新型全纖維陶瓷燃?xì)馑笫礁G設(shè)計(jì)

1燃燒系統(tǒng)文丘里燒圓中國大多數(shù)陶瓷屋頂采用環(huán)保磚用作建筑材料。姚頂采用拱形，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。拱形部分的不適配合屋車安裝的車品，造成有效空間的浪費(fèi)。同時(shí)，有必要承受更多的鋼框架的質(zhì)量和水平推力。燃燒系統(tǒng)使用文丘里燒嘴,燃燒所需空氣從燒嘴的吸風(fēng)口自然吸入,采用底燃式,火焰自下而上自由流向窯內(nèi)上部空間。此種結(jié)構(gòu)在使用過程中存在著輕質(zhì)磚易開裂、掉渣,燒成周期逐步增長,升溫速度慢,能耗逐步增大,同一斷面上下溫差較大,窯內(nèi)氣氛無法人為控制等缺點(diǎn)。為此,設(shè)計(jì)研制了新型全纖維陶瓷燃?xì)馑笫礁G。2u3000燃料窯體外形尺寸:3.9m×2.16m×2.1m;幾何容積:10.1m2;燃料:液化石油氣LPG(Qd≥100MJ·m-3);燃燒器:6套高速調(diào)溫?zé)?最高使用溫度1350℃。窯內(nèi)可分別實(shí)現(xiàn)強(qiáng)氧化、弱氧化、強(qiáng)還原和弱還原各種氣氛。2.1窯側(cè)溫度檢測窯體金屬構(gòu)件使用型鋼、角鋼,窯體結(jié)構(gòu)為全纖維薄壁結(jié)構(gòu),窯頂為平頂,厚度為300mm。為提高窯爐的強(qiáng)度整體氣密性,窯墻包以2～3mm厚的鋼板,窯側(cè)墻上開設(shè)燒嘴口、觀火孔,窯頂開設(shè)測溫孔,測溫由單鉑銠熱電偶控制。窯門采用型鋼和鋼板焊成,其內(nèi)襯結(jié)構(gòu)與窯墻相同。窯爐斷面如圖1所示。2.2對內(nèi)煙氣流速的要求燃燒系統(tǒng)包括高速調(diào)溫?zé)?助燃風(fēng)機(jī)、風(fēng)氣管道、液化石油氣罐、自動點(diǎn)火裝置、安全防爆裝置。其關(guān)鍵設(shè)備是高速調(diào)溫?zé)?。高速調(diào)溫?zé)靽姵龅臒煔饬鞔?可達(dá)100m·s-1以上,根據(jù)對流換熱系數(shù)的簡化公式α=Wo0.8·d-0.2,(Wo—流體在管道內(nèi)的流速,m·s-1,d—管道的內(nèi)直徑或內(nèi)當(dāng)量直徑,m),可知道對流系數(shù)與窯內(nèi)煙氣流速的0.8次方成正比,加強(qiáng)了窯內(nèi)對流換熱6套高速調(diào)溫?zé)觳捎昧Ⅲw交錯(cuò)方式布置在窯體兩側(cè),使煙氣在窯車臺面的上方和窯頂下方立體交錯(cuò)的高速噴射,在窯內(nèi)形成強(qiáng)烈的可控制的循環(huán)氣流,解決了窯內(nèi)煙氣上浮的問題。助燃風(fēng)機(jī)能夠提供足夠的空氣量,以利于充分燃燒,同時(shí)保證了可控制氣氛的形成。2.3窯車u進(jìn)入軌道梭式窯窯車采用雙曲封密封形式,窯車上部是耐火材料砌筑的襯磚,下部是金屬車架,底部有軌道,窯車裙板插入兩側(cè)沙封槽中。排煙系統(tǒng)由排煙機(jī)、煙道、煙道閘板和煙囪組成,窯內(nèi)排煙口設(shè)置在窯車襯磚上,排煙孔下部設(shè)有支煙道,窯車上的支煙道和設(shè)在窯墻下部的總煙道相通,由排煙機(jī)將窯內(nèi)廢煙氣通過煙道送至煙囪排放。為降低排煙的熱損失,在主煙道內(nèi)設(shè)置換熱器。3主缸的特點(diǎn)3.1工藝基礎(chǔ)材料耐火纖維具有體積密度小、熱導(dǎo)率低、熱穩(wěn)定性好、蓄熱少等特點(diǎn)。在使用過程中,纖維爐襯的蓄熱量僅為磚襯蓄熱量的1/30～1/10,在具有隔熱保溫作用的同時(shí),纖維爐襯質(zhì)量為輕質(zhì)磚襯質(zhì)量的20%左右,這就能夠保證窯體的薄壁結(jié)構(gòu),還可大大減輕爐體質(zhì)量,節(jié)省窯體的加固金屬構(gòu)件,簡化窯體基礎(chǔ)工程。