沸腾炉的设计

沸腾炉的设计-----设计内容之五第五章

汽化冷却水箱及辅助设备的设计计算5.1、汽化冷却水箱的设计计算（一）水箱总面积及个数的计算沸腾炉选用箱式汽化冷却水箱，所需水箱总面职按6-2-17式计算:F总=

（6-2-17）式中:

A—沸腾炉单位生产率，吨/米2·日；Q过剩—热平衡表中100公斤精矿的过剩热，千卡；F床—沸腾床床面积，米2；△t均—沸腾层与冷却介质的平均温差，℃；K水套—水套的传热系数，千卡/米2·时·度。△t均=式中:

t进—进水温度，℃，t出—(水或汽水混合物)出口温度，℃。.汽化冷却蒸汽压力定为6公斤/厘米2(绝对压力)。t出=158.08℃，下降管自汽包出口至水套入口温度降取3.08℃，则t进=155℃.则

△t均==714.3℃水套的传热系数K水套在一般情况下可以从统计的工厂实侧数据中选取。当采用水冷却时:对于箱式水套K水套=100～180千卡/米2·时·度，对于管式水套K水套=150～230千卡/米2·时·度。冷却水的出口温度视水的硬度而定，一般在60℃以下。当水套内壁有水垢，或水套外壁有粘结层时，水套的传热系数将显著下降。当采用软水汽化冷却且水套外壁无粘结雇翔寸(水套内壁有一定厚度的水垢):对于箱式水套，K水套=180～220千卡/米2·时·度，对于管式水套，K水套=230～270千卡/米2·时·度。在高温焙烧时，物料常粘结于水套外壁上，使传热系数下降。此时:对箱式水套:K水套=110～150千卡/米2·时·度，对管式水套K水套=150～180千卡/米2·时·度。本例题采用软水汽化冷却，取K水套=210千卡/米2·时·度则

F水套==17.6㎡计算水箱个数n与水箱宽度B水套：π·D床=n·B水套+(n+2)·d水套+B溢流+D前室

①F水套=n·B水套·H水套

②式中：水套高度：取H水套=H层=1.2米；水套间距：取d水套为0.3m；F水套=17.6㎡解得：n=7.700个取偶数n=8；B水套=1.833米；高=1.200米。验算：H=1.2×F水套∕π·D床=1.2×17.6∕3.1416×6.2=1.084〈H层=1.2米选用2.200米2的水箱8个，每个水箱的高为1.2米，宽为1.833米。(二)耗水公计算设饱和蒸汽热焓为656千卡/公斤，含60%饱和蒸汽的水的的热焓为250千卡/公斤，进水热焓为100千卡/公斤。则耗水量为:Q过剩=(0.6x×656+0.4x×250)-x×100解

x==76.633公斤0.0115小时耗水量为76.633公斤，每小时耗水量则为6663.755公斤/小时或6.7吨/时。5.2、鼓风机的选型计算1.沸腾层流体阻力计算沸腾层流体阻力按6-2-12式计算:△P=H层(r固-r气)(1-δ)毫米水柱

6-2-12式中:

△P—沸腾层流体阻力，毫米水柱；H层—沸腾层高度，米；r气—锌精矿比重，公斤/米3r固—气体比重，公斤/米3δ—沸腾层孔隙率，一般在0.65-0.85间。△P=1.2×4000×(1-0.75)=1200毫米水柱2．鼓风机参数的确定鼓风机压力按6-2-13式计算:P=(1.3一1.5)(△P+△P底)毫米水柱

6-2-13式中:△P底—炉底分布板阻力，一般情况下，△P底在50=100之间，有的地方取佛腾层压力降低10-20%，本例题取△P底=100毫米水柱。则P=1.5×(1200+100)=1950毫米水柱鼓风机风量:Q==282.258标米3/分为了有富余能力，过量30%则Q=1.3×282.258=367标米3/分现在可根据产品目录选择所需要的鼓风机了，可选用天津鼓风机厂生产的下列罗茨鼓风机四台，其中一台备用。鼓

