中华人民共和国行业
QB/T 2126^-2131-95
日用陶瓷窑、炉、器
热能测定与计算方法
1995-06-07岌布 1996-03-01实施
中国轻工总 会 发布
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中华人民共和国行业标准
QS/T 2130-95
日用陶瓷彩烤辊道窑
热平衡、热效率测定与计算方法
1 主
内容与适用范围
本标淮规定了日用陶瓷工业中彩烤陶瓷制品辊道窑的热平衡、热效率测定与计算方法。
本标淮适用于日用陶瓷制品彩烤过程中,使用液体、固体、气体燃料以及电能的辊道窑
的热平衡、热效率的测定与计算。对于彩烤其他陶瓷制品辊道窑、素烧辊道窑热平衡、热效
率的测定与计算亦可参照本标准,井根据具体情况增删测定项目。
2 弓I用标准
GB 211 煤中全水分的测定方法
GB 3534 日用陶瓷器铅、锡溶出量的测定方法
GB 212 煤的工业分析方法
GB 384石油产品热值测定法
3 单位、符号与基准
3,1 计量单位
本标淮采用国家法定计量单位 (SI)。
卡与焦耳的换算,本标准规定采用20℃卡,即1ca1-4.181670
毫米水柱与帕斯卡的换算为:1mm11i0=9.8066Pa.
3.2 符号
见附录A (补充件)。
3.3 基准
3.3.1 温度基准:01C >即Ta=273.15K.
3.3.2 物料基准:1kg(产品)。
3.4 术语
3.4.1半成品
白胎力赫待烤的陶瓷制品。
3.4.2 彩烤周期
半成品从进入19i#V内彩烤成为成品而离开窑体的时间。
4 测定项目及测定方法
4门 N0定前的准备
中国轻工总会1995-06-07批准 1996-03- 01实施
一 55一
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QB/T 2130-95
4.1.,组织测定人员学习有关测定技术及安全规定,明确测定意义,熟悉仪表性能,拿握
测定方法。
4.1.2 根据表1制定的测定
,做好测定人员的岗位分工和测定要求。
4.1.3 参照附录G (参考件),准备好测定用仪表,进行必要的校正,使之达到规定 的精
度。 ·
4.1.4 了解所测辊道窑的
、生产及维修史,检查窑的建造、运行等技术资料。
4.1.5检测出窑产品的铅、锡溶出量,若不符合国家标准,则需调试窑炉待稳定后再测定。
4.1.6 布置测量点,开设测量孔,安装测量仪表。
4.2 热平衡方框图
4.2.1 作热平衡计算时,为了防止将热收人和热支出的项目遗漏,常用一个方框图将所有
的收人和支出项目逐一标出。见图1.
Qyq Qbm Q,f Qhb Q,ib Qh, Qtf Qad Qt
个 个 个 个 个 个 个 个 个
叮半习
个 个 个
Qr (Qdt) Qs
图1 热平衡方框图
-Qc
}Qy}
--Q,.
?
?
?
?
?
?
?
?
???????????????
