气力输送系统基本参数计算知识.docx

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气力输送系统基本参数计算知识

系统根本参数计算

 更新时间：

2005年07月20日  

系统根本参数计算

1．输灰管道当量长度Leg

　输灰管道的总当量长度为　　

Leg=L+H+∑nLr〔m〕　　　（5-19）

2．灰气比μ

　根据所选定的空气压缩机容量与仓泵出力，用下式可计算出平均混合比

　　　　　　　μ=φGhX103/[Qmγa（t2+t3）]　　　　（kg/kg）　　（5-20）

                      Gh=ψγhνp（t/仓）       （5-21）

式中   Gh—仓泵装灰容量，t/仓。

　　　灰气比的选择取决于管道的长度、灰的性质等因素。

对于输送干灰的系统，μ值一般取7-20kg/kg。

当输送距离短时，取上限值；当输送距离长时，那么取下限值。

3．输送系统所需的空气量　　　　　　　

　因单、双仓泵均系连续工作，故系统所需的空气量应根据仓泵每一工作周期所需的气耗量．再折合成每分钟的平均耗气量　即　　　　体积流量Qa=φGhX103/[μγa（t2+t3）]　（m3/min）　　　　（5-22）

　质量流量　Ga=Qaγa=16.67Gm/μ　　　　（kg/min）　　　　（5-23）

　　　　　输送管始端灰气混合物的温度可按下式计算tm=（Gmchth+Gacata）/（Gmch+Gaca）　　　　（℃）　　　（5-24）

　式中  Gm—系统出力，kg／min；

　　　　ch—灰的比热容，kcal／（kg℃）,按公式〔5-7〕计算

　　　　th—灰的温度，℃；

ca—空气的比热容，一般采用o．24kcal／（kg℃）;

　　　　　　　ta—输送空气的温度，℃。

因灰气混合物在管道内流动时不断向外界散热，故混合物的温度逐渐下降，其温降值与周围环境温度、输送管道的直径等因素有关。

根据经历，每100m的温降值一般为6—20℃。

当混合物与周围环境的温度差大时，取上限值；温度差小时取下限值。

　　　5．输送速度

　　　仓泵正压气力除灰系统输送的距离一般比拟长，为保证系统平安经济运行，沿输送管线的管径需逐段放大，一般均配置2—3种不同管径的管道，以使各管段的输送速度均在设计推荐范围内，根据实践经历，各管段的输送速度推荐如下：

