急冷段長度為2.1 m，窯膛輕微變窄，仍采用耐火材料滑道結(jié)構(gòu)。另外還設(shè)有直拂塵冷結(jié)構(gòu)，可調(diào)整冷卻速度及窯壓。此段下部設(shè)有4個(gè)送風(fēng)孔，頂部設(shè)有4個(gè)抽風(fēng)孔，可以用來調(diào)整冷卻速度，控制產(chǎn)品出窯溫度。每個(gè)液壓缸的正反向運(yùn)行速度可由與之相對(duì)應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整。滑石瓷的特點(diǎn)是燒成范圍很窄，從產(chǎn)生30%液相到燒成終了之間的距離只有10～20℃，因此這
箱式爐段溫度必需平均，一般采用下限溫度、適當(dāng)延長保溫時(shí)間的方法燒成。
冷卻風(fēng)機(jī)為低壓離心風(fēng)機(jī)，用來調(diào)節(jié)窯爐的冷卻曲線，冷卻風(fēng)有間接冷卻、直接冷卻及窯尾集中送風(fēng)冷卻三種，每個(gè)送風(fēng)管路均有可調(diào)閥門來調(diào)節(jié)送風(fēng)量。窯頂為60℃角拱形結(jié)構(gòu)。
2.3.1燃燒計(jì)算：
這部門包括：燃燒溫度計(jì)算，助燃空氣量計(jì)算，調(diào)溫二次空氣量計(jì)算，煙氣量計(jì)算等項(xiàng)。
3.4 燒成帶結(jié)構(gòu)
燒成帶總長度為4.2m,產(chǎn)品燒成時(shí)在此段需要的熱量最多。而跟著西部開發(fā)、西氣東輸工程的進(jìn)展，很多地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)將會(huì)有一個(gè)大的改變，可以說正孕育著一場能源變革。根據(jù)對(duì)流傳熱公式Q=αΔT F可以看出，氣體對(duì)流傳給制品的熱量與換熱面積F成正比，與氣流與制品的溫差ΔT成正比，還與對(duì)流換熱導(dǎo)數(shù)系數(shù)α成正比，而α又與氣流速度的0.8次方成正比。為此，我們?cè)跀?shù)年前就開始研制新型燃?xì)飧G爐來取代上述落后的設(shè)備。
排煙風(fēng)機(jī)為鍋爐引風(fēng)機(jī)，煙氣排放溫度不得高于200℃，若超過200℃時(shí)，可調(diào)節(jié)窯頭排煙口及排煙管路中的兌風(fēng)閥門，兌入適量的冷空氣以調(diào)節(jié)排煙溫度。
管式爐可以以為新型燃?xì)馔瓢甯G是節(jié)能型窯爐，經(jīng)由數(shù)年來的使用效果良好，其設(shè)計(jì)是成功的。
煤氣緊急關(guān)斷及報(bào)警：在助燃空氣干管和煤氣干管上各裝有一塊電接點(diǎn)壓力表，當(dāng)助燃空氣或煤氣壓力低于某一危險(xiǎn)臨界值時(shí)，壓力表的電接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)關(guān)斷煤氣緊急截上閥門及助燃風(fēng)機(jī)電路，以保護(hù)整個(gè)設(shè)備不發(fā)生危險(xiǎn)。
2.2.2溫度控制系統(tǒng)：
溫度控制系統(tǒng)分為兩部門，預(yù)熱帶為手動(dòng)控制，高溫帶為自動(dòng)控制。
計(jì)算方法：首先按熱收入項(xiàng)目及熱支出項(xiàng)目畫出熱平衡示意圖（框圖），然后分別逐項(xiàng)計(jì)算出熱量收入及支出情況，按照能量守恒定律列出熱平衡方程式，即熱收入項(xiàng)目=熱支出項(xiàng)目，最后求出燃料用量，計(jì)算過程中需要采用一些經(jīng)驗(yàn)公式及假設(shè)，應(yīng)留意其選用的公道性。排風(fēng)方式為頂部門散排風(fēng)，每個(gè)排風(fēng)口均設(shè)有可調(diào)閥門，當(dāng)排出熱風(fēng)溫度超過80℃時(shí)，需從兌風(fēng)口兌入冷風(fēng)來降低排氣溫度。
4.3與推板式電窯比擬，新型燃?xì)馔瓢甯G的窯膛可以做得更寬、更高，且溫度平均性好。
