通风换气次数_转炉煤气回收的难点及对策（2）金属冶金炼油厂节电

转炉煤气回收的难点及对策（2）

转炉煤气回收的对策：     1、解决风机喘振的对策     首先，从RD阀运行参数进行调整，设计中RD阀翻板开度范围30o-90o，依据炉口微差压变化而进行调整，炉口微差压<-20Pa则关小，炉口微差压>+20Pa则开大，且低位没有限制，下枪吹炼前处于全开，下枪投入自动后翻板先关至低位，再自动跟踪炉口差压运行，波动较大。如此运行一旦开度小，则引起风机空抽喘振。对RD阀控制程序做适当调整，修改为:     1)阀低位限制在58o；     2)阀的开度随炉口差压的变化而调整。     修改以后的生产实践表明，转炉吹炼时风机的喘振基本消除。     其次，通过对风机的运行参数统计分析，适当调整风机转速的上限，使其与转炉的最大烟气量匹配，炉口微差压稳定，则可保证风机不再发生喘振。     2、解决风机振动的对策     要控制风机振动，必须提高转炉煤气回收系统的除尘效率，使经过风机的烟气含尘量降低，改进风机清灰的吹扫介质，使风机叶轮上的灰尘均匀依附在叶片上，从而使叶轮积灰不均匀或局部积灰脱落的状况减轻，以达到控制风机振动的目的。     若二文喷嘴孔径过大，则喷水压力将严重不足，煤洗水得不到有效雾化，除尘效率低，因此将二文喷嘴孔径减小，将是喷水压力稳定，雾化均匀，除尘效率显著改善。     若湿旋脱水器的设计不合理，则烟气中的大部分微尘及水分来不及除去便被风机抽走，煤气中含尘量大。此时可对湿旋脱水器上部等进行局部封堵，使烟气被强制在湿旋中进行高速旋转脱水除尘，从而使煤气中的湿度及含尘量得到了降低。（沈学桐）

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收录时间:2011年03月27日 02:20:53 来源: 作者:

???????? ?一、 前言 ??????? 在干馏装置炼油工艺中，有一项重要的环节就是利用离心式风机（即：主风机）向干馏炉下部的发生段送风，目的是为干馏炉上部下来的页岩半焦完成氧化－还原反应提供饱和空气。主风机驱动电机功率为250kW，电压等级为6000V。在实际运行中，要根据反应装置中各项工艺指标的控制需求，调整主风机送风量。风量的调整要通过手动调节主风机入口蝶阀开度和放散口开度来实现，多余风量通过放散口排出。电机的工作电流在20～22A，电机的出力在70%左右。根据生产工艺的要求，每小时都要由工人手动风量一、两次，大量的空气被通过放散口排除，因此这种风量调整方式不合理，工人劳动强度大，同时造成无谓的能耗浪费，急需改进。 ????????主风机变频调速改造既可以满足生产工艺要求，又可以取代工人用阀门调整风量，节约大量电能，通过变频改造后的设备运行低噪音、减少了设备磨损、延长了设备使用寿命、节约维修费用，为炼油厂节电改造开辟了新的途径。 ???????? 二、 应用变频调速技术可行性论证 ????????在D部（四分厂）技术改造的初期，我们对主风机能否进行变频改造进行了论证。工艺的角度上看，每天都要频繁的调整主风机的流量，工人要付出繁重的劳动，而且调整偏差较大，如果电机通过变频器调整调速，可以满足工艺的需要，达到调节准确，节省人力的目的。更重要的是，风机运行过程中，入口蝶阀开度越小，损耗在风机挡板上的能量越多，因此，主风机根据需要调速运行将会有很大的节能空间。 ????????针对现有干馏装置主风机的运行特点，通过专人的市场调研，发现有三种方案可以实施应用： ????????1、高－高变频：就是在原来高压电器件的基础上，不需要对电机进行改造，购置高压变频器； ????????2、高－低－高方式：就是先将高压电源变成低压电源，采用低压变频器，变频后再升压，电机也不用改造； ????????3、高－低方式：就是用一台单独的变压器，将6kV高压降至380V，采用低压变频器，用低压电动机。 ????????对比三个方案，使用高－高变频器，电机不需要改造，在变频器故障时可以直接启动，有定型产品，性能良好，稳定可靠，但费用较高；高－低－高方式无定型产品，要重新设计电路，电路烦琐庞大，要增加两台变压器，费用也较高；高－低方式中变频器直接使用低压电源，现使用的变压器容量不够，需要另设一台降压变压器。当降压变压器的容量比较小时，在变频器故障后，电机不能直接启动。如果降压变压器容量过大，会增加增容费用同时变压器还有一定的电能损耗。综合比较，我们选择了直接高－高变频调速方案。 ???????? 三、 变频调速技术应用尝试 ????????为确保改造成功不走弯路，减少损失，我们首先进行了较为详尽的理论论证，认为理论上切实可行。抽调了两名专业技术人员查阅了大量的资料，根据技术工艺的要求，对比风机运行的各种参数，结合现场可利用的有利条件，计算出电机不同工艺要求下的转数，求出电机所需的功率，通过计算得知节电的空间很大。