4.2.2 本CA崔对日用陶瓷彩烤辊道窑体系的划分,窑体以外表面为界,窑底部以地平面为
界,风、邵一气、汽管道以离窑最近测点为界。界线以外均不在体系内。
余热利用单独计算。
4.3测定时间
4.3.1雍道窑至少要稳定在一个彩烤周期后方可进行测定。
4.3.2 总连续测定时间不得少于一个彩烤周期。
4.4 测定步骤
4.4.1.测定期间所用原料、姗料成分及半成品装人量等生产条件均应保持稳定。
4.4.2 侧定项目及测定方法按表1进行。
4.5侧定结果的计算及分析
4.5.1测定完毕对原始数据进行系统的整理、存档。
4.5.2 按照第5, 6章的内容进行热平衡和热效率计算。
4.5.3 对有疑异的数据和漏测的项目,应进行补测、计算。
4.5.4 对计算最终结果迸行分析研究,提出评估意见。
4.6彩烤辊道窑的基本情况及实测数据综合表按附录B(补充件)表B,和B,逐项填写。
一 56一
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QBJT 213Q-95
表1 测定项目及测定方法
项 目 测 定 参 数 测定时间 11Q呼 点 选 择 测 定 方 法
1. 料人窑温度
t? ℃
油、气燃料在入窑前管道上测定,
煤在炉前的煤堆中测定
z.周围空气温度
t?℃
在空气流通处民不受窑温影响的地
方
3.漏人空气温度
t1k, ℃
4.助燃空气温度
八 , ℃
机械送风助燃在入窑前管道上测定
自然送风助燃在炉前空气流通处测
定
5.雾化空气温度
tvk,℃
烧嘴前雾化空气管道截面中心取点
6.雾化蒸汽入窑温度 烧嘴前雾化蒸汽管道截面中心取点
t,,℃
— 一 分不 一
7.冷却空气人窑温度
九, ℃
冷风管道人窑前 1--2m处截面中心
取点
8.离窑烟气温度 总烟道和支烟道汇交处截面中心取
.y勺, 号 点
9.抽出热风温度
4r,℃
10.排铅热风温度
tP,℃
11.半成品入窑温度
每隔
1/4周期
测 一次
使用表面温度计或
水银温度计测定取
平 均值
热风管道离窑 1一2m处截面中心取
点
度
几, ℃
12.产品的出窑温度
t, ℃
13辅助材料的人窑温
度if,℃
19.辅助材料的出窑温
度if" ℃ 1
排铅热风管道离窑 I ^ 2m处截面中
心取点
窑具的同一断面上、中、下及左、
右取样,入窑温度在入窑前侧定,
出窑温度在出窑时5min以 内迅 速
狈叮定
15.窑具的入窑温度
ty, ℃
16.窑具的出窑温度
窑具的前后,左右及底部取点,人
窑温度在入奋前测定,出窑温度在
出窑时5min以内迅速测定
?? ??????????
一 57-
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QB/T 2130-95
续 表 1
项 目 测 定 参 数 测定时间 测 点 选 择 测 定 方 法
17.最高彩烤温度
t?,℃
在窑具的同 一断 面上、中、下 及
左、中、右放置测温三角锥组测定
使用标 淮sk三 角
锥,选择合适锥号
三个一组,按标准
插人泥座,测取平
均值
招.窑顶各个测区的表
面平均温度tai,℃
周期内
ml- 次 }使用点温计或表面
温度计测量,取其
16.窑墙各个测区的表
面平均温度t4:,℃
先用点温计或表面温度计沿窑 民方
向找出表面温度改变相近区为一个
测区,在测区内,窑顶 选 择 左、
中、右若千个测点,窑墙选择_匕
中、下若干个测点
20.炉膛内的温度
t- ℃
炉口及各个孔洞处
21.灰渣的平均温度
ts,. ℃
在每只炉子的炉栅上的灰渣层中
”,各个测点至窑体表
面的管道表面平均
温度t;,℃
每隔1/2
周期测一 次 管道外壁的四周取点 使用表面温度计或
点tai计侧定
23.重油乳化未温度 在乳化装置前管道上取点
t‘, ℃
“.窑外辊道温度 窑外裸露辊道上取点
1 ‘,,,℃
执
1.窑顶表面各个测区
的平均热流密度
,。,W/m'
2.窑墙表面各个测区
的平均热流密度
4v,W加2
f lm iA]
Ail一次
先用点温计或表面温度计沿窑长方
向找出表面温it改变相近区为一个
侧区,在测区内,窑 顶选 择 左、
中、‘右若干个测点,窑墙选择上、
中、 卜若干个测点
用热流计侧得各点
的热流密度取其平
均谊作为各个测区
的乎均热流密度
1.测点处管道截面面
积A,m“ f-9 m P1Aq--& 风管直管部位,大于3D处选面 卷尺 测量后计算
2.4a歇a,wpii,PaPa 每隔1/2
周期测一次
在所All截面处选点
详见附录E
m器护v"*iAZmRii+
?
?
3.流速。:,m/s 热球式电风速
???