為了充分保證窯爐內(nèi)溫度的平均性及可調(diào)性，按多數(shù)目，小能量的原則，從預(yù)熱帶開始就布置燒嘴，在預(yù)熱帶下部（推板下面）兩側(cè)交錯(cuò)布置有8對(duì)小能量調(diào)溫?zé)?，可以按溫度曲線的要求向窯膛內(nèi)噴出相應(yīng)溫度的煙氣，也可以噴入冷風(fēng)來調(diào)節(jié)預(yù)熱實(shí)驗(yàn)電爐帶的溫度曲線；高溫帶布置稍大能力的等溫高速燒嘴14支，上、下分別交錯(cuò)分布，上部布置6支，下部布置8支。本文所論及的新型燃?xì)馔瓢甯G是指用于電子陶瓷等行業(yè)、十幾米至三、四十米長的推板式地道窯，用以替換傳統(tǒng)老式推板窯及小型車式地道窯。
窯爐是連續(xù)不亂運(yùn)行的，燃燒器的工作處于相對(duì)不亂狀態(tài)，所以先用手動(dòng)調(diào)節(jié)各燃燒器的工作溫度，使窯內(nèi)形成符合出產(chǎn)工藝要求的溫度分布。當(dāng)因?yàn)楦鞣N擾動(dòng)引起高溫區(qū)溫度變化時(shí)，控溫?zé)崤紲y出的溫度反饋信號(hào)與控溫儀表中輸入的尺度值比擬較后進(jìn)行放大，經(jīng)PID運(yùn)算后輸出DC-4—20mA的信號(hào)到伺服放大器，伺服放大器輸出信號(hào)命令電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，經(jīng)由電動(dòng)操縱器操作高溫區(qū)助燃空氣干管的蝶閥來調(diào)節(jié)其空氣流量。
對(duì)于大多數(shù)使用產(chǎn)業(yè)窯爐的企業(yè)來講，節(jié)能降耗，進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量，降低出產(chǎn)本錢，是企業(yè)技術(shù)提高的主要工作方向。
產(chǎn)品的碼放方式有兩種，一種是采用原電爐所用的明裝無匣缽方式，另一種是采用通常火焰爐采用的匣缽裝燒方式。雙排并進(jìn)的移進(jìn)板在下部縱向排列的五根滑軌上前進(jìn)。根據(jù)目前國家的能源及環(huán)境政策，全國很多地區(qū)已逐步禁止、限期淘汰直接燃煤窯爐。經(jīng)由計(jì)算得出，按所給熱值的發(fā)生爐煤氣，在空氣系數(shù)α=1.1,高溫系數(shù)η=0.85時(shí),實(shí)際燃燒溫度為1394℃,達(dá)不到所要求的1400℃,為保險(xiǎn)起見,應(yīng)考慮將助燃空氣預(yù)熱至100℃左右,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用換熱器。在窯爐進(jìn)、出口處各設(shè)有一個(gè)按鈕站，手動(dòng)狀態(tài)時(shí)可以控制油缸單獨(dú)動(dòng)作，正常運(yùn)行時(shí)如發(fā)現(xiàn)設(shè)備有故障，也可以操縱緊急休止按鈕。
各燃燒器的煤氣流量是經(jīng)空氣/燃?xì)庾詣?dòng)比例調(diào)節(jié)閥隨空氣成比例變化的，因此調(diào)節(jié)助燃空氣流量即可調(diào)節(jié)高溫區(qū)的溫度。
推進(jìn)輪回動(dòng)作安全互鎖：為防止在自動(dòng)或手動(dòng)時(shí)推進(jìn)機(jī)構(gòu)發(fā)生誤推、卡板等事故，各推進(jìn)器之間有動(dòng)作互鎖設(shè)計(jì)，某一動(dòng)作未完成時(shí)，另一有可能發(fā)生干擾的動(dòng)作不會(huì)開始。
4 窯爐技術(shù)特點(diǎn)分析
新型燃?xì)馔瓢甯G與傳統(tǒng)的燃?xì)廛囀礁G及推板式電窯比擬，具有以下特點(diǎn)：
4.1自動(dòng)化程度高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，操縱環(huán)境得到很大改善，安全保護(hù)措施完善大大降低了發(fā)生事故的可能性。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，最后經(jīng)由分析研究，決定采用第一種方式即明裝無匣缽碼放，理由是可選用新型預(yù)混式無焰高速燒嘴，煙氣溫度平均，潔凈無污染，完全可以知足明燒的要求，而且可以進(jìn)步傳熱效率。也可以采用變頻風(fēng)機(jī)排煙，這將會(huì)使窯內(nèi)的壓力調(diào)整更加平穩(wěn)和利便。
