水簾降溫生產廠家_風機噪聲治理的基本原理寧夏風機首臺2.5兆瓦風

摘要：介紹了高速燃氣推板窯的結構、工作系統及其特點，通過窯爐熱平衡計算，得出了熱量收入和支出各項的具體數據。
關鍵詞：燃氣；推板窯；熱平衡；
Research on a New Type of Pusher Furnace
Pi Lemin
China National Electronics Components & Equipments Corporation
Beijing Zhongchu Furnace Co,Ltd .
Abstract:Structures, working systems and specialities of the high velocity burner pusher furnace are introduced in this paper .By the calculation of the heat balance the data of heat receiving/disbursement are obtained.

技術進步是現代企業生存與發展的重要保證。對于大多數使用工業窯爐的企業來講，節能降耗，提高產品質量，降低生產成本，是企業技術進步的主要工作方向。目前全國還要許多企業由于各方面的原因，仍然在使用落后的工藝技術，陳舊的生產設備在進行生產，如大量的直接燃煤窯爐及老式的油窯和電窯。這不僅造成企業本身的能源費用高，產品質量差，同時對整個社會也造成資源的浪費和環境的污染。為此，我們在數年前就開始研制新型燃氣窯爐來取代上述落后的設備。本文所論及的新型燃氣推板窯是指用于電子陶瓷等行業、十幾米至三、四十米長的推板式隧道窯，用以替代傳統老式推板窯及小型車式隧道窯。根據目前國家的能源及環境政策，全國許多地區已逐步禁止、限期淘汰直接燃煤窯爐。而隨著西部開發、西氣東輸工程的進展，許多地區的能源結構將會有一個大的改變，可以說正孕育著一場能源變革。在這種大背景之下，相信新型燃氣推板窯會得到很快的推廣與發展。下面，以一臺20m燃氣雙推板窯為例，介紹一下其設計方案及技術特點。
1 原始設計要求
1.1 產量要求：年產500噸滑石裝置瓷
1.2 窯爐最高使用溫度：1400℃
1.3 燃料：洗滌發生爐煤氣，低位熱值5200KJ/Nm3
1.4恒溫區溫度均勻性：≤±5℃
1.5液壓推進: 窯爐推板全自動循環
2  設計步驟及方案
2.1 確定燒成曲線及產品碼放方式
燒成曲線是設計窯爐的基本依據，其中包括溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線等。不同的產品需要不同的燒成曲線，在制定燒成曲線時，如有可能，要充分利用原有的經過實踐檢驗的燒成工藝，再根據新窯型的特點，科學地進行修正，從而得到一套既先進、又實用的燒成制度。本設計就是參照原有10m電熱推板窯的燒成曲線，根據燃氣窯爐的特殊條件制定的。主要內容是：推進速度1200mm/h，燒成周期為16.7 小時，高溫保溫時間為2.5小時以及相應的升、降溫速度。
產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�；鹧鏍t采用的匣缽裝燒方式。兩種方式各有優缺點，最后經過分析研究，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混式無焰高速燒嘴，煙氣溫度均勻，潔凈無污染，完全可以滿足明燒的要求，而且可以提高傳熱效率。
2.2 確定窯爐的工作系統
窯爐的工作系統包括以下幾個部分：燃燒系統，溫度控制系統，送、排風系統，推進及循環系統，安全保護系統等。根據產品的燒成曲線及有關工藝要求，這幾部分分別確定如下：