?
?
?
?
一 59一
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QB/T 2130-95
续 表 1
项 测 定 参 数 A9定时间 测 点 选 择 测 定 方 法
9.测点处管道截面积
A,? mz
5.动压Pk, Pa
静压Pt;, Pa
6.流速。、,m/s
7.711J点处管道截面积
A,.,
周期内
A吐一次
风管直管部位,大于3D处选面 卷尺侧量后计算
每隔1/2
周期测一次
在所测截面处选点
详见附录E
使用毕托管和倾斜
式微压计
使用热球式电风速
]计
周期内
mU一次
风管a.管部位,大于3D处选面 卷尺测量后计 算
?? ??
???? ?? ?
8.动压P.a, Pa
静压P>?Pa
9.流速。,,m/s
10.雾化蒸汽流量
Yq, ma/kg产品
在所测截面处选点
详见附录E
气 每隔1/2
周期测一次
使用毕托管和倾斜
式微压计
使用热球式电风速
???
l计
烧嘴前蒸汽主管道上选面 使用蒸汽流量计测
定,由全周期换算
得到
??
11.测点处管道截面积
A?
12.动压P.a, Pa
静压p,p Pa
13.流速。,mss
19.7119点处管道截面积
风管直管部位,大于3D处选面 卷尺测量后计算
在所测故面处选点
详见附录 E
使用毕托管和倾斜
式微压计
流
风管直管部位,大于3D处选面
使用高温风速计
卷尺侧量后计算
??????
铅}一Ap, ms
15.动压Ppa, Pa
静压Ppi, Pa
16.流速WP, m/s
17.狈」点处管道截面积
A,, .z
18.动压p,,, Pa
静压pri, Pa
19.流速。,,m/s
1.燃料的消耗量
m, kg/kg产品
在所侧截面处选点
详见附录E
使用毕托管和烦斜
式微压计
使用高温风速计
卷尺测量后计算
???
风管直管部位,大于3D处选面
使用毕托管和倾斜
式微压 计
气
在所测截面处选点
详见附录E
油、气燃料在入窑前管路上测定
煤在各炉前的煤堆中测定
}使用高温风速计
一油、气用‘量计,‘}煤用磅秤称量,由
;全周期换 算得 到
?? ? ? ? ? ? ? ??
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
注:D为被测管道直径。
一 59一
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QB/T 2130-95
续 表 1
项 月 测 定 参 数 测定时间 测 点 选 择 测 定 方 法
质
量
2.窑具的质量
my, kg/kg产品
3.辅助材料的质量
m., kg/kg产品 周期内
测二次
全周期侧定
随机抽取5-8件样品 用磅秤称量,由全
周期换算得到
d.半成品的质量
me, kg/kg产品
5.出窑产品的质量
-o, kg/kg产品
6.灰渣的质量
my? kg/kg产品 ,
灰坑清灰时测定
气
体
分
析
1.燃烧产物的组成,0/a 每隔1/2
周期测一次
预热带和烧成带交界处的窑道内汇
总烟道断面中部取样
使用气体分析仪分
析记录,测定5次取
平均值,详见附录H2.烟气的组成,%
其
它
1.燃料的低位发热量
Qy_ k1/kg燃料
ahi— 分别表示各个竖管和横管的表面对空气的综合传热系数,
kJ/(ml·h·0C)o
aai=9.20(1,*一to)""+20.40e8·(C(t,,+ 273)/100)`-
C(to+273)八00)0) /(t,、一to)
“、*=33.9 +20.40·(th,一to)114+20.40eg" (C(thi+273)八00)4-
以t0+273)八00)4)八th,一to)
式中:。:— 管道外表面的黑度,见附录F表F7o
5.2.12 其他不可预计热埙失Qi,kJ/kg产品
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On/下2130-95
Qt =Q.:一(Q.+Qr.+Qf<+Qra+Qem+Q,f+Qnc +Q;n+Qh. +Qkf +Qea)
(5-28)
5.3 热平衡计算结果表见表2,
表2 热平衡表 kJ/kg产品
