热平衡计算附表.doc

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1、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：热平衡框图热收入：热支出：制品带入显热：Q1产品带出显热：Q3棚板、立柱带入显热：Q2棚板、立柱带出显热：Q4燃料带入的化学显热：Qf窑顶、窑墙散热：Q5助燃空气带入显热：Qa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气幕带入显热：Qo/其他热损失：Q8Qa+Qb=Qo1.热收入项目1.1制品带入显热Q1每小时入窑湿制品质量G0=28.3Kg/件×12.77件/车×4.2车/时/(1-0.01)=1611㎏/h（1%体进窑水分）入窑

2、制品温度t1=40℃，此时制品的比热C1=0.92kJ/（㎏•℃）则：Q1=G0×C1×t1=1611㎏/h×0.92kJ/（㎏•℃）×40℃=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=300×4.2=1260kg/h（每辆窑车的火道支柱，横梁，支柱，硅板以及棚板共重约300kg）入窑棚板、立柱温度t1=40℃，则此时棚板、立柱的比热C1=0.851kJ/（kg•℃）则：Q2=Gb×C2×t2=1260kg/h×0.851kJ/（kg•℃）×40℃=42890.4（kJ/h）1.3燃料带入的化学显热QfQd=36000kJ/Nm3（天然气热值

3、）入窑天然气温度：tf=20℃,此时天然气平均比热cf=1.56kJ/(Nm3·℃)设每小时消耗的燃料量为Xm3/h则：Qf=x(Qd+cf×tf)=x(36000+1.56×20)=36031.2x（kJ/h）1.4助燃空气带入显热Qa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=8.568xNm3/Nm3助燃空气温度ta=20℃,此时空气平均比热ca=1.30kJ/(Nm3·℃)则：Qa=Va×ca×ta=8.568x×1.30×20=222.768x（kJ/h）1.5从预热带不严密处漏入空气带入显热Qb取预热带烟气中的空气过剩系数ag=2.5，已求单位体

4、积理论空气量Va0=8.16Nm3/Nm3烧成带燃料燃烧时空气过剩系数af=1.05。Va/=x×（ag-af）×Va0=x(2.5-1.05)×8.16=11.832x（Nm3/h）漏入空气温度为ta/=20℃此时Ca/=1.30kJ/(Nm3·℃)则：Qa/=Va/×Ca/×ta/=11.823x×1.30×20=307.632x（kJ/h）1.6气幕与搅拌风带入显热Qm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=0.6Va=0.6×8.568x=5.1408x（Nm

5、3/h）设搅拌风tm=20℃，查得Cm=1.30kJ/(Nm3·℃)Qm=Vm×Cm×tm=5.1408x×1.30×20=133.66x（kJ/h）2热支出2.1产品带出显热Q3出烧成带产品质量：G3=28.3Kg/件×12.77件/车×4.2车/时=1518Kg/h出烧成带产品温度：t3=1260℃查手册[11]，此时产品平均比热：C3=1.20kJ/(kg•℃)则：Q3=G3×C3×t3=1518Kg/h×1260℃×1.20kJ/(kg•℃)=（kJ/h）2.2棚板、立柱带出显热Q4棚板、立柱质量：G4=300×4.2=1260kg/h出烧成带棚板、立柱温度：t4=1260℃

6、此时棚板、立柱的平均比热：C4=0.84+0.t=0.84+0.×1260=1.17kJ/(kg·℃)则：Q4=G4×C4×t4=1260×1.17×1260=（kJ/h）2.3烟气带走显热Qg烟气中包括燃烧生成的烟气，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Vm=5.1408x(Nm3/h)离窑烟气体积：Vg=[Vg0+（ag-1）×Va0]x+Vm烟气温度为250℃此时烟气比热：Cg=1.44kJ/(Nm3·℃)则：Qg＝Vg×Cg×tg＝{[10.778+(2.5-1)×8.16]x+5.1408x}×1.44×250＝10137.168x（kJ/h）

7、2.4窑顶、窑墙散热Q5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1至10节，长20米，温度范围20-600℃,平均温度310℃,外壁温度60℃，顶部平均温度为80℃；q1===156.25W/mq2===69W/mQa=156.25×4.57×20+69×1.875×20×2=19456（kJ/h）第11至16节，温度范围