2.2.1燃燒系統：
燃燒器選用北京工業大學為此項目特殊設計的小型預混式燒嘴。高溫區選用預混式等溫高速燒嘴，低溫區選用預混式調溫高速燒嘴。為了充分保證窯爐內溫度的均勻性及可調性，按多數量，小能量的原則，從預熱帶開始就布置燒嘴，在預熱帶下部（推板下面）兩側交錯布置有8對小能量調溫燒嘴，可以按溫度曲線的要求向窯膛內噴出相應溫度的煙氣，也可以噴入冷風來調節預熱帶的溫度曲線；高溫帶布置稍大能力的等溫高速燒嘴14支，上、下分別交錯分布，上部布置6支，下部布置8支。每只燒嘴對面設有一個溫度測量孔，可插入熱電偶測量此點的實際溫度。
2.2.2溫度控制系統：
溫度控制系統分為兩部分，預熱帶為手動控制，高溫帶為自動控制。由于窯爐是連續穩定運行的，燃燒器的工作處于相對穩定狀態，所以先用手動調節各燃燒器的工作溫度，使窯內形成符合生產工藝要求的溫度分布。當由于各種擾動引起高溫區溫度變化時，控溫熱偶測出的溫度反饋信號與控溫儀表中輸入的標準值相比較后進行放大，經PID運算后輸出DC-4—20mA的信號到伺服放大器，伺服放大器輸出信號命令電動執行機構正轉或反轉，經過電動操作器操縱高溫區助燃空氣干管的蝶閥來調節其空氣流量。由于各燃燒器的煤氣流量是經空氣/燃氣自動比例調節閥隨空氣成比例變化的，因此調節助燃空氣流量即可調節高溫區的溫度。此種控制方式控溫精度可達±2℃。
2.2.3送排風系統：
    窯爐采用四風機系統，即設有助燃風機、排煙風機、冷卻帶送冷風機及冷卻帶排熱風機。
    助燃風機為高壓風機，供給全窯燒嘴助燃空氣及預熱帶燒嘴的調溫二次空氣。
    排煙風機為鍋爐引風機，煙氣排放溫度不得高于200℃，若超過200℃時，可調節窯頭排煙口及排煙管路中的兌風閥門，兌入適量的冷空氣以調節排煙溫度。也可以采用變頻風機排煙，這將會使窯內的壓力調整更加平穩和方便。
    冷卻風機為低壓離心風機，用來調節窯爐的冷卻曲線，冷卻風有間接冷卻、直接冷卻及窯尾集中送風冷卻三種，每個送風管路均有可調閥門來調節送風量。
排熱風機也是低壓離心風機，用來排出鼓入窯內的冷卻風并起到調整冷卻帶窯壓的作用。排風方式為頂部分散排風，每個排風口均設有可調閥門，當排出熱風溫度超過80℃時，需從兌風口兌入冷風來降低排氣溫度。
2.2.4推進及循環系統：
    系統由一臺液壓站，四個液壓缸及窯內外軌道組成，由可編成程控制器PLC控制，可以實現自動循環連續推進，也可設在手動工作狀態。每個液壓缸的正反向運行速度可由與之相對應的流量調節閥進行調整。推進器控制電路為一獨立的控制單元，在操作盤面板上有窯爐推進系統動作模擬圖及各種控制按鈕、信號燈，可以直觀地了解推進器各部分的運行狀態。在窯爐進、出口處各設有一個按鈕站，手動狀態時可以控制油缸單獨動作，正常運行時如發現設備有故障，也可以操作緊急停止按鈕。
2.2.5安全保護系統:
    超溫報警：在儀表上設定的超溫保護溫度一般比高溫區控溫點的正常工作溫度高20～30℃，當窯膛內溫度超過設定的保護溫度時，電鈴及信號燈會發出聲光報警信號。
    火焰監測報警：在低溫區調溫燒嘴處設有火焰監測裝置。因為燒嘴在低溫狀態下工作，當由于某種原因熄火后不能自然恢復燃燒，此時如果煤氣繼續噴出會發生危險。因此，當火焰熄滅時，火焰監測裝置上的紫外光探頭會將熄火信號送至電氣控制柜上的火焰監控儀，發出聲光報警信號，操作人員應及時將熄滅原因查明，并將燒嘴重新點燃。
煤氣緊急關斷及報警：在助燃空氣干管和煤氣干管上各裝有一塊電接點壓力表，當助燃空氣或煤氣壓力低于某一危險臨界值時，壓力表的電接點動作，發出聲光報警信號，同時關斷煤氣緊急截上閥門及助燃風機電路，以保護整個設備不發生危險。
推進器油路超壓報警：當油路出現油壓過高情況時，油路壓力繼電器動作，發出超壓報警信號，同時停止油泵運轉及各油缸動作。
