绪论热工设备-PPT.pptx

绪论热工设备武汉科技大学武汉科技大学 2 1 1、什么就是、什么就是 窑窑 炉炉？基基 本本 要要 求求 2 2、窑、窑 炉炉 得选用？得选用？3 3、窑、窑 炉炉 得工作原理、结构特点、得工作原理、结构特点、热工制度、热工操作热工制度、热工操作、热工测量热工测量？4 4、窑、窑 炉炉 得设计与节能？得设计与节能？5、我国窑炉得发展简史、现状、发展方向、我国窑炉得发展简史、现状、发展方向武汉科技大学武汉科技大学 3基本要求基本要求1)通过本课程学习通过本课程学习,要求学生初步掌握有关窑炉要求学生初步掌握有关窑炉得工作原理、结构特征、热工制度、热工操作节得工作原理、结构特征、热工制度、热工操作节能途径。能途径。2)培养学生发现问题、分析解决问题得能力。培养学生发现问题、分析解决问题得能力。武汉科技大学武汉科技大学 4教材及参考资料教材教材:1)张美杰张美杰,程玉保程玉保、无机非金属材料工业窑炉无机非金属材料工业窑炉,冶金工业出版冶金工业出版社社,2008年年2)张美杰主编张美杰主编、材料热工基础材料热工基础、北京北京:冶金工业出版社冶金工业出版社,2008,4,2010年第年第2次印刷次印刷,2012年第年第3次印刷次印刷参考资料参考资料:1)姜金宁姜金宁,硅酸盐热工过程及设备硅酸盐热工过程及设备,冶金工业出版社冶金工业出版社,1994年年2)耐火材料工厂设计参考资料耐火材料工厂设计参考资料(下册下册),冶金工业出版社冶金工业出版社,1981年年3)姜洪舟、姜洪舟、无机非金属材料热工设备无机非金属材料热工设备M、武汉武汉:武汉理工武汉理工大学出版社大学出版社,2005年年武汉科技大学武汉科技大学 5教材及参考资料4)Frank M、White、Fluid Mechanics,5th Edition、McGraw-Hill Book panies,2004 5)杨世铭杨世铭,陶文铨陶文铨、传热学传热学,高等教育出版社高等教育出版社,1998年年6)陶文铨陶文铨,数值传热计算数值传热计算,西安交通大学出版社西安交通大学出版社,2001年年7)J、P、Holman、Heat Transfer,9th Edition、New York:McGraw Hill Book panies,2002武汉科技大学武汉科技大学 61 1 什么就是窑炉什么就是窑炉冶金工业炉高炉、热风炉、转炉、加热炉原料煅烧窑炉水泥回转窑、竖窑、石灰窑陶瓷与耐火材料窑炉隧道窑、倒焰窑、梭式窑列举您所见过得窑炉高温用于加热、烧制、融化材料得一种设备。高温用于加热、烧制、融化材料得一种设备。1、1 窑炉得定义武汉科技大学武汉科技大学 7武汉科技大学武汉科技大学 8武汉科技大学武汉科技大学 9武汉科技大学武汉科技大学 10武汉科技大学武汉科技大学 11武汉科技大学武汉科技大学 12大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点武汉科技大学武汉科技大学 142 窑炉在材料得科研和生产中得地位窑炉在材料得科研和生产中得地位 烧成就是一些材料特别就是无机材料如耐火材料、陶瓷、水泥、玻璃等得一道重要工序,她最终决定产品得质量与产量,影响能耗、成本。烧成得设备统称为窑炉,成为无机材料得核心设备,常将其比喻为无机材料工厂得“心脏心脏”。一般耐火制品得工艺:原料 破碎 混料 成型 烧成3 窑炉得应用窑炉得应用(选用选用)钢铁冶炼:冶金工业炉水泥:竖窑、回转窑原料煅烧:竖窑、回转窑、倒焰窑耐火材料焙烧:隧道窑、梭式窑、玻璃融化:池窑、坩埚窑、4 窑炉得设计和节能窑炉得设计和节能设计设计:1)设计得目得和依据设计得目得和依据2)设计得内容设计得内容3)设计计算及选材设计计算及选材4)绘图及说明绘图及说明节能节能:结构设计、炉衬材料与设备得选择、燃料与燃结构设计、炉衬材料与设备得选择、燃料与燃烧控制、热工操作、余热利用。烧控制、热工操作、余热利用。武汉科技大学武汉科技大学 175 我国窑炉得发展简史5、1古代窑炉横穴窑馒头窑及龙窑德化阶级窑景德镇窑商朝,温度900战国时期。