并实地考察了深圳市科陆变频器有限公司的生产制造基地。通过进行考察、论证，我们认为深圳市科陆变频器有限公司技术先进，管理规范，生产制造工艺先进，其制造的高压变频器性能稳定可靠。在此基础上，决定在D部干馏装置主风机上选用一台高压变频器进行试验运行，并最终选用了深圳市科陆变频器有限公司的CL2700－06型高压变频器。 ????????CL2700－06型变频装置采用单元串联多电平PWM拓扑结构，由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出，即6kV输出电压每相有7个额定电压为480V的功率单元串联而成，输出相电压3450V，线电压达到6kV左右，装置系统配置如图1。这种技术是目前高压变频领域应有最广泛、最成熟的技术,屋顶排风机。 ???????? 图1：CL2700－06型高压变频调速装置系统图 ????????该调速装置有如下特点： ?????????????? 1、高效率、无污染、高功率因数：CL2700系列高压变频调速系统采用的是功率单元串联的高-高方案，采用了多绕组高压移相变压器，二次侧绕组中流过的电流，在变压器一次侧叠加时，形成非常逼近正弦波的电流波形。经过实际测试，50Hz运行时，网侧电流谐波?< 2％，电机侧输出电压谐波 < 1.5％（即使在40Hz时，仍然 < 2％），成套装置的效率 > 97％，功率因数 >?96％。完全满足了IEEE 519－1992对电压、电流谐波含量的要求。 ????????通过采用自主开发的专用PWM控制方法，比同类的其它方法可进一步降低输出电压谐波1～2％。 ????????2、先进的故障单元旁路运行（专业核心技术）：为了提高系统的可靠性，整个变频调速系统中考虑了一定的输出电压余量，并在各功率单元中增加了旁路电路。当某个功率单元出现故障时，可以自动监测故障并启动旁路电路，使得该单元不再投入运行，同时程序会自动进行运算，调整算法，使得输出的三个线电压仍然完全对称，电机的运行不受任何影响。 ????????以6kV高压变频调速系统为例，每相有5-6个单元时，当某一相中有2个功率单元出现故障时，故障单元将自动旁路，系统仍然可以满负荷运行；即使某一相中所有6个单元故障，全部被旁路，系统输出容量仍可高达额定容量的57.7％。这种控制方法处于国际先进，国内领先水平，将大大提高系统的可靠性。 ????????3、高性能的控制技术 ????????CL2700系列高压变频调速系统率先实现了简易矢量控制技术，可以实现恒转矩快速动态响应，并且具有加、减速自适应功能，即可根据运行工控参数的实际情况，自动调整加、减速时间，在不超过最大允许电流的情况下，快速达到设定转速。同时，系统可以自动识别电机转速，用户可以不考虑电机目前的运行状态，电机不需要停止运行时，可直接实现电机的启动、加速、减速或停止操作。 ?????????CL2700系列高压变频调速系统还可以实现反馈能量自动限制功能。 ?????????4、高可靠性：控制电源可实现外部380V供电和高压电源辅助供电双路电源自动切换，即使两路电源都出现故障时，控制系统仍然可以工作足够长的时间，控制整个系统安全停机，发出报警，并记录故障时的所有状态参数。 ????????采用高速光纤通信，可有效避免电磁干扰。 ????????当单元故障数目超过设定值时，系统可自动切换到工频运行。 ????????整流变压器有完善的温度监控功能。 ?????? ?独特设计的功率柜风道，主要发热元器件都靠近或处于风道中，散热效果好，保证了系统的过载能力。 ????????抗电网电压波动能力强，当电网电压在－15％～＋15％范围内波动时，系统可以正常工作；对于功率单元，在电压－25％～20％范围内变化时，都可正常工作。 ????????4、其它特点 ????????故障自诊断能力强，监测系统中所有主要参数及接口信号； ????????10.4英寸液晶触摸屏人机界面，操作简单，友好，显示内容丰富； ??????? 接口丰富，可与多种自动化设备和系统接口，满足各种现场不同需要，特殊接口可以定制； ????????维修简单，所有单元可以互换，备件少； ????????先进、及时、迅捷、完美的售后服务。 ???????? 四、 变频调速为油厂节电开辟了新途径 ???????我们在主风机电机变频调速的应用上，注意了对主风系统的匹配调整，经过近一段时间的摸索实践，岗位工人已掌握了使用要领，并记录了一些真实准确的数据。 ???????????????高压变频器于2004年5月的投入使用至今，运行状况非常好，没有发生任何故障。从节电效果看，电机输入电流在10A左右、输入功率在85KW左右，和A、B、C部的经济运行数据的20A左右的输入功率相比，仅为高压不变频的50%，节电效果明显。每天可节电2040度，全月可节电61200度，可节约电费2.57万元。据此推算，全年至少可节电67万度，电费节约将可达到28万元。 ???????? 五、 结束语： ???????炼油厂从97年在叶轮给料机上使用变频调速设备，到2003年在锅炉的鼓、引风机、主上水泵、接力风机上大上变频，到今年的主风机高压变频改造，做了许多尝试，积累了大量经验，不仅锻炼了队伍，同时节约了大量电能，为企业的技术进步迈了可喜的一步。我们觉得企业的技术改造潜力很大，只要本着严谨的科学态度认真调研，就一定能收到回报，给企业带来效益。