风

机

性

能型号风量风压电动机型号功率LCA60x65-160/0.20160米3/分2000毫米水柱JR116-695千瓦

必须指出的是:风量还应考虑当地的气象条件，即年平均气温及当地大气压。沸腾焙烧炉的鼓风机要求其鼓风量不随阻力之增减而发生较大的波动，即有较稳定的风量。罗茨鼓风机能满足这些要求。

5.3、烟道系统的设计计算假定沸腾炉的烟道系统如图6-6所示。炉内的炉气量已算出为4.417标米3∕秒。设炉气温度900℃，比重1.429公斤/标米3。设各段均有5%的漏风(即吸入5%空气)，则各段的炉气量为：沸腾炉—废热锅炉间的炉气量为：4.417×1.05=4.638标米3/秒废热锅炉—旋风收尘器间的炉气量为：4.417×1.1025=4.870标米3/秒旋风收尘—电收尘器间的炉气量为：4.417×1.158=5.113标米3/秒电收尘—排风机间的炉气量为：4.417×1.216=5.369标米3/秒由于吸入冷空气，废气从炉内出来后的温度下降为：=857℃假定每米烟道废气温度下降5℃，则进入热锅炉的废气温度为:857-5×6=827℃。设从废热锅炉出来的废气温度为350℃，由于又吸入5%空气，温度下降到：=330℃设每米烟道废气温度下降2℃，则进入旋风收尘器废气温度：330-2×10=310℃.经旋风收尘器后，出来的废气温度为230℃，又由于吸入5%空气，其温度下到：=220℃设每米烟道废气温度下降2℃，则进入电收尘的废气温度为：220-2×10=200℃设废气从电收尘出来的温度为150℃，又由于吸入5%空气，废气温度下降到:

=143℃设每米烟道废气温度下降1℃，则在排风机前的废气温度为：143-1×8=135℃(一)沸腾炉—废热锅炉间烟道计算及度热锅炉的选用1．沸腾炉—废热锅炉间的烟道计算废气平均温度为：=842℃废气量为：4.638×=18.943米/秒设废气流速为8米/秒，则烟道断面为：F==2.368米2选用矩形烟道，高与宽之比为0.8则=0.8，

0.8b2=2.368,

b2=2.960解：

b=1.720米，

a=1.376米故烟道断面为:1.720(宽)米×1.376(高)米。2.废热锅炉的选择废热锅炉有效换热面积按6-2-19式计算：F=

（6-2-19）式中：

F—废热锅炉有效换热面积，米2，Q—废热锅炉内有效换热量，千卡/小时，K—传热系数，考虑到吹刷表面，取40千卡/米2·小时，△t均—热介质间的平均温差，℃。设有5%热损失，则有效换热量为:Q=0.95×0.34×4.638×(827℃-350℃)=729.562千卡/秒或2626423.337千卡/小时热介质间的平均温度按6-2-20式计算△t均=

（6-2-20）式中：△t始=t-t沸=827℃-249.2℃=577.8℃△t终=t-t沸=350℃-249.2℃=100.8℃(当蒸气压力为40个大气压时，t沸=249.2℃)故

△t均===273.489℃故

F==239.6≈240米2当产出的饱和蒸汽压力为40大气压时，产出的蒸汽量即锅炉的生产率按6-2-21式计算。D=

（6-2-21）式中：

D—锅护生产率(蒸汽量)i蒸汽—666千卡/公斤；i水—100千卡/公斤；则

D==4640.324公斤/小时或4.64吨/小时按照

F=240米2D=4.64吨/时P=40大气压选用废热锅炉的型号。(二)废热锅护—旋风收尘器间烟道断面与旋风收尘器的选用1．烟道断面计算废气平均温度

=320℃废气量

4.87×=10.578米3/秒废气速度

8米/秒，则烟道断面

F==1.322米2选用圆形断面的烟道，则烟道直径

D==1.