明代明末。温度13001、5、1 古窑横穴窑西安半坡村出土,原始母系社会得窑炉。结构:燃烧室、火道、火眼、窑室热工特点:升焰窑龙窑燃料:松柴热工特点:升焰窑图1-2龙窑得烧成可分为预热、烧窑和冷却三个阶段、依坡而建,形状似龙。馒头窑半倒烟窑图1-3我国华北地区广为应用。阶级窑依坡建成长条。910室串联而成。景德镇窑窑形似半个鸭蛋蛋形窑图1-5前端大,后端小,只有前边一个烧火孔。火焰横向运动横焰窑或平焰窑后墙与内墙间得间隙起保温作用,且缓冲窑体膨胀。5、2近代 较落后。5、3现代 倒焰窑隧道窑辊道窑、推板窑 梭式窑等隧道窑1956年太原建成我国第一条隧道窑1976年开始设计第一条超高温隧道窑(1826)1986年实现19002000高温燃烧传统得燃煤隧道窑、燃油隧道窑燃气隧道窑燃料使用洁净得气体燃料(天然气、液化石油气、发生炉煤气等)、液体燃料;但某些老型窑炉依然烧煤,浪费燃料,污染环境。结构轻型化、密封性能好,宽断面、低高度;砌筑材料采用轻质、高强耐火材料,耐火纤维砌筑窑体;5、4 我国窑炉得现状自动控制多数窑炉实现自动控制系统;自动控制水平不高,还仅限于热工操作方面。欧洲国家已实现了装、出窑及热工操作得远程自动控制。高温窑炉高温隧道窑、高温梭式窑等有效实现高温燃烧;燃烧器高速烧嘴、低氮氧化物烧嘴、蓄热式烧嘴等得使用。污染严重,能耗高、电耗高等。5、5 窑炉得发展方向轨道化、煤气化、轻型化、自动化、大型化向绿色绿色(环保节能型环保节能型)窑炉方向发展。绿色窑炉得标准:低消耗(节能型):低燃耗、低电能消耗、低水耗等;低污染(环保型):低废气(CO2)排放、低SO2及NOX气体排放、低烟尘、无黑烟、低污水、低噪音及振动;低成本:初投资成本低,投资回收期短,运行费用低,劳动成本低;高效率:窑内温度均匀,热效率高,操作灵活方便,自动化水平高,生产过程适应性强,劳动生产率高,竞争性强,经济效益高。作业题作业题1:实现绿色窑炉得途径有哪些？实现绿色窑炉得途径有哪些？6 窑炉得分类窑炉得分类v 按产品种类分:水泥窑、玻璃窑、陶瓷窑、耐火 材料窑等;v 按作业性质分:连续式窑(隧道窑)、半连续窑炉、间歇窑v 按热源分:火焰窑、电热窑v 按使用得燃料:烧固体燃料窑、烧液体燃料窑、烧气体燃料窑v 按火焰就是否与制品接触分:直接焰式窑(明焰窑)、隔焰窑v 耐火制品窑得分类连续式窑隧道窑间歇式窑：传统式窑倒焰窑(down-draft kiln)新型式窑梭式窑(shuttle kiln)钟罩窑等间歇窑得特点:优点:投资省、占地面积小、烧成灵活、热工 制度可以灵活调节,适于小批量、多品 种得制品烧成。缺点:燃耗大、自动化程度低。新型梭式窑实现了轻型化,采用轻质耐高温材 料如陶瓷纤维砌筑,实现了自动控制。隧道窑得特点:优点:生产能力大、燃耗低、使用寿命长、机械化、自动化程度高、劳动条件好。缺点:投资大、附属设备多、热工制度不宜 经常调节,只适合烧成品种单一得制 品。6 筑炉材料、砌筑与烘烤筑炉材料、砌筑与烘烤根据使用要求,经传热计算进行选材。排除其砌体中得水分,完成其相应得晶型转变。筑炉材料:砌筑:砌筑方法及要求,筑炉学耐火材料、保温材料等。烘烤:烘烤方法及烘烤制度(曲线)7 热工测量与自动控制热工测量与自动控制 热工测量参数:热电偶、温度显示仪;自动控制:压力传感器、膜盒压力表、压力显示仪等。气体分析仪温度、压力、气氛热工测量仪器:隧道窑部分得学习内容及方法隧道窑部分得学习内容及方法1、什么就是隧道窑？主要用于哪些行业？2、隧道窑得工作原理就是什么？(结合图或动画进行讲解)3、隧道窑得结构特点怎样？(结合图或动画进行讲解)4、隧道窑得热工制度及热工操作？(难点)5、窑车及码砖技术？6、隧道窑得节能7、工业生产中得实际问题分析及解决措施(难点)武汉科技大学武汉科技大学 37下次课堂内容下次课堂内容(4月月2日日)1、如何实现绿色窑炉？2、什么就是隧道窑？隧道窑得工作原理？3、隧道窑得结构特点？武汉科技大学武汉科技大学 38