轉爐煤氣回收的難點及對策（2）

轉爐煤氣回收的對策：     1、解決風機喘振的對策     首先，從RD閥運行參數(shù)進行調(diào)整，設計中RD閥翻板開度范圍30o-90o，依據(jù)爐口微差壓變化而進行調(diào)整，爐口微差壓<-20Pa則關小，爐口微差壓>+20Pa則開大，且低位沒有限制，下槍吹煉前處于全開，下槍投入自動后翻板先關至低位，再自動跟蹤爐口差壓運行，波動較大。如此運行一旦開度小，則引起風機空抽喘振。對RD閥控制程序做適當調(diào)整，修改為:     1)閥低位限制在58o；     2)閥的開度隨爐口差壓的變化而調(diào)整。     修改以后的生產(chǎn)實踐表明，轉爐吹煉時風機的喘振基本消除。     其次，通過對風機的運行參數(shù)統(tǒng)計分析，適當調(diào)整風機轉速的上限，使其與轉爐的最大煙氣量匹配，爐口微差壓穩(wěn)定，則可保證風機不再發(fā)生喘振。     2、解決風機振動的對策     要控制風機振動，必須提高轉爐煤氣回收系統(tǒng)的除塵效率，使經(jīng)過風機的煙氣含塵量降低，改進風機清灰的吹掃介質，使風機葉輪上的灰塵均勻依附在葉片上，從而使葉輪積灰不均勻或局部積灰脫落的狀況減輕，以達到控制風機振動的目的。     若二文噴嘴孔徑過大，則噴水壓力將嚴重不足，煤洗水得不到有效霧化，除塵效率低，因此將二文噴嘴孔徑減小，將是噴水壓力穩(wěn)定，霧化均勻，除塵效率顯著改善。     若濕旋脫水器的設計不合理，則煙氣中的大部分微塵及水分來不及除去便被風機抽走，煤氣中含塵量大。此時可對濕旋脫水器上部等進行局部封堵，使煙氣被強制在濕旋中進行高速旋轉脫水除塵，從而使煤氣中的濕度及含塵量得到了降低。（沈學桐）

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收錄時間:2011年03月27日 02:20:53 來源: 作者:

???????? ?一、 前言 ??????? 在干餾裝置煉油工藝中，有一項重要的環(huán)節(jié)就是利用離心式風機（即：主風機）向干餾爐下部的發(fā)生段送風，目的是為干餾爐上部下來的頁巖半焦完成氧化－還原反應提供飽和空氣。主風機驅動電機功率為250kW，電壓等級為6000V。在實際運行中，要根據(jù)反應裝置中各項工藝指標的控制需求，調(diào)整主風機送風量。風量的調(diào)整要通過手動調(diào)節(jié)主風機入口蝶閥開度和放散口開度來實現(xiàn)，多余風量通過放散口排出。電機的工作電流在20～22A，電機的出力在70%左右。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，每小時都要由工人手動風量一、兩次，大量的空氣被通過放散口排除，因此這種風量調(diào)整方式不合理，工人勞動強度大，同時造成無謂的能耗浪費，急需改進。 ????????主風機變頻調(diào)速改造既可以滿足生產(chǎn)工藝要求，又可以取代工人用閥門調(diào)整風量，節(jié)約大量電能，通過變頻改造后的設備運行低噪音、減少了設備磨損、延長了設備使用壽命、節(jié)約維修費用，為煉油廠節(jié)電改造開辟了新的途徑。 ???????? 二、 應用變頻調(diào)速技術可行性論證 ????????在D部（四分廠）技術改造的初期，我們對主風機能否進行變頻改造進行了論證。工藝的角度上看，每天都要頻繁的調(diào)整主風機的流量，工人要付出繁重的勞動，而且調(diào)整偏差較大，如果電機通過變頻器調(diào)整調(diào)速，可以滿足工藝的需要，達到調(diào)節(jié)準確，節(jié)省人力的目的。更重要的是，風機運行過程中，入口蝶閥開度越小，損耗在風機擋板上的能量越多，因此，主風機根據(jù)需要調(diào)速運行將會有很大的節(jié)能空間。 ????????針對現(xiàn)有干餾裝置主風機的運行特點，通過專人的市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)有三種方案可以實施應用： ????????1、高－高變頻：就是在原來高壓電器件的基礎上，不需要對電機進行改造，購置高壓變頻器； ????????2、高－低－高方式：就是先將高壓電源變成低壓電源，采用低壓變頻器，變頻后再升壓，電機也不用改造； ????????3、高－低方式：就是用一臺單獨的變壓器，將6kV高壓降至380V，采用低壓變頻器，用低壓電動機。 ????????對比三個方案，使用高－高變頻器，電機不需要改造，在變頻器故障時可以直接啟動，有定型產(chǎn)品，性能良好，穩(wěn)定可靠，但費用較高；高－低－高方式無定型產(chǎn)品，要重新設計電路，電路煩瑣龐大，要增加兩臺變壓器，費用也較高；高－低方式中變頻器直接使用低壓電源，現(xiàn)使用的變壓器容量不夠，需要另設一臺降壓變壓器。當降壓變壓器的容量比較小時，在變頻器故障后，電機不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大，會增加增容費用同時變壓器還有一定的電能損耗。綜合比較，我們選擇了直接高－高變頻調(diào)速方案。 ???????? 三、 變頻調(diào)速技術應用嘗試 ????????為確保改造成功不走彎路，減少損失，我們首先進行了較為詳盡的理論論證，認為理論上切實可行。