窑炉课程设计.

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景德镇陶瓷学院

《窑炉课程设计》说明书

题目:日产12000平米玻化砖发生炉煤气辊道窑设计

二○一五年六月十日

目录

1 前言 ...........................................................................................................................................................4

2 设计任务书 ...............................................................................................................................................5

2.1设计任务..........................................................................................................................................5

2.2原始数据..........................................................................................................................................5

2.3燃料 .................................................................................................................................................5

2.4夏天最高气温..................................................................................................................................5

2.5设计要求..........................................................................................................................................5

3 烧成制度 ...................................................................................................................................................6

3.1温度制度:......................................................................................................................................6

3.1.1最高温度: .............................................................................................................................6

3.1.2烧成周期:...........................................................................................................................6

3.1.3各带划分:...........................................................................................................................6

3.1.4烧成温度曲线.......................................................................................................................6

3.2气氛制度..........................................................................................................................................6

3.3压力制度..........................................................................................................................................74辊道窑主体尺寸.........................................................................................................................................7

4.1 窑内宽 ............................................................................................................................................7

4.2 窑体长度.........................................................................................................................................7

4.2.1 窑体长度..............................................................................................................................7

4.2.2 窑体各带长度......................................................................................................................8

4.3 窑内高 ............................................................................................................................................85辊道窑工作系统.........................................................................................................................................8

5.1 排烟系统.........................................................................................................................................8

5.2 燃烧系统.........................................................................................................................................8

5.3 冷却系统.........................................................................................................................................9

5.3.1急冷通风系统.......................................................................................................................9

5.3.2 缓冷通风系统......................................................................................................................9

5.3.3 快冷通风系统......................................................................................................................9

5.4传动系统...................................................................................................................................... 10

5.4.1 辊子材质的选择.............................................................................................................. 10

5.4.2 辊距的确定...................................................................................................................... 10

5.4.3 传动系统的选择.............................................................................................................. 10

5.4.4 传动过程.......................................................................................................................... 11

5.4.5 传动过程联接方式.......................................................................................................... 11

5.5 窑体附属结构............................................................................................................................. 11

5.5.1事故处理孔....................................................................................................................... 11

5.5.2膨胀缝............................................................................................................................... 12

5.5.3测温孔与观察孔............................................................................................................... 13

5.5.4挡火板、挡火墙............................................................................................................... 13

5.5.5 窑体加固钢架结构.......................................................................................................... 136窑体材料及厚度..................................................................................................................................... 13

6.1窑体材料确定原则...................................................................................................................... 13

6.2窑体材料厚度的确定原则.......................................................................................................... 14

7 燃料燃烧计算 ....................................................................................................................................... 15

7.1 空气量 ........................................................................................................................................ 15

7.1.1 理论空气量的计算.......................................................................................................... 15

7.1.2 实际空气量的计算.......................................................................................................... 16

7.2 烟气量 ........................................................................................................................................ 16

7.2.1 理论烟气量的计算.......................................................................................................... 16

7.2.2 实际烟气量的计算.......................................................................................................... 16

7.3 燃烧温度..................................................................................................................................... 168物料平衡计算 ........................................................................................................................................ 17

8.1每小时烧成制品的质量.............................................................................................................. 17

8.2每小时烧成干坯质量.................................................................................................................. 17

8.3每小时烧成湿坯的质量.............................................................................................................. 17

8.4每小时蒸发自由水质量.............................................................................................................. 17

8.5每小时产生CO2的质量 ............................................................................................................ 17

8.6每小时分解的结构水质量.......................................................................................................... 189预热带及烧成带热平衡计算................................................................................................................. 18

9.1 热平衡计算基准及范围............................................................................................................. 18

9.2 热平衡框图................................................................................................................................. 18

9.3热收入项目.................................................................................................................................. 19

9.3.1坯体带入显热................................................................................................................... 19

9.3.2燃料带入化学热及显热................................................................................................... 19

9.3.3助燃空气带入显热........................................................................................................... 19

9.3.4预热带漏入空气带入显热............................................................................................... 19

9.4 热支出项目................................................................................................................................. 20

9.4.1 产品带出显热.................................................................................................................. 20

9.4.2 烟气带走显热.................................................................................................................. 20

9.4.3窑体散热损失................................................................................................................... 20

9.4.4物化反应耗热................................................................................................................... 27

9.4.5其它热损失....................................................................................................................... 28

9.5 热平衡方程式............................................................................................................................. 28

9.6 预热带与烧成带的热平衡表..................................................................................................... 28

9.7烧嘴的选用.................................................................................................................................. 2910冷却带热平衡....................................................................................................................................... 29

10.1 热平衡计算基准及范围........................................................................................................... 29

10.2 热平衡框图............................................................................................................................... 29

10.3 热收入项目............................................................................................................................... 30

10.4热支出项目................................................................................................................................ 30

10.4.1 制品带走显热................................................................................................................ 30

10.4.2 热风抽出时带走的显热................................................................................................ 30

10.4.3 窑体的散热.................................................................................................................... 31

10.4.4 其它热损失.................................................................................................................... 41

10.5 列出热平衡方程....................................................................................................................... 42

10.6冷却带热平衡表........................................................................................................................ 42

11 窑体材料概算...................................................................................................................................... 42

11.1耐火材料.................................................................................................................................... 42

11.2管路材料.................................................................................................................................... 44

11.2.1排烟段材料概算............................................................................................................. 44

11.2.2急冷段材料概算............................................................................................................. 46

11.3钢架材料概算............................................................................................................................ 50

11.4燃烧系统材料概算.................................................................................................................... 51

11.4.1通风系统材料................................................................................................................. 51

11.4.2燃烧系统材料概算......................................................................................................... 52

11.4.3液化气站材料................................................................................................................. 53

12 后记 ..................................................................................................................................................... 55参考文献 ................................................................................................................................................... 55

1 前言

近年来,陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关,一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。

陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如

本设计书设计的辊道窑。辊道窑是当代陶瓷工业的先进窑炉,我国70年代开始已陆续应用于日用陶瓷工业、建筑陶瓷工业。80年代后,辊道窑已广泛地用于我国建陶工业中[1]。

辊道窑由于窑内温度场均匀,从而保证了产品质量,也为快烧提供了条件;而快烧又保证了产量,降低了能耗。产品单位能耗一般在2000~3500 kJ/kg ,而传统隧道窑则高达5500~9000 kJ/kg 。所以,辊道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型,在我国已得到越来越广泛的应用[2] 。

烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量,与此同时,烧成也由窑炉决定。

在烧成过程中,温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制,产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量,首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。最后,必须要维持适当的气氛。

通过对其窑炉结构和控制的了解,借鉴经验数据,本文设计的辊道窑,全窑长207米,内宽3.07米,烧成温度是1210摄氏度,燃料采用发生炉煤气,单位质量得产品热耗为2295.6 kJ/kg。热效率高,温度控制准确、稳定,传动用电机、链传动和齿轮传动结构,联接方式主要采用弹簧夹紧式,从动采用托轮磨擦式,传动平衡、稳定,维护方便,控制灵活。

本设计书在写作过程中得到老师和同学的指导,在此表示深深地谢意。

编写时,本人虽然想设计一个实用、廉价的建陶工业辊道窑,内容上尽量想符合工程上的需要,但由于本人水平所限,设计书中一定有不少缺点和不足之处,诚挚地希望老师批评指正。

2 设计任务书

2.1设计任务

日产12000㎡玻化砖发生炉煤气辊道窑设计。

2.2原始数据

1、产量:日产12000㎡

2、产品规格:600×600×10(mm)

3、入窑水分:〈 1.5%

4、产品合格率:97%

5、烧成周期:52分钟(全氧化气氛)