耐火纖維的導(dǎo)熱率可降低窯體的表面溫度,減少散熱損失,有利于節(jié)能。同時(shí),耐火纖維良好的熱震穩(wěn)定性,可滿足窯爐快速升溫的條件,耐火纖維疊塊采用含鋯硅酸鋁質(zhì)耐火材料纖維針刺毯,背襯材料采用高鋁質(zhì)耐火纖維針刺毯和普通硅酸鹽鋁質(zhì)耐火材料纖維針刺毯,其性能指標(biāo)見表1。金屬錨固件選用1Cr18Ni9Ti耐熱鋼,負(fù)荷使用溫度800℃。3.2高鋁纖維毯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐火纖維的安裝采用耐火纖維疊塊與背襯材料平鋪相結(jié)合的方式。各材質(zhì)耐火纖維針刺毯體積密度96～128kg·m-3,平鋪普通纖維毯和高鋁纖維毯厚度各為50mm,耐火纖維疊塊尺寸300mm×300mm×200mm,疊塊安裝前進(jìn)行預(yù)壓縮,密度為180～220kg·m-3,這樣纖維疊塊只端頭外受火焰侵蝕,提高了纖維的抗剝落性,抗風(fēng)蝕能力及補(bǔ)償收縮能力,保證了纖維的保溫能力和整體氣密性,同時(shí)耐熱鋼埋藏于纖維內(nèi)部,保證了使用溫度,耐火纖維疊塊安裝完畢后,表面涂刷高溫材料,燒結(jié)后,纖維表面呈現(xiàn)一層白色硬殼,起到保護(hù)纖維的作用。3.3燒圓工藝的作用采用高速調(diào)溫?zé)煊腥缦绿攸c(diǎn):1)燃燒室空間的熱強(qiáng)度高達(dá)1.16×108W·m-3,體積小,散熱小,熱效率高。2)由于高速焰氣帶動窯內(nèi)氣體在窯內(nèi)循環(huán)流動,起著強(qiáng)烈的攪拌作用,使窯內(nèi)溫度和氣氛均勻,可實(shí)現(xiàn)快速、均勻的升溫。3)調(diào)節(jié)燒嘴噴出的煙氣溫度。4)在氧化階段,能夠加速坯體的氧化分解反應(yīng)。5)燃燒完全,燃燒效率可達(dá)93%以上。高速調(diào)溫?zé)焯峁┝艘环N手段,它使窯內(nèi)溫度和氣氛均勻,強(qiáng)化對流換熱,有助于提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量,降低能耗;與快速燒成工藝相結(jié)合,可使燒成時(shí)間大幅度縮短;與窯爐合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合,可使窯截面加大,充分發(fā)揮其最大功效。3.4熱煙氣的回收利用,工作機(jī)理,無法直接利用窯爐內(nèi)高溫燃燒時(shí),通過煙道帶走的煙氣溫度比較高,這部分能量如不利用,就會白白損失,而窯爐熱煙氣含有灰塵及一些有害氣體,不能直接利用。增加換熱裝置,煙氣的熱量即可通過換熱器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以換取干凈的熱氣體,一部分熱量通過燃燒系統(tǒng)的管道進(jìn)入燒嘴內(nèi),以提高燃料的燃燒效率,一部分氣體可進(jìn)入干燥房對坯體進(jìn)行干燥。4焦?fàn)t體及焦?fàn)t體的應(yīng)用新型全纖維陶瓷燃?xì)馑笫礁G節(jié)能效果顯著,與同窯型輕質(zhì)磚結(jié)構(gòu)相比,耐火纖維爐襯質(zhì)量僅為原磚襯質(zhì)量的1/5,蓄熱量僅為磚襯的1/10,節(jié)省窯體的加固金屬構(gòu)件,減輕爐體質(zhì)量,可節(jié)約燃料35%,窯爐升降溫速度加快,生產(chǎn)周期為原爐型的60%,即一座新型窯爐的生產(chǎn)能力為舊窯爐的1.7倍,大大提高了生產(chǎn)率,同一斷面窯上下溫差僅為±10℃,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,增強(qiáng)了產(chǎn)品在市