辊道窑设计计算

辊道窑的设计计算包括：窑体主要尺寸计算，燃料燃烧计算、热平衡计算、通风阻力计算等，这里以某厂消化吸收引进窑自行设计的一条气烧明焰辊道窑为例来说明辊道窑设计计算步骤。     　　一、原始资料收集 　　设计前必须根据设计任务收集所需的原始资料，该厂已引进一条玻化砖生产线，考虑到原料车间用风机、压机等仍有270000m2富余的生产能力，故进行挖潜技改，对照已有生产线，设计原始资料如下： 　　1、产量：年产270000m2瓷砖。 　　2、产品规格：100×200×7,200×200×8,200×300×8,300×300×9(mm) 　　3、年工作日：300天 　　4、燃料：半水煤气，热值5233.8kJ/m3，压力0.1?0.16MPa，供气量800m3/h。 　　5、坯入窑含水量：≤2％ 　　6、原料组成：中粘性土，低粘性土，风化长石各占30％。还有适量低温溶剂原料。 　　7、烧成制度 　　（1）温度制度 　　①烧成周期：72min 　　②各带划分：烧成周期比原引进WELKO公司辊道窑60min增加12min，12min全部用于增加预热及冷却时间，而高温烧成时间仍按原设计不变。各段温度与时间划分如表1。 　　表1 各段温度的划分与升温速率 　　　　 名称 温度/℃ 时间/min 升温速率/℃?min 长度比例/％ 窑前段 40~350 9.2 22.8 18 预热带 100~1050 25 26 33 烧成带 1000~1245 12 16.25 18 冷却带 1245~80 25.8 45.16 36 合  计   72   100 　　（2）气氛制度：全窑氧化气氛。 　　（3）压力制度，预热带-40~-25Pa；烧成带<8Pa。 　　二、窑型选择 　　设计考虑到该厂已引进WELKO公司FRW2000型辊道窑，该窑设计合理，利用余热干燥生坯和进窑坯，热效率高；温度控制准确、稳定；传动用传统链条传动，磨擦式联接辊筒，传动平衡，维护方便，无级调速，控制灵活。设计认为，FRW2000型窑炉适合该厂使用，通过仿制吸收其先进技术，又有助于加深对原窑的认识，更好管理窑炉，新旧窑零部件可互用，节约资金，因此，窑型选择为仿FRW2000型煤气辊道窑。 　　三、窑体主要尺寸的计算 　　1、窑内宽：这里以200mm×200mm产品进行计算，参考原引进窑，取内宽1.5m，可并排6片砖。 　　2、内高取：第1?3节、19-23节：582mm；第4-18节；825mm。 　　3、窑长： 　　按式（1?2）计算窑容量： 　　窑容量=    　　同一列砖砖距取40mm，则： 　　装窑密度=   （m2/每m窑长） 　　故窑长L=50    　　利用装配式，由若干节联接而成，设计每节长度为2120mm，节间联接长度8mm，总长度2128mm，节数=50000/2128=23.5节，取节数为24节。 　　因而窑长度为：L=2120×24=51064mm   　　各带长度：窑前段：51064×13%=6640，取3节，长度=3×2128=6384(mm) 　　预热带：51064×33%=16851，取8节，长度=8×2128=17024(mm) 　　烧成带：51064×17%=8681，取4节，长度=4×2128=8512(mm) 　　冷却带：51064×37%=18894，取9节，长度=9×2128=19152（mm） 　　四、工作系统 　　A．通风系统 　　在第4节窑顶及两侧下方各设置一对抽烟口（主抽烟口），设置抽烟风机A抽出烟气（抽烟管中间设置热交换器）；A风机抽出烟气部分送入窑前段（在第3节窑顶、辊道下部设置进气口），部分经烟囱排出；在第1节窑顶、辊道下部设置一抽风口，由窑前段抽风机抽出烟气经烟囱排空。 　　由助燃风机B供应燃烧器的燃烧空气；由急冷风机C供应第17节急冷空气。 　　在第19?21节窑顶部、下部各设置一抽热风口，第21节为主抽风口，由抽风机E抽出热风部分送入窑下面干燥器（在窑下干燥器的第19节一侧窑墙设置一进热风口），其余热风经烟囱排空。 第24节窑顶部、底部各设置一排风扇，以450向窑内吹入冷空气。 　　