6、最高使用温℃:1210℃

7、燃料:发生炉煤气(Q

DW

=6.753MJ/Nm3)[3]

8、年工作日:330天

9、坯料组成

表2-1 坯体化学组成(wt%)质量分数

化学成份SiO

2AL

2

O

3

CaO MgO Fe

2

O

3

K

2

O+Na

2

O I·L

百分含量(%)65.92 18.27 0.25 0.6 0.52 3.44 5

2.3燃料

表2-2:燃料组成

发生炉煤气CO H

2CH

4

CO

2

N

2

Q

net

(MJ/Nm3)

30.6 13.2 4.0 3.4 48.8 6.753

2.4夏天最高气温:37℃

2.5设计要求

1、窑体结构及工作系统合理,设计计算准确。

2、图纸设计包括窑体主图、6-7个窑体主要断面图。图纸全部手绘、上墨。

图纸整洁、制图规范、尺寸齐全。

3、说明书完整详细,内容符合规范,A4打印。

20 t (mi

3 烧成制度的确定

3.1温度制度: 3.1.1最高温度:1210℃ 3.1.2烧成周期:52min 3.1.3各带划分:

表3-1: 各带划分

名称 温度/℃ 时间/min 升(降)温

速率/℃

min

长度比

例%

长度

mm 节数 排烟段 20~430 5.5 74.50 11.1 23000 1~8 预热带 430~600 4.5 37.80 4.5

9200 9~14 下枪段 600~950 5 70.00 12.3

25300 15~25 烧成带 600~1210 15 40.67 30 62100 26~52 保温阶段 1210 1 0 1.1

2300 1 冷却带 急冷 1210~700 5 102.00 6.6 41 13800 54~59 缓冷 700~500 9 22.20 23.3 48300 60~80 快冷 500~80 7 60 11.1 23000 81~90 累计 52 100 207000

90

3.1.4烧成温度曲线大致如下:

T )

(。

C

1200 1000

800 600 600

400 200

图3-2:烧成温度曲线

3.2气氛制度:全窑氧化气氛。

1210

700

500

950

52 45

36

30

10

5.5 15

80 430

3.3压力制度

为保证温度制度与压力制度的实现,全窑压力制度大致为:预热带为负压,最大不超过-40Pa,烧成带压力为正压,最大不超过20Pa,两带之间的零压位一般应设置和控制在900℃左右位置。

4辊道窑主体尺寸确定

4.1 窑内宽的确定

产品的尺寸为600×600×10mm,设制品的收缩率为10%。由于坯体尺寸=产品尺寸/(1-烧成收缩),得坯体尺寸为:666.7×666.7mm

两侧坯体与窑墙之间的距离取200mm,设内宽B=3.2m,取产品长边平行于辊棒,计算宽度方向坯体排列的块数为:(3200-200×2)/666.7=4.19块,确定并排4块。

B=666.7×4+200×2=3066.8mm

考虑砌筑方便,最后确定窑内宽为3070mm。

4.2 窑体长度的确定

4.2.1 窑体长度的确定

窑容量=(日产量×烧成周期)÷(24×产品合格率)

=(12000×52/60)/(24×0.97)

=446.74(米2/窑)

装窑密度=每米排数×每排片数×每片砖面积

=(1000/666.7)×4×(0.6×0.6)

=2.16(米2/米)

有效窑长=窑容量÷装窑密度

=446.74/2.16=206.8m

取单节长度为2290mm,节间联接长度10mm。

窑的节数=206800/2300=89.9节,取整节数为90节

所以算出窑长为L=2300×90=207000mm。

4.2.2 窑体各带长度的确定

预热带占全窑总长的30.1%,节数=90×28.1%=25.29,取25节,

长度=25×2300=57500mm;

烧成带占全窑总长的 28.9%,节数=90×30.9%=27.81,取28节,

长度=28×2300=64400mm;

冷却带占全窑总长的 41%,节数=90×41%=36.9,取37节,

长度=37×2300=85100mm。

4.3 窑内高的确定

表4-1:窑内高度表

排烟带预热带下枪、急冷带烧成缓冷、快冷带辊上高(mm)290415415420 290

辊下高(mm)395475475480 395

总内高(mm)685 890 890 900 685

5工作系统的确定

5.1 排烟系统

本辊道窑设计采用窑头准集中排烟,烟气由烧成带流向预热带,烟气温度由烧成带至预热带逐渐降低,而待烧砖坯则与烟气逆向而行到逐渐升温的目的,窑头准集中排烟有效的利用了烟气余热,降低了能耗。

在第一、第三、第五节、第七节窑顶分别设置排烟口进行排烟。在各排烟口分别设置圆管引出,汇总到窑顶、窑底的排烟分管中,最后连接到总管进行集中排烟。在9、10节窑顶设置排烟机风机平台,在其上设置2台排烟风机,其中1台备用。

5.2 燃烧系统

为有利于燃烧带的温度调节,采用高速烧嘴。全窑采用“小流量多点供热”的燃烧系统设置,共设置134对268个烧嘴。

在15~25节每节辊下设置2对烧嘴,错开排列并设置相应的火焰观察孔,;在950℃~1210℃,即26~53节,每节辊上下共设4对烧嘴,上下对侧均交错布置,并在辊上下方各个燃烧器对侧窑墙分别设置一个火焰观察孔。

5.3 冷却系统

制品在冷却带有晶体成长,转化的过程,并且冷却出窑是整个烧成过程最后的一个环节。从热交换的角度来看,冷却带实质上是一个余热回收设备,它利用制品在冷却过程中所放出的热量来加热空气,余热风可供干燥,达到节能的目的。

5.3.1急冷通风系统

在辊上、辊下设置带有圆孔的耐热钢急冷风管,自54~59节设置30对60根,呈对称布置。在60节窑顶设有一个急冷风机工作平台,上面布置两台急冷风机,提供

急冷用风,其中1台风机为备用风机。

5.3.2 缓冷通风系统

制品冷却到700~500℃范围时,是产生冷裂的危险区,应严格控制该段冷却降温速率,直接吹冷风冷却,会导致冷却速度过快,容易产生缺陷,为达到缓冷目的,一般采用间接冷却的方法,如抽热风或设置热交换装置以达到冷却制品的目的。

多数辊道窑在该段设置若干处抽热风口,使从急冷段与窑尾快冷段过来的热风流经制品,并将热量抽出,让制品慢速均匀地冷却。本设计采用热交换管进行间接冷却的方法,以缓和降温速率,达到均匀降温的目的。在61~80节,每节设置3对热交换管横穿辊上空间,共120根。热交换管的一端连接汇总管,一端开口,连通车间环境,对此热量进行余热利用,热交换管加热后的热风经汇总管汇总,接入助燃风机,由助燃风机抽走作为预热的助燃空气,达到节能的目的。

在缓冷段77、78节窑顶设有一个抽热风工作平台,上面布置一台抽热风机,抽出的热风一部分作为干燥介质,一部分直接排空。

5.3.3 快冷通风系统

窑尾采用直接吹冷风冷却产品。在窑炉最后2节两侧安装轴流风扇,每节窑顶、窑底各设4台轴流风扇,上下对制品强制冷却。在第88节设一矩形抽冷风口,尺寸为1600×580 mm。

5.4传动系统

5.4.1 辊子材质的选择

辊道窑对辊子材质要求十分严格,它要求制辊材料热胀系数小而均匀,高温抗氧化性能好,荷重软化温度高,蠕变性小,热稳定性和高温耐久性好,硬度大,抗污能力强。

常用的辊子有金属辊和陶瓷辊两种。为节约费用,不同的温度区段一般选用不同材质的辊子。一般来说,低温段(小于300℃)可选用普通无缝钢管辊子;中温段(300~600℃)可选用耐热不锈钢钢管;高温段(1300℃以下)可选用耐热高铝瓷棒[6]。

