1 

原始資(zi)料

單臺 29 MW 鍋爐小時最大灰渣排放量為(wei) 0．94t / h; 被輸(shu)(shu)送物料為(wei)粉煤灰，堆積(ji)密度 0． 6 ～ 0． 8 kg /m3; 水平輸(shu)(shu)送距離(li) 100 m，垂直輸(shu)(shu)送距離(li) 4 m; 布袋除塵(chen)器 1 臺，配(pei)有脈沖閥 60 個，噴吹周期(qi) 120 s．2 氣力除灰系(xi)統

2．1 工藝(yi)流程(cheng)

根據工程設計要求分(fen)析原始條(tiao)件后(hou)，氣(qi)力(li)輸送(song)形式(shi)確(que)定為正壓壓送(song)式(shi)．氣(qi)力(li)除灰系(xi)統(tong)工藝流程如圖 1 

2．2 

設(she)計計算

壓送(song)(song)式氣力輸送(song)(song)的主要參數按以下(xia)步驟進行計算

．1) 確(que)定(ding)輸送物(wu)料(liao)量(liang)

．壓送式氣力(li)輸灰系(xi)統(tong)的設計(ji)出力(li)不應(ying)小(xiao)于鍋爐(lu)最(zui)大連續蒸(zheng)發量(liang)工(gong)況燃用設計(ji)煤(mei)種時(shi)排灰量(liang)的150%［本工(gong)程單臺 58 MW 煤(mei)粉(fen)鍋爐(lu)小(xiao)時(shi)最(zui)大排灰量(liang)為 0．4 t/h，布(bu)袋除(chu)塵器下部配(pei)置 6 臺倉(cang)泵，因此單臺倉(cang)泵輸送物料(liao)量(liang)Ws= 1．5×0．94 / 6 t / h = 0．236 t / h．

2) 確定混合比

．根(gen)據(ju)該物(wu)料的(de)輸送(song)特(te)性，確定混合比 m= 4．

3) 確定輸(shu)送氣流(liu)速(su)度

．理(li)論上，管道中灰(hui)塵受到(dao)氣流作(zuo)用(yong)，且氣流速度(du)大于灰(hui)塵沉降速度(du)，就(jiu)可(ke)以被輸送．然(ran)而(er)氣流速度(du)過(guo)大則氣源功(gong)率增加(jia)，過(guo)小就(jiu)可(ke)能產生堵塞，可(ke)見選擇合適(shi)的氣流速度(du)十分重要(yao)．

煤粉灰輸送(song)速度(du)經驗(yan)公式為 va≥50 ～100 vo，當混合比大時，可取較大值

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

4) 確定壓縮空氣耗(hao)量(liang)

．壓縮空氣耗量主要由輸(shu)送耗氣和布袋除(chu)塵器反(fan)吹兩部(bu)分組成

．a) 輸送耗氣量

可按式(shi)( 1) 計算．Qa=Ws/mρa． ( 1)式(shi)中，Ws為(wei)單位時間輸送物(wu)料的重量，kg /min;

m 為混合比; 

ρa為(wei)空氣密度，kg /m3

．將 m= 4，ρa= 1．293 kg / m3，Ws= 0．236 t / h 帶(dai)入公(gong)式( 1) ，得單臺(tai)倉泵輸送空氣量約為 0．85 m3/min．

b) 布袋除塵器反吹耗氣(qi)量(liang)可(ke)按(an)公式 ( 2 ) 確定

．Qa= βnq/T． ( 2)

式中，

Qa為每(mei)臺脈沖(chong)袋式除塵器(qi)總耗氣 量( m3/ min) ; 

n 為脈沖閥(fa)數量 ( 個(ge) ) ; 

T 為(wei)噴吹(chui)周期( min) ; 

β 為附加系數，一(yi)般取 1．2; 

q 為每個脈沖閥一(yi)次噴吹耗氣量( m3) ，一(yi)般取 0．03．

本(ben)工程布袋除(chu)塵(chen)器配有脈沖閥 60 個(ge)，噴吹周(zhou)期(qi) 120 s，計算得單臺布袋除(chu)塵(chen)器噴吹耗氣(qi)總量約為 1．1 m3/ min．

綜上所述，單(dan)臺布(bu)袋除塵器(qi)反吹及輸灰所需壓縮空氣(qi)量為 

6×0．85+1．10 = 6．20 m3/ min．

5) 確定(ding)輸料管(guan)管(guan)徑(jing)

．輸料管管徑可(ke)由公(gong)式( 3) 來確定

．D =(4Ws/60πmρaυa)-2． ( 3)式中，

Ws為單位時間輸送物料的重量，kg /min;

m 為混合(he)比(bi); 