2.2.3送排風(fēng)系統(tǒng)：
窯爐采用四風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，即設(shè)有助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、冷卻帶送冷風(fēng)機(jī)及冷卻帶排熱風(fēng)機(jī)。由于燒嘴在低溫狀態(tài)下工作，當(dāng)因?yàn)槟撤N原因管式爐熄火后不能天然恢復(fù)燃燒，此時(shí)假如煤氣繼承噴出會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。在窯頭底部一側(cè)設(shè)一個(gè)主排煙口，接排煙風(fēng)機(jī)將煙氣排出窯外。
助燃風(fēng)機(jī)為高壓風(fēng)機(jī)，供應(yīng)全窯燒嘴助燃空氣及預(yù)熱帶燒嘴的調(diào)溫二次空氣。每只燒嘴對(duì)面設(shè)有一個(gè)溫度丈量孔，可插入箱式電爐熱電偶丈量此點(diǎn)的實(shí)際溫度。而且產(chǎn)品成品率還有所進(jìn)步。與原來使用的電氣推板窯比擬，單位產(chǎn)品能源用度可降低1/2～1/3。
火焰監(jiān)測報(bào)警：在低溫區(qū)調(diào)溫?zé)焯幵O(shè)有火焰監(jiān)測裝置。
與傳統(tǒng)煤氣地道窯不同的是：從窯頭2m多一點(diǎn)的位置開始，在整個(gè)預(yù)熱帶的兩側(cè)下部交錯(cuò)布置了10只調(diào)溫高速燒嘴，升溫曲線輕易調(diào)整控制，所以不必采用分散排煙的方式，而在窯頭集中排煙。這不僅造成企業(yè)本身的能源用度高，產(chǎn)品質(zhì)量差，同時(shí)對(duì)整個(gè)社會(huì)也造成資源的鋪張和環(huán)境的污染。根據(jù)以上原因，在燒成帶上、下均布置燒咀，以達(dá)到控溫靈活、溫度平均的目的。
1 原始設(shè)計(jì)要求
1.1 產(chǎn)量要求：年產(chǎn)500噸滑石裝置瓷
1.2 窯爐最高使用溫度：1400℃
1.3 燃料：洗滌發(fā)生爐煤氣，低位熱值5200KJ/Nm3
1.4恒溫區(qū)溫度平均性：≤±5℃
1.5液壓推進(jìn): 窯爐推板全自動(dòng)輪回
2 設(shè)計(jì)步驟及方案
2.1 確定燒成曲線及產(chǎn)品碼放方式
燒成曲線是設(shè)計(jì)窯爐的基本依據(jù)，其中包括溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線等。
4.4從結(jié)構(gòu)形式上看，新型燃?xì)飧G采用的是扁寬爐膛無匣缽明燒的雙推板結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的煤氣地道窯往往是窯膛較高，裝匣缽燒成，匣缽與產(chǎn)品的重量比約為2～4比1。
2.3.3冷卻帶熱平衡計(jì)算：
計(jì)算目的是為了求出冷卻風(fēng)用量，為風(fēng)機(jī)選型提供依據(jù)以及驗(yàn)證冷卻帶耐火保溫材料選用的公道性。在這種大背景之下，相信新型燃?xì)馔瓢甯G會(huì)得到很快的推廣與發(fā)展。
主推進(jìn)超時(shí)報(bào)警：當(dāng)主推進(jìn)器在一個(gè)工作周期內(nèi)超過了設(shè)定時(shí)間還未完成動(dòng)作時(shí)，時(shí)間繼電器將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以防止窯內(nèi)產(chǎn)品過燒或發(fā)生其它事故。主要內(nèi)容是：推進(jìn)速度1200mm/h，燒成周期為16.7 小時(shí)，高溫保溫時(shí)間為2.5小時(shí)以及相應(yīng)的升、降溫速度。