抽調(diào)了兩名專業(yè)技術人員查閱了大量的資料，根據(jù)技術工藝的要求，對比風機運行的各種參數(shù)，結合現(xiàn)場可利用的有利條件，計算出電機不同工藝要求下的轉數(shù)，求出電機所需的功率，通過計算得知節(jié)電的空間很大。并實地考察了深圳市科陸變頻器有限公司的生產(chǎn)制造基地。通過進行考察、論證，我們認為深圳市科陸變頻器有限公司技術先進，管理規(guī)范，生產(chǎn)制造工藝先進，其制造的高壓變頻器性能穩(wěn)定可靠。在此基礎上，決定在D部干餾裝置主風機上選用一臺高壓變頻器進行試驗運行，并最終選用了深圳市科陸變頻器有限公司的CL2700－06型高壓變頻器。 ????????CL2700－06型變頻裝置采用單元串聯(lián)多電平PWM拓撲結構，由若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出，即6kV輸出電壓每相有7個額定電壓為480V的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓3450V，線電壓達到6kV左右，裝置系統(tǒng)配置如圖1。這種技術是目前高壓變頻領域應有最廣泛、最成熟的技術,屋頂排風機。 ???????? 圖1：CL2700－06型高壓變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)圖 ????????該調(diào)速裝置有如下特點： ?????????????? 1、高效率、無污染、高功率因數(shù)：CL2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用的是功率單元串聯(lián)的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流，在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經(jīng)過實際測試，50Hz運行時，網(wǎng)側電流諧波?< 2％，電機側輸出電壓諧波 < 1.5％（即使在40Hz時，仍然 < 2％），成套裝置的效率 > 97％，功率因數(shù) >?96％。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。 ????????通過采用自主開發(fā)的專用PWM控制方法，比同類的其它方法可進一步降低輸出電壓諧波1～2％。 ????????2、先進的故障單元旁路運行（專業(yè)核心技術）：為了提高系統(tǒng)的可靠性，整個變頻調(diào)速系統(tǒng)中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現(xiàn)故障時，可以自動監(jiān)測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投入運行，同時程序會自動進行運算，調(diào)整算法，使得輸出的三個線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。 ????????以6kV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)為例，每相有5-6個單元時，當某一相中有2個功率單元出現(xiàn)故障時，故障單元將自動旁路，系統(tǒng)仍然可以滿負荷運行；即使某一相中所有6個單元故障，全部被旁路，系統(tǒng)輸出容量仍可高達額定容量的57.7％。這種控制方法處于國際先進，國內(nèi)領先水平，將大大提高系統(tǒng)的可靠性。 ????????3、高性能的控制技術 ????????CL2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)率先實現(xiàn)了簡易矢量控制技術，可以實現(xiàn)恒轉矩快速動態(tài)響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據(jù)運行工控參數(shù)的實際情況，自動調(diào)整加、減速時間，在不超過最大允許電流的情況下，快速達到設定轉速。同時，系統(tǒng)可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態(tài)，電機不需要停止運行時，可直接實現(xiàn)電機的啟動、加速、減速或停止操作。 ?????????CL2700系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)還可以實現(xiàn)反饋能量自動限制功能。 ?????????4、高可靠性：控制電源可實現(xiàn)外部380V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，即使兩路電源都出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統(tǒng)安全停機，發(fā)出報警，并記錄故障時的所有狀態(tài)參數(shù)。 ????????采用高速光纖通信，可有效避免電磁干擾。 ????????當單元故障數(shù)目超過設定值時，系統(tǒng)可自動切換到工頻運行。 ????????整流變壓器有完善的溫度監(jiān)控功能。 ?????? ?