水泥廠廢氣處理系統物料平衡及熱平衡計算（3-5）
【谷騰環保網訊】現分享水泥廠廢氣處理系統物料平衡及熱平衡計算（3-5），詳情如下：
【往期推薦】水泥廠廢氣處理系統物料平衡及熱平衡計算（1-2）
為了進一步減小電收塵器及原料磨系統風機的規格,除進煤磨的煙氣外全部入原料磨則原料磨內噴水量GH2O(m).
入磨窯氣量:
Vk1=346750Nm3/h
摻入冷風量:
Va=478725-346750=131975Nm3/h
入磨氣體熱焓:
Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta
=1.48×346750×310+1.295×131975×15=1.61653×108kj/h
磨內噴水所需吸收熱焓:
(1.61653-1.06975)×108kj/h=54678000kj/h則原料磨內噴水量
GH2O(m)=QH2O/{1000×[(100-15)×4.187+2257]}
=54678000/1000/2613=20.9t/h
進電收塵器的廢氣量為:
V’EP=V’g2=(516639+20.9×1250)=542764Nm3/h
進電收塵器的廢氣溫度為:T’EP=950C
進電收塵器進口負壓為:-10000Pa
根據原料磨的最新資料，其磨內的最大噴水量為17t/h,磨內噴水所吸收熱焓:
QH2O=GH2O(m){1000×[(100-15)×4.187+2257]}
=17{1000×[(100-15)×4.187+2257]}
=6088584kj/h
則原料磨入口需熱量:
Q’g1=1.06975×108+0.06088584×108=1.13063584×108kj/h
Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta=1.13063584×108
Vk1+Va=478725
即:1.48×V’k1×310+1.295×(478725-V’k1)×15=1.13063584×108
得:V’k1=2.36164×105Nm3/h
V’a=(4.78725-2.36164)×105=2.42561×105Nm3/h
這種情況下,進增濕塔的窯氣處理量為:
V’k3=346750-(2.42561×105+52650)=51539Nm3/h
進增濕塔的窯氣從3100C降到1500C需噴水量G’H2O(T)
1000×G’H2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=51539×1.48×(310-150)
G’H2O(T)=12204435/2612895=4.67t/h
則進電收塵器的廢氣量為:
V’EP=542764×(273+95)/273×101325/(101325-10000)
=542764×1.348×1.109=811386m3/h
情形3,窯開.原料磨停.煤磨停
這種情況下,進增濕塔的窯氣處理量為:
Vk3=Vk=346750Nm3/h
進增濕塔的窯氣從3300C降到1000C需噴水量GH2O(T)
1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=346750×1.48×(330-100)
GH2O(T)=118033000/2612895=45.2t/h
蒸氣量:
VH2O(T)=1.25×1000×45.2=56500Nm3/h
出增濕塔的廢氣量為:
VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(346750+56500)=423413Nm3/h
進電收塵器的廢氣量為:
VEP=Vg2+VT=0+423413=423413Nm3/h
進電收塵器的廢氣溫度為:TEP=1000C
進電收塵器進口負壓為:-5000Pa
則進電收塵器的廢氣量為:
VEP=423413×(273+100)/273×101325/(101325-5000)
=423413×1.366×1.051=607880m3/h
情形4,窯開.原料磨停.煤磨開
這種情況下,進增濕塔的窯氣處理量為:
Vk3=Vk-Vk2=346750-52650=294100Nm3/h
進增濕塔的窯氣從3300C降到1000C需噴水量GH2O(T)
1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=294100×1.48×(330-100)
GH2O(T)=100111000/2612895=38.3t/h
蒸氣量:
VH2O(T)=1.25×1000×38.3=47893Nm3/h
出增濕塔的廢氣量為:
VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(294100+47893)=359093Nm3/h
進電收塵器的廢氣量為:VEP=Vg2+VT=0+359093=359093Nm3/h
進電收塵器的廢氣溫度為:TEP=1000C
進電收塵器進口負壓為:-5000Pa
則進電收塵器的廢氣量為:
VEP=359093×(273+100)/273×101325/(101325-5000)
=359093×1.366×1.051=515537m3/h
窯尾電收塵器及原料磨系統風機風量確定
“情形1”是窯磨系統運行最正常的一種狀況,占窯磨總運行時間的75%;
“情形2”是窯磨系統運行較常見的一種狀況,占窯磨總運行時間的17%;
“情形3”及“情形4”僅占窯磨總運行時間的8%;故電收塵器及原料磨系統風機的選型應據“情形1”的計算結果確定,同時要兼顧“情形2”的計算結果.