4.2與傳統(tǒng)燃?xì)飧G比擬控溫精度高，恒溫區(qū)控溫精度可達(dá)±2 ℃，全窯溫度曲線調(diào)整利便，調(diào)節(jié)范圍大。推進(jìn)器控制電路為一獨(dú)立的控制單元，在操縱盤面板上真空爐有窯爐推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)作模擬圖及各種控制按鈕、信號(hào)燈，可以直觀地了解推進(jìn)器各部門的運(yùn)行狀態(tài)。
2.2.5安全保護(hù)系統(tǒng):
超溫報(bào)警：在儀表上設(shè)定的超溫保護(hù)溫度一般比高溫區(qū)控溫點(diǎn)的正常工作溫度高20～30℃，當(dāng)窯膛內(nèi)溫度超過設(shè)定的保護(hù)溫度時(shí)，電鈴及信號(hào)燈會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。此段設(shè)有管形噴流式換熱器，一方面冷卻產(chǎn)品，另一方面將換出的熱風(fēng)送至高溫帶燒嘴助燃用，即可進(jìn)步煤氣的燃燒溫度，又可進(jìn)步能源利用率。
計(jì)算步驟及方法同預(yù)熱、燒成帶熱平衡。燒成帶的窯膛尺寸比預(yù)熱帶要適當(dāng)增大，這樣增大了氣體層厚度，有利于加強(qiáng)氣體輻射傳熱。因此，當(dāng)火焰熄滅時(shí)，火焰監(jiān)測裝置上的紫外光探頭會(huì)將熄火信號(hào)送至電氣控制柜上的火焰監(jiān)控儀，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，操縱職員應(yīng)及時(shí)將熄滅原因查明，并將燒嘴重新點(diǎn)燃。新型燃?xì)馔瓢甯G則沒有窯車的積散熱，沒有窯下漏風(fēng)，窯具（推板）與產(chǎn)品的重量比僅為0.8:1,可大大降低能耗,又因燃燒方式為預(yù)輥式無焰燃燒,噴入窯內(nèi)的是完全燃燒的熱氣體,不會(huì)污染制品.
4.5從傳熱原理上分析,高速燒嘴對(duì)加快燒成速度,降低能耗起著樞紐作用.一般以為傳統(tǒng)地道窯中氣流速度很慢,預(yù)熱帶以對(duì)流傳熱為主,高溫帶(800℃以上)以輻射傳熱為主。
3.3冷卻帶結(jié)構(gòu)
冷卻帶有分為兩部門，一是急冷段，二是輥道冷卻段。
2.3.2預(yù)熱、燒成帶熱平衡計(jì)算：
計(jì)算目的是求出燃料用量以及對(duì)窯體表面溫度及各帶各層耐火保溫材料的選用進(jìn)行驗(yàn)證。如為車式窯，窯車的積散熱就會(huì)占總熱耗的20～30%，再加上車下漏入冷空氣，預(yù)熱帶上下溫差相稱大，有時(shí)可達(dá)300～400℃，不得不延長預(yù)熱時(shí)間，產(chǎn)品進(jìn)車速度很慢，從而造成能源的鋪張。若傳統(tǒng)地道窯中氣流速度為每秒幾米到十幾米，采用高速燒嘴后氣流速度可達(dá)每秒數(shù)十米至上百米，傳熱速率則可進(jìn)步數(shù)倍到數(shù)十倍，再加上高速氣流的強(qiáng)烈攪拌作用，使得窯內(nèi)溫度更加平均，傳熱效率大幅進(jìn)步，從而加快產(chǎn)品推進(jìn)速度，縮短燒成時(shí)間，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能、降耗的效果。
4.6經(jīng)濟(jì)效果分析
從熱平衡計(jì)算來看，產(chǎn)品燒成熱效率為20.19%,在實(shí)際運(yùn)行時(shí)熱效率值比這要低一些,但仍舊比傳統(tǒng)煤氣地道窯高一倍以上。
推進(jìn)器油路超壓報(bào)警：當(dāng)油路泛起油壓過高情況時(shí)，油路壓力繼電器動(dòng)作，發(fā)出超壓報(bào)警信號(hào)，同時(shí)休止油泵運(yùn)轉(zhuǎn)及各油缸動(dòng)作。下面，以一臺(tái)20m燃?xì)怆p推板窯為例，先容一下其設(shè)計(jì)方案及技術(shù)特點(diǎn)。
輥道冷卻帶采用輥道結(jié)構(gòu)，移進(jìn)板在流動(dòng)的鋼輥上前進(jìn)，這可大大減少摩擦阻力，減輕窯內(nèi)推板之間的壓力及主推進(jìn)器的推力，對(duì)于延長推板壽命，防止拱板等事故的發(fā)生很有作用。