獨特設計的功率柜風道，主要發(fā)熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統(tǒng)的過載能力。 ????????抗電網(wǎng)電壓波動能力強，當電網(wǎng)電壓在－15％～＋15％范圍內(nèi)波動時，系統(tǒng)可以正常工作；對于功率單元，在電壓－25％～20％范圍內(nèi)變化時，都可正常工作。 ????????4、其它特點 ????????故障自診斷能力強，監(jiān)測系統(tǒng)中所有主要參數(shù)及接口信號； ????????10.4英寸液晶觸摸屏人機界面，操作簡單，友好，顯示內(nèi)容豐富； ??????? 接口豐富，可與多種自動化設備和系統(tǒng)接口，滿足各種現(xiàn)場不同需要，特殊接口可以定制； ????????維修簡單，所有單元可以互換，備件少； ????????先進、及時、迅捷、完美的售后服務。 ???????? 四、 變頻調(diào)速為油廠節(jié)電開辟了新途徑 ???????我們在主風機電機變頻調(diào)速的應用上，注意了對主風系統(tǒng)的匹配調(diào)整，經(jīng)過近一段時間的摸索實踐，崗位工人已掌握了使用要領，并記錄了一些真實準確的數(shù)據(jù)。 ???????????????高壓變頻器于2004年5月的投入使用至今，運行狀況非常好，沒有發(fā)生任何故障。從節(jié)電效果看，電機輸入電流在10A左右、輸入功率在85KW左右，和A、B、C部的經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)的20A左右的輸入功率相比，僅為高壓不變頻的50%，節(jié)電效果明顯。每天可節(jié)電2040度，全月可節(jié)電61200度，可節(jié)約電費2.57萬元。據(jù)此推算，全年至少可節(jié)電67萬度，電費節(jié)約將可達到28萬元。 ???????? 五、 結束語： ???????煉油廠從97年在葉輪給料機上使用變頻調(diào)速設備，到2003年在鍋爐的鼓、引風機、主上水泵、接力風機上大上變頻，到今年的主風機高壓變頻改造，做了許多嘗試，積累了大量經(jīng)驗，不僅鍛煉了隊伍，同時節(jié)約了大量電能，為企業(yè)的技術進步邁了可喜的一步。我們覺得企業(yè)的技術改造潛力很大，只要本著嚴謹?shù)目茖W態(tài)度認真調(diào)研，就一定能收到回報，給企業(yè)帶來效益。

輥道窯設計計算

輥道窯的設計計算包括：窯體主要尺寸計算，燃料燃燒計算、熱平衡計算、通風阻力計算等，這里以某廠消化吸收引進窯自行設計的一條氣燒明焰輥道窯為例來說明輥道窯設計計算步驟。     　　一、原始資料收集 　　設計前必須根據(jù)設計任務收集所需的原始資料，該廠已引進一條玻化磚生產(chǎn)線，考慮到原料車間用風機、壓機等仍有270000m2富余的生產(chǎn)能力，故進行挖潛技改，對照已有生產(chǎn)線，設計原始資料如下： 　　1、產(chǎn)量：年產(chǎn)270000m2瓷磚。 　　2、產(chǎn)品規(guī)格：100×200×7,200×200×8,200×300×8,300×300×9(mm) 　　3、年工作日：300天 　　4、燃料：半水煤氣，熱值5233.8kJ/m3，壓力0.1?0.16MPa，供氣量800m3/h。 　　5、坯入窯含水量：≤2％ 　　6、原料組成：中粘性土，低粘性土，風化長石各占30％。還有適量低溫溶劑原料。 　　7、燒成制度 　�。�1）溫度制度 　�、贌�成周期：72min 　�、诟鲙�劃分：燒成周期比原引進WELKO公司輥道窯60min增加12min，12min全部用于增加預熱及冷卻時間，而高溫燒成時間仍按原設計不變。各段溫度與時間劃分如表1。 　　表1 各段溫度的劃分與升溫速率 　　　　 名稱 溫度/℃ 時間/min 升溫速率/℃?min 長度比例/％ 窯前段 40~350 9.2 22.8 18 預熱帶 100~1050 25 26 33 燒成帶 1000~1245 12 16.25 18 冷卻帶 1245~80 25.8 45.16 36 合  計   72   100 　�。�2）氣氛制度：全窯氧化氣氛。 　　（3）壓力制度，預熱帶-40~-25Pa；燒成帶<8Pa。 　　二、窯型選擇 　　設計考慮到該廠已引進WELKO公司FRW2000型輥道窯，該窯設計合理，利用余熱干燥生坯和進窯坯，熱效率高；溫度控制準確、穩(wěn)定；傳動用傳統(tǒng)鏈條傳動，磨擦式聯(lián)接輥筒，傳動平衡，維護方便，無級調(diào)速，控制靈活。設計認為，F(xiàn)RW2000型窯爐適合該廠使用，通過仿制吸收其先進技術，又有助于加深對原窯的認識，更好管理窯爐，新舊窯零部件可互用，節(jié)約資金，因此，窯型選擇為仿FRW2000型煤氣輥道窯。 　　三、窯體主要尺寸的計算 　　1、窯內(nèi)寬：這里以200mm×200mm產(chǎn)品進行計算，參考原引進窯，取內(nèi)寬1.5m，可并排6片磚。 　　2、內(nèi)高�。旱�1?3節(jié)、19-23節(jié)：582mm；第4-18節(jié)；825mm。 　　