口童#} 4k一aft % 二宁I CI
一#1.:1`1}k1}9:1fG}}Q,万日引} a'}if1&'}1}Q.VA'mM,no%Q,.-下- ---一
燃料带入的显热0:
助燃空气带人的显热0、
雾化蒸汽带人的显热0,
漏入空气带入的显热Qfk
冷却空气带人的显热。,
半成品带人的显热。‘
窑具带人的显热Q,
辅助材料带入的显热Qf
川
__{1堕暨招乡带出的显热Qf. { 卜
化学不完全嫩烧热损失0‘、
机械不完一全燃烧热损失Q;n
走显热0‘:
炉口及其孔洞辐射的热损失Qkf
11 重油乳化掺水带入的显热Qrh 测点至y表面管道散热损失0“
12
‘
其他不可预计热损失Q,
13 合 计
‘ 热效率计算方法
6.1 有效热
6.1.1 半成品彩烤至最高彩烤温度时净耗热。.k, kJ/kg产品
Qck = m."(C.k·tck一Co·t.)”..”“···”.”·“⋯ “·“一 ((6-1)
式中: tok— 最高彩烤温度,℃;
C.k- 最高彩烤温度时产品的比热容,kJ八kg. C),见附录F表F2.
6.1.2 有效热Qrx, kJ/kg产品
Qrx=Q.k”,···“··“·”·”·”···“。··”·”·”·····“·”·“·”一“““·(6-2)
6.1.3含窑具材料的有效热0‘,二,kJ/kg产品
Qr'a=Qr二十Q'7 ···,··,.·,’··”··”·”··,·“·“·‘··”,··“··“·····,.一 ((6-3)
式中:Qyi- 窑具及辅助材料加热至最高彩烤温度时净耗热,k1/kg产品。
Qri-my(cyg·tck一Cy·ty) { mf·(C fg·tek一Cf·tf)
式中:Cyg+ Cfg— 分别表示最高彩烤温度下,窑具及辅助材料的平均比热容,
一 66一
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QB/T 2130-95
kJ/ (kg. C),见附录F表F2o
6.2供给热Qgi, kJ/kg产品
Qsi =Q}或Qsi =Qai·““·”·”·“·“·····”·”⋯ (6-4)
式中:Q:和Qat的计算方法见式 (5-1)和 (5-2)。
6.3 彩烤制品的窑炉热效率,。,%
,。=(Qrx Qgi)·100 ··“·“····“·”·····”·...”·“·“·”······一 ((6-5)
6.4 含窑具材料的窑炉热效率冲x,%
n.=(Q'rx Qgi)·100“···“·“···”·”···”·”·”·”····“·”·“·”一 (6-6)
6.5 余热资源率,r,%
n= =〔(Qr,十0,)/O9i)·100”。··········”·····”·“···“··””·(6-7)
注:本标准供给能量是指由能源供给的能量,不包括由工质或物料带入的能量,以便直接考 察能 源利
用的程度。
6.6 单位产品彩烤能耗Qa, kJ/kg产品
Qd = Qgi·“”·”·”·”·“·”·····”·”·”·”·”·”·”··“·..··“·····”一 ((6-8)
6.7 热效率综合计算表见表3
表 3 辊道窑热效率综合计算表
半成品彩烤至最高彩烤温度时净耗热Qok
有效热0”
含窑具材料的有效热Q'',
供给热QSI
抽热风带走显热Q'f
烟气带走的显热0二
彩烤制品的窑炉热效率tic
含窑具材料的窑炉热效率n.
余热资源率n.
单位产品彩烤能耗Od
kJ/kg产品
kJ/kg产品
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QB/T 2130-95
附 录 ^
符号及角标
(补充件)
表 A1
序 号 { 符 号 说 单 位
窑顶各个测区的表面积
各个测点至窑体表面的管道表面积
测点至窑体表面各个横管的表面积
窑体各个测区时表面积
助燃空气管道人口截面积
冷却空气的管道截面积
孔口辐射面积
排铅热风管道截面积
窑墙各个测区的表面积
抽出热风管道截面积
测点至窑体表面各个竖管的表面积
雾化空气的管道截面积
烟气的烟道截面积
亡‘
C}
Ca
Cf
口te
Cf6
C'Y
C玉,
Ci
ck
C,
C14
Cp
c呵
C,
C',
C?k
c,
C了.