主推進超時報警：當主推進器在一個工作周期內超過了設定時間還未完成動作時，時間繼電器將發出聲光報警信號，以防止窯內產品過燒或發生其它事故。
推進循環動作安全互鎖：為防止在自動或手動時推進機構發生誤推、卡板等事故，各推進器之間有動作互鎖設計,進口水簾，某一動作未完成時，另一有可能發生干擾的動作不會開始。
2.3熱工計算
   ,濕簾生產廠家; 熱工計算是窯爐設計中重要的一環，在窯爐設計時具有指導性的意義，但其項目較多，計算過程較為繁雜，本文就不一一具體列出，只做一簡單概述。
2.3.1燃燒計算：
這部分包括：燃燒溫度計算，助燃空氣量計算，調溫二次空氣量計算，煙氣量計算等項。經過計算得出，按所給熱值的發生爐煤氣，在空氣系數α=1.1,高溫系數η=0.85時,實際燃燒溫度為1394℃,達不到所要求的1400℃,為保險起見,應考慮將助燃空氣預熱至100℃左右,設計時應采用換熱器。
2.3.2預熱、燒成帶熱平衡計算：
計算目的是求出燃料用量以及對窯體表面溫度及各帶各層耐火保溫材料的選用進行驗證。
計算基準是：0℃，1小時。
計算方法：首先按熱收入項目及熱支出項目畫出熱平衡示意圖（框圖），然后分別逐項計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，即熱收入項目=熱支出項目，最后求出燃料用量，計算過程中需要采用一些經驗公式及假設，應注意其選用的合理性。
2.3.3冷卻帶熱平衡計算：
計算目的是為了求出冷卻風用量，為風機選型提供依據以及驗證冷卻帶耐火保溫材料選用的合理性。
計算步驟及方法同預熱、燒成帶熱平衡。
2.3.4預熱燒成帶熱平衡表
 序  號 項目名稱 K J / h %
熱     1收     2入     3項     4目     5 制品帶入顯熱  Q1窯具帶入顯熱  Q2燃料帶入顯熱  Q3燃料化學熱 ,屋頂電動排氣設備;   Q4空氣帶入顯熱  Q5總計 1455108332066362805952647976          0.230.170.4998.190.92100
熱     1支     2出     3項     4目     5       6 制品帶出顯熱  Q1’窯具帶出顯熱  Q2’物化反應耗熱  Q3’排煙帶走顯熱  Q4’窯表面散熱    Q5’其它熱損失    Q6’總計 13082698727158712647297302564798647976 20.1915.242.4540.8511.2710.00100
2.3.5 預熱、燒成帶熱流圖

3 窯體結構簡述
3.3 預熱帶結構
根據產品要求及產品的碼放方式，移進板尺寸定為300×300mm（L×W），窯膛有效截面為600×240mm（W×H），周圍再留出氣流通道，預熱帶窯膛實際截面為860×284mm（W×H），高度H為軌道平面至拱腳。窯頂為60℃角拱形結構。雙排并進的移進板在下部縱向排列的五根滑軌上前進。預熱帶長度為7.8m。
與傳統煤氣隧道窯不同的是：從窯頭2m多一點的位置開始，在整個預熱帶的兩側下部交錯布置了10只調溫高速燒嘴，升溫曲線容易調整控制，所以不必采用分散排煙的方式，而在窯頭集中排煙。在窯頭底部一側設一個主排煙口，接排煙風機將煙氣排出窯外。
3.4 燒成帶結構
燒成帶總長度為4.2m,產品燒成時在此段需要的熱量最多�；�石瓷的特點是燒成范圍很窄，從產生30%液相到燒成終了之間的間隔只有10～20℃，因此這段溫度必須均勻，一般采用下限溫度、適當延長保溫時間的方法燒成。根據以上原因，在燒成帶上、下均布置燒咀，以達到控溫靈活、溫度均勻的目的。燒成帶的窯膛尺寸比預熱帶要適當增大，這樣增大了氣體層厚度，有利于加強氣體輻射傳熱。
3.3冷卻帶結構
