隧道窑设计技术参数

静jing

隧道窑设计技术参数

一、选择隧道窑建设工程质量标准是：

技术先进、工艺合理、经济实用、安全耐久、投资省；烧成质量好、产量高、煤耗和电耗低、烟气排放环保达标。

二、选择条件

按制砖生产工艺技术三原则来选择一次码烧窑或二次码烧窑。

1、根据原料（含内燃料）物理化学性能来分析判断，原料适宜生产何种产品（标砖、多孔砖、空心砖、自保温砌块）；

2、按工艺布置形式和成型设备能力来确认，成型后砖坯质量能否达到生产工艺技术要求；

三、设计技术参数

1、产能（万块/年）＝窑车装坯量（块/车）×日进车数（车）×合格率（%）×330（天/年）

2、隧道窑长度计算，请参考《烧结砖瓦厂工艺设计手册》一书；

窑道总长度=窑内存放窑车数（窑车总尺寸）＋缓冲段（0.50m）。

3、隧道窑长度与火行速度和焙烧周期的关系

⑴窑道长度（m）＝火行速度（m/h）×焙烧周期（h）

窑道长度与内燃配热、风机风量和风压、日产量、产品质量、烧成制品规格品种有关。

⑵火行速度（m/h）＝窑道长度（m）÷ 焙烧周期（h）

火行速度参考值：标砖1.5～3.0m/h、多孔砖2.0～3.5m/h、空心砖或砌块2.5～4.0m/h，火行速度与窑道长度、焙烧品种、内燃高低、通风机风量、风压和坯垛阻力系数有关；

⑶焙烧周期（h）＝窑道长度（m）÷火行速度（m/h）

焙烧周期参考值：标砖32h～40h、多孔砖28h～36h、空心砖24h～30h。原料耐火度高，能耗就高，焙烧周期就长，直通道窑焙烧周期比并列式窑焙烧周期要长；

已知干燥窑或焙烧窑容车数（台），计算干燥周期或焙烧周期（h）

a、周期（h）=窑室容车数(台)÷小时进车数（车/h）

b、小时进车数（车/h）=日进车数（车/日）÷24h

4、窑道有效断面宽度（m）＝砖坯尺寸+坯垛之间通风道间隙+砖坯与窑墙间距（≤80mm）。

窑断面宽度应根据砖坯码放形式和码坯方式（人工或机械）来确定，砖坯的码放形式与产品品种相关。总之，确定窑断面宽度应考虑生产原料（纯煤矸石、页岩+内燃、页岩+煤矸石，其他原材料等），同时要对码坯密度、有效断面空隙率、坯垛阻力系数等指标进行计算后才能确定。

5、窑道有效高度（m）＝砖坯尺寸+砖坯与窑顶空隙（≤70mm）。

有效高度——窑车面至窑顶的距离；

窑道高度——曲封砖至窑顶的距离。

工艺技术问题

1、计算窑车长度尺寸

窑车尺寸与窑道总尺寸相关，窑车尺寸与码坯方式（人工、码坯机、机械手）、砖坯码放形式有关。如：某砖厂定位生产90多孔砖，码坯形式为四压六，窑断面宽为4.80m，选择码坯机码坯，窑车长度尺寸应确定为4.80m；若是用机械手码坯，窑车长度尺寸可确定为3.76m；如果是人工码坯，窑车长度尺寸变化可大一些。

2、隧道窑各带长度计算

必须经过设计焙烧温度曲线和焙烧周期来确定(低温段升温速度应尽量慢一些为好)，制定焙烧温度曲线，要充分考虑到原料的理化性能和焙烧制品的品种，升温速度与时间关系一定要匹配，做到合理划分各带长度，否则，设计不出一座合格的隧道窑炉。

3、哈风闸口位置确定

哈风闸的作用是调节窑内烟热气体流量，控制焙烧火行速度和断面温差，其次是调节送往干燥窑（室）的热风温度等；哈风闸是烧窑看火工的首要“武器”，设计的位置和高宽比都与焙烧操作有关，它直接影响到烧成能耗和产品质量及产量。依据焙烧热工原理，哈风口形状应设计成宽而矮，位置应布置在空气流动阻力最小的窑车接头处（亦可布置在砖坯中部的十字通风道处），有利于窑内空气畅通（轮窑码坯工艺规定，哈风脱空就是这个意思），两边对称布置，同时还应设计2对余热闸和2个底风闸，总数宜为10～12对，哈风口开口总面积为抽热风道断面积的1.2倍；常见哈风闸形式有园锥形、闸板形等。