3、窯長： 　　按式（1?2）計算窯容量： 　　窯容量=    　　同一列磚磚距取40mm，則： 　　裝窯密度=   （m2/每m窯長） 　　故窯長L=50    　　利用裝配式，由若干節(jié)聯(lián)接而成，設計每節(jié)長度為2120mm，節(jié)間聯(lián)接長度8mm，總長度2128mm，節(jié)數(shù)=50000/2128=23.5節(jié)，取節(jié)數(shù)為24節(jié)。 　　因而窯長度為：L=2120×24=51064mm   　　各帶長度：窯前段：51064×13%=6640，取3節(jié)，長度=3×2128=6384(mm) 　　預熱帶：51064×33%=16851，取8節(jié)，長度=8×2128=17024(mm) 　　燒成帶：51064×17%=8681，取4節(jié)，長度=4×2128=8512(mm) 　　冷卻帶：51064×37%=18894，取9節(jié)，長度=9×2128=19152（mm） 　　四、工作系統(tǒng) 　　A．通風系統(tǒng) 　　在第4節(jié)窯頂及兩側下方各設置一對抽煙口（主抽煙口），設置抽煙風機A抽出煙氣（抽煙管中間設置熱交換器）；A風機抽出煙氣部分送入窯前段（在第3節(jié)窯頂、輥道下部設置進氣口），部分經(jīng)煙囪排出；在第1節(jié)窯頂、輥道下部設置一抽風口，由窯前段抽風機抽出煙氣經(jīng)煙囪排空。 　　由助燃風機B供應燃燒器的燃燒空氣；由急冷風機C供應第17節(jié)急冷空氣。 　　在第19?21節(jié)窯頂部、下部各設置一抽熱風口，第21節(jié)為主抽風口，由抽風機E抽出熱風部分送入窯下面干燥器（在窯下干燥器的第19節(jié)一側窯墻設置一進熱風口），其余熱風經(jīng)煙囪排空。 第24節(jié)窯頂部、底部各設置一排風扇，以450向窯內(nèi)吹入冷空氣。 　　熱交換風機G將冷空氣送入熱交換器,濕簾冷風機，空氣被加熱后送入窯下干燥器（在窯下干燥器的第3節(jié)一側設置一進氣口），在干燥器第1節(jié)一側設置一抽風口，由干燥器抽風機F抽出廢氣經(jīng)煙囪排出；在干燥器第24節(jié)一側設置吹冷風機。 　　在第5?18節(jié)，節(jié)之間輥道上、下方各設置檔板，上方采用耐火纖維板吊掛，下方用高鋁磚砌筑；12節(jié)、16節(jié)在靠近窯尾處再增設一檔板。 　　在進窯口，第3節(jié)靠近窯尾處，第3、4節(jié)，18、19節(jié)，21、22節(jié)，節(jié)之間設置閘板。 　　B．燃燒系統(tǒng) 　　1、燒嘴設置 　　在第5?16節(jié)和第18節(jié)，每節(jié)分別在輥上、下各設置兩對燒嘴，輥上下燒嘴及對側燒嘴均互相錯開排列。 　　在輥道上方每個燃燒器對側窯墻分別設置一個火焰觀察孔。 　　2、煤氣輸送裝置 　　煤氣由升壓風機升壓，通過管道、閥門、總管煤氣處理系統(tǒng)，送至各節(jié)燒嘴，助燃空氣由風機通過管道、閥門送到燒嘴。 　　總管煤氣處理系統(tǒng)：汽水分離器→過濾器→過濾器→調(diào)壓器。 　　煤氣總管尺寸，參考引進窯尺寸，考慮本廠煤氣熱值較低及為了較好穩(wěn)定煤氣壓力，內(nèi)徑選取偏大值，故內(nèi)徑取200mm。 　　C．溫度控制系統(tǒng) 　　1、熱電偶設置 　　在第5?16節(jié)和第18節(jié)，每節(jié)分別在窯頂中部插入一根熱電偶及一側窯墻中部的輥下方插入一根熱電偶，第2、4、17、19~21節(jié)，在窯頂插入一根熱電偶，在窯下干燥器第2、22節(jié)一側窯墻輥上方各設置一熱電偶。 　　2、燒嘴控制裝置 　　熱電偶→DDZⅢ型電動單元組合儀表（變送、調(diào)節(jié)、顯示）   　　經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后的空氣信號輸送到比例調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對空氣和煤氣管道按預定值進行比例調(diào)節(jié)，保證窯內(nèi)氧化氣氛。 　　第12~16節(jié)，每節(jié)由兩套控制裝置分別控制輥上、下燒嘴的供氣量，輥上4個燒嘴一套，輥下的4個燒嘴為一套。 　　在第5~11節(jié)，第18節(jié)，每節(jié)由一套控制裝置控制該節(jié)所設置的全部8個燒嘴。 　　3、急冷系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)溫度控制裝置 　　控制裝置設置如下： 　　熱電偶→DDEⅣ電動單元組合儀表（變送、調(diào)節(jié)、顯示） 　　空氣→電動調(diào)節(jié)閥→手動閥→控制區(qū)域 　　在窯第17節(jié)、21節(jié)的溫度控制各由一套控制裝置控制。 　　4、溫度控制系統(tǒng)各儀表選型 　　熱電偶：高溫區(qū)：鉑銠-鉑熱電偶，WRP-130S，L=750mm 　　低溫區(qū)：鎳鉻-鎳硅熱電偶，WRN-122K，L=750mm 　　溫度調(diào)節(jié)采用肇慶儀表廠開發(fā)的RM40型智能溫度調(diào)節(jié)器。 　　D、檢查處理系統(tǒng) 　　第1?3節(jié)，每節(jié)分別在兩側輥上、下各設一對檢查處理口，上、下對側互相錯開；第4節(jié)、17節(jié)在兩側輥下方各設置一個檢查處理口，位置靠近窯尾方向；第5?16節(jié)和第18節(jié)，每節(jié)分別在輥下方設置一個檢查處理口，對側錯開；第19?23節(jié)，每節(jié)分別在兩側下方各設置3個檢查處理口，對側相對。 　　