此次设计在低温段(20~200℃)选用φ55×4000的无缝钢管辊子;中温段(200~600℃和400~80℃)选用φ55×4000的耐热不锈钢管;在高温段(600~1210℃和1210~

700℃)选用φ55×4000含AL

2O

3

85%的瓷管。

表5-1:辊子的选材

低温段(300~20)无缝钢管辊棒

中温段(300~600℃℃和600℃~300℃)耐热不锈钢钢管

高温段(600~1210℃和1210~700℃)耐热高铝瓷棒

5.4.2 辊距的确定

考虑到制品在运动过程中始终保证有三根辊子支撑才能稳定运行,故辊距应为产品长度的1/4以下,即辊距不大于600×1/4=150,辊距如果太大对辊子的强度要求太高。由于窑炉每节的两头和中心都是70×50的方管,而每根辊棒的直径为φ55mm,为方便辊子的安装,取辊距为50mm,则可在每根方管中心开孔。设计的每节窑长为2230mm,当辊距为50mm时,2230/50=46根,符合节长应为辊距的整倍数的设计原则。

5.4.3 传动系统的选择

辊道窑的传动系统由电动机、减速设备和传动机所组成。常见的传动机构有链传动和齿轮传动两种。辊子采取链传动的特点是结构简单、成本低,但由于链传动的多边形效应,瞬时传动比周期性变化,给传动带来运动的不均匀性和附加的动负荷,从而影响到辊子传动的平稳性。因此,在链传动中应尽量选择较小的链节距。增加链齿数,限制链轮转速。齿轮传动比较平稳,运行过程中啮合牢固,但齿轮加工复杂,造价较高,为

了产品的质量,一般辊道窑都采用齿轮传动。

从传动布局的形式来分,又有整体传动和分段传动两种方法。整体传动布局一般用于短窑和实验室用辊道窑。分段传动通常5~7米为一段,各段辊子转速可以相同,也可以由快到慢分配不同的转速。

本设计将窑分成30段,每段均由一台电动机带动,采用变频调速。所有电机可同时运行,每台也可以单独运行。当处理事故时,可关掉一台或几台电机,其余电机仍可以按一定时间(一般为几秒钟)交替正、反转,砖坯前后摇摆运行,可保证这些区段的辊子不弯曲,砖坯也不会进入下一个区段。

5.4.4 传动过程

电机→主动链轮→滚子链→从动链轮→主动斜齿轮→从动螺旋齿轮→主轴→主轴上的斜齿轮→被动斜齿轮→辊棒传动装置→辊子

5.4.5 传动过程联接方式

依据以上原则,联接方式主要采用弹簧夹紧式,从动采用托轮磨擦式。

5.5 窑体附属结构

5.5.1 事故处理孔

建陶工业辊道窑多用来烧制墙地砖、瓷质砖等片状制品,一般将砖坯直接放在辊子上,常会发生断砖(坯)现象。为便于处理断辊、卡砖、起摞等事故,在窑侧墙每隔一定间距须设置事故处理孔。

事故处理孔一般设在辊下,且事故处理孔下孔面与窑底平齐,以便清除出落在窑底上的砖坯碎片。事故处理孔大小尺寸通常宽240~450mm,高65~135mm。同时,为加强窑体密封,应尽量少设置事故处理孔,而为了便于处理事故又希望多设置,要很好解决这一矛盾,必须合理布置事故处理孔。两侧墙事故处理一般均采取交错布置的形式。为了能清除窑内任何位置上的事故而不造成“死角”,两相邻事故处理孔间距不应大于事故处理孔对角线延长线与对侧内壁交点[7]。

L

B

α

δ

c

b

图5-2 事故处理孔设计原理图

其中:ctgα=b/δ=c/B,所以:c=B·ctgα=B·b/δ,则

L=2b(1+B)/δ;

式中:b为事故处理孔宽度,mm;

B为窑的内宽,mm;

δ为窑的厚度,mm;

L为两相邻事故处理孔的距离;

为了施工方便每节设置一对事故处理孔。设定事故处理孔的尺寸为:低箱300×130 mm、高箱300×200 mm。

内部挡火材料做成大盖板,间隙填入陶瓷棉,对事故处理孔进行密封,最外部的钢板密封前段还需要用一定的保温材料。密封的目的是为了防止热气体外溢,冷气体漏入等引起的热损失对产品的烧制产生影响。

5.5.2膨胀缝

窑体材料受热会膨胀,产生很大的应力,特别是新建窑炉在烘窑过程中,窑体升温较大,材料膨胀量大,极易造成窑体胀裂。为避免砌体开裂、损坏,必须重视窑体膨胀缝的留设,不仅窑墙、窑顶等砌体要留设,而且必须注意隔焰板、孔砖间膨胀缝的留设。一般每隔2m左右留设10~20mm膨胀缝,其中填充陶瓷棉或石棉。

本设计在每两节窑炉的接头部位设有10mm膨胀缝。

5.5.3测温孔与观察孔

为严密监视及控制窑内温度制度,即使调节烧嘴开度,一般在窑道顶及火道侧墙留设若干测温孔,以安装热电偶。测温孔间距一般为3~5m,高温段布密些,低温段布稀些,在烧成曲线的关键点,如氧化末端、晶型转化点、釉始融点、成瓷段、急冷结束等都设置测温孔[8]。

本设计从第一节开始布置测温孔,在第6、12节的窑顶布置两个WRN-122K型镍铬-镍硅热电偶,在18、20、23、27、31、35、39、43、47、51、56、60、65、70、75的窑侧和窑顶分别布置WRP-130S型铂铑-铂热电偶。

5.5.4挡火板、挡火墙的设置

由于辊道窑是中空窑,工作通道空间大,气流阻力小,为便于调节窑内压力制度和温度制度,在第7、14、18、20、23、27、31、35、39、43、47、52、53、59、73、75、80节设挡火板、挡火墙,上方采用耐火纤维板吊挂,其中第7、14、18、20、23、27、53、59节的挡火墙用高铝砖砌筑,第31、35、39、43、47、52、73节的挡火墙用JM-26的砖(75节不设置挡火墙只设置挡火板),这样可以缩小通道面积,以增加火焰阻力(其中73、75节用耐热钢板),有利于烟气在高温区滞留。上挡板还可以上、下调节以控制各段温度,在烧成带和冷却带之间交界的挡火墙和挡火板起到了分隔两带的作用,即避免了烧成带的高温烟气侧流入冷却带造成冷却效果减弱和热量损失,又避免了因压力波动时急冷风窜向烧成带降低高温区的温度。

5.5.5 窑体加固钢架结构形式

辊道窑钢架结构起着加固窑体作用,而钢架本身又是传动系统的机身。本设计采用金属框架装配式钢架结构,立柱用2.5t×75×50mm方钢、上横梁用2.3t×50×50mm方钢、下梁用2.5t×100×50mm方钢。在一节窑体钢架中,每侧共有立柱3根,两头每个立柱上开有攻M12螺栓节间联接的6个孔。下横梁每节共3根,焊在底侧梁上,下横梁上焊有50×50mm的等边角钢作底架,以便在其上搁置底板。上下侧板可用2~3mm钢板冲压制成,吊顶梁采用50×50×5mm的等边角钢。

