1 

原(yuan)始資料

單(dan)臺 29 MW 鍋爐小時最大灰渣(zha)排(pai)放量為(wei) 0．94t / h; 被輸送物料為(wei)粉(fen)煤灰，堆積密度 0． 6 ～ 0． 8 kg /m3; 水(shui)平輸送距離 100 m，垂直(zhi)輸送距離 4 m; 布袋除塵(chen)器 1 臺，配有脈(mo)沖閥 60 個，噴吹周期 120 s．2 氣力除灰系統

2．1 工藝流程

根(gen)據工程(cheng)設計要(yao)求(qiu)分析原始條件(jian)后，氣(qi)力輸送(song)形式確定為正(zheng)壓壓送(song)式．氣(qi)力除灰(hui)系統工藝流程(cheng)如圖 1 

2．2 

設計計算

壓送(song)式氣(qi)力輸送(song)的主(zhu)要參數(shu)按以下步驟進(jin)行計算

．1) 確(que)定(ding)輸送物料量

．壓送式氣力(li)輸(shu)灰系統的設計出力(li)不應(ying)小于鍋爐最(zui)(zui)大(da)連(lian)續蒸(zheng)發量工況燃用設計煤(mei)(mei)種時排灰量的150%［本工程(cheng)單臺(tai)(tai) 58 MW 煤(mei)(mei)粉鍋爐小時最(zui)(zui)大(da)排灰量為(wei) 0．4 t/h，布袋除塵器下部配置(zhi) 6 臺(tai)(tai)倉泵，因此單臺(tai)(tai)倉泵輸(shu)送物料(liao)量Ws= 1．5×0．94 / 6 t / h = 0．236 t / h．

2) 確定混合比

．根據該物料(liao)的(de)輸送特性，確定混合比 m= 4．

3) 確定輸送氣流速度(du)

．理(li)論上，管道中灰(hui)(hui)塵受到(dao)氣(qi)流(liu)(liu)作用，且(qie)氣(qi)流(liu)(liu)速(su)度(du)(du)大(da)于灰(hui)(hui)塵沉降速(su)度(du)(du)，就可以被輸(shu)送．然而氣(qi)流(liu)(liu)速(su)度(du)(du)過(guo)大(da)則氣(qi)源功率增加，過(guo)小就可能產(chan)生堵塞，可見選擇合適的氣(qi)流(liu)(liu)速(su)度(du)(du)十分重要．

煤粉(fen)灰輸送速度經(jing)驗公(gong)式為 va≥50 ～100 vo，當混合(he)比大時(shi)，可(ke)取較(jiao)大值

．煤(mei)粉灰沉降速度 vo= 0．213 m / s，取輸送速度為 va= 20 m / s．

4) 確(que)定壓縮空氣耗量(liang)

 ．壓(ya)縮空(kong)氣耗量(liang)主要由輸送(song)耗氣和布袋除(chu)塵(chen)器反(fan)吹兩部(bu)分組成(cheng)

．a) 輸(shu)送耗(hao)氣量

可按(an)式(shi)( 1) 計(ji)算．Qa=Ws/mρa． ( 1)式(shi)中，Ws為(wei)單位時間輸送物料的重量(liang)，kg /min;

m 為混(hun)合(he)比; 

ρa為空氣密(mi)度，kg /m3

．將 m= 4，ρa= 1．293 kg / m3，Ws= 0．236 t / h 帶入公式( 1) ，得單臺倉泵(beng)輸送空(kong)氣量(liang)約為 0．85 m3/min．

b) 布(bu)袋除塵器(qi)反吹耗(hao)氣量可按公式(shi) ( 2 ) 確定

．Qa= βnq/T． ( 2)

式中，

Qa為(wei)每臺脈沖袋式除(chu)塵器總耗氣(qi) 量( m3/ min) ; 

n 為脈沖閥數量 ( 個 ) ; 

T 為噴吹周期( min) ; 

β 為附(fu)加系數，一般取 1．2; 

 q 為每個(ge)脈(mo)沖閥一次噴(pen)吹耗(hao)氣量( m3) ，一般取(qu) 0．03．

本工程布袋除(chu)塵器配有脈沖閥(fa) 60 個，噴吹(chui)(chui)周期 120 s，計算得單臺布袋除(chu)塵器噴吹(chui)(chui)耗氣(qi)總量約為 1．1 m3/ min．

綜上(shang)所述，單臺布袋除塵器反(fan)吹及輸灰所需壓縮(suo)空氣(qi)量為(wei) 

6×0．85+1．10 = 6．20 m3/ min．

5) 確定輸料管管徑

．輸料管管徑可(ke)由公式(shi)( 3) 來確定

．D =(4Ws/60πmρaυa)-2． ( 3)式(shi)中，

Ws為單位時間輸送物料(liao)的重量(liang)，kg /min;

m 為混合(he)比; 

