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第八章 间歇式窑炉主讲：教授 电话：0371-677586960371-677586961/8/20231 本章学习目的在于通过间歇窑和连续窑比较，深入了解和掌握硅酸盐工业窑炉的共性与个性特点，以便读者根据实际工作情况运用热工原理知识，培养发现和解决高温工程问题的基本技能。本章学习要点：1/8/20232窑形：圆窑和矩形窑（方窑）燃料：煤、重油、煤气传热形式：属于不稳定传热 低温阶段：窑内以对流传热为主 辐射传热较少 高温阶段：窑内以气体辐射传热为主 气流方式：热气体由上而下（倒焰）流动第一节 倒焰窑 1/8/20233圆形倒焰窑工作流程示意图圆形倒焰窑工作流程示意图1/8/20234圆形倒焰窑工作流程示意图圆形倒焰窑工作流程示意图1/8/20235 热气体产生于燃烧室，经挡火墙、喷火口至窑顶，然后从上向下流动，经产品料垛间空隙，将制品加热，再经吸火孔、支烟道、主烟道，最后经烟囱排入大气。由于火焰自上而下流动，所以称之为倒焰窑。1/8/20236倒焰窑与隧道窑相比主要优点：1、产品生产适应性强，在生产中灵活性大。可随被烧制品的工艺要求变更烧成制度。2、市场适应性强。窑炉按每个窑次间歇生产，可根据市场的定单情况来组织生产，容易适应市场多样化的需求。3、窑内温度分布比较均匀。4、生产安排灵活。可在周末和节假日停窑休息5、窑炉基建投资低，占地少，见效快。1/8/20237倒焰窑与隧道窑相比主要缺点：1、随着窑内制品的加热与冷却，窑内的温度随之而变化，需要不断调节燃料与空气的比例以实现窑内烧成制度，烧成制度不易控制。2、烧窑时窑体积蓄热量，冷窑时窑体积蓄之热量又散发于空气中，造成能量损失。另外，烟气离窑温度较高，排烟热损失较大。所以传统倒焰窑的热效率较低。1/8/20238一、倒焰窑窑体结构 1、倒焰窑容积、高度和直径 决定倒焰窑容积大小的是产量，同时相对单位制品的能耗也小，但是容积过大，火焰达不到窑的中心位置，导致窑温不均，废品或欠烧品增加。故根据生产规模、产品对温度均匀性的要求、劳动组织条件、投资大小来决定倒焰窑的体积。1/8/20239 窑的容积包括拱顶部分与拱顶以下的窑墙部分，后者计算简单。圆窑顶部容积及其表面积可按照如下计算式：V=(/6)f 3(B/2)2+f2 ；A=(B/2)2+f2 V-圆窑顶部容积；A-圆窑顶部表面积；B-窑的跨度；f-窑的拱高。我国倒焰窑的设计系列为30、50、80、100、150、270 m3等。陶瓷用工业窑炉的容积多为100 m3。1/8/202310 倒焰窑的窑高与直径：决定窑高的因素是：制品在烧成过程中所允许的高温荷重；沿窑高温度分布的均匀性；是否方便装卸制品等。一般倒焰窑为2.5-4.02.5-4.0m。圆窑的拱高一般为直径的1/6-1/41/6-1/4。直径是根据窑横截面上温度均匀性来决定的。火焰由喷火口喷出后控制的距离为3 m，烧无烟煤时控制的距离为2 m，窑的直径为5-8 m。1/8/202311 窑墙与窑顶：窑墙与窑顶构成窑体：设计时要考虑足够的机械强度以及蓄热和散热问题。在焙烧时砌体所蓄积的热量占总耗量的10-15%，是外表面向外界散失热量的数倍。若厚度过薄，增加散热，劣化环境条件。所以适当采用密度小，导热系数低的轻质材料作中间保温层。一般窑墙的厚度为0.8-1.2m。2 2、倒焰窑窑体结构 1/8/202312 窑门(如图)：根据容积的大小，侧墙上可设一道或两道窑门。在每次装完窑后，砌两层耐火砖封闭窑门，门外涂以耐火泥以增加窑门的严密性。在封闭窑门时应留观察小孔。也可把砌窑门的耐火砖墙固定砌筑在一小车上，封闭时，把小车推进，窑门周边涂以耐火，出窑时，把小车拉出。通常高为1.8m，宽为0.8m。1/8/202313二、二、燃烧设备(如图)燃烧室：以重油烧成的倒焰窑无需灰坑和炉栅；燃气倒焰窑可不设置燃烧室。以固体燃料（煤）燃烧必需皆有。挡火墙：作用:是使得火焰具有一定的方向与流速，并防止部分煤灰污染制品。喷火口：是挡火墙与燃烧室上部窑墙之间的空间。合理的截面积是炉篦水平面积的1/4-1/5。山底山底燃烧室燃烧室喷火孔喷火孔挡火墙1/8/202314 三、三、通风设备 通风设备：倒焰窑的主要是指：窑底吸火孔、支烟道、主烟道和烟囱等。排烟路线：窑底吸火孔支烟道 主烟道和烟囱大气 A窑底吸火孔 A支烟道 A主烟道A烟囱底部 1/8/202315 1、吸火孔 作用：相当于隧道窑排烟口的作用。设在窑底(即窑车平面上)。总面积：如果吸火孔总面积太大，火焰一经喷火孔喷出，很快就由吸火孔抽掉，不能充分地把热量传给制品；如果太小，排烟阻力较大，对排烟不利。一般吸火孔总面积约为窑底面积的3.0%-7%3.0%-7%，容积大的窑选小些的数据，容积小的窑取大的数据。若原设计吸火孔面积过大，可以在装窑时用垫脚砖适当赌住一点。形状：多是圆形孔，以免产生局部回流现象。每个孔的直径一般为60-10060-100mm，但要设计异型砖砌筑窑底。也可用标准直型砖砌窑底，按需要留出矩形（或方形）的吸火孔。1/8/202316 2、支烟道、主烟道及烟囱 支烟道作用：分布在窑底吸火孔的下面，起连接吸火孔和主烟道的作用。分布：多做成蜘蛛网式或做成“非”字形排布。矩形窑支烟道多做成“非”字形排布。主烟道作用：连接支烟道和烟囱的。截面大小要考虑清理烟道的积灰，高度一般要大于宽度。一般主烟道长10m左右。主烟道上的闸板安设位置不宜紧靠烟囱，以使烟气在闸板至烟囱底部有一段较稳定的流动，不至因闸板的少许变化而引起窑内压力的较大波动。1/8/202317 烟囱：倒焰窑烟囱的使用特点：一座倒焰窑使用一个烟囱，建筑费用大。又由于倒焰窑间歇操作，在开始点火烧窑时，要在烟囱底部临时火箱烧火，以提高烟囱抽力，而且在低温阶段，由于烟气温度低，往往会有抽力不足的现象。因此，最好两座窑共用一个烟囱，交替使用，使烟囱长期处于热的状态，一直使烟囱具有足够的抽力。1/8/202318 四、四、倒焰窑的工作原理 倒焰窑的工作原理基本与引射式梭式窑相同。倒焰窑内温度能够较均匀分布的原因是由分散垂直气流法则所决定的：烧窑时，热烟气在窑室内由上向下流动，这样窑内温差将会逐渐减小;冷窑时，打开窑顶上的放冷小烟囱闸门，冷空气由窑底入窑后上升至窑顶排出，本身被加热。1/8/202319