热交换风机G将冷空气送入热交换器,湿帘冷风机，空气被加热后送入窑下干燥器（在窑下干燥器的第3节一侧设置一进气口），在干燥器第1节一侧设置一抽风口，由干燥器抽风机F抽出废气经烟囱排出；在干燥器第24节一侧设置吹冷风机。 　　在第5?18节，节之间辊道上、下方各设置档板，上方采用耐火纤维板吊挂，下方用高铝砖砌筑；12节、16节在靠近窑尾处再增设一档板。 　　在进窑口，第3节靠近窑尾处，第3、4节，18、19节，21、22节，节之间设置闸板。 　　B．燃烧系统 　　1、烧嘴设置 　　在第5?16节和第18节，每节分别在辊上、下各设置两对烧嘴，辊上下烧嘴及对侧烧嘴均互相错开排列。 　　在辊道上方每个燃烧器对侧窑墙分别设置一个火焰观察孔。 　　2、煤气输送装置 　　煤气由升压风机升压，通过管道、阀门、总管煤气处理系统，送至各节烧嘴，助燃空气由风机通过管道、阀门送到烧嘴。 　　总管煤气处理系统：汽水分离器→过滤器→过滤器→调压器。 　　煤气总管尺寸，参考引进窑尺寸，考虑本厂煤气热值较低及为了较好稳定煤气压力，内径选取偏大值，故内径取200mm。 　　C．温度控制系统 　　1、热电偶设置 　　在第5?16节和第18节，每节分别在窑顶中部插入一根热电偶及一侧窑墙中部的辊下方插入一根热电偶，第2、4、17、19~21节，在窑顶插入一根热电偶，在窑下干燥器第2、22节一侧窑墙辊上方各设置一热电偶。 　　2、烧嘴控制装置 　　热电偶→DDZⅢ型电动单元组合仪表（变送、调节、显示）   　　经电动调节阀调节后的空气信号输送到比例调节器，以实现对空气和煤气管道按预定值进行比例调节，保证窑内氧化气氛。 　　第12~16节，每节由两套控制装置分别控制辊上、下烧嘴的供气量，辊上4个烧嘴一套，辊下的4个烧嘴为一套。 　　在第5~11节，第18节，每节由一套控制装置控制该节所设置的全部8个烧嘴。 　　3、急冷系统、余热利用系统温度控制装置 　　控制装置设置如下： 　　热电偶→DDEⅣ电动单元组合仪表（变送、调节、显示） 　　空气→电动调节阀→手动阀→控制区域 　　在窑第17节、21节的温度控制各由一套控制装置控制。 　　4、温度控制系统各仪表选型 　　热电偶：高温区：铂铑-铂热电偶，WRP-130S，L=750mm 　　低温区：镍铬-镍硅热电偶，WRN-122K，L=750mm 　　温度调节采用肇庆仪表厂开发的RM40型智能温度调节器。 　　D、检查处理系统 　　第1?3节，每节分别在两侧辊上、下各设一对检查处理口，上、下对侧互相错开；第4节、17节在两侧辊下方各设置一个检查处理口，位置靠近窑尾方向；第5?16节和第18节，每节分别在辊下方设置一个检查处理口，对侧错开；第19?23节，每节分别在两侧下方各设置3个检查处理口，对侧相对。 　　E．传动系统 　　传动机构采用链轮链条传动，并采用分段带动统一传动的传动方式，辊棒与传动系统的联接方式采用托轮磨擦式。辊子自由地放在窑墙外侧的两只托轮上，辊子传动端放在两只传动磨擦托轮上，全窑设置两台电机（配无级变速器），其中一台备用、一台带动一条贯穿窑头、尾的传动轴，传动轴通过7个圆柱蜗杆减速器分别带动每段链条，从而带动传动托轮，通过磨擦传动使其上的辊子转动。每段设置一链条张紧装置。全窑还设置一台直流电机，以便在停电时带动传动轴，避免辊子在高温下变形。 　　在第9节处设置手动离合器，将传动轴分成两段，以便在特殊情况下停止第1?6节传动系统的运转。 　　1、传动链、减速器选型、齿轮齿数确定链条、齿轮齿数选取完全依照引进窑，因此省略设计计算，主要参数见表2。 　　表2  传动链选型 　　　　   电机与传动轴传动 传动轴与减速器传动 减速器与传动 摩擦辊子传动 链条选型 TG190 TG127 TG127 主动轮齿数 30 30 20 从动轮齿数 30 20 11 张紧装置齿轮齿数     18 　　减速箱选型：圆柱蜗杆减速器WS80-30-Ⅱ，i=1/30。 　　摩擦传动轮直径取42mm。 　　无级变速器电机输出端至陶瓷辊筒，总传动比： 　　  　　无级变速的输出转速：33.3~150r/min；线速度：397.3~1789.8mm/min，即制品运行时间范围：128.5~28.5min；烧成周期72min，主动轴转速：59.5r/min。 　　2、电机选型 　　JF02-42-4/A301型电机，功率4kw配FRC3R(立2)型齿轮链无级变速器。 　　输入轴转速：1440r/min； 　　输出端减速装置传动比：i=1/10.2； 　　输出轴转速Nmax=150r/min, Nmin=33.3r/min; 　　输出功率：Pmax=3.9K   Pmin=2.01kw； 　　直流机选型：AR50、2dDC、0.66kw。 　　3、辊棒选型 　　刚玉莫来石质辊棒，高温荷重软化温度；1550℃；长度：2316mm；外径：40mm。 　　