热平衡计算附表(共5页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上附表： 热平衡计算（1#窑）计算基准：基准温度 0 基准质量 1小时进入系统的物料 进窑到出窑时间为18h热平衡示意图如下：热平衡框图热收入： 热支出：制品带入显热：Q1 产品带出显热：Q3棚板、立柱带入显热：Q2 棚板、立柱带出显热：Q4燃料带入的化学显热：Qf 窑顶、窑墙散热：Q5助燃空气带入显热：Qa 窑车积蓄和散失之热：Q6从预热带不严密处漏入空气带入显热：Qb 物化反应耗热：Q7气幕带入显热：Qo/ 其他热损失：Q8Qa +Qb=Qo1. 热收入项目1.1 制品带入显热Q1 每小时入窑湿制品质量G0=28.3 Kg/件12.77件/车4.2车/时/(1-0.

2、01) =1611/h（1%体进窑水分）入窑制品温度t1=40 ， 此时制品的比热C1=0.92 kJ/（ ）则：Q1= G0C1t1=1611/h0.92 kJ/（ ）40=59284.8 （kJ/h）1.2 棚板、立柱带入显热Q2每小时入窑棚板、立柱质量Gb=3004.2=1260 kg/h（每辆窑车的火道支柱，横梁，支柱，硅板以及棚板共重约300 kg）入窑棚板、立柱温度t1=40 ，则此时棚板、立柱的比热C1=0.851 kJ/（ kg）则：Q2=GbC2t2=1260 kg/h0.851 kJ/（ kg）40= 42890.4（kJ/h）1.3 燃料带入的化学显热QfQd=36000

3、 kJ/ Nm3（天然气热值）入窑天然气温度：tf=20,此时天然气平均比热cf=1.56 kJ/(Nm3)设每小时消耗的燃料量为Xm3/h则：Qf=x(Qd+cftf)=x(36000+1.5620)=36031.2 x （kJ/h）1.4 助燃空气带入显热Qa全部助燃空气作为一次空气与燃气配比，燃料燃烧所需实际空气量求得：Va=8.568x Nm3/ Nm3助燃空气温度 ta=20,此时空气平均比热ca=1.30 kJ/(Nm3)则：Qa= Vacata =8.568x1.3020=222.768x （kJ/h）1.5 从预热带不严密处漏入空气带入显热Qb取预热带烟气中的空气过剩系数ag=

4、2.5，已求单位体积理论空气量 Va0=8.16 Nm3/ Nm3烧成带燃料燃烧时空气过剩系数af=1.05。Va/=x（ag-af）Va0=x(2.5-1.05)8.16=11.832x （Nm3/h）漏入空气温度为ta/=20 此时 Ca/=1.30 kJ/(Nm3)则：Qa/= Va/ Ca/ ta/=11.823 x1.3020=307.632x （kJ/h）1.6 气幕与搅拌风带入显热Qm气幕包括封闭气幕和搅拌气幕，封闭气幕只设在窑头，不计其带入显热。取搅拌气幕风源为空气，其风量一般为理论助燃空气量的0.5-1.0倍，取为0.6倍。所以：Vm=0.6Va=0.68.568x=5.14

5、08x （Nm3/h）设搅拌风tm=20，查得Cm=1.30 kJ/(Nm3)Qm= VmCmtm=5.1408x1.3020=133.66x （kJ/h）2 热支出2.1 产品带出显热Q3出烧成带产品质量：G3=28.3 Kg/件12.77件/车4.2车/时=1518Kg/h出烧成带产品温度 ：t3=1260 查手册11，此时产品平均比热 ：C3=1.20 kJ/(kg )则：Q3=G3C3t3=1518 Kg/h12601.20 kJ/(kg )=（kJ/h）2.2 棚板、立柱带出显热Q4棚板、立柱质量：G4=3004.2=1260 kg/h出烧成带棚板、立柱温度：t4=1260 此时棚板

6、、立柱的平均比热：C4=0.84+0.t=0.84+0.1260=1.17 kJ/(kg )则：Q4= G4C4t4=12601.17 1260=（kJ/h）2.3 烟气带走显热Qg烟气中包括燃烧生成的烟气，预热带不严密处漏入空气外，还有用于气幕的空气。用于搅拌的空气的体积Vm=5.1408x (Nm3/h)离窑烟气体积：Vg=Vg0+（ag-1）Va0x+Vm 烟气温度为250此时烟气比热：Cg=1.44 kJ/( Nm3)则：QgVgCgtg10.778+(2.5-1) 8.16x+5.1408x1.4425010137.168x （kJ/h）2.4 窑顶、窑墙散热Q5根据各段材料不同,并

7、考虑温度范围不能太大,将预热带和烧成带分成四段计算 窑墙平均高度（1750+2000）/2=1875mm窑顶平均宽度（4440+4700）/2=4570mm第1至10节，长20米，温度范围20-600 ,平均温度310 ,外壁温度60，顶部平均温度为80；q1=156.25 W/mq2=69 W/mQa=156.254.5720+69 1.875202=19456 （kJ/h）第11至16节，温度范围为600-900 ，长12米,平均温度750 q3=419.80 W/mq4=361.26W/mQb=419.804.5712+361.26 1.875 122=39278.5（kJ/h）第17至

8、24节，温度范围900-1100 长16米，平均温度1000q5=671.5W/mq6=306.2W/mQc=671.54.57 16+306.2 1.875162=67472.0 （kJ/h）第25至38节，温度范围1100-1260长28米，平均温度1180C（kJ/h）（kJ/h）Qd=7004.5728+397.21.875282=（kJ/h）Q5=19456+39278.5+67472.0+=（kJ/h）2.5 窑车积蓄和散失之热Q6根据投产洁具隧道窑能源数据监测，占热收入的6%。2.6 物化反应耗热Q7自由水的质量 Gw=16 kg/h （认定进窑制品含水率为1%）烟气离窑的温度t

9、g=250。制品中AL2O3含量约为22.5%则可得：Q7=Qw+Qr=16（2490+1.93250）+73.821000.225= 82430.5（kJ/h）2.7 其他热损失Q8(化学不完全燃烧损失以及其他损失)取经验数据，占热收入的5%2.8 列出热平衡方程由热平衡方程：热收入=热支出，有Q1+Q2+Qf+Qa+Qb+Qm=Q3+Q4+Qg+Q5+Q6+Q7+Q8解得x= 188Nm3/h 单位燃耗：188/1518=0.124（标准立方米/千克瓷）单位热耗：0.12436000=4464(千焦/千克瓷)=1068Kcal/kg根据窑体的设计，由上述热平衡知，在烧成周期18小时，1#窑理论单位每千克瓷能耗为1068大卡。根据科勒公司的投标书，在1#与2#窑烧嘴与风机设备选型都以14小时作为周期配套。因此根据上述1#窑18小时热平衡计算值，我们设计以1100大卡/千克瓷作为烧嘴与风机设备选型。专心-专注-专业