6窑体材料及厚度的确定

6.1窑体材料确定原则

窑体材料要用耐火材料和隔热材料。耐火材料必须具有一定的强度和耐火性能以便保证烧到高温窑体不会出现故障。隔热材料的积散热要小,材质要轻,隔热性能要好,节约燃料。而且还要考虑到廉价的材料问题,在达到要求之内尽量选用价廉的材料以减少投资。

6.2窑体材料厚度的确定原则

①为了砌筑方便的外形整齐,窑墙厚度变化不要太多。

②材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍;墙高则为砖厚的整数倍,尽量少砍砖。

③厚度应保证强度和耐火度。

总之,窑体材料及厚度的确定在遵循以上原则得计出上,还要考虑散热少,投资少,使用寿命长等因素

表6-1:窑体材料和厚度表(1)

排烟段、快冷段(1-8、81-90节,20-430℃、430-80℃)

窑体部位材质使用温度(℃) 厚度(mm) 导热系数w/(m·℃)

耐火层高铝砖1400 114 0.112+0.268×10-3t 顶

隔热层STD纤维毡1350 55 0.08

耐火层轻质粘土砖1050 114 0.092+0.16×10-3t 墙

隔热层STD纤维毡1260 100 0.08

耐火层高铝砖1350 65 0.112+0.268×10-3t 底

隔热层轻质粘土砖1050 130 0.092+0.16×10-3t

预热带、下枪段(9-25、430-950℃)

窑体部位材质使用温度(℃) 厚度(mm) 导热系数w/(m·℃)

耐火层高铝砖1350 250 0.112+0.268×10-3t 顶

STD纤维毡1000 80 0.08

耐火层高铝砖1400 114 0.112+0.268×10-3t 墙

隔热层轻质粘土砖1050 114 0.092+0.16×10-3t

保温填充料1200 50 0.113+0.163×10-6t2

STD纤维毡1000 130 0.08

耐火层高铝砖1400 65 0.112+0.268×10-3t 底

隔热层轻质粘土砖1050 225 0.092+0.16×10-3t

烧成带,急冷段(26-52节,950-1210℃、1210-700℃)

窑体部位材质使用温度(℃) 厚度(mm) 导热系数w/(m·℃)

07《窑炉课程设计》指导书

热工、无非、硅工艺专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2010年5月

目录 课程设计要求与说明 (1) 第一章窑炉制图规格 (2) 第二章窑体图 (9) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19) 第五章设计说明书的编写 (22) 图1 隧道窑窑体主图 (26) 图2 隧道窑预热带典型断面图 (30) 图3 辊道窑窑体主图 (31) 图4 辊道窑窑体断面图 (33)

课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸,目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结,是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识,并学会如何将理论与实践结合,研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能,掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务,在规定的时间里,应围绕自己的题目内容,结合所学知识,认真查阅资料,体验工程设计的过程,同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计要求 通过本课程设计,要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构;掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法,同时要求学生融会贯通所学的理论知识,与实践结合,理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务,要求学生认真负责地进行设计,每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合,课程设计应作为学生的创造性成果,不能抄袭历届学生的设计,也不允许简单照搬现成的资料,要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目:隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 (1)图纸:主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全,线条、文字、图例规范; (2)说明书:确定主要尺寸和工作系统,进行燃烧计算和热平衡计算,要求计算正确,编写完整,格式规范。

年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书

景德镇陶瓷学院《窑炉课程设计》说明书 题目:年产860万件汤盘天然气隧道窑设计说明书

目录 前言 一、设计任务书 (4) 二、烧成制度的确定 2.1 温度制度的确定 (5) 三、窑体主要尺寸的计算.. 3.1棚板和立柱的选择 (5) 3.2窑长及各带长的确定 (5) 3.2.1 装车方法 (5) 3.2.2 窑车尺寸确定 (6) 3.2.3窑内宽、内高、全高、全宽的确定 (6) 3.2.4 窑长的确定 (7) 3.2.5 全窑各带长的确定 (7) 四、工作系统的确定 4.1 排烟系统 (7) 4.2 燃烧系统 (8) 4.3 冷却系统 (8) 4.4 传动系统 (8) 4.5 窑体的附属结构 (8) 五、窑体材料及厚度的选择 (8) 六、燃料燃烧计算 (12) 七、物料平衡计算 (13) 八、热平衡计算 (14) 九.冷却带的热平衡计算 (18) 十、烧嘴的选用 (21) 十一、心得体会 (22) 十二、参考文献 (23) 前言

隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。是以一条类似铁路隧道的长通道为主体,通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙,上面为由耐火材料和保温材料砌成的窑顶,下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底形成的一种烧成过程。 随着经济的不断发展,陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关,某一种特定的窑炉可以烧制出其他窑炉所不能烧制的产品,而有时需要一种特定的产品,就需要对其窑炉的条件加以限制,因此,配方和烧成是陶瓷制品优化的两个重量级过程,每个过程都必须精益求精,才能得到良好,称心的陶瓷制品。 隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备,以窑车为运载工具,具有生产质量稳定、产量大、消耗低的特点,最适合于工艺成熟批量生产的日用瓷。由于现在能源价格不断上涨,为了节约成本,更好的赢取经济利益,就需要窑炉在烧成过程中严格的控制温度制度、气氛制度,压力制度,提高生产效率及质量,更好的向环保节能型窑炉方向发展。 所以,我们作为新一批的陶瓷制作学习者,要求经过这个设计周,全面了解一个合适,高校的烧成窑炉在生产实践中都应注意的问题,将自己学的理论知识与现实生产进行紧密贴合。了解隧道窑的设计过程,和在设计过程中应注意的问题。

隧道窑课程设计说明书最终版备课讲稿

隧道窑课程设计说明 书最终版

《无机非金属材料》 课程设计 学生姓名: 学号: 181000435 专业班级:材料10级(4)班 指导教师: 二○一三年九月四日

目录 一、前言..................................................... - 1 - 二、设计任务和原始数据........................................ - 2 - 2.1设计任务................................................ - 2 - 2.2课程设计原始数据........................................ - 2 - 三、窑体主要尺寸的确定........................................ - 3 - 3.1隧道窑容积的计算........................................ - 3 - 3.2隧道窑内高、内宽、长度及各带长度计算.................... - 3 - 四、工作系统的安排............................................ - 5 - 4.1预热带工作系统.......................................... - 5 - 4.2烧成带工作系统.......................................... - 5 - 4.3冷却带工作系统.......................................... - 6 - 五、窑体材料以及厚度的确定.................................... - 7 - 六、燃料燃烧计算.............................................. - 8 - 6.1燃烧所需空气量计算...................................... - 8 - 6.2燃烧产生烟气量计算...................................... - 8 - 6.3燃烧温度计算............................................ - 8 - 七、预热带和烧成带热平衡计算................................. - 10 - 7.1热平衡计算基准及范围................................... - 10 - 7.2预热、烧成带热收入项目:............................... - 10 - 7.3预热、烧成带热支出项目: ................................ - 13 - 7.4预热、烧成带平衡热计算................................. - 14 - 7.5预热、烧成带热平衡表................................... - 14 - 八、冷却带热平衡计算......................................... - 15 - 8.1冷却带热收入项目:..................................... - 15 - 8.2冷却带热支出项目:..................................... - 15 - 8.4冷却带热平衡表......................................... - 17 - 九、选用烧嘴及燃烧室计算..................................... - 17 - 十、排烟系统的计算及排烟机的选型 ............................. - 18 - 10.1排烟系统的设计........................................ - 18 - 10.2 阻力计算............................................. - 19 - 10.3 风机选型............................................. - 21 - 十一、结束语................................................. - 23 - 十二、参考文献............................................... - 23 -