2.3.4預(yù)熱燒成帶熱平衡表
序 號(hào) 項(xiàng)目名稱 K J / h %
熱 1收 2入 3項(xiàng) 4目 5 制品帶入顯熱 Q1窯具帶入顯熱 Q2燃料帶入顯熱 Q3燃料化學(xué)熱 Q4空氣帶入顯熱 Q5總計(jì) 1455108332066362805952647976 0.230.170.4998.190.92100
熱 1支 2出 3項(xiàng) 4目 5 6 制品帶出顯熱 Q1’窯具帶出顯熱 Q2’物化反應(yīng)耗熱 Q3’排煙帶走顯熱 Q4’窯表面散熱 Q5’其它熱損失 Q6’總計(jì) 13082698727158712647297302564798647976 20.1915.242.4540.8511.2710.00100
2.3.5 預(yù)熱、燒成帶熱流圖
3 窯體結(jié)構(gòu)簡述
3.3 預(yù)熱帶結(jié)構(gòu)
根據(jù)產(chǎn)品要求及產(chǎn)品的碼放方式，移進(jìn)板尺寸定為300×300mm（L×W），窯膛有效截面為600×240mm（W×H），附近再留出氣暢通流暢道，預(yù)熱帶窯膛實(shí)際截面為860×284mm（W×H），高度H為軌道平面至拱腳。根據(jù)產(chǎn)品的燒成曲線及有關(guān)工藝要求，這幾部門分別確定如下：
2.2.1燃燒系統(tǒng)：
燃燒器選用北京產(chǎn)業(yè)大學(xué)為此項(xiàng)目特殊設(shè)計(jì)的小型預(yù)混式燒嘴。
2.2.4推進(jìn)及輪回系統(tǒng)：
系統(tǒng)由一臺(tái)液壓站，四個(gè)液壓缸及窯內(nèi)外軌道組成，由可編成程控制器PLC控制，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輪回連續(xù)推進(jìn)，也可設(shè)在手動(dòng)工作狀態(tài)。目前全國還要很多企業(yè)因?yàn)楦鞣矫娴脑颍耘f在使用落后的工藝技術(shù)，陳舊的出產(chǎn)設(shè)備在進(jìn)行出產(chǎn)，如大量的直接燃煤窯爐及老式的油窯和電窯。
2.2 確定窯爐的工作系統(tǒng)
窯爐的工作系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部門：燃燒系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，送、排風(fēng)系統(tǒng)，推進(jìn)及輪回系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)等。不同的產(chǎn)品需要不同的燒成曲線，在制定燒成曲線時(shí)，如有可能，要充分利用原有的經(jīng)由實(shí)踐檢修的燒成工藝，再根據(jù)新窯型的特點(diǎn)，科學(xué)地進(jìn)行修正，從而得到一套既提高前輩、又實(shí)用的高溫電爐燒成軌制。預(yù)熱帶長度為7.8m。
排熱風(fēng)機(jī)也是低壓離心風(fēng)機(jī)，用來排出鼓入窯內(nèi)的冷卻風(fēng)并起到調(diào)整冷卻帶窯壓的作用。但當(dāng)采用了高速燒嘴后，高溫帶的對(duì)流傳熱就不容忽視了,輻射傳熱與對(duì)流傳熱變得平等重要。
2.3熱工計(jì)算
熱工計(jì)算是窯爐設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，在窯爐設(shè)計(jì)時(shí)具有指導(dǎo)性的意義，但其項(xiàng)目較多，計(jì)算過程較為繁雜，本文就不逐一詳細(xì)列出，只做一簡樸概述。即使采用無缽?fù)瓢逍问剑话阋彩遣捎酶粞媸?，馬弗道內(nèi)與窯膛內(nèi)的溫差較大，傳熱也較慢，仍舊不能快速燒成。高溫區(qū)選用預(yù)混式等溫高速燒嘴，低溫區(qū)選用預(yù)混式調(diào)溫高速燒嘴。本設(shè)計(jì)就是參照原有10m電熱推板窯的燒成曲線，根據(jù)燃?xì)飧G爐的特殊前提制定的。
首頁 > 新聞資訊 > 技術(shù)資訊 > 新型燃?xì)怆姞t推板窯的研制
