杭州承运环保工程有限公司
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一、设计基本参数:
(1) 电石炉炉气含尘量:
每台炉炉气量: 3750 m3/h,炉气中含尘浓度: 50~150 g/ m3,换算成含尘量是: 187.5~562.5 kg/h
(2) 电石炉炉气中粉尘的化学成分:
粉尘种类 | CaO | C | SiO3 | Fe2O3 | Al2O3 | 其它 |
百分比 | 37.2 | 34.1 | 15.8 | 0.96 | 7.1 | 4.84 |
真实比重 | 2.8 | 1.9 | 2.35 | 5.18 | 3.96 |
粉尘的加权真实比重为2.48;
粉尘的堆积比重数据缺少,类比相似物料,推定为0.6。
(3) 电石炉炉气中粉尘的粒径分布:
粒径(微米) | 0~2 | 2~5 | 5~10 | 10~20 | 20~40 | 40~ |
百分比 | 37.5 | 19.6 | 21.8 | 15.6 | 4.1 | 1.4 |
粉尘的加权平均粒径为7微米。
(4)布袋除尘器气力输灰系统:
a、每两台炉共用1台布袋除尘器,1台布袋除尘器收集的粉尘量是: 375~1125 kg/h;
b、十台炉对应5台布袋除尘器,5台布袋除尘器收集的粉尘总量是: 1875~5625 kg/h;
c、布袋除尘器排灰温度:£ 220 ℃;
d、每台布袋除尘器有一个卸料口,每台布袋除尘器下设置1台仓泵,仓泵容积0.5m3,5个仓泵同时输送,合用一根管道输送。
e、气力输灰系统的设计输送量是: 6000 kg/h。
(5) 灰库
设置1座灰库,灰库距布袋除尘器最远水平距离为(配管长度):约为 1000 m,垂直高度:约为 20 m,90℃弯头约为 15 个。
二、计算过程
1、5台仓泵每次输送灰量为m=VC*qu*K1*γh=0.5*5*0.8*600=1200 kg
2、设计输送量为6000kg/h,每小时需输送5次,每次输送循环时间为12分钟,经验得出包括管道吹扫、仓泵进料、加压流化、阀门动作等在内的输送辅助时间为2分钟,则每次输送循环中用于输送的时间是10分钟,管道的出力应是7200kg/h。
3、根据经验设定粉尘与输送氮气的固气比φ=8。
4、输送气量为:ma=mS/φ=7200/8=900 kg/h=15 kg/min
Qa=ma/γa=15/1.2=12.5 Nm3/min
5、Qa=mS/(φ*γa)=7200/(8*1.2)=750 Nm3/h=12.5 Nm3/min
6、粉尘与输送氮气在输送过程中的热交换及热平衡后的空气温度:
粉尘进入输送管道时的温度假定为220℃,压缩氮气的温度假定为30℃,平衡温度为T,粉尘流量为7200kg/h,氮气流量为900kg/h,粉尘加权比热890J/kg K,氮气比热1038J/kg K,由下面的换热等式
7200×890×(220-T)=900×1038×(T-30)
得:T=196℃
7、输送过程中的降温:
管道、设备与环境的热交换及热辐射降温很难计算,根据火力电厂输灰的经验,混合物温度与环境温度的温差越大,每100m管道降温越大。根据经验,环境温度25℃,输送管道出口处温度约为65℃。
8、根据上述数据及经验,确定输送管道为Ø108x5/ Ø133x5,假定前段Ø108x5管道长660米(其中水平650米,垂直10米,90℃弯头8个),后段Ø133x5管道长360米(其中水平350米,垂直10米,90℃弯头7个)。
9、计算Ø133x5管道的压降:
根据经验,管道入口处氮气温度约90℃,出口处温度65℃,出口处压力取3kPa(g)。根据稳定输送压降公式△Pm=(Pe2+Pe*(1+φ*k)*λa*(Leq/D)*γae*νe2)0.5- Pe=(1043002+104300*(1+8*0.75)*0.028*(440/0.123)*1.07*19.72)0.5- 104300=98654 Pa=99 kPa
10、校核Ø133x5管道入口处速度为(12.5/(60*0.785*0.123*0.123))*(101/(101+99))*((273+90)/273)=11.8m/s
11、计算Ø108x5管道的压降:
管道入口处氮气温度约50℃(在离入口20m处升到195℃),出口处温度90℃,出口处压力为99kPa(g)。根据稳定输送压降公式△Pm=(Pe2+Pe*(1+φ*k)*λa*(Leq/D)*γae*νe2)0.5- Pe=(2000002+200000*(1+8*0.75)*0.03*(774/0.098)*1.92*17.32)0.5- 200000=274346 Pa=274 kPa
12、校核Ø108x5管道入口处速度为(12.5/(60*0.785*0.098*0.098))*(101/(101+99+274))*((273+50)/273)=7.0m/s
13、输送管道总压降为:99+274=373 kPa
三、输送参数汇总
1、设计输送量6000t/h,实际管道出力7200kg/h。
2、设计输送管道Ø108x5/ Ø133x5(660m/360m),其中水平管道总长1000m,垂直管道20m,包括90℃弯头15个。
3、输送管道总压降373 kPa,要求气源压力大于600kPa(g)。
4、稳定输送期间的输送气量12.5 Nm3/min,全周期输送气量10.4 Nm3/min,要求气源气量不低于11.5 Nm3/min。
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