冷卻帶有分為兩部分，一是急冷段，二是輥道冷卻段。
急冷段長度為2.1 m，窯膛稍微變窄，仍采用耐火材料滑道結構。此段設有管形噴流式換熱器，一方面冷卻產品，另一方面將換出的熱風送至高溫帶燒嘴助燃用，即可提高煤氣的燃燒溫度，又可提高能源利用率。另外還設有直接風冷結構，可調整冷卻速度及窯壓。
輥道冷卻帶采用輥道結構，移進板在活動的鋼輥上前進，這可大大減少摩擦阻力，減輕窯內推板之間的壓力及主推進器的推力，對于延長推板壽命，防止拱板等事故的發生很有作用。此段下部設有4個送風孔，頂部設有4個抽風孔，可以用來調整冷卻速度，控制產品出窯溫度。
4  窯爐技術特點分析
    新型燃氣推板窯與傳統的燃氣車式窯及推板式電窯相比，具有以下特點：
4.1自動化程度高，工人勞動強度低，操作環境得到很大改善，安全保護措施完善大大降低了發生事故的可能性。
4.2與傳統燃氣窯相比控溫精度高，恒溫區控溫精度可達±2 ℃，全窯溫度曲線調整方便，調節范圍大。
4.3與推板式電窯相比，新型燃氣推板窯的窯膛可以做得更寬、更高，且溫度均勻性好。
4.4從結構形式上看，新型燃氣窯采用的是扁寬爐膛無匣缽明燒的雙推板結構，而傳統的煤氣隧道窯往往是窯膛較高，裝匣缽燒成，匣缽與產品的重量比約為2～4比1。如為車式窯，窯車的積散熱就會占總熱耗的20～30%，再加上車下漏入冷空氣，預熱帶上下溫差相當大，有時可達300～400℃，不得不延長預熱時間，產品進車速度很慢，從而造成能源的浪費。即使采用無缽推板形式，一般也是采用隔焰式，馬弗道內與窯膛內的溫差較大，傳熱也較慢，仍然不能快速燒成。新型燃氣推板窯則沒有窯車的積散熱，沒有窯下漏風，窯具（推板）與產品的重量比僅為0.8:1,可大大降低能耗,又因燃燒方式為預輥式無焰燃燒,噴入窯內的是完全燃燒的熱氣體,不會污染制品.
4.5從傳熱原理上分析,高速燒嘴對加快燒成速度,降低能耗起著關鍵作用.一般認為傳統隧道窯中氣流速度很慢,預熱帶以對流傳熱為主,高溫帶(800℃以上)以輻射傳熱為主。但當采用了高速燒嘴后，高溫帶的對流傳熱就不容忽視了,輻射傳熱與對流傳熱變得同等重要。根據對流傳熱公式Q=αΔT F可以看出，氣體對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，還與對流換熱導數系數α成正比，而α又與氣流速度的0.8次方成正比。若傳統隧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每秒數十米至上百米，傳熱速率則可提高數倍到數十倍，再加上高速氣流的強烈攪拌作用，使得窯內溫度更加均勻，傳熱效率大幅提高，從而加快產品推進速度，縮短燒成時間，達到優質、高產、節能、降耗的效果。
4.6經濟效果分析
從熱平衡計算來看，產品燒成熱效率為20.19%,在實際運行時熱效率值比這要低一些,但仍然比傳統煤氣隧道窯高一倍以上。與原來使用的電氣推板窯相比，單位產品能源費用可降低1/2～1/3。而且產品成品率還有所提高。因此，可以認為新型燃氣推板窯是節能型窯爐，經過數年來的使用效果良好，其設計是成功的。
5 存在問題及改進方向
5.1排煙溫度較高，排煙熱損失較大，占總熱量的40.85%,這與窯爐較短有關。從實際結果分析，高速燒嘴的燃氣窯應設計得寬一些，長一些，效果會更好。但窯長受推板式的結構限制，一般以20～40 m之間為宜。排出的煙氣應該考慮余熱利用。
5.2初次投資較大，國內許多用戶可能較難承受，這點可以簡化設計，減少附加功能入手解決。
5.3 預熱帶燒嘴能量偏大，有些可以省掉，用高壓攪拌風來代替。
5.4 換熱器位置離高溫區較近，壽命縮短。

以上是新型燃氣推板窯研制的粗淺介紹，肯定有許多不妥及錯誤之處，歡迎提出批評指正，使這一窯型更加完善。