E．傳動系統(tǒng) 　　傳動機構采用鏈輪鏈條傳動，并采用分段帶動統(tǒng)一傳動的傳動方式，輥棒與傳動系統(tǒng)的聯(lián)接方式采用托輪磨擦式。輥子自由地放在窯墻外側的兩只托輪上，輥子傳動端放在兩只傳動磨擦托輪上，全窯設置兩臺電機（配無級變速器），其中一臺備用、一臺帶動一條貫穿窯頭、尾的傳動軸，傳動軸通過7個圓柱蝸桿減速器分別帶動每段鏈條，從而帶動傳動托輪，通過磨擦傳動使其上的輥子轉動。每段設置一鏈條張緊裝置。全窯還設置一臺直流電機，以便在停電時帶動傳動軸，避免輥子在高溫下變形。 　　在第9節(jié)處設置手動離合器，將傳動軸分成兩段，以便在特殊情況下停止第1?6節(jié)傳動系統(tǒng)的運轉。 　　1、傳動鏈、減速器選型、齒輪齒數(shù)確定鏈條、齒輪齒數(shù)選取完全依照引進窯，因此省略設計計算，主要參數(shù)見表2。 　　表2  傳動鏈選型 　　　　   電機與傳動軸傳動 傳動軸與減速器傳動 減速器與傳動 摩擦輥子傳動 鏈條選型 TG190 TG127 TG127 主動輪齒數(shù) 30 30 20 從動輪齒數(shù) 30 20 11 張緊裝置齒輪齒數(shù)     18 　　減速箱選型：圓柱蝸桿減速器WS80-30-Ⅱ，i=1/30。 　　摩擦傳動輪直徑取42mm。 　　無級變速器電機輸出端至陶瓷輥筒，總傳動比： 　　  　　無級變速的輸出轉速：33.3~150r/min；線速度：397.3~1789.8mm/min，即制品運行時間范圍：128.5~28.5min；燒成周期72min，主動軸轉速：59.5r/min。 　　2、電機選型 　　JF02-42-4/A301型電機，功率4kw配FRC3R(立2)型齒輪鏈無級變速器。 　　輸入軸轉速：1440r/min； 　　輸出端減速裝置傳動比：i=1/10.2； 　　輸出軸轉速Nmax=150r/min, Nmin=33.3r/min; 　　輸出功率：Pmax=3.9K   Pmin=2.01kw； 　　直流機選型：AR50、2dDC、0.66kw。 　　3、輥棒選型 　　剛玉莫來石質輥棒，高溫荷重軟化溫度；1550℃；長度：2316mm；外徑：40mm。 　　4、確定輥距 　　按  式，輥距<200 　　考慮到每節(jié)長2120mm，輥距定為53mm，每節(jié)裝40根輥棒。 　　5、設置進磚磚距控制裝置，設置對主傳動軸進行探測，顯示的裝置。 　　6、傳動報警：在窯頭、尾各設置一激光探測器，對制品在運行過程中發(fā)生堵塞現(xiàn)象報警。 　　五、窯體材料 　　整個窯體由金屬支架支承，窯體外殼除第4?8節(jié)的頂部外中，都由金屬板構成，第24節(jié)全部由金屬板及支架構成。支承鋼架結構仿制引進窯，省略設計計算。窯體材料的選擇如表3所示。 　　表3     窯體材料的選擇 　　　　 1、窯前段（1-3節(jié)） （1）底部及下側壁   材質 使用溫度/℃ 密度/g?cm-3 導熱系統(tǒng)/ W/（m?℃）-1 厚度/mm 隔熱層 耐火混凝土 900   0.35~0.81 (20~400℃)   膨脹縫 礦渣棉 700 0.012 0.45(20℃)   （2）頂部及上側壁（內(nèi)壁：金屬板） 隔熱層 礦渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （3）中間輥筒部位 孔磚 輕質高鋁磚(PM)-1.0 1300 1.0 0.66+8×10-5t   填充層 硅酸鋁耐火纖維束 1150 0.07 0.1~0.3   2、冷卻段（19?23節(jié)）    （1）底部及下側壁 隔熱層 耐火混凝土 900   0.35-0.81 （20-400℃）   膨脹縫 礦渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （2）頂部及上側壁（內(nèi)壁：金屬板） 隔熱層 礦渣棉 700 0.012 0.45（20℃）   （3）中間輥筒部位 孔磚 輕質高鋁磚 1300 1.0 0.66+8×10-5t   填充層 陶瓷棉 1250 0.07 0.1-0.3   3、預熱段、急冷區(qū)、過渡區(qū)（4-11、17-18節(jié)）   （1）底部 耐火層 輕質高鋁磚 1300 1.0 0.66+8×10-5t 65 隔熱層 硅藻土磚 900     161 膨脹縫 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.07 0.1?0.3 10 （2）頂部：使用懸掛式吊頂結構 耐火層 輕質高鋁磚 1800 1.0 0.66+8×10-5t 300 隔熱層 蛭石 800 0.1 0.052?0.058   膨脹縫 硅酸鋁耐火纖維束 1150 0.07 0.1-0.3 150 （3）側部 耐火層 輕質高鋁磚 1300 1.0 0.66+8×10-5t 113 隔熱層 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.3 0.1?0.2 197 檢查處理口 輕質高鋁磚 1400 1.2 0.66+8×10-5t   壓頂磚           （4）燒嘴周圍 耐火層 輕質高鋁磚 1400 1.2 0.66+8×10-5t   隔熱層 溫石棉 600 2.3 0.07   （5）中間輥筒部位 耐火層（孔磚） 