4、火眼孔位置确定

火眼是烧窑看火工的“眼睛”和“武器”，看火工通过它来了解窑内各部位实际温度变化情况和调节窑内温度。当窑温度偏高时，利用它来向窑内供冷风；反之，就利用它向窑内投煤，及时调节窑内焙烧气氛，做到心中有数搞好焙烧工作。火眼孔位置应布置在窑车接头处和坯垛之间空隙处（轮窑码坯工艺规定，火眼脱空就是这个意思），从预热段起～焙烧段（450℃～烧成温度～600℃），纵距和横距布置视码坯形式决定，让看火工能直接查看窑内各位部温度情况【火眼切忌布置在砖坯上】；火眼孔直径宜为∮100㎜～∮120㎜，材料有铸造铁管、土陶管、钢管等。

5、送排风道断面积设计

抽热风道与排潮风道断面积都必须要经过计算才能选定。风道断面积大小，只能根据焙烧所需风量计算得知，确定风道断面尺寸还应考虑到制造风道的材料是型钢还是砖砌体，因为它们通风阻力不相同，要求的流速也不一样。

6、窑体砌筑耐火砖长度。

大家都知道高温段窑墙迎火面选用耐火砖砌筑，目的是为了延长窑炉使用年限。那么砌筑长度多少适宜呢？根据焙烧理论温度曲线图和长期的生产实践中了解到，无论窑炉断面大小、长度多少、高温段长度与焙烧制品有关，顺序是：标砖＞多孔砖＞空心砖。高温段是指外投煤能够立即着火燃烧→制品烧成→保温冷却段（600℃），这一区段长度一般在45m左右，考虑到看火工操作方法不统一，迎火面耐火砖砌体总长度在65m是最经济的（膨胀缝间距≤10m、宽度30㎜）。

7、选择窑顶材料与结构。

有专家讲“谁把窑炉窑顶材料选择好了谁就成功了”。目前有普通砖砌筑拱顶、粘土耐火砖砌筑拱顶、异型耐火砖砌筑微弧拱顶、预制耐热砼板吊平顶、现浇耐热砼平顶、小块耐火砖吊平顶、耐火板块吊平顶、硅酸铝纤维棉吊平顶等多种窑顶结构形式；砖瓦界——推广诚信砖瓦界，弘扬真诚砖瓦人。为保护窑炉结构，还在轮窑内壁和隧道窑高温段喷涂过高温涂料，收到良好效果。有关窑顶材料的选择，人们在不断地研究探索和更新。据了解，生产耐火材料隧道窑使用的一种耐高温材料――烧结莫来石已应用在烧结砖窑炉，经上网查验和山东部份生产耐火材料企业实地咨询后，用烧结莫来石做烧砖窑炉窑顶材料是当今最佳选择。理由是：莫来石材料耐火度高、导热系数低、热稳定性好、加工容易、容重轻，适宜长距离运输，它是组装式隧道窑炉的首选材料。

8、窑内轨道选择。

根据窑内轨道单向、超负荷、在高温环境下运行易产生变形和延伸的特点，建议按窑断面宽“B”来选配轨道。当B≦3.30m，宜选用24

kg/m；当B≦3.70m，宜选用≥30 kg/m；当B≧4.00m，宜选用≥38

kg/m，这样配置的轨道运行平稳、安全可靠。存坯道、回车道可按标准选配轨道；电托车、顶车机、步进机、牵引机等设备轨道，按厂家提供技术要求选配。

9、通风机选型与安装。

⑴焙烧常用通风机有离心式和轴流式两种，经计算后才能选择通风机型号和装配方式；砖瓦界——推广诚信砖瓦界，弘扬真诚砖瓦人。一般情况下，通风机选型是排潮风机比抽热风机大一个型号，因为排潮风机要承担脱硫塔烟气治理阻力，消耗风压大，所需功率就大（抽热风机宜选用离心式，排潮风机宜选用轴流式）。[/url][url=http://www.hongjiyl.com/]窑炉公司