4、确定辊距 　　按  式，辊距<200 　　考虑到每节长2120mm，辊距定为53mm，每节装40根辊棒。 　　5、设置进砖砖距控制装置，设置对主传动轴进行探测，显示的装置。 　　6、传动报警：在窑头、尾各设置一激光探测器，对制品在运行过程中发生堵塞现象报警。 　　五、窑体材料 　　整个窑体由金属支架支承，窑体外壳除第4?8节的顶部外中，都由金属板构成，第24节全部由金属板及支架构成。支承钢架结构仿制引进窑，省略设计计算。窑体材料的选择如表3所示。 　　表3     窑体材料的选择 　　　　 1、窑前段（1-3节） （1）底部及下侧壁   材质 使用温度/℃ 密度/g?cm-3 导热系统/ W/（m?℃）-1 厚度/mm 隔热层 耐火混凝土 900   0.35~0.81 (20~400℃)   膨胀缝 矿渣棉 700 0.012 0.45(20℃)   （2）顶部及上侧壁（内壁：金属板） 隔热层 矿渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （3）中间辊筒部位 孔砖 轻质高铝砖(PM)-1.0 1300 1.0 0.66+8×10-5t   填充层 硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.1~0.3   2、冷却段（19?23节）    （1）底部及下侧壁 隔热层 耐火混凝土 900   0.35-0.81 （20-400℃）   膨胀缝 矿渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （2）顶部及上侧壁（内壁：金属板） 隔热层 矿渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （3）中间辊筒部位 孔砖 轻质高铝砖 1300 1.0 0.66+8×10-5t   填充层 陶瓷棉 1250 0.07 0.1-0.3   3、预热段、急冷区、过渡区（4-11、17-18节）   （1）底部 耐火层 轻质高铝砖 1300 1.0 0.66+8×10-5t 65 隔热层 硅藻土砖 900     161 膨胀缝 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.1?0.3 10 （2）顶部：使用悬挂式吊顶结构 耐火层 轻质高铝砖 1800 1.0 0.66+8×10-5t 300 隔热层 蛭石 800 0.1 0.052?0.058   膨胀缝 硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.1-0.3 150 （3）侧部 耐火层 轻质高铝砖 1300 1.0 0.66+8×10-5t 113 隔热层 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.3 0.1?0.2 197 检查处理口 轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+8×10-5t   压顶砖           （4）烧嘴周围 耐火层 轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+8×10-5t   隔热层 温石棉 600 2.3 0.07   （5）中间辊筒部位 耐火层（孔砖） 轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+8×10-5t   填充层 陶瓷棉 1350 0.07 0.1-0.3   （6）膨胀缝及结合处 膨胀缝 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.1-0.3   节间弹性连接 硅酸铝耐火纤维板 1350 0.3 0.1-0.2   4、烧成带（12-16节）  （1）底部 耐火层 轻质高铝砖，（PM-1.0） 1400 1.0 0.66+8×10-5t 130 隔热层 硅藻土砖 900   0.35-0.81 130 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.2 0.1-0.3 100 （2）顶部：采用悬挂式吊顶结构 耐火层 轻质高铝砖 1400 1.0 0.66+8×10-5t 300 隔热层 蛭石 800 0.1 0.052-0.058     硅酸铝耐火纤维束 1150 0.07 0.1?0.3 150 （3）侧部 耐火层 轻质高铝砖（PM）-1 1400 1.0 0.66+8×10-5t 113 隔热层 硅酸铝耐火纤维毡 1350 0.3 0.1?0.2 