《窑炉课程设计》指导书

热工、无非、材物、材化专业 《窑炉课程设计》 指导书 周露亮编 2014年9月 目录 课程设计要求与说明 (3) 第一章窑炉制图规格 (4) | 第二章窑体图 (10) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (18) 第五章设计说明书的编写 (21)

课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸,目的是对学生学习《热工过程及设备》课程的最后总结,是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识,并学会如何将理论与实践结合,研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能,掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务,在规定的时间里,应围绕自己的题目内容,结合所学知识,认真查阅资料,体验工程设计的过程,同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 ? 二、课程设计要求 通过本课程设计,要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构;掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法,同时要求学生融会贯通所学的理论知识,与实践结合,理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务,要求学生认真负责地进行设计,每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合,课程设计应作为学生的创造性成果,不能抄袭历届学生的设计,也不允许简单照搬现成的资料,要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目:隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 (1)图纸:主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全,线条、文字、图例规范; (2)说明书:确定主要尺寸和工作系统,进行燃烧计算和热平衡计算,要求计算正确,编写完整,格式规范。

隧道窑操作说明书

75米日用瓷轻型装配式环保节能气烧隧道窑 操 作 说 明 书

第一章窑炉设计说明 一、一般说明 ㈠用途 本系列新型节能隧道窑主要用于日用陶瓷行业的盘、蝶、杯、碗类制品的烧成。 ㈡工作原理 本系列隧道窑是连续性工作的陶瓷烧成热工设备,配备全套自动控制。 燃料、助燃空气和雾化空气(以液体燃料工作时),通过各自的管路系统,受调节阀门控制,以所需的压力、流量进入烧嘴内均匀混合燃烧,高速喷入窑道内并在那里进一步进行充分燃烧。窑道内高温燃烧产物与制品直接接触从而高效地加热制品,然后以与制品前进相反的方向自烧成带向窑头流动,并继续加热低温区的坯体,最终在窑头集中经由排烟管路系统排出窑外。坯体分层装载于窑车上,由液压顶车机推动窑道内的窑车运行,将坯体匀速、平稳地自窑头向窑尾输送。在坯体前进过程中经历自低温预热到高温烧成各个温度带,不断与燃烧产物直接进行热交换而受到加热升温,伴随着水份蒸发、结构水脱离、氧化物分解、新的晶相形成和玻璃相熔化等一系列复杂的物理化学反应,烧制成为陶瓷制品进入急冷带、冷却带。然后受合理直接冷却、缓慢冷却一整套冷却工作系统,安全、有效地冷却产品出窑。 在配有自动、进出窑机衔接的情况下,上述整个过程完全脱离人工操作而自动完成。 ㈢燃料 本系列窑仅适用于洁净气体燃料和液体燃料。在为用户提供窑炉时,是以其中某种燃料为特定条件设计、制造的。当以后燃料供应条件发生变化时,需改换燃料供应管路、阀门及燃料系统,可供选择互换的燃料有:

㈣特点 本系列隧道窑经广泛吸收八十年代末国外先进的设计制造技术,结合中国具体国情进行优化设计制造。具有如下一些特点: 1、采用明焰裸烧工艺,燃烧产物与被烧制品直接接触,热交换效率高,制品受热均匀,可以实现低温快烧。 2、耐火保温材料全部采用高热阻、低蓄热的轻质隔热材料,因而,升温降温速度快,保温性能极好;窑外表面温度低,散热小。以上两大特点使得本系列隧道窑能耗接近了理论烧成能耗。 3、工作系统灵活,调整余地大,通过调节控制各温度点,可以灵活地改变烧成曲线,实现一条窑烧制不同产品之目的。 4、施工周期短,可在工厂内制造标准单元,运到现场快速装配而成,当客户需扩大产量时,增加一定数量的标准装配单元进行改造即可实现。 5、可通过改换燃料供应系统、烧嘴来适应燃料供应条件有可能发生变化的情况。 二、ZBRQS75-1.26装配式高温隧道窑主要技术经济指标 1、窑型轻型装配式环保节能气烧隧道窑 2、窑有效长75M 3、窑内宽预热带、冷却带1260mm 烧成带1340mm 其中有效内宽1110mm 4、窑内有效高820~840mm(普通杯装6层) 5、产品类型日用瓷(高温白瓷、镁质瓷、新骨质瓷等) 6、窑车规格1660×1350mm(长×宽) 7、推车速度13.3~21.2分钟/车 8、进车量67.9~108.2车/天

年产80万件日用瓷隧道窑设计

本设计是年产80万件10寸汤盘隧道窑。窑炉总长43.5m,有效宽是1.7米,烧成温度是1300℃,烧成周期为24小时。燃料采用发生炉煤气,燃烧器采用高速烧嘴。设计的隧道窑,窑体趋向轻型化,烧成质量好,成品率高。 全窑的控制采用计算机自动控制来实现,这样既提高了产品的成品率又降低的工作人员的工作强度,降低了生产成本。 关键词:隧道窑汤盘发生炉煤

摘要 ...................................................................................................................................... I 前言 . (1) 1 原始数据 (2) 2 烧成制度的确定 (2) 3 窑体主要尺寸的确定 (2) 3.1 棚板和立柱的选用 (2) 3.2 装车方法 (3) 3.3 隧道窑有效高度 (3) 3.4隧道窑宽度 (3) 3.5 窑总长及各带长的确定 (3) 3.5.1 窑总长的确定 (3) 3.5.2 各带长度的确定 (4) 3.6 窑车数量及推车间隔时间 (4) 3.7 核算隧道窑的实际生产能力 (4) 4 隧道窑工作系统的确定 (4) 4.1 燃烧系统的确定 (4) 4.2 通风系统的确定 (5) 4.2.1 烧成带一次空气送风系统 (5) 4.2.2 冷却带抽风系统 (5) 4.3 排烟系统 (5) 4.4 冷却系统 (5) 4.4.1 急冷段 (5) 4.4.2 缓冷段 (5) 4.4.3 快冷段 (5) 4.4.4 窑尾段 (5) 5 窑顶结构的确定 (6) 6 窑体材料和厚度的确定 (6) 6.1 窑体材料确定原则 (6) 6.2 整个窑炉的材料名称和厚度 (6) 6.2.1窑炉窑墙部分的材料名称和厚度 (6) 6.2.2窑炉窑顶部分的材料名称和厚度 (7) 7 燃料燃烧计算 (7) 7.1 所需空气量 (7) 7.2 燃烧产生烟气量 (7) 7.3 燃烧温度 (8) 8 隧道窑热平衡计算 (9) 8.1 预热带、烧成带热平衡 (9) 8.1.1 燃料化学热 (9) 8.1.2 燃料的显热 (10) 8.1.3 助燃空气的显热 (10) 8.1.4 入窑坯体带入显热 (10) 8.1.5 坯体物化反应过程所需的热量 (10)