輕質高鋁磚 1400 1.2 0.66+8×10-5t   填充層 陶瓷棉 1350 0.07 0.1-0.3   （6）膨脹縫及結合處 膨脹縫 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.07 0.1-0.3   節(jié)間彈性連接 硅酸鋁耐火纖維板 1350 0.3 0.1-0.2   4、燒成帶（12-16節(jié)）  （1）底部 耐火層 輕質高鋁磚，（PM-1.0） 1400 1.0 0.66+8×10-5t 130 隔熱層 硅藻土磚 900   0.35-0.81 130 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.2 0.1-0.3 100 （2）頂部：采用懸掛式吊頂結構 耐火層 輕質高鋁磚 1400 1.0 0.66+8×10-5t 300 隔熱層 蛭石 800 0.1 0.052-0.058     硅酸鋁耐火纖維束 1150 0.07 0.1?0.3 150 （3）側部 耐火層 輕質高鋁磚（PM）-1 1400 1.0 0.66+8×10-5t 113 隔熱層 硅酸鋁耐火纖維氈 1350 0.3 0.1?0.2 119 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.2 0.1?0.3 78 檢查處理口 輕質高鋁磚 1400 1.2 0.66+8×10-5t   壓頂磚 （PM）-1.2          （4）燒嘴周圍 耐火層 輕質高鋁磚 1400 1.2 0.66+8×10-5t   隔熱層 溫石棉 600 2.3 0.07   （5）中間輥筒部位 耐火層（孔磚） 輕質高鋁磚（PM）-1.2 1400 1.2 0.66+8×10-5t   填充層 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.07 0.1?0.3   （6）膨脹縫及結合處 膨脹縫 硅酸鋁耐火纖維束 1350 0.07 0.1-0.3   節(jié)間彈性連接 硅酸鋁耐火纖維氈 1350 0.3 0.1-0.2   　　六、燃料燃燒計算 　　1、空氣量（標準情況下） 　　當QDW<5233.8kJ/m3時，用經(jīng)驗公式： 　　理論空氣量    　　取空氣過剩系數(shù)    　　實際空氣量：    　　2、煙氣量（標準情況下） 　　當QDW<5233.8kJ/m3時，用經(jīng)驗公式： 　　理論空氣量     　　實際煙氣量：Vg=1.91+(1.15-1.0)×1.09=2.07(m3/m3煤氣) 　　3、燃燒溫度 　　理論燃燒溫度    　　已知ta=tf=20℃→   ℃），cf=1.32kJ/(m3?℃) 　　設tth=1500℃，查有關表得cf=1.635(kJ/m3?℃) 　　 (℃) 　　求得溫度與假設溫度相對誤差：   ，所設合理，取高溫系數(shù)  =0.85，實際溫度tp=0.85×1564=1329℃，比要求溫度1245℃高出84℃，基本合理。 　　熱平衡計算 　　熱平衡計算包括預熱帶、燒成帶熱平衡計算和冷卻帶熱平衡計算，這里僅以預熱帶、燒成帶熱平衡計算為例來說明其計算方法，冷卻帶熱平衡計算在此略去。預熱帶、燒成帶熱平衡計算的目的在于求出燃料消耗量。熱平衡計算必須選定計算基準，這里時間以1h為計算基準，0℃為基準溫度。 　　A．熱收入項目 　　第1-3節(jié)熱源為煙氣余熱，即利用煙氣帶走顯熱,降溫水簾，所以1?3節(jié)不列入熱平衡計算中，但是計算時，應以第3節(jié)坯體計算坯體帶入顯熱，以第4節(jié)煙氣溫度值計算煙氣帶走顯熱。 　　1、坯體帶入顯熱Q1 　　取燒成灼減5％ 　　入窯干制品質量    　　入窯制品含自由水2％，濕基制品質量    　　制品入窯第4節(jié)時溫度t1=250℃，入窯制品比熱容   　　 ℃)   　　2、燃料帶入化學熱及顯熱Qf 　　煤氣低熱值QDW=5233.8kJ/m3 　　入窯煤氣溫度tf=20℃，20℃時煤氣比熱溶Cf=1.32kJ/(m3?℃) 　　設煤氣消耗量為xm3/h 　　  　　3、助燃空氣帶入顯熱Qa 　　助燃空氣溫度ta=20℃，20℃時空氣比熱容Ca=1.30kJ/(m3?℃) 　　助燃空氣實際總量Va,總=Va?x=1.25x(m3/h) 　　   =Va,總cata=1.25x×1.3×20=32.5x(kJ/h) 　　4、預熱帶漏入空氣帶入顯熱Q。 　　取預熱帶空氣過剩系數(shù)   ，漏入空氣溫度ta=20℃, Ca=1.3 　　漏入空氣總量      　　B．熱支出項目 　　1、產(chǎn)品帶出顯熱Q2 　　燒成產(chǎn)品質量G3=G1?95％=783.8×95%=744.6(kg/h) 　　制品出燒成帶（第16節(jié)）溫度t2=1245℃ 　　制品平均比熱容C2=0.84+26×10-5×1245=1.16[kJ/(kg?℃)]   　　2、窯體散失熱 　　將計算窯段分為兩部分，即第4?11節(jié)：400~1000℃，取平均值700℃；第12?16節(jié)：1000~1245℃，取平均值1123℃。 　　(1)第4?11節(jié)，窯外壁表面平均溫度40℃，窯內(nèi)壁平均溫度700℃。 　　a．窯頂 　　高鋁磚導熱系數(shù) ℃），厚度 　　耐火纖維導熱系數(shù)  ℃)，厚度 　　熱流    　　窯頂散熱面積A頂=    　　b. 