管道始端的速度：

νb=10-12m／s；

"前、中段管道末端的速度：

νe=15-20m／s；

后段管道末端的速度：

νe=15-25m／s。

　计算管段的实际末端的速度νe可按下式计算

νe=0.0212Qe/D2　　　　（m/s）　　（5-25）

Qe=（paTe/peTa）.Qm　　（m3/s）　　　（5-26）

　式中　　　　Qe—计算管段终端的容积流量,m3/min

pe—计算管段终端绝对压力,Pa

Te—计算管段终端温度，K；

pa—当地大气压力，Pa；

Ta—当地大气平均温度，K

D—输送管道的内径，m。

系统出力Gm计算

（一）系统出力Gm

气力除灰设备的出力可根据系统的最大输送量（已考虑输送系统与设备维修时间等因素）来确定。

对于仓式泵系统，计算时，根据设计输送量Gms与管道长度，可先初选某一规格的仓泵，然后核算仓泵的系统山力Gm，是否能满足输送要求，即Gm≥Gms。

单仓泵　Gm=60ψγhνp/（t1+t2）　　（t/h）　　　　　（5-16）

双仓泵　Gm=60ψγhνp/（t2+t3）　　（t/h）　　　　　（5-17）

t3=φX（νb/Qm）X[（po-pc）/pa]X[（273+ta）/（273+t）]　　　　（min）　　　（5-18）

式中　　　ψ—仓泵充满系数，一般取o．8；

 γh—灰的堆积密度，可近似取o．7~0．8t/m3；

νp—仓式泵的几何容积．m3；

t1—装满1仓灰所需的时间，与给料设备的形式与出力有关，min

t2—吹送1仓灰所需的时间，主要与输送管道的长度有关，min

　　　t3—仓泵压力上升时间，min；

　　　　　　　　  　　νb—供气系统贮气总容积，m3；

　　　　　　　　　　　Qm—空气压缩机的自由空气流量,m3/min

　　　　　　　　　　　po—仓泵开场吹灰时的压力，Pa

                                     pc—仓泵停顿吹灰时的压力，Pa

　　　　　　　　　　　pa—当地大气压力，Pa；

　　　　　　　　　　　ta—当地大气平均温度，℃

. 　　　　　　　　　　t—压缩空气供气温度，℃

除灰系统的压力损失△p

更新时间：

2005年07月20日  

除灰系统的压力损失△p

仓泵正压气力除灰系统的压力损失是从整根管道的终端（即排入灰库的接口）向管道始端逐段进展计算的。

正压气力除灰系统的压力损失由以下各局部组成。

　1．管道压力损失△p1

　输送管道的压力损失应为水平、垂直、倾斜管道以及管道附件压力损失的总与。

为简化计算，一般可将各局部折合成当量长度的水平管道，那么得计算公式如下

　　　△p1={[pe2＋19.6peλa（Lcq/D）（γeνe2/2g）]1/2－pe}（1＋Kμ）　　　　　（Pa）　　（5-27）

 式中

pe—计算管段终端的绝对压力，Pa，对于最后一段管道，pe即为入库接口处的压力；

　λa—计算管段的空气摩擦阻力系数，按式〔5-9〕计算

  Leq—计算管段的当量长度,m,按公式〔5-19〕与表5—1、表5-2得出；

  D—计算管段的管道内径，m；

  γe—计算管段的终端的空气重度,kgf/m3

   νe—计算管段的终端流速，m／s；

　μ—灰气混合比，按（5-20）式计算，kg（灰）/kg（气）；

　K—两相流系数，一般可通过试验求得，也可按表5-3所列数据选用。

　2．输送设备的压力损失△pp

　上引式仓泵内的压力损失如表5—5所示,其他形式仓泵内的压力损失可参照选用。

　　表5—5　　　上引式仓泵内压力损失表

 仓式泵流量〔m3/min〕  20-40＞40

 压力损失△pp（Pa）    6000-1200012000-15000

　3．灰粒加速引起的压力损失△pac

　　在加料处、管道变径处以及弯管之后灰粒起动加速引起的压力损失，可按公式（5—13）计算。

6\0m#T/`4k,[4d）U3h

　4．入库压力损失△po

　　△po=γeν2e（1+0.64）/2g　　　　　（Pa）　　　　　　　（5—28）

　式中所有参数均选用灰气混合物入库处的数值，据实测，△po一般为3000-5000Pa.。

　5．布袋收尘霉的压力损失△pi

　　一般可根据制造厂家提供的有关压力损失数据选用。

　　　综合以上所述，可得正压气力除灰系统的压力损失计算公式如下：

     　△p=∑△p1+△pp+△pac+△p0+△pi　　（Pa）　　　　（5—29）

　　　式中∑△p1一各计算管段管道的压力损失的总与，Pa

   受灰器负压除灰系统计算之系统出力Gm

 更新时间：

2005年07月20日  

一、受灰器负压除灰系统计算

（一）系统出力Gm能源环保论坛（}）n!

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　　系统出力可根据锅炉最大连续蒸发量时，每小时的总灰量或总渣量以及系统设备停运进展维护所需要的时间来确定，　　　　　　　即

　　　　　　　　　　　　Gm=〔Gtn/tm〕X103　　　　　　　　（kg/h）　　　　　　　　　（5-1）

式中　　　　G--锅炉最大连续蒸发量时每小时的总灰量或总渣量，t/h;

                    tn—锅炉每班运行小时数，一般为8h；

                    tm—气力除灰系统每班运行小时数，一般按4h考虑。

物料输送阀负压气力除灰出力Gf的计算

 更新时间：

2005年07月20日  

  物料输送阀负压气力除灰出力Gf的计算

　　　在一定的输送距离与浓度条件下，采用除灰控制阀的负压气力除灰系统的出力主要取决于管道的直径，其关系可参照表5-4。

　　　　　　　　　　　　　　　表5-4　　　　　　　系统出力与管径关系

管径（mm）DN150DN125DN150DN200DN250

系统出力（t/h）5-88-1010-1515-4040-60

　　负压系统的系统出力可按下式计算

　　　Gf=（Q/v1）X[（p1v1－p2v2）/（k-1）]X3.6/[（w2/2g+Lf+H+w2fNπ/2g）Xg]　　（t/h）　　　　（5-15）

式中　　　　　　　f—摩擦系数；

　　　　　　      　g—重力加速度，9．81m／s2

　　　　　　　　　H—垂直升高，m；

　　　　　　　　　Lf—输送水平距离，m；

　　　　　　　　　k—定墒指数，可取1．2

　　　　               N—90°弯头个数，当弯头小于90°时，折算为90°弯头

　　　　　　　　　p1—负压设备进口空气压力，Pa（绝对）

　　　　　　　　　P2--负压设备出口空气压力，Pa（绝对）

  　　　　　　　　Q--负压设备进口空气流量，m3/S

　　　　　　　　　v1—负压设备进口空气比容，m3／kg；

　　　　　　　　　v2—负压设备出口空气比容，m3／kg：

　　　　　　　　　w—管道平均流速，m／s。

气力输送系统的经济分析

 更新时间：

2005年07月24日  

   在设计气力除灰系统时，首先要保证能完成预期的输送任务，同时，合理地决定所采用的设备种类与容量，以及与此有关的问题，设计时，不能只看设备费用的多少，而更重要的是要综合考虑物料的性质对质量的影响，输送量、输送距离、输送路线的情况，以及运行管理的难易与费用等等，例如对于某些物料，各种设备的条件均适宜于气力输送，但由于物料含有大量的水分、具有粘附性等原因而不能采用气力输送时，即使机械输送设备费用大，也得选取机械输送方式。