ρa為空(kong)氣的密(mi)度，kg /m3; 

va為輸(shu)送速度，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(guan)管(guan)徑(jing)取(qu)DN65．

6) 計算壓(ya)力(li)損(sun)失

．氣力除灰(hui)系統水力計(ji)算應按(an)氣固兩相(xiang)流體(ti)進行計(ji)算．

氣固兩相流體水力計(ji)算過程如下:

( 1) 氣固兩(liang)相流加速(su)壓(ya)損(sun) Δpma

式中，m 為(wei)混合比(bi); ρa為(wei)標空氣的密度，kg /m3;va為(wei)最大輸送速度 m/s; vs為(wei)最大物(wu)料速度 m/s．將(jiang) m = 4，ρa= 1． 293 kg / m3，vs= 20 m / s

 ，va= 20m / s 代入(ru)式 ( 4 ) ，得氣固兩相流加速(su)壓(ya)損 Δpma=0．013 MPa．

( 2) 氣固兩相流摩擦(ca)壓(ya)損 

式中，λa為沿程壓(ya)(ya)力(li)損失(shi)系數; L 為輸灰(hui)管計算(suan)管長m; D 為輸灰(hui)管管徑，m; ρa為空氣密度 kg /m3; va為氣流速度 m/s; a 為壓(ya)(ya)損比，對于水(shui)平管a =

0．2m +30υa槡; 對于垂直(zhi)管(guan) a = 0．15m +250υ1．5a．沿程壓力損失(shi)系數取 λa= 0． 029 6［］，本(ben)工(gong)程垂直(zhi)管(guan)段 4 m，水平(ping)管(guan)段 100 m，本(ben)工(gong)程氣固兩相(xiang)流摩(mo)擦壓損 Δpmf= 0．26 MPa．

( 3) 顆粒群懸浮(fu)提升(sheng)的(de)重力(li)壓損 

式中，m 為(wei)(wei)混合比; ρa為(wei)(wei)空氣(qi)的(de)密度，kg /m3; va為(wei)(wei)輸送速度，m/s．L 為(wei)(wei)輸灰(hui)管(guan)計算管(guan)長(chang); D 為(wei)(wei)輸灰(hui)管(guan)管(guan)徑; g 為(wei)(wei)重力加速度; vn為(wei)(wei)顆粒群懸浮速度，

m/s; vs為物料速度，m/s; fG為重力阻力系數，水平管 fG=vnva; 垂直管道fG=vn+ vsva=vava= 1．

粉煤(mei)灰懸(xuan)浮(fu)速(su)度(du)取(qu) vn= 5 m / s，對(dui)于水平管(guan)段(duan)物(wu)料速(su)度(du)取(qu) vs= 20 m / s，垂直(zhi)管(guan)段(duan)物(wu)料速(su)度(du)取(qu) vs=15 m / s．

因(yin)此顆粉煤灰懸浮(fu)提升的重力壓損 Δpst=0．22 MPa

( 4) 氣固兩相(xiang)流(liu)的局(ju)部壓損

．

式中，m 為(wei)(wei)混合比; ρa為(wei)(wei)空氣(qi)密度，kg /m3; va為(wei)(wei)輸送速(su)度，m/s; ξg為(wei)(wei)倉泵局(ju)部(bu)阻力系數(shu)(shu); ξb為(wei)(wei)彎管局(ju)部(bu)阻力系數(shu)(shu); Kb為(wei)(wei)彎管局(ju)部(bu)阻力附(fu)加壓(ya)損系數(shu)(shu)．

通過公(gong)式( 7) 計(ji)算得倉泵局部(bu)(bu)壓損(sun)為 Δpjg=0．1 MPa; 通過公(gong)式 ( 8) 計(ji)算得 1 個彎管的局部(bu)(bu)壓損(sun) Δpjb= 0．02 MPa． 本工程(cheng)最(zui)不利環路局部(bu)(bu)壓損(sun)包(bao)

 括 1 臺(tai)倉(cang)泵和 4 個(ge)彎管(guan)的損(sun)失，因此，局(ju)部總壓損(sun)約(yue)為 Δpj= 0．18 MPa．氣力除灰(hui)裝置(zhi)的總壓損(sun) ΔpM是裝置(zhi)系統(tong)所有輸料直(zhi)管(guan)壓損(sun) Δpm與局(ju)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(shang)式，得計算壓力損(sun)失為 0．673 MPa．3 