课程设计:日产8吨高硼硅玻璃窑炉设计

日产8吨的高硅硼玻璃的全电熔窑炉设计

1.前言 所谓全电容窑炉,通常是指配合料熔成导电介质后,玻璃液体本身成为电阻组件,实现玻璃的连续融化。但配合料(含有部分熟料)未熔成导电介质之前,即在烤窑阶段,仍需要气体或液体来加热。 玻璃电熔技术是目前国际上最先进的熔制工艺,是玻璃生产企业提高产品质量,降低能耗,从根本上消除环境污染的十分有效的途径。对于15t/d以下的小型玻璃熔窑来说,在电力充足和电价适中的地区,用电熔工艺生产各种玻璃制品的综合经济效益是很理想的;在电价高的地区,对于生产彩色玻璃、乳浊玻璃、硅酸盐玻璃、铅玻璃、高挥发组分玻璃或特种玻璃也是很合算的。 电熔窑炉产生的废气量少,防止空气污染;能降低挥发性配合料组分的挥发;降低因结石造成的产品损失;而且玻璃成分均匀,在整个窑炉期间可始终保持满负荷的出料量。另外它的建设投资少,占地面积小。玻璃质量好,效率高,但成本低。玻璃电熔窑炉也有耐火寿命短的缺陷,而且窑炉的用电成本和初期安装成本高。 玻璃电熔窑炉工作原理:玻璃在低温下几乎是绝缘的,但在高温下熔融的玻璃是一种良导体。玻璃电熔窑炉就是将电流引入玻璃液中,玻璃液直接通电加热,通电后两极间的玻璃液在交流电的作用下产生焦耳热,从而达到熔化和调温的目的。玻璃液之所以具有导电性,主要是因为电荷通过离子发生迁移。 导电性的难易是以电阻率ρ(Ω·cm)或其倒数σ((Ω·cm)-1)来表示,ρ值越小,则电导本领越强。玻璃在室温下为绝缘体,它的电导率约为10-13~10-15(Ω·cm)-1。如果提高温度,玻璃的电导率会急剧增加,在熔融状态可达到0.1~1(Ω·cm)-1。电熔化能用来融化几乎所有品种的玻璃以及某些呈现高阻值的硅酸盐材料。各种玻璃的电导率随其成分不同可有很大差别,对同一种玻璃,电导率则是温度的函数。在网状结构中,含有其他改良剂离子时,能降低Na+离子的迁移和玻璃的电导率。例如,加入Ca2+,Ba2+,Pb2+离子会大大增加玻璃的电导率。 玻璃的电阻率强烈依赖于温度,这是因为网状结构空穴中的改良离子,在

隧道窑课程设计说明书---设计一条年产卫生陶瓷万大件的隧道窑[25页].docx

本资料由皮匠网收录,更多免费资料下载请点击:https://https://www.360docs.net/doc/f516737269.html, / 窑炉设计说明书 题目:设计一条年产卫生陶瓷12万大件的隧道窑

本资料由皮匠网收录,更多免费资料下载请点击:https://https://www.360docs.net/doc/f516737269.html, / 一、前言 随着经济不断发展,人民生活水平的不断提高,陶瓷工业在人民生产、生活中都占有重要的地位。陶瓷的发展与窑炉的改革密切相关,一定结构特点的窑炉烧出一定品质的陶瓷。因此正确选择烧成窑炉是获得性能良好制品的关键。 陶瓷窑炉可分为两种:一种是间歇式窑炉,比如梭式窑;另一种是连续式窑炉,比如隧道窑。隧道窑由于窑内温度场均匀,从而保证了产品质量,也为快烧提供了条件;而隧道窑中空、裸烧的方式使窑内传热速率与传热效率大,又保证了快烧的实现;而快烧又保证了产量,降低了能耗。所以,隧道窑是当前陶瓷工业中优质、高产、低消耗的先进窑型,在我国已得到越来越广泛的应用。 烧成在陶瓷生产中是非常重要的一道工序。烧成过程严重影响着产品的质量,与此同时,烧成也由窑炉的窑型决定。 在烧成过程中,温度控制是最重要的关键。没有合理的烧成控制,产品质量和产量都会很低。要想得到稳定的产品质量和提高产量,首先要有符合产品的烧成制度。然后必须维持一定的窑内压力。 最后,必须要维持适当的气氛。

本资料由皮匠网收录,更多免费资料下载请点击:https://https://www.360docs.net/doc/f516737269.html, / 二、设计任务与原始资料 1课程设计题目 设计一条年产卫生陶瓷12万大件的隧道窑 2课程设计原始资料 (1)、年产量:12万大件/年; (2)、产品规格:400*200*200mm,干制品平均质量10Kg/件; (3)、年工作日:340天/年; (4)、成品率:90%; (5)、燃料种类:天然气,热值Q D =36000KJ/Bm3; (6)、制品入窑水分:2.0%; (7)、烧成曲线: 20~~970℃, 9h; 970~~1280℃, 4h;

电气自动化毕业论文

安徽电气工程职业技术学院 毕业论文 题目:梭式窑燃烧系统研究 系部:自动化与信息工程部 专业:电气自动化 姓名: 班级:14电气 学号: 指导教师: 教师单位: 2016年12月28 日 摘要 梭式窑燃烧系统是由燃气燃烧器(烧嘴)、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成,确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线,经PLC运算,输出信号送给电磁阀,电磁阀接受 PLC 的信号,实现电磁阀的开关,控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时,PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上,并将有关热工参数显示在流程图上,同时指示有关设备的

运行状态。 关键词:检测装置;控制系统;PLC;继电器;流程图 目录 1、绪论 (4) 1.1 题目背景及目的 (4) 1.2 论文研究方法 (5) 1.3 论文研究内容 (5) 2、系统简介 2.1空气管路 (6) 2.2燃气管路 (6) 2.3自动控制系统 (6) 2.3.1自动控制器 (6) 2.3.2燃烧器功率调节 (6) 2.3.3压力控制系统 (7) 2.3.4控制系统概述 (7) 2.4设备功能特点 (9) 2.5技术指标 (10) 3、硬件配置 (10) 4、软件设计 (12)

4.1 系统图纸 (12) 4.2 下位机控制 (21) 4.3 上位机 (43) 4.4 通讯 (44) 5、毕业设计总结 (49) 6、参考文献 (50) 7、致谢 (50) 1 绪论 梭式窑是一种以窑车做窑底的倒焰间歇式生产的热工设备,也称车底式倒焰窑,因窑车从窑的一端进出也称抽屉窑,是国内近十年来发展迅速的窑型之一。梭式窑被广泛地使用于艺术陶瓷、日用陶瓷、建筑陶瓷、特种陶瓷、耐火材料及金属热处理行业,要求设计各种性能及不同容积的梭式窑。设计温度700--1800℃,有效容积1--180 ,并可选用氧化或还原烧成气氛;采用先进的可编程窑炉控制系统为用户完成各种产品烧成曲线;梭式窑可采用柴油、煤气、天然气及液化石油气作为燃料。 1.1 题目背景及目的 梭式窑的应用正日益广泛, 它给卫生瓷生产带来的好处是明显的。首先是生产安排非常灵活, 每一窑都可以采用不同的烧成制度, 烧制不同的产品, 很适合现在市场多变的要求; 可以随时根据销售情况决定生产, 可以生产连续窑不易生产的大件、超大件产品, 这些都是连续窑无法比拟的。但它也有许多缺点, 能耗高就是其中关键一项。随着技术水平的提高, 梭式窑的优点正得到充分的发挥, 而过去的缺点更日益成为历史。现在国外引进的梭式窑, 其能耗指标比隧道窑高不出多少, 因此应用也日益广泛, 甚至成为有些厂在小规模生产时的主要设备。但相比较而言,

工业窑炉课程设计

萍乡学院 《窑炉课程设计》说明书 题目:窑炉设计7000m2 液化气辊道窑 院(系):材料与化工学工程系 专业: 学号: 姓名: 指导老师:肖素萍 二〇一三年月日

前言 隧道窑是耐火材料、陶瓷和建筑材料工业中最常见的连续式烧成设备。其主体为一条类似铁路隧道的长通道。通道两侧用耐火材料和保温材料砌成窑墙,上面为由耐火材料和保温材料砌筑的窑顶,下部为由沿窑内轨道移动的窑车构成的窑底。 隧道窑的最大特点是产量高,正常运转时烧成条件稳定,并且在窑外装车,劳动条件好,操作易于实现自动化,机械化.隧道要的另一特点是它逆流传热,能利用烟气来预热坯体,使废气排出的温度只在200°C左右,又能利用产品冷却放热来加热空气使出炉产品的温度仅在80°C左右,且为连续性窑,窑墙,窑顶温度不变,不积热,所以它的耗热很低,特别适合大批量生产陶瓷,耐火材料制品,具有广阔的应用前景. 本设计为年产10万件高为:0.7m,长为:1.7m,宽为:0.8m的浴缸的隧道窑。窑炉总长为190m,烧成周期为40小时,最高烧成温度为1320℃,采用的是0#柴油。