窯墻：  　　高鋁磚平均導熱系數(shù)  ℃），厚度 　　耐火纖維導熱系數(shù)    ℃），厚度 　　熱流    　　一側窯墻散熱面積    　　　  　　c.窯底：在窯下面與干燥器間裝有100mm厚耐火纖維起保溫作用。 　　高鋁磚導熱系數(shù)  ℃)，厚度 　　硅藻磚導熱系統(tǒng)  ℃)，厚度 　　耐火纖維導熱系數(shù)  ℃)，厚度 　　熱流    　　窯底散熱面積    　　  　　窯體總散熱量： 　　Q3=62395+67423+48529+71816+104267+72323=426753（kJ/h） 　　3．物化反應耗熱Q4 　�。�1）自由水蒸發(fā)吸熱Qw 　　自由水質量Gw=G2-G3=799.8-783.8=16.0(kg/h) 　　煙氣離窯溫度tg=400℃ 　　  　�。�2）其余物化反應熱Qr 　　用Al2O3反應熱近似代替物化反應熱 　　入窯干制品質量G1=783.8kg/h，Al2O3含量=20％ 　　　　  　　故    　　4、煙氣帶走顯熱Qg 　　 　　離窯煙氣總量 　　  　　煙氣離第4節(jié)窯溫度tg=400℃，400℃時煙氣比熱容Cg=1.45(kJ/m3?℃) 　　  　　5．其他熱損失Q5 　　根據(jù)經(jīng)驗占熱收入的5％ 　　Q5=（Q1+Qf+Qa+Qa）×0.05 　　=(180955+5260.2x+32.5x+24.2x)×0.05 　　=9048+265.8x 　　C．熱平衡方程 　　  　　每小時燒成產(chǎn)品質量為744.6kg/h. 　　所以，公斤產(chǎn)品熱耗=    　　表4為預熱帶、燒成帶熱平衡表。 　　　　 熱收入 熱支出 項目 kJ/h % 項目 kJ/h % 坯體帶入顯熱 180955 6.18 產(chǎn)品帶出顯熱 1075351 36.72 燃料化學熱及顯熱 2719523 92.82 窯爐散失之熱 426753 14.57 助燃空氣顯熱 16803 0.57 物化反應熱 381389 13.02 漏入空氣顯熱 12511 0.43 煙氣帶走顯熱 899580 30.71       其他熱損失 146474 5.00 總計 2929792 100.00 總計 2929547 100.00 　　八、燒嘴的選擇 　　考慮到該廠已有引進窯，選用WELKO公司HS20000型燒嘴，它由煤氣噴嘴、助燃 空氣噴嘴和燒嘴磚組成。 　　煤氣節(jié)流孔板孔徑：燒成帶第12?16節(jié)，取直徑8.7mm，預熱帶第5-11節(jié)，取直徑5.6mm。 　　空氣噴嘴瓷管內(nèi)徑：燒成帶第12-16節(jié)，取直徑6.5mm，預熱帶第5-11節(jié)，取直徑4.5mm.。 燒嘴磚耐火材料選用：莫來石輕質高鋁磚，最高使用溫度1420℃，密度1.2g/cm3。 　　九、管道計算、阻力計算、風機選型 　　A．計算抽煙風機的管道尺寸、阻力損失，對風機選型 　�。�1）管道尺寸 　　排煙系統(tǒng)需排除煙氣量； 　　  　　煙氣在金屬管中流速  ，據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)取 。 　　煙氣抽出時實際體積V； 　　  　�。�1）總煙管尺寸 　　內(nèi)徑    　　總管內(nèi)徑取直徑為360mm，長度4m。 　　（2）分煙管尺寸 　　分管流量    　　內(nèi)徑    　　分管內(nèi)徑取210mm，長度為3.2m 　�。�3）支管尺寸 　　支管流量V’’=V/6=1.06/6=0.177(m3/s) 　　內(nèi)徑    　　支管內(nèi)徑直徑150mm，頂部支管長定為1.1m，兩側支管長定為0.5m。 　�。�4）熱交換器 　　熱交換管選直徑83mm×3.5mm無縫鋼管，內(nèi)徑d交=76mm，長度取2m。 　　考慮粉塵阻塞與熱交換的需要，流速 交取2m/s。 　　熱交換管條數(shù)    　　熱交換管條數(shù)取118條。 　　熱交換管外表面積S=3.14×0.083×2×118=61.5(m2)，引進窯熱交換管外表面積為3.14×0.032×2×397=79.8（m2）,(79.8- 61.5)/79.8×100%=23%，新窯熱交換表面積比引進窯少23％，但新窯需熱交換量比引進窯少35%以上，取118條能滿足要求。 　�。�2）阻力計算 　�。�1）料垛阻力hi 　　根據(jù)經(jīng)驗每米窯長料垛阻力為0.5Pa。 　　設O壓在11-12節(jié)交界處，則hi=（7+0.5）節(jié)×2.13m/節(jié)×0.5Pa=8Pa。 　�。�2）位壓阻力hg 　　煙氣從窯爐至風機，高度升高H=1.8m，此時幾何壓頭為煙氣流動的動力即負位壓阻力，煙氣溫度400℃。 　　  　�。�3）局部阻力he 　　局部阻力  由表查得： 　　煙氣從窯爐進入支管：   1=1 　　支煙管進入分煙管：  2=1.5 　　并900急轉彎：  3=1.5 　　分管900急轉彎：  4=1.5 　　分管900圓弧轉彎：  5=0.35  （r/d=2） 　　分管進入總管：  6=1.5 　　并900急轉彎：  7=1.5 　　進入交換管：  8=0.28 　　為簡化計算，煙管中煙氣流速均按10m/s計，煙氣溫度均按400℃計，雖在流動過程中煙氣會有溫降，但此時流速會略小，且取定的截面積均比理論計算的偏大，故按此值算出的局部阻力只會略偏大，能滿足實際操作需要。 　　  　