灰渣稀相气力输送系统设计计算说明书.doc

灰渣稀相气力输送系统设计计算说明书
一 系统出力
按污泥处理量在设计点400t/d、进厂污泥固含率在设计点（20%），污泥中可燃质在设计低限（38.5%－DS）计算，焚烧炉系统的灰渣产率为2.05t/h；如果按污泥处理量在设计点400t/d、固体中可燃质含量在设计点（56%－DS）、进厂污泥固含率在设计高限（27%）计算，则系统的灰渣产率为1.98t/h，如果按污泥中固含率在设计点20%、固体中可燃质含量在设计点（56%－DS）、污泥处理量在设计高限450t/d计算，系统的灰渣产率为1.65t/h。系统的最大灰渣产率按第一种情况计算，即取2.05t/h。尾气干法处理时碳酸氢钠的加入量为460 kg/h，活性炭的加入量为4.6kg/h。为便于灰渣分别处置，余热锅炉和电除尘器收集的灰渣通过一套输送系统输送到灰渣储仓，而袋式除尘器收集的飞灰以及尾气处理时加入系统的碳酸氢钠和活性炭则通过另一套系统输送到飞灰储仓。卸灰时，依据灰斗料位或按顺序开启旋转阀，在同一时间，每套输灰系统只能开启一台旋转阀。根据经验数据，两台余热锅炉排出的灰渣量约为440kg/h。按电除尘器最高除尘效率99.9%计算，则其灰斗最大灰渣产率1.61t/h，余热锅炉和电除尘器共用的灰渣输送线灰渣最大产率为2.05t/h。按余热锅炉加电除尘器最低除尘效率为90%，袋式除尘器除尘效率按99.9%计算，飞灰输送线的最大产灰率（包括烟气处理系统加入的碳酸氢钠粉和活性炭粉）0.67t/h。因为对每个灰斗来说，灰渣输送系统采用的是间歇运行的方式，且灰渣和飞灰输送都没有备用线，参考《火力发电厂除尘设计规程》有关规定，灰渣输送系统的出力按系统最大灰渣产率的250%进行设计。
综合上述因素，余热锅炉和电除尘器的灰渣输送线设计出力取5.125t/h，袋式除尘器的飞灰输送系统的设计出力取1.675t/h。
二 灰渣输送线操作参数选取
按输送系统输送距离最长的部分（余热锅炉灰斗至渣仓）管线布置计算，灰渣输送管线的当量长度大于200m。参考火力电厂输灰系统设计的有关规定，灰渣采用低正压压送方式输送，选取输送管末端气速为22m/s,输送的固气比选为5。每条输送线的输送量按5.125t/h设计，因此其耗风量为1.025t/h。估计罗茨风机出口处的空气温度为70℃，从风机出口到余热锅炉排灰口空气输送管线几何长度约为92m,空气通过这段输送管线与灰渣混合前温度估计降为60℃。炉渣从余热锅炉卸出时的温度取120℃，灰渣热容0.8kJ/(kg·℃),空气比热1.0kJ/(kg·℃)，则两者混合均匀后的温度约为90℃。这段灰渣输送管线的几何长度约为116m,灰渣输送到管线末端时的温度约降为75℃。仓顶除尘器的压力损失按1.5kpa计算，计算得出管线内径为130mm,选用Ф159×7mm的输送管，其内径为145mm。如果输送的气体量仍为1.025t/h,则输送管线出口端的气速为17.7m/s。
三 输送管线压降计算
因为余热锅炉到灰渣仓的距离最远，因此只需计算该部分的输送管线压力损失就可以确定灰渣输送风机的升压。这段输送管线水平长度约101m，垂直管道长度约15m，90度弯头(R/Di≥6)8个，变径（DN100/DN150）2个，球阀4个。这部分管线当量长度为：l=312m。
输灰管线的压力损失按下面公式计算：
(1)
上式中：
Δpp—从灰斗出口到灰仓入口之间输送管线的压降
pe—灰渣输送管线出口处压力，pa,渣仓过滤器压力损失取1.5kpa,则管线出口处的压力为pe =95650+1500=97150pa；
λ—为计算管段的空气阻力系数，按经验取其值为0.023；
l—为计算管段的当量长度，m；
ρa—管线出口处的气体密度，按出口处温度压力计算约为0.97kg/m3；
ve—出口处的气体流速；
Di—管道内径， m；
k—两相流系数，按经验值取0.4；
m—固气比，这里取5
按公式（1）计算得到输灰管线的压力损失为21.8kpa。
由风机到余热锅炉灰斗的气体输送管线上的压力损失按下面公式计算：
(2)
上式中：
Δpg—气体输送管线的压力损失，pa;
λ—为计算管段的空气阻力系数，按经验取其值为0.023；

ρa—管线内气体的平均密度，按管线内气体温度为70℃，风机升压为45kpa计算，则ρa =1.43kg/m3；
Di—管道内径，气体输送管线与灰渣输送管线取相同的直径,即取Di =0.145m；
va—管线内气体的平均流速，按风量1.025t/h, 气体温度为70℃，风机升压为45kpa计算, va =12.0m/s；
Lg—气体输送管线的当量长度，m;
气体输送管线的水平长度约85m，垂直高度约7m，管线上有90度弯头（R=3Di）8个，蝶阀2个，球阀2个，止回阀1个；Lg =223m。
按公式（2）计算得到气体输送管线的压力损失约为3.7kpa。
四 设备选型
1、风机选型
风机需要克服的总压降Δp为：
Δp=Δpp＋Δpg＋Δpf=27kpa
其中Δpf为仓顶除尘器的压降，在此取1.5kpa。
风机的压力富裕系数取1.8，则风机所需的压头为48.6kpa。
选用BK6015型罗茨鼓风机，其额定压力为49kpa，额定风量为17.5m3/min，100%负荷时联轴器处的功耗为23.5Kw，配30kW的电机。
按成都的年平均大气压力95650pa、平均气温16.1℃计算，风机吸入的空气质量为1212kg/h。
2、灰渣气力输送加料器选型
选用RVS102C10A00型旋转加料器，其理论加料能力为10.8m3/h。根据厂家提供的经验数据，加料器的填充率按0.7计，灰渣的堆积密度约为0.7t/ m3,因此该加料器的实际加料能力约为5.3t/h。
五 输送参数校核
按选定的风机入口风量和输送管线内径计算，当风机出口达到额定压力时，气体输送管线内的平均气速约为14.3m/s；根据经验，取旋转卸料阀处漏风量占风机供风量的5%，则进入灰渣输送管线的风量为1151kg/h，管线出口处的流速为20m/s，输送的固气比为4.6。按上述参数计算，气体输送管线（风机出口到卸灰阀之间的管线）的压降为5.3kpa，灰渣输送管线压降为26kpa，仓顶除尘器压降仍按1.5kpa计，系统总的压降为32.8kpa，风机额定压力为49kpa，压力富裕系数为1.5。