每小时20吨矿渣烘干系统计算

PAGEPAGE320t/h矿渣烘干系统的计算唐山黎河实业有限公司常晖064200近两年，随着我国经济的持续增长和基础设施建设规模的增大，水泥和水泥制品持续走俏；同时，水泥行业新标准的执行和水泥技术的提高，水泥中矿渣掺入量也有提高。这就要求矿渣烘干和矿渣粉磨技术的对应提高。这里我就20t/h矿渣烘干系统的烘干设备、热风设备及配套的风机管道等进行简单的计算选型。设定条件：1、矿渣初水分4-20%（平均按12%），终水分2%。钢厂来的矿渣水分一般在20-25%左右，但随着矿渣的堆积，水分沉入土地和蒸发到空气中，因此设定这个参数。2、烘干产量：20t/h。这个产量是基于上述矿渣水分，如果原料水分再低些或控制出料水分稍高，产量可以更高。3、进烘干机热气体温度t1=750℃，出烘干机气体温度t3=120℃；进烘干机物料温度（等于环境温度）t2=20℃，出料温度t4=110℃；筒体表面温度取120℃，4、采用沸腾炉燃烧室供热，燃煤采用唐山本地石煤，煤的低位发热值为7536kJ/kg（1800kcal/kg）；其中固定碳16.2%，挥发份15.6%，灰分67.8%，内水0.4%，外水2.5%。密度按1800kg/m3。烘干机的选型和计算：由设定条件知：采用转筒式烘干机，烘干矿渣。W1=12%；W2=2%；t1=750℃；t2=20℃；t3=120℃；t4=110℃；表1筒式烘干机单位容积的蒸发强度A物料名称初水分W1，%不同规格烘干机的蒸发强度，kg水/m3·hφ1.5×12φ2.2×12-14φ2.4×18石灰石420.517.217.9524.422.821.5626.525.523.61035.033.734.0黏土1028.528.519.5153838262043433225474739矿渣1035353015404035204545372549493930525240表2：出烘干机物料的比热c4物料名称石灰石黏土矿渣煤比热，kJ/kg0.920.840.841.26表3：筒式烘干机筒表传热系数K△t，℃4050100150200250K，W/m2·k4758116175233291烘干机容积的计算由公式式中：G—物料终水分为W2时的烘干机产量，25t/h；V—烘干机筒体容积，m3；W1—物料的初水分，%；12%W2—物料的终水分，%；2%烘干机单位容积蒸发强度，kg水/m3·h；45；见表1V=5根据筒式烘干机的标准系列，选用φ2.2×14米转筒式烘干机，D=2.2m；L=烘干机小时烘干水量计算：见公式其中：W—烘干机小时烘干水量，kg水/h；W=2288kg湿物料中水分（被蒸发部分，1kg）带入热量q2：见公式q2=c2·t2，kJ/kg水式中：c2—水的比热，c2=4.1868kJ/kg·Kt2—进烘干机物料温度（等于环境温度），℃q2=83.7kJ/kg蒸发水分所消耗的热量qw，kJ/kg水见公式qw=2490+1.8922t3-4.1868t2，kJ/kg水式中：t3—出烘干机气体温度，℃qw=2633kJ/kg水加热物料消耗的热量q4，kJ/kg水见公式 式中：c4—出烘干机物料的比热，kJ/kg·Kt4—出烘干机物料温度，℃q4=266kJ/kg水筒体表面散失的热量q5，kJ/kg水见公式V0烟=2.412Nm3/kg垂直段截面积的计算：F底=（B计*α沸虚*V°）/3600W底+（273+t送）/273B计——计算燃料消耗量，kg/h；V°——燃料燃烧所需理论空气量，Nm3/h；W底——底部垂直段冷态沸腾工作风速，m/s；0.95t送——送风温度，℃；α沸虚——沸腾段的虚假过量空气系数；1.1；F底=1.588小孔风速的计算与选取：考虑到在低负荷下运行时，要保证在降低鼓风量后，小孔风速仍能保证流化质量，小孔风速取计算风速（颗粒在布风板上不滞留的风速）的2倍。取小孔风速32m/s。