气力输送设计5.1已知条件:5.2系统选择5.2.1正压系统是工业上最常用的,它适用于文丘里式、螺旋泵和仓式泵等绝大多数供料器。
5.2.2 供料器的选择:螺旋泵5.2.3 风机选择大多数气力输送系统使用容积式空压机(风机),因为此类设备当压力变化时体积流量几乎不变。
当排气压力小于100kPa时,广泛使用罗茨鼓风机。
该类型具有宽广的体积流量范围并能提供无油空气。
此外,它有恒定的速度曲线,当传递压力增加时,体积流量仅轻微减少,从而保证了物料在一定压力下的悬浮流动状态。
5.3设计计算5.3.1输送速度选择据输送速度表的粒径和和密度,选v=18m/s5.3.2输送料气比据GALOTER炉资料料气比C=2424/398=6.09,本设计取料气比C=6㎏/㎏则气体量为Q0=G/6=77821/6=12970㎏,折标态12970/1.293=10031 m3/h 考虑系统漏风和储备,风机风量Q=K4Q0=1.25×10031=12538.8 Nm3/h5.3.2 输送管道有效内径计算5.3.2.1风量换算系数计算风量换算系数体积换算系数C=V质量换算系数0t m C ρρ=20000/273/273HP t t t mp T C p T P tρρ==*=+当已知海拔高度为H 时,大气压与标准大气压的关系为:P h/ P 0= (1-0.022569H)5。
256式中:T o --标况气体温度,℃;T 1一该风量中气体的工况温度,℃; P 0—海平面上的气压,PaP h 一水泥厂厂区的气压,paH--水泥厂厂区海拔高度,km0 5.256(273480) 1.711273(1-0.0225690.5)0t T P C t C VT P t ρρ+====⨯⨯ 5.3.2.2管道流量计算Qt= Q0⨯C V =10031×1.711=17163 m3/h5.3.2.3管道直径计算有效管径D1应为:1171630.4930.78543600250.78543600t Q D v ===⨯⨯⨯⨯ m圆整,取D1=0.5m5.4 气力输送系统总压损气力输送系统总压损是由输送管道总压力损失、管道出口阻力、喷煤管阻力和气力输送设备阻力组成。
输送管道总压力损失又由水平管摩擦阻力、垂直管摩擦阻力和垂直管提升阻力组成。
工程上为了便于计算,常将弯管的局部压力损失折算成水平管道的沿程压力损失。
一般对于均匀粒状物料,当弯管R/D=6时,其当量长度取8~10m,弯管R/D=10时,其当量长度取10~16m,弯管R/D=20时,其当量长度取12~20m V —管道内风速,为25m/s u —料气比,为6kg/m 3H —工厂海拔高度,为0.5km; T 1—气体温度,为500℃;L 1—水平管道输送长度,为20m,H 1—窑头垂直管道输送长度,为16m,N 1—输送管道上弯头数量,为4个。
M 1—输送管道上阀门数量,为2个。
L 2—换热器当量管道长度输送管道阻力计算ΔP=ΔP L +ΔP O +ΔP C +ΔP E ΔP —总压损ΔP L ——输送管道总压力损失ΔP L =ΔP L1+ΔP L2+ΔP N1+ΔP M2+ΔP LFH +ΔP LH ΔP O ——管道出口阻力 ΔP C ——喷煤管阻力ΔP E ——气力输送设备阻力。
ΔP LF W ——水平管摩擦阻力; ΔP LFH ——垂直管摩擦阻力 ΔP LH ——垂直管提升阻力。
5.4.1 计算输送管道当量长度设弯管R/D=6时,其当量长度取10 m;阀门当量长度取20 m水平管道当量长度12112030410202130p L L L LN LM =+++=++⨯+⨯= m5.4.2 计算输送管道阻力系数 按柏列斯公式:阻力系数ξ1=0.0125+0.0011/1=0.0136 5.4.3 计算输送管道水平管摩擦阻力水平管摩擦阻力(Pa) ΔP LFW =ξ1×Lp/D ×γa ×V 2/2 ×(1+K L ×u) 式中:ξ1一阻力系数;Lp 一水平管道当量长度,m, D 一输送管道直径,m,γa 一空气的重度,kg/m 3,当400℃,γa=1.293×273/673=0.524 u 一管道内料气比,u=2.2K L 一附加阻力系数,见图1,v=25m/s 时,K L =0.23 水平管摩擦阻力(Pa)ΔP LFW =ξ1×Lp/D ×γa ×V 2/2 ×(1+K L ×u) =0.0136⨯130/0.5⨯0.524×252/2⨯(1+0.23⨯6) =1378 (Pa)5.4.4 计算输送管道垂直管摩擦阻力垂直管摩擦阻力ΔP LFH =ξ1×H 1/D 1 ×γa ×V 2/2×(1+K H ⨯u) =0.0136 ×20/0.5×0.524×252/2× (1+0.23 ×1.1 ×6) =224.3(Pa) 式中: H 1一垂直提升高度,m; K H 一附加阻力系数,K H =1.1K L 5.4.5计算输送管道垂直管提升 阻力ΔP LH =γa ×(1+ u) H 1×g=0.524×(1+6)×20×9.81=720Pa 式中:g 一重力加速度。