目录 一原始资料的收集 (4) 二烧成制度的确定 (5) 三窑体主要尺寸的计算 (6) 四工作系统的确定 (7) 五窑体材料及厚度的选择 (9) 六燃料燃烧计算 (11) 七物料平衡计算 (13) 八热平衡计算 (13) 九冷却带的热平衡计算 (18) 十管道尺寸、阻力计算 (21) 十一工程材料概算 (26) 十二后记 (29)

一、原始资料的收集 由设计任务书得到:1、年产量:10万件 2、产品规格:高:0.7m 长:1.7m 宽:0.8m 3、年工作日:330天 4、燃料:0#柴油,Q =41800KJ/Nm3 net 5、入窑水分:1.7% 6、产品合格率:98% 7、烧成周期:40小时 8、最高烧成温度:1320℃ 9、坯料组成(%): 10、燃料组成成分:

陶瓷隧道窑微机温度控制系统

陶瓷隧道窑微机温度控制系统 摘要 目前我国陶瓷隧道窑炉大多采用人工或简单仪表控制,要想使窑炉长期达到最佳工作状态是不可能的,造成产品合格率、一级品率一直处于较低的水平。陶瓷隧道窑炉是由预热带、烧成带和冷却带三个部分组成,瓷件烧成温度在1320℃左右,窑内温度场主要由烧成带12对喷嘴燃冷煤气产生,窑炉系统用8组风机来调节窑内的压力场。排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场,急冷风会影响最终产品的质量。 温度控制系统将采集的各点温度值,经A/D转换后与设定值进行比较,控制器输出经由D/A变换,变成 4~20mA形式模拟量输出给电动执行器,驱动蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量,从而控制烧成带的温度。12只温度传感器与12个喷嘴一一对应。 关键词:MSP430F149单片机、热电偶,变送器、大林算法、 I2C总线、多路开关

一.总体方案设计 1.对象的工艺过程 陶瓷隧道窑炉是由预热带、烧成带和冷却带三个部分组成,瓷件烧成温度在1320℃左右,窑内温度场主要由烧成带12对喷嘴燃冷煤气产生,窑炉系统用8组风机来调节窑内的压力场。排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场,急冷风会影响最终产品的质量。 温度控制系统将采集的各点温度值,经A/D转换后与设定值进行比较,控制器输出经由D/A变换,变成 4~20mA形式模拟量输出给电动执行器,驱动蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量,从而控制烧成带的温度。12只温度传感器与12个喷嘴一一对应。

窑温控制示意图 2.对象分析 被控过程传递函数s e s s G 403 o ) 251(25.2)(-+= 是一个大的延迟环节,而且温度的控制对系统的输出超调量有严格的限制,用最少拍无纹波数字控制器的设计,和PID 算法效果欠佳,所以本设计采用大林算法设计数字控制器。 3.控制系统设计要求 窑温控制在1320±10℃范围内。微机自动调节:正常工况下,系统投入自动。模拟手动操作:当系统发生异常,投入手动控制。 微机监控功能:显示当前被控量的设定值、实际值,控制量的输出值,参数报警时有灯光报警。 二、硬件的设计和实现 1.选择计算机机型和系统总线 本系统控制的回路12个,所以只需要一片微控制器即可实现,本设计采用TI 公司的MSP430系列单片机,MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机,有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下指

基于MCGS的陶瓷工业隧道窑监控仿真论文

景德镇陶瓷学院科技艺术学院毕业论文 本科生毕业论文(设计)基于MCGS的陶瓷工业隧道窑监控仿真 学号:200930453008 学生姓名: 专业班级:09热能与动力工程 指导老师: 完成日期:13-05-16 —科技艺术学院—

摘要 本文应用MCGS组态软件设计一个隧道窑监控仿真实验平台,初步实现了对隧道窑工况的监控。 以MCGS组态软件为开发平台,本文设计的仿真实验监控平台不仅能对隧道窑的温度进行监控,还可采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。 本文所开发的仿真监控系统,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作,最终可达到对隧道窑工况实时监控的目的,实验数据采集,报表的输出和数据可以同步显示。本系统运行结果表明,利用MCGS组态软件开发对陶瓷工业隧道窑的监控是可行的,MCGS组态软件在陶瓷工业窑的自动化控制领域有着良好的应用前景。 关键词:MCGS组态软件;工业隧道窑;仿真实验

Abstract In this paper, MCGS configuration software design a tunnel kiln control simulation platform, the initial realization of the tunnel kiln condition monitoring. In MCGS configuration software for the development platform, we design simulation experiments monitoring platform can not only monitor the temperature tunnel kiln, the experimental data can be collected to establish experimental reports, but also off-line simulation, analog control. This paper developed simulation monitoring system, using MCGS configuration software for data acquisition, control information output and human-computer interaction, etc., may eventually reach the tunnel kiln real-time condition monitoring purposes, experimental data collection, reporting, and data can be output simultaneous display. The results show that the system is running, using the configuration software MCGS tunnel kiln for ceramic industry monitoring is feasible, MCGS configuration software in the ceramic kiln automation and control industry has good application prospects. Keywords: MCGS configuration software; industrial shuttle kiln;Simulation

隧道窑窑炉课程设计样本

课程设计说明书 题目: 年产800万件8寸汤盘隧道窑设计 学号: 201xxxxxcccm 姓名: xxxxx 院 ( 系) : fffff学院工程系 专业: xxxjj金属材料工程 日期: .05.26- .06.13

目录 1 前言 (1) 2 设计任务书 (3) 3 窑体主要尺寸的确定 (4) 3.1 窑内宽的确定 (4) 3.2 窑体长度的确定 (5) 3.3 窑内高的确定 (5) 4 烧成制度的确定( 主要指温度制度) (6) 5 工作系统的确定 (7) 5.1 预热带系统 (7) 5.2 烧成带系

统 (7) 5.3 冷却带系统 (8) 5.4 传动系统 (8) 5.5 窑体附属结构 (8) 5.5.1 事故处理孔 (8) 5.5.2 测温测压孔及观察孔 (8) 5.5.3 膨胀缝 (8) 6 燃料燃烧计算 (8) 6.1 空气量 (8) 6.2 烟气量 (9) 6.3 燃烧温度 (9) 7 窑体材料及厚度的确定: 列表表示全窑所用材料及厚

度 (10) 8. 物料平衡计算 (11) 9 热平衡计算 (12) 9.1 预热带及烧成带热平衡计算 (12) 9.1.1 热平衡计算基准及范围 (12) 9.1.2 热平衡框图 (13) 9.1.3 热收入项目 (13) 9.1.4 热支出项目 (15) 9.1.5 列出热平衡方程式 (17) 9.1.6 列出预热带烧成带热平衡表 (17) 9.2 冷却带热平衡 (18)

9.2.1 热收入项目 (18) 9.2.2 热平衡框图 (18) 9.2.3 热支出项目 (19) 9.2.4 列热平衡方程式 (19) 9.2.5 列出预冷却带热平衡表 (20) 9 烧嘴的选用 (21) 10.1 每个烧嘴所需的燃烧能力 (21) 10.2 每个烧嘴所需的油( 气) 压 (21)