ρa為(wei)空氣的(de)密度，kg /m3; 

va為輸(shu)送速度(du)，m/s．將 Ws= 0．236 t / h，m = 4，ρa= 1．293 kg / m3，va=20 m / s 代入(ru)式 ( 3) ，可得 D = 59． 8，輸(shu)料管管徑取(qu)DN65．

6) 計算壓(ya)力(li)損失

．氣力(li)除灰系統水力(li)計算應按氣固兩相(xiang)流體進(jin)行計算．

氣(qi)固兩相流體水(shui)力計算過程如下:

( 1) 氣(qi)固兩相(xiang)流加速壓(ya)損 Δpma

式中，m 為(wei)混合比; ρa為(wei)標空氣的密度(du)，kg /m3;va為(wei)最大(da)輸送速(su)度(du) m/s; vs為(wei)最大(da)物料速(su)度(du) m/s．將 m = 4，ρa= 1． 293 kg / m3，vs= 20 m / s

 ，va= 20m / s 代入式(shi) ( 4 ) ，得氣固兩(liang)相(xiang)流加速壓損 Δpma=0．013 MPa．

( 2) 氣固兩相(xiang)流摩擦(ca)壓損 

式中，λa為沿程壓(ya)力損(sun)失系數; L 為輸(shu)灰管(guan)(guan)計(ji)算管(guan)(guan)長m; D 為輸(shu)灰管(guan)(guan)管(guan)(guan)徑，m; ρa為空氣(qi)密度(du) kg /m3; va為氣(qi)流速度(du) m/s; a 為壓(ya)損(sun)比，對于水(shui)平管(guan)(guan)a =

0．2m +30υa槡; 對(dui)于垂直管 a = 0．15m +250υ1．5a．沿程(cheng)壓(ya)(ya)力損失系數取 λa= 0． 029 6［］，本(ben)工程(cheng)垂直管段(duan) 4 m，水平管段(duan) 100 m，本(ben)工程(cheng)氣(qi)固兩相流摩擦壓(ya)(ya)損 Δpmf= 0．26 MPa．

( 3) 顆粒群懸浮(fu)提(ti)升的重力壓損 

式中(zhong)，m 為(wei)混合比; ρa為(wei)空(kong)氣的(de)密度，kg /m3; va為(wei)輸(shu)(shu)送速度，m/s．L 為(wei)輸(shu)(shu)灰管(guan)計算管(guan)長(chang); D 為(wei)輸(shu)(shu)灰管(guan)管(guan)徑; g 為(wei)重力加速度; vn為(wei)顆(ke)粒(li)群懸浮速度，

m/s; vs為(wei)物料速(su)度(du)，m/s; fG為(wei)重力(li)阻力(li)系數，水平管 fG=vnva; 垂(chui)直管道fG=vn+ vsva=vava= 1．

粉(fen)煤灰懸浮速度(du)取 vn= 5 m / s，對(dui)于(yu)水平(ping)管段(duan)物料速度(du)取 vs= 20 m / s，垂直管段(duan)物料速度(du)取 vs=15 m / s．

因此(ci)顆粉煤(mei)灰(hui)懸浮提升的重力(li)壓損 Δpst=0．22 MPa

( 4) 氣固兩相流的局(ju)部(bu)壓損

．

式中，m 為(wei)(wei)(wei)混(hun)合比; ρa為(wei)(wei)(wei)空(kong)氣密度，kg /m3; va為(wei)(wei)(wei)輸送速度，m/s; ξg為(wei)(wei)(wei)倉泵局(ju)部(bu)(bu)阻力(li)系數; ξb為(wei)(wei)(wei)彎管(guan)局(ju)部(bu)(bu)阻力(li)系數; Kb為(wei)(wei)(wei)彎管(guan)局(ju)部(bu)(bu)阻力(li)附加(jia)壓(ya)損系數．

 通過公式(shi)( 7) 計(ji)算得(de)倉(cang)泵局(ju)部(bu)壓損(sun)為 Δpjg=0．1 MPa; 通過公式(shi) ( 8) 計(ji)算得(de) 1 個彎管的(de)局(ju)部(bu)壓損(sun) Δpjb= 0．02 MPa． 本工程最不利環路局(ju)部(bu)壓損(sun)包

括 1 臺倉(cang)泵和 4 個彎管的(de)損(sun)失，因此，局部總(zong)壓損(sun)約為 Δpj= 0．18 MPa．氣力除灰裝置(zhi)(zhi)的(de)總(zong)壓損(sun) ΔpM是裝置(zhi)(zhi)系統(tong)所有輸(shu)料直管壓損(sun) Δpm與局部壓損(sun) 

Δpj之和，即ΔpM= Δpm+ Δpj= Δpma+ Δpmf+ Δpst( ) +Δpjg+ Δpjb( ) 

