水泥工厂风管-1课程.docVIP

水泥工厂 热风管道设计 2003.在全世界，干法预分解窑系统的水泥厂，已得到迅速发展。它的主要优点是节约能源，吨投资费用低，占地面积小，单机产量大利于提高生产率，目前随着我国经济的发展，正在大量建预分解窑系统的水泥生产线。 这种水泥厂节约能源的重要方法之一是余热利用，因为经窑尾悬浮预热器和窑头篦式冷却机出来的废气温度较高，其余热可以用于生料制备系统、煤粉制备系统、烘干车间、烘干原材料；将窑头热风送入窑尾分解炉，降低热耗；也可以进行余热发电，节省大量的热能。这些热气体是通过热风管道输送的出来的气还要用管道通往收尘器，经烟囱排出。因此热风管道设计，水泥工厂设计中就显得十分重要。 本文就管径确定，风管阻力计算、热损失计算、管道布置及与管道相关的吸尘罩、弯头、风管的汇合、膨节、阀门、风管与风机的关系、风管的支座、风管的允许最大跨度及烟囱等问题进行介绍。 1 热风管道管径的确定 1.1 计算直径 热风管道直径首先可用下式计算： D= （1） 式中： D—管径，m Q—工况风量，m3/h V—工况风速，m/s 1.2 确定工况风量 由工艺计算得知风管的标况风量Qo（Nm3/h）即O℃，标准大气压下的体积流量。 1.2.1 一般地区正常工况下的风量 Qt= （2） 式中： Qt—工况风量，m3/hQ0—标况风量，Nm3/h t—该风管中气体的工况温度，℃1.2.2 高海拨地区工况风量 在高海拨地区，风量还要进行海拨高度修正，据公式： H=（18.4+0.067tg）lg’) （3） 式中： H—水泥厂厂区海拨高度，km tg—海平面与该地区之间的空气平均温度，℃ B—海平面上的气压，Pa B＇—水泥厂厂区的气压Pa 海平面上的大气压力一般为9.6×104~1.×104Pa之间，平均约等于1.013×105Pa，这一压力通常称为标准大气压，将它代入公式(3)可求出厂区大气压B＇。 根据气态程（克拉珀龙定律） Qtg=×Qt/B’ （4） 式中： Qtg—高海拨地区工况风量，m3/h 在设计高海拨地区水泥厂时，风管直径为： D=18.8 （5） 式中: D—高海拨地区管径，mm Qtg—高海拨地区工况风量，m3/h V—工况风速，m/s 1.3 管内风速确定 在确定各管段直径时，要考虑到管道内的最低流速，所谓最低流速，就是防止粉尘在管道内沉积堵塞所必需的最低气流速度，这一流速主要取决于粉尘的性质和管道倾斜情况。 管道中流速也不是越高越好，流速过高，虽然管道断面可以减小，管道重量减轻，但会增加管网的压力损失，致使能耗增加，还会增加对管道的磨损，因此设计管网时要综合几方面的因素，选择管道中的流速。 管道风速与积灰情况大致如下： 风速＞25m/s，管道中阻力大，压降大，不济。 ＞18m/s，易于输送粉尘，管道内壁清洁，能把灰带走。 15m/s，不是悬浮吹走，管风灰是波浪式移动。 ＜15m/s，有粉尘沉降。 ＜5m/s，大部份灰尘沉降。 倾斜管道，因灰尘在重力作用下，向下滑动，不易沉积，一般风速宜选用18m/s，煤粉制备系统的含煤气体，风速应适当高些，宜20~22m/s。 垂直管道因灰尘垂直下落，与管道方向方同，低速也不会堵塞管道，为减小阻力，风速可取15m/s，或再低一些。设计中应尽量避免水平管道，当无法避免时，风速应取得比较高。 温度高时，压力降小一些，300℃时，阻力比常温减少约10%，因此输送气体温度较高时，风管内内速可适当增加。 负压大时，实际风速比计算风速高一些，因为我们计算风量过程中没有考虑系统内负压对气体体积的影响。例如负压为7000Pa时，气体体积会增大7%，管内风速也会提高7%，为使风速不提高，应适当增大管径。在风机选型中也应充分重视这一问题，例如窑尾高温风机工作点负压比较高，选型时要充分考虑负压对工况风量增大的影响，风机风量应适当加大。 1.4 确定管道直径 由公式（1）计算出来的管道直径还应标准化，应整到表1的数值。因为表（1）给出的管径符合国家规定的优选数列。 优选数系是由公比、、、、，且项值中含有10的整数的理论等比数列导出的一组近似的等比数列，优先数系是一种科学的，国际统一的数值制度，按优先数系形成系列，可使风管直径走上系列化，标准化轨道。优先数系进行系列设计，便于分析参数间的关系，减少设计计算工作量。用较少的品种，规格来满足较宽范围的需要，便于协调各部门、各专业之间的配合，对于热风管道而言，这样既便于与国际接轨，又便于与管道有关的阀门、节、和支座设计的标准化。 表1 风