隧道窑课程设计说明书

成都理工大学 窑炉设计说明书 题目:设计一条年产卫生陶瓷10万大件的隧道窑 学号: 200802040315 姓名:赵礼 学院:材料科学与工程学院 班级: 08级材料(三)班 指导教师:叶巧明刘菁

目录 一、前言····················································································· 二、设计任务与原始资料······································································· 三、烧成制度的确定··········································································· 四、窑体主要尺寸的确定······································································· 五、工作系统的安排··········································································· 六、窑体材料以及厚度的确定··································································· 七、燃料燃烧计算············································································· 八、加热带热平衡计算········································································· 九、冷却带热平衡计算········································································· 十、烧嘴的选用级燃烧室的计算·································································十一、烟道和管道计算,阻力计算和风机选型······················································十二、后记··················································································· 十三、参考文献···············································································一、前言 随着经济不断发展,人民生活水平的不断提高,陶瓷工业在人民生产、生活

无机材料工艺课程设计指导书

无机非金属材料专业 《无机材料工艺课程设计》 指导书 无机非金属材料研究所编 2010年5月

目录 课程设计要求与说明 (1) 第一章窑炉制图规格 (2) 第二章窑体图 (9) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19) 第五章设计说明书的编写 (22) 图1 隧道窑窑体主图 (26) 图2 隧道窑预热带典型断面图 (30) 图3 辊道窑窑体主图 (31) 图4 辊道窑窑体断面图 (33)

课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸,目的是对学生学习《陶瓷工艺学》课程的最后总结,是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识,并学会如何将理论与实践结合,研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能,掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务,在规定的时间里,应围绕自己的题目内容,结合所学知识,认真查阅资料,体验工程设计的过程,同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计要求 通过本课程设计,要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构;掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法,同时要求学生融会贯通所学的理论知识,与实践结合,理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务,要求学生认真负责地进行设计,每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合,课程设计应作为学生的创造性成果,不能抄袭历届学生的设计,也不允许简单照搬现成的资料,要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目:隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 (1)图纸:主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全,线条、文字、图例规范; (2)说明书:确定主要尺寸和工作系统,进行燃烧计算和热平衡计算,要求计算正确,编写完整,格式规范。

隧道窑课程设计

成都理工大学 隧道窑课程设计书 课程设计题目:设计一条年产卫生陶瓷10万大件的隧道窑 学院:材料与化学化工学院 专业:材料科学与工程 姓名:朱廷刚 学号:20080204 指导老师:叶巧明 刘菁

目录 前言 (2) 一原始资料的收集 (3) 二窑型选择 (3) 三窑体主要尺寸的计算 (4) 四工作系统的确定 (8) 五窑体材料及厚度的确定 (10) 六燃料燃烧的计算 (11) 七用经验数据决定燃料的消耗量 (12) 八预热带及烧成带的热平衡计算 (13) 九冷却带热平衡计算 (18) 十烧嘴的选用及燃烧室的计算 (22) 十一烟道和管道计算,阻力计算和风机选型 (23)

前言 窑炉的设计计算,其基本原则都是一样的。掌握隧道窑设计计算的主要内容,方法及具有识固的能力,对其他窑炉的设计计算也就举一反三了。隧道窑的设计计算包括三大部分:1.窑体主要尺寸及结构的计算;设备的计算;3.通风设备及其他附届设施计算。2.燃料燃烧及燃烧隧道窑的设计计算工作且相当繁重,所以在计算过程中往往采用简化的经验数据。近年来采用电子计算机技术,对隧道窑设计进行了研究,使设计工作向前推进了一步。例如,对窑墙传热,窑车不稳定传热,绕成带绕宪分布及各对烧嘴中照料的分配,预热带排拥口分布乃久对排姻口烟气量的分配等都可用电子 计算机设计计算。

一原始资料的收集 1.年产量:10万大件/年; 2.产品规格:400×200×200mm,干制品平均质量 3.年工作日:340天/年; 4.成品率:90%; 5.燃料种类:天然气,热值Q D=36000KJ/Bm3; 6.制品如要水分:2.0%; 7.烧成曲线:20℃~970℃,9h; 970℃~1280℃, 4h; 1280℃, 保温1h; 1280℃~80℃, 14h; 最高烧成温度1280℃,烧成周期28h. 二窑型选择 卫生瓷是大件产品,采用普通窑车隧道窑。 由于考虑到燃料为城市煤气,经过净化处理,不会污染制品。若再从窑的结构上加以考虑,避免火焰直接冲剧制品,所以采用明焰露袭的形式(制品不袭匣钵),既能保证产品质量,又增加了产量,降低了燃科消耗,改善了工人操作条件,并降低了窑的造价,是合理的。 烧成制度:

串级控制过程控制课程设计

设计内容与设计要求 设计内容: 某隧道窑炉系统,考虑将燃烧室温度作为副变量,烧成温度为主变量,燃烧室温度为副变量的串级控制系统中主、副对象的传递函数分别为: G01(s)=1/(30s+1)(3s+1);g02(s)=1/((10s+1)(s+1)^2); 主控制器采用比例积分控制,副控制器采用比例控制。 设计要求: 试分别采用单回路控制和串级控制设计主、副PID控制器的参数,并给出整定后系统的阶跃响应曲线和阶跃扰动的响应曲线,并说明不同控制方案对系统的影响。

目录 第1章概述 (1) 第2章系统总体方案 (2) 2.1 隧道窑的结构 (2) 2.2 方案比较 (2) 2.3 方案选择 (4) 第3章系统控制参数的选择 (5) 3.1串级控制系统选择 (5) 3.1.1 主变量的选择 (5) 3.1.2 副变量的选择 (5) 3.1.3 操纵变量的选择 (5) 3.2 调节阀开关形式的选择 (6) 3.3 传感器、变送器的选择 (6) 3.4 控制器的选择 (7) 3.4.1 控制器控制规律的选择 (7) 3.4.2 控制器正、反作用选择 (7) 3.4.3 控制器选型 (8) 第4章系统调试 (10) 4.1系统参数的整定 (10) 4.2 系统仿真 (10) 第5章心得体会 (14) 参考文献 (15)

第1章概述 随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈,产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足优质、高产、低消耗,以及安全生产、保护环境等要求,做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。 在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内,过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是:分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。几十年来,工业过程控制取得了惊人的发展,无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中,还是在传统工业过程改造中,过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。 目前,过程控制正朝高级阶段发展,不论是从过程控制的历史和现状看,还是从过程控制发展的必要性、可能性来看,过程控制是朝综合化、智能化方向发展,即计算机集成制造系统(CIMS):以智能控制理论为基础,以计算机及网络为主要手段,对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合,实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。 本次课程设计是隧道窑的温度课程系统,而隧道窑是对陶瓷制品进行预热、烧成、冷却的装置。因为几个环节都涉及到温度的控制,因此隔焰隧道窑的温度是生产工艺的一项重要指标,温度控制的好坏将直接影响产品的质量。如果火焰直接在窑道烧成带燃烧,燃烧气体中的有害物质将会影响产品的光泽和颜色,所以就出现了隔焰式隧道窑。火焰在燃烧室中燃烧,热量经过隔焰板辐射加热烧成带。 另外随着现代工业生产的迅速发展,对工艺操作条件的要求更严格,对安全运行及对控制质量的要求也更高。而因为隧道窑温度的变化比较慢,所以滞后比较大。综上所述,须设计一套以温度为控制变量的控制系统。 该控制系统的生产工艺要求: ⑴可以实现对整个隧道窑的工艺流程的控制。 ⑵能够克服较大的滞后。 ⑶能够自动控制窑内温度,并达到所需精度。

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