．

將 Δpma= 0． 013 MPa，Δpmf= 0． 26 MPa，Δpst=0．22 MPa，Δpj= 0． 18 MPa 

帶入上式，得(de)計算壓力損(sun)失為 0．673 MPa．3 

主要設備及選型

3．1 空(kong)氣壓縮(suo)機

1) 排氣量(liang)的確定

．除(chu)灰輸送用(yong)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)壓縮機的(de)總排氣(qi)量(liang)不宜小于氣(qi) 力(li) 除(chu) 灰 系 統(tong) 設(she) 計 出 力(li) 時 計 算 輸 送 空(kong)(kong)(kong) 氣(qi) 量(liang) 的(de)110%［］，因(yin)此本工(gong)程壓縮空(kong)(kong)(kong)氣(qi)總需求(qiu)量(liang)為 

1．1×6×6．20 = 40．92 m3/ min．

2) 排氣壓力(li)的確定(ding)

 ．除(chu)灰(hui)輸送空氣(qi)壓縮機出口壓力不宜小于氣(qi)力除(chu)灰(hui)系(xi)統計算阻力的 120%［］，本(ben)工程除(chu)灰(hui)系(xi)統計算壓力損失為 0．673 MPa，因此本(ben)工程空氣(qi)壓縮機

排(pai)氣(qi)壓(ya)力取(qu) 1．2×0．673 = 0．8 MPa．空氣(qi)壓(ya)縮機參數及臺(tai)數: 排(pai)氣(qi)量為 10．4 m3/min，排(pai)氣(qi)壓(ya)力為 0．8 MPa，額定功(gong)率為 55 k W; 數量為 4 臺(tai)，互為備用．

3．2 干燥機

當(dang)壓(ya)縮空氣露(lu)點(dian)溫度要(yao)求在(zai) 0 ℃以(yi)(yi)(yi)上時(shi)，選用冷(leng)凍(dong)(dong)式干(gan)燥機(ji); 當(dang)壓(ya)縮空氣露(lu)點(dian)溫度要(yao)求在(zai) 0 ℃以(yi)(yi)(yi)下時(shi)，選用吸(xi)熱(re)式干(gan)燥機(ji)［］． 對(dui)于(yu)本工程壓(ya)縮空氣的(de)露(lu)點(dian)溫度為 10 ℃，在(zai) 0 ℃以(yi)(yi)(yi)上，因此(ci)選冷(leng)凍(dong)(dong)式干(gan)燥機(ji)．

冷(leng)(leng)干機(ji)的(de)選型需考慮(lv)壓縮空氣流量、壓力、溫(wen)度(du)和環境溫(wen)度(du)以及要(yao)求壓力露(lu)點溫(wen)度(du)等(deng)因(yin)素(su)．冷(leng)(leng)干機(ji)處理風量的(de)選擇(ze)計算見公式( 9) 

．Qs= Qa× C1× C2． ( 9)

式中，Qa為(wei)空(kong)氣壓縮機額(e)定流量; C1為(wei)壓縮空(kong)氣壓力及(ji)溫(wen)度修正系(xi)數(shu)(shu); C2為(wei)環境(jing)溫(wen)度及(ji)露點溫(wen)度修正系(xi)數(shu)(shu)．

 本工程冷干機入(ru)(ru)口壓(ya)(ya)力 0．8 MPa，入(ru)(ru)口溫度40 ℃ ，環境溫度40 ℃ ，壓(ya)(ya)縮空(kong)氣的額定流量 Qa為10 Nm3/ min，要求壓(ya)(ya)力露點溫度 + 2℃ ． 由壓(ya)(ya)縮空(kong)氣

壓力及溫(wen)度修正(zheng)系數( C1) ( 表 1) 及環境溫(wen)度與壓力露點溫(wen)度修正(zheng)系數( C2) ( 表 2) 可得，C1= 0． 77，C2= 1．22，得冷干(gan)機處理風量(liang) Qs= 9．40 Nm3

/ min

3．3 倉泵

倉泵的容積和數(shu)量根(gen)據排(pai)灰量及輸送時(shi)間(jian)間(jian)隔來確(que)定(ding)．

本(ben)工程單臺鍋爐最大小(xiao)時排灰量 0．940t，布(bu)(bu)袋除塵器過濾下來的灰量為 0．939 t，灰的堆(dui)積(ji)密(mi)度(du) 0．9 t/m3，因此布(bu)(bu)袋除塵器下部配置 6 臺倉泵，單臺倉泵容(rong)積(ji)取 1 m3，6 h 排 1 次灰．

3．4 灰(hui)庫

儲(chu)存(cun)灰庫總有效容積不(bu)應(ying)小于儲(chu)存(cun)鍋爐(lu)最大連續蒸發量(liang)工況燃(ran)用設(she)計煤種時 24 h 的排(pai)灰量(liang)［］．單臺鍋爐(lu)房小時最大排(pai)放量(liang) 0．94 t / h，存(cun)儲(chu)時間取(qu) 3 d

，因此本工程 6 臺鍋(guo)爐配置 3 臺 180 m3的灰(hui)庫(ku)．所示．

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