1 

原始(shi)資料(liao)

單臺 29 MW 鍋爐(lu)小時(shi)最(zui)大灰渣排放量為 0．94t / h; 被輸送(song)(song)物(wu)料為粉(fen)煤灰，堆積密度 0． 6 ～ 0． 8 kg /m3; 水平輸送(song)(song)距(ju)離 100 m，垂直(zhi)輸送(song)(song)距(ju)離 4 m; 布(bu)袋除塵器 1 臺，配有(you)脈(mo)沖閥(fa) 60 個(ge)，噴吹周期 120 s．2 氣力除灰系統

2．1 工(gong)藝流程(cheng)

根據工程設計要(yao)求分析(xi)原始(shi)條件后，氣力(li)輸送形式(shi)確定為正壓壓送式(shi)．氣力(li)除灰系統工藝流程如圖(tu) 1 

2．2 

設計(ji)計(ji)算

壓送式氣力(li)輸(shu)送的(de)主要參數按(an)以下步(bu)驟進行計算 

．1) 確(que)定輸送物料(liao)量

．壓送式氣力輸(shu)灰系(xi)統(tong)的設計(ji)出力不應小于(yu)鍋(guo)爐最(zui)大(da)連續(xu)蒸(zheng)發量工(gong)況燃用(yong)設計(ji)煤種時排灰量的150%［本工(gong)程單臺(tai) 58 MW 煤粉鍋(guo)爐小時最(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)倉泵(beng)(beng)，因(yin)此單臺(tai)倉泵(beng)(beng)輸(shu)送物料量Ws= 1．5×0．94 / 6 t / h = 0．236 t / h．

2) 確(que)定混合比

．根據該物料的輸(shu)送特(te)性，確定混(hun)合比 m= 4．

3) 確(que)定輸送氣流速度

．理論上(shang)，管(guan)道中灰(hui)塵(chen)受到氣流(liu)作用(yong)，且氣流(liu)速度(du)大(da)于灰(hui)塵(chen)沉(chen)降速度(du)，就可以被輸送．然(ran)而氣流(liu)速度(du)過大(da)則(ze)氣源(yuan)功率增加(jia)，過小就可能產生堵塞，可見選擇(ze)合適的氣流(liu)速度(du)十(shi)分重要．

煤粉灰輸送速度經驗公式為 va≥50 ～100 vo，當混合(he)比大(da)時，可取較大(da)值

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

4) 確定壓縮空氣耗量

．壓縮空氣(qi)耗(hao)量(liang)主要由輸送耗(hao)氣(qi)和布(bu)袋除塵(chen)器反吹兩部分組成(cheng)

．a) 輸送耗氣量

 可按式( 1) 計算．Qa=Ws/mρa． ( 1)式中，Ws為單位時間輸送物料(liao)的重(zhong)量，kg /min;

m 為混合比; 

ρa為空(kong)氣密度，kg /m3

．將(jiang) m= 4，ρa= 1．293 kg / m3，Ws= 0．236 t / h 帶入公(gong)式( 1) ，得單臺倉泵輸送空氣(qi)量(liang)約為 0．85 m3/min．

 b) 布(bu)袋除(chu)塵器(qi)反吹耗氣量(liang)可按公式 ( 2 ) 確(que)定

．Qa= βnq/T． ( 2)

式(shi)中，

Qa為每臺脈沖袋式(shi)除塵器總耗氣 量( m3/ min) ; 

n 為脈沖(chong)閥數量 ( 個(ge) ) ; 

T 為噴吹(chui)周期( min) ; 

β 為附加系(xi)數(shu)，一般取(qu) 1．2; 

q 為每個脈沖閥一次噴吹耗氣(qi)量( m3) ，一般取 0．03．

本工程布(bu)袋(dai)除塵器配有脈沖閥(fa) 60 個，噴吹周(zhou)期 120 s，計算得(de)單臺(tai)布(bu)袋(dai)除塵器噴吹耗氣總量約為 1．1 m3/ min．

綜上所述，單臺(tai)布袋除塵器反吹及輸(shu)灰所需壓縮空氣量為(wei) 

6×0．85+1．10 = 6．20 m3/ min．

5) 確(que)定輸料管管徑

．輸料管(guan)管(guan)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(wu)料的重(zhong)量(liang)，kg /min;

m 為(wei)混合比; 

ρa為空氣的密度，kg /m3; 

va為(wei)輸送速度，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，輸料(liao)管管徑取DN65．