5.4.6计算输送管道出口阻力管道出口阻力(Pa)=50pa5.4.7计算输送管道气力输送设备阻力气力输送设备阻力(Pa)=10000Pa5.4.8 输送斜槽阻力: ΔP F =3000 Pa5.4.9计算输送管道总压力损失输送管道总压力损失ΔP=ΔP L+ΔP O+ΔP C+ΔP E+ΔP F =1378.+224.3+720+50+10000+3000=15372Pa设备选用压力P=Kp*ΔP=1.2*15372=18448Pa式中:K P一考虑漏气和计算误差等原因的压力备用系数,一般选用Kp=1.1~1.2表5-2提升管物料平衡和热平衡计算表提升管物料平衡和热平衡六、提升管后旋风集渣器设计表6-1 提升管后集渣器物料平衡和热平衡集料器规格参数设计进口风量34287.3+256.7+=34544.4,进口风量为Q4= 26662+256.5/44*22.4=26792 Nm3,进口风速v4=16m/s,进口面积A4=Q4/V4=26792/(3600*16)=0.465㎡旋风分离器直径D4=4.650.5=2.15 m,进风口高a=0.45D4=2.15*0.45=0.97 m进风口宽b=0.22D4=2.15*0.45=0.47 m直筒高度h1=1.6D4=3.44,锥筒高度h2=1.7D4=3.66,H=7.1m七、高温燃烧斜槽设计7.1高温燃烧斜槽完全燃烧残碳所需气体量计算最终使高温输送斜槽能将高温提升机提来的高温半焦里的残碳全部燃烧掉,温度从480℃升致780℃,注:残碳量计算:Qc=20830×0.28×0.20=1166.48㎏,碳的燃烧份额估算见表7-1表7-1碳的燃烧份额估算1166.5 13.9682516293.69 3323.689原料中碳量为:1166.5㎏,完全燃烧(为充分燃烧取空气过剩系数为1.1)需干空气为: 1166.5×32/(12×0.21)×1.1=16293.7㎏,气力提升用气量为12970㎏,差值3323.7㎏干空气在高温输送斜槽中从槽底送入表7-2高温燃烧斜槽物料平衡和热平衡计算1166.5 13.9682516293.69 3323.689斜槽物料平衡和热平衡斜槽设计要考虑空气在料槽断面风速不大于送料速度的3倍,初选送料速度1m/s,则风速控制至3m/s 进料口风量17163m3/h,则斜槽截面积为17163/(3600*3)=1.589槽宽为0.6m ,高度为2.64m. 槽宽为0.8m 时高度为1.986m烟气和物料分流,出口段截面积增大,使风速降出口处7.2高温输送斜槽设计应考虑的问题:(1)高温输送斜槽的槽体结构设计、安装高度以及倾斜度; (2)燃烧残碳的方法,辅助热源的选择和安装方法; (3)所需的热量,空气的加入方式; (4)槽体保温装置设计; (5)陶瓷多孔板设计1.9062C V ====高温输送斜槽的槽体采用方形结构,内嵌粘土质隔热保温材料,透气层选用陶瓷板能承受一定的压力,有利的保证槽体不受伤害。
空气从槽体进料处进入,这样能够运用气力输送将物料送到热灰旋风收集器。
辅助热源选用天然气,因为天然气是高温提油装置的产物,不需要再购买其它的燃烧物质如煤炭等。
最终使高温输送斜槽能将高温提升机提来的高温半焦里的残碳全部燃烧掉,温度从455℃升致750℃—850℃,图6-1为一种空气输送斜槽的结构形式。
斜槽由数段用钢板制成的矩形断面槽子制成,并沿着输送方向布置成一定斜度。
槽子由两个凵形的上槽体5和下槽体6组成并用螺栓联接,中间用透气层相互隔开。
物料由加料口2均匀地喂在透气层7上,空气由风机送入下槽体,并均匀地通过透气层通入物料颗粒之间,使颗粒间的空隙增大,并浮动于空气中,呈流态化状态。
因为斜槽是倾斜的,流态化的物料便在重力作用下沿斜槽下滑,由卸料口9卸出,逸入上槽的空气由排气口8经收尘后排出,或经上槽的过滤器(布袋)排到大气中[4]。
空气粉状斜槽除主要作向下输送外,利用流态化输送的原理,也可以作水平和向上输送。
当空气槽水平安装,物料水平流动,主要靠改变透气层的一种——多孔板气流喷出方向,使物料随气流的前进推力和物料的前进压力差流动;至于向上输送,则完全依靠空气的推力作流态输送,物料处于半悬浮呈波浪形前进。
1.风机2.加料口3.窥视窗 4支架 5上槽体 6.下槽体 7.透气层 8排风口9.卸料口图6-1.空气输输送送斜槽结构形式7.3高温输送斜槽的选型计算高温输送斜槽的选型计算,主要是根据被输送物料的特性、输送距离及生产能力等,选择合适的槽宽、鼓风机的风量和风压[6]。
7.3.1高温输送斜槽的斜度i是决定槽内物料流动的基本条件。
它决定于物料的特性、工艺布置及设备选型等。
斜度小,则料层增厚,此时为了维持料层的最佳状态流动,需要较高的通风量,但有利于工艺布置;斜度大,空气消耗量虽有降低,但鼓风机的布置、安装较复杂,然而其物料流速大,生产能力较高。
当斜度在4%~6%之间时较为适中。
在工艺布置允许的条件下,采用较大的斜度对输送有利。
当输送水泥和生料粉时可取6%;输送闭路循环磨机的粗料时,建议斜度不小于10%,甚至可取12%;用帆布作透气层时斜度取6%;用多孔板作透气层时斜度取4%~6%。