確定電收塵器的處理風量為:820000m3/h
確定原料磨系統風機風量為:860000m3/h
全壓為:11000Pa
這樣的參數在“情形1”的狀況下,原料磨內必須噴水,噴水量約12t/h,窯及原料磨系統產量達標(窯產量:5000×1.1=5500t/d,原料磨量:380t/h),電收塵器的排放濃度也將達標(≤50mg/Nm3).
在“情形2”的狀況下,原料磨內需噴水最大,噴水量約20.9t/h窯及原料磨系統產量達標(窯產量:5000×1.1=5500t/d,原料磨產量:380t/h),電收塵器的排放濃度也將達標(≤50mg/Nm3).
在“情形3”及“情形4”的狀況下,窯系統產量達標(窯產量:5000×1.1=5500t/d,原料磨產量:380t/h),電收塵器的排放濃度達標(≤50mg/Nm3),但原料磨系統風機的壓頭的80%即近10000Pa將消耗在出增濕塔及風機進口的兩個閥門上,將造成部分功率的浪費在“情形3”及“情形4”的狀況下,兩臺閥門開度計算:
ΔP=Sp×V2=10000Pa
即(λ×L/D+∑ζ)ρ/2×0.7852×D4×V2=10000
其中:λ=0.012L=50mD=3.5mρ=1.0
“情形3”:V=660000/3600=183m3/s
則:∑ζ=55相對應的兩個閥門的閥板角度均約為:480
“情形4”:V=550000/3600=153m3/s
則:∑ζ=80相對應的兩個閥門的閥板角度均約為:570
窯尾高溫風機的選型計算
一,計算條件
①體積:VK=1.5131Nm3/Kg-cl×5000×1.1×1000/24=346750Nm3/h;
②燒成系統設計能力:5000t/d,放大系數:1.1;
③溫度:TK=3300C;
④濕度:WK=70%;
⑤含塵量:AK=55g/Nm3;
⑥預熱器C1筒出口負壓:-480mmH2O×9.81=-4709Pa
二,選型計算
1,風量確定:
VK=346750Nm3/h×(273+330)/273×101325/(101325-6900)
=346750×2.209×1.073=821887m3/h
風機風量考慮一定的儲備系數
故其風量VPF=1.038×VK=1.038×821887=853000m3/h
2,壓頭確定:
①預熱器下行風管管路的沿程阻力損失和局部阻力損失:
ΔP1=Sp×V2
Sp=(λ×L/D+∑ζ)ρ/2×0.7852×D4
3300C窯尾廢氣的運動粘滯系數ν=3.30×10-5
管路中的風速:
853000/3600×0.785×42=18.8m/s
其雷諾數
Re=v×D/ν=18.8×4/3.30×10-5=22.8×105
再求K/D=0.15/4000=3.75×10-5
查莫迪圖得:λ=0.012
設∑ζ=1.25
ρ=1.42×273/(273+330)×(101325-6900)/101325=0.5779
Sp=(0.012×100/4+1.25)×0.5779/2×0.7852×44=0.00284kg/m7
(風機進口閥門的閥板角度均約為:100)故ΔP1=Sp×V2=0.00284×(853000/3600)2=159N/m2=159Pa
②熱廢氣下行阻力:ΔP2=(ρa-ρ)×g×H=(1.2-0.5779)×9.81×100=610Pa
③風機靜壓P
P=159+610+4709=5478Pa
動壓頭:
ρ×v2/2×9.81=0.5779×302/19.62=265Pa
③風機全壓:5478+265=5743Pa
3高溫風機參數確定如下:
VPF=1.038×VK=1.038×821887=853000m3/h
風機全壓P=1.25×5743=7200Pa
這樣的參數對高溫風機而言,其壓頭有一定的儲備,主要出于以下考慮:
窯達設計產量5500t/h時,高溫風機的壓頭(或曰轉速或曰功率)設計在其額定壓頭(或曰額定轉速或曰額定功率)的80~85%,以利于風機的正常長期運轉.故為此儲備系數:
約1.25~1.18;
4,高溫風機功率計算:
軸功率P0=QH/η
其中:風量Q=853000/3600=236.9m3/s
全壓H=7200Pa
效率η=0.82~0.86
故
P0=QH/η=236.9×7200/0.82×1000=2080kw
未完待續……
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
