙道作用： 連接支煙道和煙囪的。截面大小要 考慮清理煙道的積灰，高度一般要大于寬度
9、。一般 主煙道長(zhǎng) 10m左右。主煙道上的 閘板安設(shè) 位置不宜 緊靠煙囪，以使煙氣在閘板至煙囪底部有一段較穩(wěn) 定的流動(dòng)，不至因閘板的少許變化而引起窯內(nèi)壓力 的較大波動(dòng)。 2021/4/12 18 煙囪： 倒焰窯煙囪的使用特點(diǎn) ：一座倒焰窯使用一個(gè)煙 囪，建筑費(fèi)用大。又由于倒焰窯間歇操作，在開始 點(diǎn)火燒窯時(shí)，要在煙囪底部臨時(shí)火箱燒火，以提高 煙囪抽力，而且在低溫階段，由于煙氣溫度低，往 往會(huì)有抽力不足的現(xiàn)象。因此，最好兩座窯共用一 個(gè)煙囪， 交替使用 ，使煙囪長(zhǎng)期處于熱的狀態(tài)，一 直使煙囪具有足夠的抽力。 2021/4/12 19 四、 倒焰窯的工作原理 倒焰窯的工作原理基本與 引射式梭式窯 相同。 倒焰窯內(nèi) 溫度能夠較均勻分布 的原因是由 分散垂直 氣流法則 所決定的： 燒窯時(shí) ，熱煙氣在窯室內(nèi)由上向下流動(dòng)，這樣窯 內(nèi)溫差將會(huì)逐漸減小 ; 冷窯時(shí) ，打開窯頂上的放冷小煙囪閘門，冷空氣 由窯底入窯后上升至窯頂排出，本身被加熱。
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