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1、热平衡计算附表（总5页）本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.March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：QgQe热收入：制品带入显热：Qi棚板、立柱带入显热：q2Q4Q5 Q6 Q7热平衡框图热支出：产品带出显热：q3棚板、立柱带出显热：q4燃料带入的化学显热：Q 助燃空气带入显热：Qa窑顶、窑墙散热：q5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其他热损失：Qs气幕带入显热：QoQa
2、 +Qb=Qo1 .热收入项目1.1 制品带入显热。/(I-每小时入窑湿制品质量G0=28. 3 Kg/件X 12. 77件/车X4. 2车/时1。100-4.80.01) =1611 kg/h (1%体进窑水分) 入窑制品温度540 ,此时制品的比热00.92 kJ/ ( kg-)则:Q1= GoXC.Xtieil kg/hXO. 92 kJ/ ( kg*) X40 =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=300X4.2=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3=40 ,则此时
3、棚板、立柱的比热G=0.851 kJ/ ( kg)贝|J：Q2=GbXC2Xt2=1260 kg/hXO. 851 kJ/ ( kg*) X40= 42890. 4 (kJ/h)1. 3燃料带入的化学显热QfQd=36000 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=l. 56 kJ/(Nm3 )设每小时消耗的燃料量为Xm7h贝I)： Qf=x(Qd+cfXtf)=x(36000+1. 56X20)=36031. 2 x (kj/h)1.4 助燃空气带入显热Q,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/
4、Nm3助燃空气温度ta=20,此时空气平均比热Ca=l. 30 kJ/(Nm3 )贝IJ：Q= VaXcaXta =8. 568xXl. 30X20=222. 768x (kj/h)1.5 从预热带不严密处漏入空气带入显热取预热带烟气中的空气过剩系数ag=2. 5,已求单位体积理论空气量Va=8. 16 Nm3/ Nm3烧成带燃料燃烧时空气过剩系数af=l. 05oV/=x X(aB-ar) XVa=x(2. 5-1. 05)X8. 16=11. 832x (NmVh)漏入空气温度为t/=20此时 C/=l. 30 kJ/(Nm3 )则：Qa- V/X C/X 4=11.823 xX 1.30
5、X20=307. 632x (kj/h)1.6 气幕与搅拌风带入显热Q.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. 6V=0. 6X8. 568x=5. 1408x (Nm7h)设搅拌风 t120,查得&=1.30 kJ/(Nm3 )Qm=V,XCmX t =5. 1408xX 1. 30X20=133. 66x (kj/h)2热支出2. 1产品带出显热Qi出烧成带产品质量：G3=28. 3 Kg/件X12.77件/车义4.2车/时=1518Kg/h出烧成带产品温度：
6、t3=1260 查手册,此时产品平均比热：C3=l. 20 kJ/(kg- )贝IJ：Q3=G3XC3Xt3=1518 Kg/hX1260X1.20 kj/(kg )=2295216 (kj/h)2.2棚板、立柱带出显热Qi棚板、立柱质量：G，l300X4. 2=1260 kg/h出烧成带棚板、立柱温度：t4=1260此时棚板、立柱的平均比热：C4=0. 84+0. 000264t=0. 84+0. 000264X1260=1. 17 kJ/ (kg )则：Q4= G4XC4Xt4=1260Xl. 17 X 1260=1857492 (kJ/h)2. 3烟气带走显热Qg烟气中包括燃烧生成的烟气
7、，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=5. 1408x (Nm3/h)离窑烟气体积：V= Vg+ (aR-l) X Vax+Vra烟气温度为250此时烟气比热：Cg=1.44 kJ/( Nm3 )贝|J：Qg=VgXCgXtg=10. 778+(2. 5-1) X8. 16x+5, 1408x XI. 44X250 = 10137. 168x (kj/h)2.4窑顶、窑墙散热Qs根据各段材料不同,并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
8、1至10节，长20米，温度范围20-600 ,平均温度310 c外壁温度60,顶部平均温度为80；qi=310-800.025 0.1510.260.1=156.25 W/m2=69 W/m2tx -r0310-605X57 0.345_0J- + - +4 2. 0.375 0.037 14Q=156. 25X4. 57X20+69 X 1.875X20X2=19456 (kj/h)第11至16节，温度范围为600-900 ，长12米，平均温度750 q3=包+生750-800.025 0.1510.260.1=419. 80 W/m2Q4=750-60d2砥20.230.1150.050.
9、05H+1 + H4444。30.3750.10.15=361.26W/m2Qb=419. 80X4. 57X12+361.26 XI. 875 X 12X2=39278. 5 (kj/h)第17至24节，温度范围900-1100 长16米，平均温度1000CQ5-2+生1000-800.23 0.0610.30.1=671. 5W/m2=306.2W/m2(I _1000 - 6082&1一。.23 0.115 0.2工+厂才工0.375 0?1Qc=671. 5X4. 57 X 16+306. 2 X 1. 875X 16X2=67472. 0 (kj/h)第25至38节，温度范围1100
10、-1260C长28米，平均温度1180。C= 700 (kj/h)4()1180 80% = 0.27 0.02 0.0611I I4 %2 4030.20.1q8 =1180-60=397.2 (kj/h)d&。20.230.1150.050.15111II I4A24X40.30.3750.20.1Qd=700X4. 57X28+397. 2X1. 875X28X2=131278 (kj/h)Q5=19456+39278. 5+67472. 0+131278=257484 (kj/h)2. 5窑车积蓄和散失之热Q(i根据投产洁具隧道窑能源数据监测，占热收入的6虬2. 6物化反应耗热Q7自由
11、水的质量G116 kg/h (认定进窑制品含水率为I%)烟气离窑的温度tg=250o制品中AL2O3含量约为22. 5%则可得：Q7=Qw+Qr=16X (2490+1.93X250) +73.8X2100X0. 225= 82430. 5 (kj/h)2.7 其他热损失Qs(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+Ql+Qa+Qb+Qm=Q3+Q1+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. 124X36000=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。