6) 計算壓(ya)力損失

．氣力(li)(li)除(chu)灰系統水力(li)(li)計算應(ying)按(an)氣固兩相流體(ti)進行計算．

氣固兩相流體水力(li)計算過程(cheng)如下:

( 1) 氣固(gu)兩相流加速壓(ya)損(sun) Δpma

式中，m 為(wei)(wei)(wei)混合比(bi); ρa為(wei)(wei)(wei)標空氣的(de)密度(du)，kg /m3;va為(wei)(wei)(wei)最大(da)輸送速(su)度(du) m/s; vs為(wei)(wei)(wei)最大(da)物(wu)料(liao)速(su)度(du) m/s．將 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(liang)相流摩擦壓損 

式中，λa為(wei)(wei)(wei)沿程壓力損失系數; L 為(wei)(wei)(wei)輸(shu)灰(hui)管計算(suan)管長m; D 為(wei)(wei)(wei)輸(shu)灰(hui)管管徑，m; ρa為(wei)(wei)(wei)空(kong)氣密度 kg /m3; va為(wei)(wei)(wei)氣流速度 m/s; a 為(wei)(wei)(wei)壓損比，對于水平(ping)管a =

0．2m +30υa槡(槡); 對于垂直(zhi)管(guan) a = 0．15m +250υ1．5a．沿(yan)程(cheng)壓(ya)力損失系數取 λa= 0． 029 6［］，本工(gong)程(cheng)垂直(zhi)管(guan)段(duan) 4 m，水平管(guan)段(duan) 100 m，本工(gong)程(cheng)氣固兩相流摩擦壓(ya)損 Δpmf= 0．26 MPa．

( 3) 顆(ke)粒(li)群懸浮提升的重力(li)壓損 

式中，m 為混(hun)合(he)比; ρa為空氣的密度，kg /m3; va為輸(shu)送速(su)度，m/s．L 為輸(shu)灰(hui)管(guan)計算(suan)管(guan)長; D 為輸(shu)灰(hui)管(guan)管(guan)徑; g 為重力加速(su)度; vn為顆粒群懸浮速(su)度，

m/s; vs為物料速度，m/s; fG為重力(li)阻(zu)力(li)系數，水平管 fG=vnva; 垂直管道(dao)fG=vn+ vsva=vava= 1．

粉煤灰(hui)懸浮速(su)(su)度取(qu) vn= 5 m / s，對于水平(ping)管段物料速(su)(su)度取(qu) vs= 20 m / s，垂直管段物料速(su)(su)度取(qu) vs=15 m / s．

因(yin)此顆(ke)粉煤灰懸浮提升的重力(li)壓(ya)損 Δpst=0．22 MPa 

( 4) 氣固兩相流(liu)的局部壓損

．

式中，m 為(wei)(wei)混合比; ρa為(wei)(wei)空氣密度，kg /m3; va為(wei)(wei)輸送速度，m/s; ξg為(wei)(wei)倉泵局(ju)(ju)部阻力(li)系數; ξb為(wei)(wei)彎管局(ju)(ju)部阻力(li)系數; Kb為(wei)(wei)彎管局(ju)(ju)部阻力(li)附加壓損系數．

通過(guo)公式( 7) 計算(suan)得倉泵(beng)局(ju)(ju)部壓損為 Δpjg=0．1 MPa; 通過(guo)公式 ( 8) 計算(suan)得 1 個(ge)彎管的局(ju)(ju)部壓損 Δpjb= 0．02 MPa． 本工程(cheng)最(zui)不利環路局(ju)(ju)部壓損包(bao)

括 1 臺倉泵和 4 個(ge)彎管(guan)的損失，因此，局(ju)部總(zong)壓損約為 Δpj= 0．18 MPa．氣力除(chu)灰裝置(zhi)(zhi)的總(zong)壓損 ΔpM是(shi)裝置(zhi)(zhi)系統所有輸料直(zhi)管(guan)壓損 Δpm與局(ju)部壓損 

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

．

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

帶入上式(shi)，得(de)計算壓力損失為(wei) 0．673 MPa．3 

主要設(she)備(bei)及選型

3．1 空氣壓縮機

1) 排氣量的確定

．除(chu)灰輸(shu)送用空氣(qi)壓(ya)縮機的總排氣(qi)量(liang)(liang)不宜小于氣(qi) 力 除(chu) 灰 系 統 設(she) 計 出 力 時(shi) 計 算(suan) 輸(shu) 送 空 氣(qi) 量(liang)(liang) 的110%［］，因此本工程壓(ya)縮空氣(qi)總需(xu)求(qiu)量(liang)(liang)為 