⑵离心式通风机的特点：投资省，运行平稳、噪音小，安装形式多样，适用性强，操作维护简单、改变电机皮带轮就能调整风机风量和风压。

⑶轴流式通风机的特点：投资相对高，安装形式单一，噪音大，易操作，内置式电机维护不方便，风量风压不可调（变频风机除外）；

⑷通风机风量计算举例：

设：某砖厂产能（标砖）18.5万块／日，砖坯成型水分15.5%，湿坯重2.80kg／块，要求干坯残余水份6.5﹪；

求：V1——干燥窑（段）每小时脱水量？

V总——干燥窑（段）每小时所需风量？

185000 15.5﹪－6.5﹪

V1= ——— ×2.80× ———— = 2077.50kg水/h

24 100﹪－6.5﹪

1300×2077.50

V标= ———— = 72602.41m3/h

0.31×120

式中：1300――蒸发1㎏水耗热量

0.31――烟气比热

120――烟气温度℃

V总=V标×1.55（系数）

=109433.41 m3/h

注：1.55系数是笔者通过长期实践所得。

根据计算出V总，查风机产品目录，选出所需（离心式或轴流式）风机规格型号。

⑸抽热风机（送热风机）安装位置应根据窑型来确定。一般情况下，一烘一烧窑安装在干燥窑出车端第二个车位为宜；直通道窑安装在预热带适当位置；

⑹排潮风机安装在干燥窑（段）进车端第二个车位；

⑺通风机进风口和出风口风道连接，应做成小于45度裤叉形式风阻最小。

窑炉送排风方式选择

常见的窑炉送排风方式有两种，一是分散式下侧送热风与分散式顶排风（潮）；二是分散式顶送热风与分散式下排风（潮）。下面从窑炉焙烧的热工原理进行分析比对，看那一种送排风形式更有利于降低能耗和砖坯干燥。

1、热工基本知识

⑴砖瓦焙烧是靠燃料产生的热量来实现的，而燃料的燃烧或热量的传递又都离不开气体及气体的流动，气体的流动量和流动形式对窑炉的产量、坯垛断面均匀焙烧及窑内温度的控制具有重要影响；

⑵在窑内气体受热后，体积膨胀，重度变小就有一个上升趋势，而周围比它重的、较冷的气体就有下降补充热气体留下空间的趋势，砖瓦界——推广诚信砖瓦界，弘扬真诚砖瓦人。这就是气体受热发生运动的原因，这种运动即为气体的自然运动；

⑶由外部施加在气体体积上的力而引起气体的运动称为强制运动。例如，在窑内依靠通风机械或烟囱产生的抽力迫使窑内气体按一定的方向流动，即为强制运动。

2、两种送排风形式比对

依据“气体受热后本身有一个上升力，它总是由压强高的地方流到压强低的地方”的热工原理分析，分散式下侧送热风与分散式顶排潮通风方式更有利于气体流动，风阻最小，砖坯易干燥；分散式顶送热风与分散式下排潮通风方式是强制将热气体向下压，通风阻力倍增，造成风机电机功率增加，窑车下部砖坯吸收水份更多，最容易造成塌坯。

生产实践中，见到的上送热下排潮的直通道隧道窑，在焙烧标砖时，产品质量和产量还算过得去；但在生产多孔砖和空心砖时问题就出来了，主要表现在产品裂纹严重，稍不小心就容易造成塌坯，焙烧操作难度加大。

3、送排风方式的确认

①隧道窑采用分散式下侧送热与分散式顶排潮有利于砖坯干燥和降低电耗；

②小断面隧道式干燥室采用分散式底送热与分散上排潮干燥效果最佳；

③简易室干燥室采用分散式底送热自然排潮干燥周期最短；

这几种送排风方式，针对不同原料或生产不同产品时，调整十分方便，便于控制。

有设计者将直通道隧道窑（下送热上排潮）干燥段窑顶比焙烧段窑顶适当提高，这样更利于排潮；从砖坯自然干燥和简易室式干燥室的干燥原理来评价，这样做是有一定理论依据的；

④送热口位置布置在窑车接头和砖坯缝隙处，避免热风直吹砖坯产生裂纹，将热风送至砖坯中部有利于砖坯干燥，用闸板调节各段干燥所需送热风量；

⑤排潮口位置应布置在没有送热口的坯垛上有利于水蒸汽及时排出；

送热口或排潮口开口总面积为送热风道面积的1.2倍；

余热利用

目前，大多数砖厂是购买燃煤或含有热量的工业废渣为烧砖提供内燃，掺配比例控制十分精准，超内燃焙烧的企业可以说没有（煤矸石砖除外）。所以，这部份企业只要在隧道窑冷却带安装一个容积较小的水箱，以供工人洗澡；个别企业将多余的热水用于搅拌机加水，以加快原料土水份的吸收，增加了泥料塑性，成型效果较好。个人认为，以购买燃料作为内燃料的企业，没有必要在余热利用方面去花费太多精力和资金。但是，设计者在窑炉设计时，应将余热水箱后面的热量充分加以利用，主要用于干燥砖坯，就达到了节能目的了。

内容来源：网络