主要設(she)備及選(xuan)型

3．1 空氣壓縮機

1) 排氣量的確定

．除灰(hui)輸送用空氣(qi)(qi)壓縮機的(de)(de)總(zong)排氣(qi)(qi)量(liang)不宜小于氣(qi)(qi) 力(li) 除 灰(hui) 系 統(tong) 設 計 出 力(li) 時 計 算 輸 送 空 氣(qi)(qi) 量(liang) 的(de)(de)110%［］，因此本工程壓縮空氣(qi)(qi)總(zong)需求量(liang)為 

1．1×6×6．20 = 40．92 m3/ min．

2) 排氣壓力的確定

．除灰(hui)輸(shu)送(song)空(kong)氣壓(ya)縮機出口(kou)壓(ya)力不宜小于氣力除灰(hui)系(xi)統(tong)計算阻(zu)力的 120%［］，本工(gong)程(cheng)除灰(hui)系(xi)統(tong)計算壓(ya)力損失(shi)為 0．673 MPa，因(yin)此本工(gong)程(cheng)空(kong)氣壓(ya)縮機

排(pai)氣(qi)壓力取 1．2×0．673 = 0．8 MPa．空氣(qi)壓縮機(ji)參數及臺(tai)數: 排(pai)氣(qi)量為(wei)(wei) 10．4 m3/min，排(pai)氣(qi)壓力為(wei)(wei) 0．8 MPa，額定功率為(wei)(wei) 55 k W; 數量為(wei)(wei) 4 臺(tai)，互為(wei)(wei)備(bei)用．

3．2 干燥機

當(dang)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣露(lu)(lu)點(dian)溫(wen)度要求在 0 ℃以(yi)上時(shi)(shi)，選(xuan)用冷(leng)凍(dong)式干燥機; 當(dang)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣露(lu)(lu)點(dian)溫(wen)度要求在 0 ℃以(yi)下時(shi)(shi)，選(xuan)用吸熱式干燥機［］． 對于本工程壓(ya)縮空(kong)(kong)氣的露(lu)(lu)點(dian)溫(wen)度為 10 ℃，在 0 ℃以(yi)上，因此(ci)選(xuan)冷(leng)凍(dong)式干燥機．

冷(leng)干(gan)機的(de)選型需(xu)考(kao)慮壓(ya)縮空氣流量(liang)、壓(ya)力、溫度和環境溫度以及要(yao)求壓(ya)力露點溫度等因素．冷(leng)干(gan)機處理風量(liang)的(de)選擇計(ji)算見公式( 9) 

．Qs= Qa× C1× C2． ( 9)

式(shi)中，Qa為空(kong)氣壓縮機額定流量; C1為壓縮空(kong)氣壓力及溫度(du)修正系數(shu)(shu); C2為環境溫度(du)及露點溫度(du)修正系數(shu)(shu)．

本工程(cheng)冷干機入口(kou)(kou)壓(ya)力 0．8 MPa，入口(kou)(kou)溫(wen)度40 ℃ ，環境溫(wen)度40 ℃ ，壓(ya)縮(suo)空氣的額定流(liu)量 Qa為(wei)10 Nm3/ min，要求壓(ya)力露點(dian)溫(wen)度 + 2℃ ． 由壓(ya)縮(suo)空氣

壓力及溫度修正系(xi)數( C1) ( 表 1) 及環(huan)境溫度與壓力露點溫度修正系(xi)數( C2) ( 表 2) 可得，C1= 0． 77，C2= 1．22，得冷(leng)干機(ji)處理風量 Qs= 9．40 Nm3

/ min

3．3 倉泵

倉泵的容積和數量(liang)根據排灰(hui)量(liang)及輸送時間(jian)間(jian)隔來(lai)確定(ding)． 

本(ben)工程單(dan)臺(tai)鍋爐(lu)最(zui)大小(xiao)時排(pai)灰(hui)量 0．940t，布袋除塵器過(guo)濾下來的灰(hui)量為 0．939 t，灰(hui)的堆積(ji)密度 0．9 t/m3，因此布袋除塵器下部配置 6 臺(tai)倉(cang)泵，單(dan)臺(tai)倉(cang)泵容積(ji)取 1 m3，6 h 排(pai) 1 次(ci)灰(hui)．

3．4 灰庫

儲存(cun)灰庫(ku)總有效(xiao)容積不應小(xiao)于(yu)儲存(cun)鍋爐(lu)最大(da)連(lian)續蒸發量(liang)(liang)工況燃用設計煤種時 24 h 的排灰量(liang)(liang)［］．單臺鍋爐(lu)房小(xiao)時最大(da)排放(fang)量(liang)(liang) 0．94 t / h，存(cun)儲時間取(qu) 3 d

，因此(ci)本(ben)工程 6 臺(tai)鍋爐配置 3 臺(tai) 180 m3的灰庫．所示(shi)．

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