1．1×6×6．20 = 40．92 m3/ min．

2) 排氣(qi)壓力(li)的確定

．除灰(hui)輸(shu)送空氣(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)出(chu)口壓(ya)力不(bu)宜小(xiao)于氣(qi)力除灰(hui)系(xi)統計算阻(zu)力的 120%［］，本(ben)工(gong)程除灰(hui)系(xi)統計算壓(ya)力損失為 0．673 MPa，因此本(ben)工(gong)程空氣(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)

排氣壓力取 1．2×0．673 = 0．8 MPa．空氣壓縮機參數及臺數: 排氣量為(wei)(wei)(wei) 10．4 m3/min，排氣壓力為(wei)(wei)(wei) 0．8 MPa，額定功率為(wei)(wei)(wei) 55 k W; 數量為(wei)(wei)(wei) 4 臺，互(hu)為(wei)(wei)(wei)備用．

3．2 干燥機

當壓(ya)(ya)縮(suo)空氣露點(dian)(dian)溫度(du)要求(qiu)在 0 ℃以(yi)上(shang)時，選(xuan)(xuan)用(yong)冷凍式(shi)干(gan)燥機; 當壓(ya)(ya)縮(suo)空氣露點(dian)(dian)溫度(du)要求(qiu)在 0 ℃以(yi)下(xia)時，選(xuan)(xuan)用(yong)吸熱式(shi)干(gan)燥機［］． 對于(yu)本工程(cheng)壓(ya)(ya)縮(suo)空氣的(de)露點(dian)(dian)溫度(du)為(wei) 10 ℃，在 0 ℃以(yi)上(shang)，因此(ci)選(xuan)(xuan)冷凍式(shi)干(gan)燥機．

冷干(gan)機的選型需(xu)考慮壓縮空氣流量、壓力、溫(wen)度和環境(jing)溫(wen)度以(yi)及要求壓力露點溫(wen)度等因(yin)素(su)．冷干(gan)機處理(li)風量的選擇計算見(jian)公式( 9) 

．Qs= Qa× C1× C2． ( 9)

式(shi)中(zhong)，Qa為空(kong)氣(qi)壓縮機額定流量; C1為壓縮空(kong)氣(qi)壓力及溫(wen)度(du)(du)修正(zheng)系(xi)數(shu); C2為環境溫(wen)度(du)(du)及露(lu)點(dian)溫(wen)度(du)(du)修正(zheng)系(xi)數(shu)．

本工程冷干機入(ru)口壓力(li) 0．8 MPa，入(ru)口溫度(du)40 ℃ ，環境溫度(du)40 ℃ ，壓縮空氣(qi)的額定流量 Qa為10 Nm3/ min，要求壓力(li)露(lu)點溫度(du) + 2℃ ． 由壓縮空氣(qi)

壓力(li)及(ji)溫(wen)度修正(zheng)系數( C1) ( 表(biao) 1) 及(ji)環(huan)境溫(wen)度與(yu)壓力(li)露點溫(wen)度修正(zheng)系數( C2) ( 表(biao) 2) 可得，C1= 0． 77，C2= 1．22，得冷(leng)干機處理風(feng)量 Qs= 9．40 Nm3

/ min

3．3 倉泵

倉泵(beng)的容(rong)積(ji)和數量根據(ju)排灰量及輸送(song)時間間隔來(lai)確(que)定．

本工程單臺(tai)(tai)鍋爐最(zui)大小時排(pai)灰量 0．940t，布袋除塵器過濾下(xia)來(lai)的灰量為 0．939 t，灰的堆(dui)積密度 0．9 t/m3，因此布袋除塵器下(xia)部配置 6 臺(tai)(tai)倉(cang)泵(beng)，單臺(tai)(tai)倉(cang)泵(beng)容積取 1 m3，6 h 排(pai) 1 次灰．

3．4 灰庫

儲存(cun)灰庫總有(you)效容(rong)積不(bu)應小于儲存(cun)鍋爐最大(da)(da)連(lian)續蒸發(fa)量(liang)工況(kuang)燃用設計(ji)煤(mei)種(zhong)時(shi) 24 h 的排(pai)灰量(liang)［］．單臺鍋爐房(fang)小時(shi)最大(da)(da)排(pai)放量(liang) 0．94 t / h，存(cun)儲時(shi)間取 3 d

，因此本工程(cheng) 6 臺(tai)鍋爐配(pei)置 3 臺(tai) 180 m3的灰庫．所示．

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