CYe
亡.
半成品的比热容
产品的比热容
最高彩烤温度时产品的比热容
辅助材料人窑时的比热容
辅助材料出窑时的比热容
最高彩烤温度时辅助材料的平均比热容
离窑千烟气的比热容
灰渣的比Y..:'容
各种气体成分的平均比热容
助燃空气的比热容
冷却空气的比热容
漏入空气的比热容
排铅热风的比热容
雾化蒸汽的比热容
燃料的比热容
抽出热风的平均比热容
雾化空气的比热容
窑具入窑时的比热容
窑具出窑时的比热容
最高彩烤温度时窑具的平均比热客
直接抽出热风的比热容
kJ八m3·℃)
或
kJ八kg·℃)
?
??
??
??
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?
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一 fiR一
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QB/T 2130-95
续 表
一 目..‘.~ ..,.....
统 夫 Al
符 号 单‘ 位
一 kJ/(h.mk.K')
?? ??
序 号
3536 kg/kg产品
?? ?
,
?
?
???
二: kg/kg产品
kg/h? ?? ???? ????
kg/kg产品? ???
:;一m?my
} 尸 kW/kg产品
Pa
Pka
Pkj
Pea
Pl;
Ppa
PpI
P d
P j
P.a
P.j
Pya
P>i
:一’
一
一
丁
1
;一
一
黑休辐射系数
半成品入窑的质量
产品出窑的质量 (以Ikg产品计)
辅助材料的质量
灰渣的质量
产,品小时质量
雾化蒸汽的质量
燃料的俏耗量
燃料燃烧时生成水的质量
重油乳化掺水量
窑具的质量
电热体的平均电功率
周围环境的大气压
助燃空气的动压
助燃空气的静压
冷却空气的动压
冷却空气的静压
排铅热凤的动压
排铅热风的静压
抽出热风的动压
抽出热风的静压
雾化空气的动压
雾化空气的静压
烟气的动压
烟气的静压
窑顶表面各个测区的平均热流密度
窑体表面各个测区的平均热流密度
窑墙表面各个测区的平均热流密度
W/m0
9vi {
Qe }
Q、二
O
Q}k
Qa
Qal
Qam
Qra.
半成品带入的显热
窑体表面散热损失
产品带出的显热
半成品彩烤至最高温度时静耗热
单位产品彩烧能耗
电热体发出的热量
窑顶了fi散热损失
燃料的低位发热量
k7/kg产品
kJ八kg或m'燃料)
? ????? ?? ?? ?? ??? ?? ?? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ?? ?? ?? ?? ?
一 69一
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QB/T 2130-95
幼 表 A1续 表
序 号 ! 符 号 说 位
辅助材料带入的显热
辅助材料带出的显热
管道表面散热损失
供给热
离窑干烟气带走的显热
横管的表面散热损失
化学不完全燃烧热损失
灰渣带走的显热
机械不完全燃烧热损失
助燃空气带入的显热
炉口及其孔洞的热损失
冷却空气带人的显热
漏入空气带人的显热
雾化蒸汽带入的显热
窑墙表面散热#$失
燃料燃烧的化学热
抽热风带走的显热
重油乳化掺水带人的显热
烟气中水蒸气带走的热
竖直管道的表面散热损失
总热收入
其他不可预计热损失
雾化空气带入的显热
嫩料带人的显热
窑具带入的显热
窑具带出的显热
窑具加热至最高彩烤温度时静耗热
离窑烟气带走的显热
彩烤产品的有效热
含窑具材料的有效热
总热支出
kJ/kg产品’
半成品入窑的温度
产品出窑的温度
最高彩烤温度
窑顶各个测区的表面平均温度
辅助材料入窑的温度
辅助材料出窑的温度
各个横管的表面平均温度
灰渣的平均温度
各个测点至窑体表面的管道表面平均温度
?