119 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.2 0.1?0.3 78 检查处理口 轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+8×10-5t   压顶砖 （PM）-1.2          （4）烧嘴周围 耐火层 轻质高铝砖 1400 1.2 0.66+8×10-5t   隔热层 温石棉 600 2.3 0.07   （5）中间辊筒部位 耐火层（孔砖） 轻质高铝砖（PM）-1.2 1400 1.2 0.66+8×10-5t   填充层 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.1?0.3   （6）膨胀缝及结合处 膨胀缝 硅酸铝耐火纤维束 1350 0.07 0.1-0.3   节间弹性连接 硅酸铝耐火纤维毡 1350 0.3 0.1-0.2   　　六、燃料燃烧计算 　　1、空气量（标准情况下） 　　当QDW<5233.8kJ/m3时，用经验公式： 　　理论空气量    　　取空气过剩系数    　　实际空气量：    　　2、烟气量（标准情况下） 　　当QDW<5233.8kJ/m3时，用经验公式： 　　理论空气量     　　实际烟气量：Vg=1.91+(1.15-1.0)×1.09=2.07(m3/m3煤气) 　　3、燃烧温度 　　理论燃烧温度    　　已知ta=tf=20℃→   ℃），cf=1.32kJ/(m3?℃) 　　设tth=1500℃，查有关表得cf=1.635(kJ/m3?℃) 　　 (℃) 　　求得温度与假设温度相对误差：   ，所设合理，取高温系数  =0.85，实际温度tp=0.85×1564=1329℃，比要求温度1245℃高出84℃，基本合理。 　　热平衡计算 　　热平衡计算包括预热带、烧成带热平衡计算和冷却带热平衡计算，这里仅以预热带、烧成带热平衡计算为例来说明其计算方法，冷却带热平衡计算在此略去。预热带、烧成带热平衡计算的目的在于求出燃料消耗量。热平衡计算必须选定计算基准，这里时间以1h为计算基准，0℃为基准温度。 　　A．热收入项目 　　第1-3节热源为烟气余热，即利用烟气带走显热,降温水帘，所以1?3节不列入热平衡计算中，但是计算时，应以第3节坯体计算坯体带入显热，以第4节烟气温度值计算烟气带走显热。 　　1、坯体带入显热Q1 　　取烧成灼减5％ 　　入窑干制品质量    　　入窑制品含自由水2％，湿基制品质量    　　制品入窑第4节时温度t1=250℃，入窑制品比热容   　　 ℃)   　　2、燃料带入化学热及显热Qf 　　煤气低热值QDW=5233.8kJ/m3 　　入窑煤气温度tf=20℃，20℃时煤气比热溶Cf=1.32kJ/(m3?℃) 　　设煤气消耗量为xm3/h 　　  　　3、助燃空气带入显热Qa 　　助燃空气温度ta=20℃，20℃时空气比热容Ca=1.30kJ/(m3?℃) 　　助燃空气实际总量Va,总=Va?x=1.25x(m3/h) 　　   =Va,总cata=1.25x×1.3×20=32.5x(kJ/h) 　　4、预热带漏入空气带入显热Q。 　　取预热带空气过剩系数   ，漏入空气温度ta=20℃, Ca=1.3 　　漏入空气总量      　　B．热支出项目 　　1、产品带出显热Q2 　　烧成产品质量G3=G1?95％=783.8×95%=744.6(kg/h) 　　制品出烧成带（第16节）温度t2=1245℃ 　　制品平均比热容C2=0.84+26×10-5×1245=1.16[kJ/(kg?℃)]   　　2、窑体散失热 　　将计算窑段分为两部分，即第4?11节：400~1000℃，取平均值700℃；第12?16节：1000~1245℃，取平均值1123℃。 　　(1)第4?11节，窑外壁表面平均温度40℃，窑内壁平均温度700℃。 　　a．窑顶 　　高铝砖导热系数 ℃），厚度 　　耐火纤维导热系数  ℃)，厚度 　　热流    　　窑顶散热面积A顶=    　　b. 窑墙：  　　高铝砖平均导热系数  ℃），厚度 　　耐火纤维导热系数    ℃），厚度 　　热流    　　一侧窑墙散热面积    　　　  　　c.窑底：在窑下面与干燥器间装有100mm厚耐火纤维起保温作用。 　　高铝砖导热系数  ℃)，厚度 　　硅藻砖导热系统  ℃)，厚度 　　耐火纤维导热系数  ℃)，厚度 　　热流    　　窑底散热面积    　　  　　窑体总散热量： 　　Q3=62395+67423+48529+71816+104267+72323=426753（kJ/h） 　　3．