也有这样的情况，输送某些物料时，例如，向循环流化床锅炉炉前贮料仓输送石灰石粉时，采用气力输送所需的功率大，乍看起来运行费用较高，但从系统的合理性或生产技术上来看，还是用气力输为好。

终究在什么样的情况下采用哪一种方式技术

　　经济性比拟合理呢，一般来说，在较短距离的输送时，机械输送是有利的；反之，对较长距离的输送，虽然从所需的功率来看，采用气力输送系统是不利的，但在设备费用方面，往往采用气力输送系统是有利的。

设备费用与所需功率及运行费用随周围条件不同，变化很大，所以不能笼统地比拟，同时还应注意到随着各种平台支架与附属设备的情况不同，变化幅度也很大。

总之在设计气力除灰系统时，应该根据工程具体条件．综合性地通过技术经济比拟后选择最适宜的输送系统与相应的设备。

如果系统的输送出力与输送距离已定，那么系统的经济性一般取决于输送的灰气混合比，从设备能量消耗来看，压（抽）气设备所需的功率与系统压力与空气流量的乘积成正比。

如果提高灰气混合比，输用的空气量那么可减小，在输送速度保持一定的条件下，输送用的空气量与管径的平方成正比，即　　Q∝D2而系统压力即输送管道的阻力与管内径的平反成反比，即　　P∝1/D而与灰气比并不是按正比关系增加．因此，提高输送的灰气比，减少空气量，对降低压（抽）气设备的能量消耗是十分有利　的：

其次，从系统基建费用来看，由于灰气比的提高，设备与输送管道内径、支架及安装费用都可以相应地减小，降低系统基建费用的效果也是显而易见的。

　　灰气比μ越大，对于增大输送能力来说越有利，显然也将提高经济性。

但是，灰气比过大，那么在同样的气流速度下可能产生堵塞，并且输送压力也增高，对负压式与低正压气力输送系统，有可能会超过压气机械所允许的吸气压力或排气压力。

因而，灰气比的数值受到物料的物理性质、输送方式以及输送条件等因素的限制。

特别是对正压气力输送系统，考虑仓式泵本身的尺寸与构造、输料管的内径与长度、弯头数目以及使用的空气量等条件，其灰气比自然更受到制约。

     在设计计算时，要考虑输送条件与参考各种实例来选定灰气比的数值一般选取的范围如表5-8所示

表5-8　　　　　　　　　　　灰气比μ的数值

     输送方式μ

     负压式低真空小于10

     高真空10-20

     压力式低压＜20

      高压10-40

     流态化压送40-80

从上表也不难看出．在经过综合比拟后，有条件时应该尽量选用高浓度的密相气力输送系统。

　　　　表5—9为德国公司的一个例子。

由表可以看出，与机械方式相比，气力除灰系统的功率消耗偏大，运行费用接近，但设备费用要节约得多。

但是在国内气力除灰装置只有实现国产化后才能到达这一结果。

　　　　　　表5-9　　　　　　　　　输送方式的经济性比拟方式

主要设备  设备费

（马克）

电力消耗运转费

（马克／t）

（Kw·h）（马克／t）

（1）机械除灰装置螺旋输送机一斗式提升机一皮带运输机（包括平台支架与走廊）+除灰装置430000700.080.40

（2）机械除灰与空气斜槽联用螺旋输送机一（斗式提升机一空气斜槽）x2段（包括平台直架）、除尘装置230000500.060.23

（3）气力除灰装置仓式泵一输料管（包括干台支架）一旋风别离器+除尘装置，包括空气压缩机15000080

180*

0.30**

0.41

                *输送水泥出力60t/h，输送距离300m。

               **按输送水泥需要消耗60m3/t气量计算，压力为0.2MPa的空气需消耗电能为0.05KW·h/m3，故电力消耗为180kW·h．耗电费为0.3马克／t

　　　　　表5—10列举了用不同方式，以10／h的出力，将物料输送30、150及300距离时，所需的输料管径与功率消耗的比拟例如

                 高压压送式低压压送式负压式

                输送量（t/h）10　10　1010　10　1010　10　10

输送距离（m）301503003015030030150300

管径（英寸）22X（1/2）347104810

压气机械空压机罗茨风机罗茨风机

功率（KW）193037113045153760

功率比①146100100100107127131130167

①此栏表示在同一输送距离下与其他方式的比拟值。