根据小孔风速计算风帽各小孔截面积的总合即小孔总面积：47946.6平方毫米布风板的排列：布风板采用风帽式，布风板上风帽孔为φ34.5；排列为正三角排列，边长为65；风帽总数402=9×24+8×25-14（冷料排口各占7个风帽口）；冷料排口2-φ110；布风板的长宽=1635×980；每个风帽钻6个小孔；风帽上的小孔直径计算：结果φ5；帽沿风速的核算：1.887m/s（符合1.8-2.2m10、风箱进口处风速：≤5m/s；风箱断面风速：≤1.5m/s；风箱结构采用等压风箱，进口截面积大于0.36平米，风箱截面积大于1.43平米；11、悬浮段截面积的计算：公式F悬=（B计*V烟）/3600W悬+（273+θ悬）/273B计——计算燃料消耗量，kg/h；V烟——悬浮段平均烟气量，Nm3/h；V烟=V°烟+（α沸+0.5△α悬-1）v0，α沸——沸腾段过量空气系数，取1.1α悬——悬浮段漏风系数，取0.05（28页）W悬——悬浮段的热态风速，m/s；0.95θ悬——悬浮段的平均烟温，℃；θ悬=0.5（θ悬入+θ悬出）=0.5（θ沸出+θ对出）=0.5×（900/950+700/800）取850F悬=6.65612、炉体各段高度的选取：见四、计算选取的技术参数13、风机选取：鼓风机：风量计算：V=1.1α沸B计V0［（273+t）/273］×（760/b）1.1—风量储备系数；α沸—沸腾层的过量空气系数；B计—计算的燃料消耗量；V0—每公斤燃料燃烧所需的理论空气量t—进入风机的空气温度，20b—当地大气压，mmHg；海拔高度低于200米，取760。V=5060风压估算：布风板阻力：200mmH2O料层阻力：450mmH2O风管及局部阻力：10mmH2O风压储备系数：1.2总风压：H=792mmH2O=7920Pa引风机：风量计算：V=1.2（1+K1）（1+K2）（1+K3）B计V烟［（273+t）/273］×（760/b）1.2—风量储备系数；K1—烘干机入口迷宫密封漏风系数；K2—烘干机出口迷宫密封漏风系数；K3—旋风除尘器翻板阀漏风系数；B计—计算的燃料消耗量；V烟—每公斤燃料燃烧所产生的烟气量；t—引风机前的烟气温度，120b—当地大气压，mmHg；海拔高度低于200米，取760。V=25029风压估算：旋风除尘器阻力：120mmH2O风管及局部阻力：10mmH2O烘干机阻力：0mmH2O风压储备系数：1.2总风压：H=156mmH2O=1560Pa四、计算机及选取的技术参数：1、烘干机设备规格φ2.2×14m物料初水分%4-20%，取12%物料终水分%2%设计干料产量20t/h（烘干强度取45kg水/m3h）2、热风炉风速：风箱进口处风速≤5m/s布风板下的风箱断面风速1.5风帽帽头之间间隙的断面风速2-2.5m/s垂直段冷态风速0.90扩散段冷态风速0.45悬浮段热态风速0.953、热风炉炉体各段高度：垂直段510扩散段800悬浮段2500炉体总高度38104、热风炉各段截面积：垂直段1.6=1.635×0.98扩散段上口悬浮段6.656555、热风炉、烘干机、旋风除尘器的空气系数：垂直段假空气系数1.1扩散段实际空气系数1.2悬浮段漏风系数0.05烘干机入口迷宫密封漏风系数0.5烘干机出口迷宫密封漏风系数0.5旋风除尘器翻板阀漏风系数0.26、热风炉燃料及烟气量：燃料热值7536KJ/kg（1800kcal/kg）燃料小时耗量B计1709燃烧所需理论空气量2.28Nm3/kg燃烧生成理论烟气量2.41Nm3/kg沸腾层烟气量2.99Nm3/kg悬浮段烟气量3.14Nm3/kg7、布风板：布风板有效面积1.588耐火混凝土厚度100mm混凝土表层至小孔中心高10mm风帽个数402小孔风速32开孔率2.99%鼓风机计算风量5060m选用风机型号9-19风机风量3220-5153m风机风压9149-9055Pa估算风压7920Pa风机电机功率Y180M-222KW电机转速2900rpm风机转速2900rpm引风机计算风量25029选用风机型号C6-48NO10C风机风量25610-36417m风机风压1787-1381Pa估算风压1560Pa风机电机功率22KW风机电机转速1460rpm风机转速1000rpm旋风除尘器入口尺寸mm300×750上节直径×上节高度mmφ1500×2200排渣口直径×锥节高度mmφ500×3000出口管直径×伸入上节深度mmφ800×80011、管道直径烘干机至旋风除尘器，mmφ620旋风除尘器至烟筒，mmφ800结束语从计算中可以看到：烘干机入口和出口的漏风系数选取较大，这是因为烘干机采用简易迷宫密封，又要予留热膨胀间隙，缝隙较大；不好采取其它措施；单位容积的蒸发强度选取偏于保守，目前烘干机扬料板形式日益合理，因此单位容积蒸发强度可以适当放大选取；没有采用二级除尘器，若采用二级除尘器应当保证除尘器内的热风温度高于露点温度10℃以上。因为每小时烘出2288公斤的水分分布在25000立方的气体中，若低于露点温度，水分在除尘器内凝结，造成布袋除尘器