物化反应耗热Q4 　　（1）自由水蒸发吸热Qw 　　自由水质量Gw=G2-G3=799.8-783.8=16.0(kg/h) 　　烟气离窑温度tg=400℃ 　　  　　（2）其余物化反应热Qr 　　用Al2O3反应热近似代替物化反应热 　　入窑干制品质量G1=783.8kg/h，Al2O3含量=20％ 　　　　  　　故    　　4、烟气带走显热Qg 　　 　　离窑烟气总量 　　  　　烟气离第4节窑温度tg=400℃，400℃时烟气比热容Cg=1.45(kJ/m3?℃) 　　  　　5．其他热损失Q5 　　根据经验占热收入的5％ 　　Q5=（Q1+Qf+Qa+Qa）×0.05 　　=(180955+5260.2x+32.5x+24.2x)×0.05 　　=9048+265.8x 　　C．热平衡方程 　　  　　每小时烧成产品质量为744.6kg/h. 　　所以，公斤产品热耗=    　　表4为预热带、烧成带热平衡表。 　　　　 热收入 热支出 项目 kJ/h % 项目 kJ/h % 坯体带入显热 180955 6.18 产品带出显热 1075351 36.72 燃料化学热及显热 2719523 92.82 窑炉散失之热 426753 14.57 助燃空气显热 16803 0.57 物化反应热 381389 13.02 漏入空气显热 12511 0.43 烟气带走显热 899580 30.71       其他热损失 146474 5.00 总计 2929792 100.00 总计 2929547 100.00 　　八、烧嘴的选择 　　考虑到该厂已有引进窑，选用WELKO公司HS20000型烧嘴，它由煤气喷嘴、助燃 空气喷嘴和烧嘴砖组成。 　　煤气节流孔板孔径：烧成带第12?16节，取直径8.7mm，预热带第5-11节，取直径5.6mm。 　　空气喷嘴瓷管内径：烧成带第12-16节，取直径6.5mm，预热带第5-11节，取直径4.5mm.。 烧嘴砖耐火材料选用：莫来石轻质高铝砖，最高使用温度1420℃，密度1.2g/cm3。 　　九、管道计算、阻力计算、风机选型 　　A．计算抽烟风机的管道尺寸、阻力损失，对风机选型 　　（1）管道尺寸 　　排烟系统需排除烟气量； 　　  　　烟气在金属管中流速  ，据经验数据取 。 　　烟气抽出时实际体积V； 　　  　　（1）总烟管尺寸 　　内径    　　总管内径取直径为360mm，长度4m。 　　（2）分烟管尺寸 　　分管流量    　　内径    　　分管内径取210mm，长度为3.2m 　　（3）支管尺寸 　　支管流量V’’=V/6=1.06/6=0.177(m3/s) 　　内径    　　支管内径直径150mm，顶部支管长定为1.1m，两侧支管长定为0.5m。 　　（4）热交换器 　　热交换管选直径83mm×3.5mm无缝钢管，内径d交=76mm，长度取2m。 　　考虑粉尘阻塞与热交换的需要，流速 交取2m/s。 　　热交换管条数    　　热交换管条数取118条。 　　热交换管外表面积S=3.14×0.083×2×118=61.5(m2)，引进窑热交换管外表面积为3.14×0.032×2×397=79.8（m2）,(79.8- 61.5)/79.8×100%=23%，新窑热交换表面积比引进窑少23％，但新窑需热交换量比引进窑少35%以上，取118条能满足要求。 　　（2）阻力计算 　　（1）料垛阻力hi 　　根据经验每米窑长料垛阻力为0.5Pa。 　　设O压在11-12节交界处，则hi=（7+0.5）节×2.13m/节×0.5Pa=8Pa。 　　（2）位压阻力hg 　　烟气从窑炉至风机，高度升高H=1.8m，此时几何压头为烟气流动的动力即负位压阻力，烟气温度400℃。 　　  　　（3）局部阻力he 　　局部阻力  由表查得： 　　烟气从窑炉进入支管：   1=1 　　支烟管进入分烟管：  2=1.5 　　并900急转弯：  3=1.5 　　分管900急转弯：  4=1.5 　　分管900圆弧转弯：  5=0.35  （r/d=2） 　　分管进入总管：  6=1.5 　　并900急转弯：  7=1.5 　　进入交换管：  8=0.28 　　为简化计算，烟管中烟气流速均按10m/s计，烟气温度均按400℃计，虽在流动过程中烟气会有温降，但此时流速会略小，且取定的截面积均比理论计算的偏大，故按此值算出的局部阻力只会略偏大，能满足实际操作需要。 　　  　　（4）摩擦阻力hf 　　摩擦阻力系数：金属管取  1=0.03，热交换管取  2=0.05（粉尘粘壁严重）。 　　  　　烟囱阻力忽略不计（可由本身几何压头来克服）。 　　风机应克服总阻力    　　（3）风机选型 　　为保证正常工作，取风机抽力余量0.5。 　　所以选型应具备风压：H=（1+0.5）×255.2=382.8(Pa) 　　流量取储备系数1.5，风机排出烟气平均温度250℃。 　　  　　