�。�4）摩擦阻力hf 　　摩擦阻力系數(shù)：金屬管取  1=0.03，熱交換管取  2=0.05（粉塵粘壁嚴重）。 　　  　　煙囪阻力忽略不計（可由本身幾何壓頭來克服）。 　　風機應克服總阻力    　�。�3）風機選型 　　為保證正常工作，取風機抽力余量0.5。 　　所以選型應具備風壓：H=（1+0.5）×255.2=382.8(Pa) 　　流量取儲備系數(shù)1.5，風機排出煙氣平均溫度250℃。 　　  　　選用風機時應考慮窯爐有時空氣、煤氣比例失調(diào)，大量增加煙氣量，增大抽風阻力，熱交換器粉塵阻塞，造成較大阻力，選型時全風壓留有較大余地。所選風機見表5。 　　B．其他系統(tǒng)管道尺寸確定、風機選型 　　根據(jù)引進輥道窯數(shù)據(jù)，結合本窯具體情況和已經(jīng)計算出來的抽煙系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來確定其他系統(tǒng)的風管尺寸、風機型號。 　　省略風量計算、阻力計算。 　　各系統(tǒng)管理尺寸、風機型號規(guī)格見表5、表6。 　　表5  窯主體系統(tǒng)管理尺寸、風機型號規(guī)格 　　　　 項目 抽煙 助燃 急冷 抽熱風 管道尺寸 /mm 總管400，分管210，支管150 總管300 直徑200 總管400，分管200 風機代號 抽煙風機A 助燃風機B 急冷風機C 抽熱風機E 風機名稱 高溫離心通風機 高壓離心通風機 高壓離心通風機 高溫離心通風機 風機型號 W5-481-11 No5.5 5-29 No6.5 9-26-1 No4 W5-481-11 NO5.5 全風壓/Pa 1405 8050 3930 1405 風量/m3?h-1 8060 5763 2198 8060 電機型號 Y120M-2 Y160L-2 Y132S1-2 Y120M-2 功率/Kw 22 18.5 5.5 22 轉速/r?min-1 2900 3150 2900 2900 傳動方式 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   質量/kg （不帶電機）   214.5 62   　　表6  其他系統(tǒng)管理尺寸、風機型號規(guī)格 　　　　 系統(tǒng) 窯前抽風 熱交換 干燥抽風 干燥吹風 管道尺寸 /mm 直徑300 直徑400 直徑550   風機代號 窯前抽風機D 熱交換風機G 干燥抽風機F 干燥吹冷風機 風機名稱 鍋爐離心引風機 離心通風機 鍋爐離心引風機 離心通風機 風機型號 Y4-70Ⅱ No5 4-72 No6 Y5-47 No8 4-72 I No3 全風壓/Pa 1100 1800 2580 1150 風量/m3?h-1 5400 8520 15430 1710 電機型號 Y112M-2 JO2-51-4 JO2-71-4   功率/Kw 4 7.5 22 1.1 轉速/r?min-1 2180 1800 1820 2900 傳動方式 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 質量/kg （不帶電機） 160 366 750 20

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收錄時間:2011年03月29日 03:59:52 來源:未知 作者:

風機的風壓、風量、功率與轉速的關系

風機的風壓、風量、功率與轉速的關系   通風機的轉速n可用轉速表直接測量，其數(shù)值用每分鐘多少轉（轉/分）來表示。小型風機的轉速一般較高，往往與電動機直接相連。大型風機的轉速較低，一般用皮帶傳動與電動機相連，改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)風機的轉速，其關系如下：      n1/n2=d2/d1式中：    n1，n2--風機；電動機的轉速    d1，d2--風機和電動機的皮帶輪的直徑。   如要改變風機的轉速，只要改變通風機或電動機中任意一個皮帶輪的直徑即可。   當改變風機轉速時，風機的特性參數(shù)；特性曲線也隨之改變，亦即，風機在每一轉速下都有其相應的特性曲線。    當轉速改變時，風機的特性參數(shù)Q，H，N的變化可按下式計算：      Q/Q`=n/n`     H/H`=（n/n`）2     N/N`=（n/n`）3      以上可見，如果通風機的轉速由n改變?yōu)閚?時，風機的風量變化與轉速比的一次方成正比；風壓變化與轉速比的二次方成正比；功率變化與轉速比的三次方成正比。    所以在增加風機轉速時，必須重新計算所需功率，注意原來配備的電機是否會過載。    通風機的幾個性能參數(shù)不是固定不變的，它們之間都有一定的內(nèi)在聯(lián)系。當通風機在管網(wǎng)中工作時，這些參數(shù)又受到網(wǎng)路特性的影響，所以要選擇好，使用好一臺通風機，不但要熟悉通風機的性能，還要了解網(wǎng)路特性以及它們之間的關系。

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收錄時間:2010年12月30日 17:37:29 來源: 作者:

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