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?????????????????????????????,?????????
??,????????、、。?、?,??????
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一 70一
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QB/T 2130-95
, 口... 一 ~ ,、,侧峨 ~ F,.叫,..,,.,,,.. .,,..、 一 ~ .一 ,一 一 f, 一 , ~,~, . 一 ,一 一尸~.,~~~,?~,,,,一 一 ~ 一 ~,一 一 ‘,,,,~叫户~.,,...,,~ .,,.~
续 表 A1
序 符 说
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
12R
:一 助燃空气的温度冷却空气人窑的温度
漏人空气的温度
周围空气的温度
排铅热风的温度
雾化蒸汽的温度
? ? ?? ??????? ? ??? ???
??
??
?? ?
:::
131
132
133
134
135
136
137
:::
窑墙各个测区的表面平均温度
燃料入窑的温度
抽出热风的温度
重油乳化水的温度
各个竖直管道的表面平均温度
炉膛内的温度
窑外辊道温度
雾化空气人窑的温度
窑具的人窑温度
窑具的出窑温度
离窑烟气的温度
直接抽出热风的温度
离窑千烟气量
助燃空气量
理论空气量
冷却空气量
漏人空气量
排铅热风量
雾化蒸汽量
直接抽出的热风量
雾化空气量
理论烟气量
直接抽出的热风量
煤中灰分分数
嫂料的含水率
灰浩中的含碳率
干烟气中一氧化碳的体积分数
各种气体成分在烟气中的体积分数
助燃空气的流速
冷却空气的流速
排铅热风的流速
ma/kg产品
ma八kg或m a熬料)
ma/kg产品
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1呀0
141
142
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m/s
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QB/T 2130-95
续
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统 去 A1
??序 号 符 号 说 位
m/s
154
综合传热系数
综合传热系数
综合传热系数
气的综合传热系数
kJ八.2.h. C)
::: 彩烤带的平均空气过剩系数抽出烟气中空气过剩系数
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彩烧制品的窑炉热效率
余热资源率
含窑具材料的窑炉热效率
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157
158
159
160
161
162
163
一
{ %
一
165
电热体的通电时间
门孔系数
窑体外表面的黑度
管道外表面的黑度
空气的相对湿度
铅、锡溶出量 Ppm
注:使用符号原则说明如下:
① 本标准使用的符号,以国际上通用的符号为主,并参照国内惯用符号制定。如气体体积用 “Pn ,热
量用 “0”,’比热容用 .c 1r等。
② 符号的角标按汉语拼音朱一个字母书写,如两个以上不同的汉字,其拼畜中头 一个字母相 同时,
则角标用两个字母,以示区别。
③ 角标写在符号的右下角,比主题符号小一号字体书写,书 VI时均用小正体。
④ 如果用下角标不能概括源意时,可以在右上角使用上角标符号
⑤ 角标应尽可能少用,以使待号简化。
⑧ 单位中的符号 “。“”表示标准立方米。
一 了2一
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4B/T 2130-95
附 录 B
记录、测定事项一览表
(补充件)
B1 辊道窑基本情况一览表
窑炉类型
燃料种类 {} ,一
单 位 数 修 备 注
一品 种 I
规 格
产 量 kg/h
m
体!
全 长
预热带 (长x宽x高)
彩烤带 (一长x宽x高)
一冷却带 (长x宽x高) 1
,窑的有效截面积 刀1么
彩烤周期 一} b
辊
子
I
材 质 一一
长 度
内 径
外 径
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燃
烧
室
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一
m3/h凤机的容量
一丽(} f}J又刀、(内径、高厂
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l }I
电热体的数量及布置形式
辊道窑的结构现状及历史
窑内断面温差情况及产品彩烤
质量情况
一 71一
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0日/r 2130-s5
s2 热平衡实测数据综合表
一 了4一
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0B/T 2150-$6
续表B2热平衡实测数据综合表
测 定 单 数 据
一 了5一
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