选用风机时应考虑窑炉有时空气、煤气比例失调，大量增加烟气量，增大抽风阻力，热交换器粉尘阻塞，造成较大阻力，选型时全风压留有较大余地。所选风机见表5。 　　B．其他系统管道尺寸确定、风机选型 　　根据引进辊道窑数据，结合本窑具体情况和已经计算出来的抽烟系统的数据来确定其他系统的风管尺寸、风机型号。 　　省略风量计算、阻力计算。 　　各系统管理尺寸、风机型号规格见表5、表6。 　　表5  窑主体系统管理尺寸、风机型号规格 　　　　 项目 抽烟 助燃 急冷 抽热风 管道尺寸 /mm 总管400，分管210，支管150 总管300 直径200 总管400，分管200 风机代号 抽烟风机A 助燃风机B 急冷风机C 抽热风机E 风机名称 高温离心通风机 高压离心通风机 高压离心通风机 高温离心通风机 风机型号 W5-481-11 No5.5 5-29 No6.5 9-26-1 No4 W5-481-11 NO5.5 全风压/Pa 1405 8050 3930 1405 风量/m3?h-1 8060 5763 2198 8060 电机型号 Y120M-2 Y160L-2 Y132S1-2 Y120M-2 功率/Kw 22 18.5 5.5 22 转速/r?min-1 2900 3150 2900 2900 传动方式 C C A C 出口方向 右00 右2700 左2700 右2700 外形尺寸   940×813×117 592×712×723   质量/kg （不带电机）   214.5 62   　　表6  其他系统管理尺寸、风机型号规格 　　　　 系统 窑前抽风 热交换 干燥抽风 干燥吹风 管道尺寸 /mm 直径300 直径400 直径550   风机代号 窑前抽风机D 热交换风机G 干燥抽风机F 干燥吹冷风机 风机名称 锅炉离心引风机 离心通风机 锅炉离心引风机 离心通风机 风机型号 Y4-70Ⅱ No5 4-72 No6 Y5-47 No8 4-72 I No3 全风压/Pa 1100 1800 2580 1150 风量/m3?h-1 5400 8520 15430 1710 电机型号 Y112M-2 JO2-51-4 JO2-71-4   功率/Kw 4 7.5 22 1.1 转速/r?min-1 2180 1800 1820 2900 传动方式 C C C A 出口方向 900 900 900 右900 外形尺寸 790×900×914 828×964×1169 1701×1191×1485 455×540×450 质量/kg （不带电机） 160 366 750 20

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收录时间:2011年03月29日 03:59:52 来源:未知 作者:

风机的风压、风量、功率与转速的关系

风机的风压、风量、功率与转速的关系   通风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转（转/分）来表示。小型风机的转速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低，一般用皮带传动与电动机相连，改变皮带轮的直径即可调节风机的转速，其关系如下：      n1/n2=d2/d1式中：    n1，n2--风机；电动机的转速    d1，d2--风机和电动机的皮带轮的直径。   如要改变风机的转速，只要改变通风机或电动机中任意一个皮带轮的直径即可。   当改变风机转速时，风机的特性参数；特性曲线也随之改变，亦即，风机在每一转速下都有其相应的特性曲线。    当转速改变时，风机的特性参数Q，H，N的变化可按下式计算：      Q/Q`=n/n`     H/H`=（n/n`）2     N/N`=（n/n`）3      以上可见，如果通风机的转速由n改变为n?时，风机的风量变化与转速比的一次方成正比；风压变化与转速比的二次方成正比；功率变化与转速比的三次方成正比。    所以在增加风机转速时，必须重新计算所需功率，注意原来配备的电机是否会过载。    通风机的几个性能参数不是固定不变的，它们之间都有一定的内在联系。当通风机在管网中工作时，这些参数又受到网路特性的影响，所以要选择好，使用好一台通风机，不但要熟悉通风机的性能，还要了解网路特性以及它们之间的关系。

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收录时间:2010年12月30日 17:37:29 来源: 作者:

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