每小时20吨矿渣烘干系统计算

1、20t/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。一、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

2、制出料 水分稍咼，产量可以更咼。3、进烘干机热气体温度 t1=750 C,出烘干机气体温度t3=120 C;进烘干机物料温度（等于环境温度）t2=20C，出料温度t4=110 C;筒体表面温度取120 C，筒体表面与环境温差 t=100 C;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。二、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。W仁 12% ; W2=2% ;t1=750 C; t2=2

3、0 C; t3=120 C; t4=110； t=100 C;表1筒式烘干机单位容积的蒸发强度A不同规格烘干机的蒸发强度，kg水/m3 h物料名称初水分W1 , %0 1.5 X 120 2.2 X 12-140 2.4 X 18420.517.217.9524.422.821.5626.5P 25.523.6石灰石10 :35.033.734.01028.528.519.51538*382620 4332黏土2547473910353530154040352045453725494939矿渣30525240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/kg0.920.84

4、0.841.26表3 :筒式烘干机筒表传热系数K t,C4050100150200250K, W/m2 k47：581161752332911、烘干机容积的计算由公式G =1000(W1W)100W1q51.15二 DLK tWqw q4 q5 _q2 l1.3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%A 烘干机单位容积蒸发强度，kg水/m3 h; 45;见表1V=50.5m 3根据筒式烘干机的标准系列，选用0 2.2 X 14米转筒式烘干机，D=2.2m ; L=14m。2、 烘干机小

5、时烘干水量计算：见公式W1 -W2、W =1000(3(100 W1其中：W烘干机小时烘干水量，kg水/h;W=2288kg 水 /h3、 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)，Cq2=83.7kJ/kg4、 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，Cqw=2633kJ/kg 水5、 加热物料消耗的热量 q4, kJ/kg水 见公式100 -W1/

6、100 -W2W2、/、q4(c4c2)( t4-t2)W1-W2100100式中：c4出烘干机物料的比热，kJ/kg Kt4出烘干机物料温度，Cq4=266kJ/kg 水6、筒体表面散失的热量 q5, kJ/kg水 见公式式中：1.15烘干机齿轮及轮带增加散热面积系数;D 烘干机筒体直径，米；L 烘干机筒体长度，米；K 表面传热系数，W/m2 K ; 116 t筒体表面与环境温差，C； W 烘干机小时烘干水量，kg水/h;q5=564.16kJ/kg 水7、蒸发1kg水所需的热气体量I, kg/kg水 见公式c1t1 +c3t3式中：c3出烘干机气体比热，kJ/kg K;t3出烘干机气体温度

7、，C；120c1入烘干机气体比热，kJ/kg K; 1.4t1 入烘干机气体温度，C;750l=3.78kg/kg 水三、沸腾炉的参数选取及计算：1、 沸腾炉热效率n的选定：q2排烟热损失，在蒸发1kg水所消耗的热气体量计算中已考虑排烟损失，此处取0%;q3化学不完全燃烧热损失，忽略不计，取0%;q4机械不完全燃烧热损失，一般为20-35%，取25%q5锅炉本体散热损失，3% ；q6排渣热损失，1.5%;沸腾炉热效率取n =70.5% ;2、 蒸发1kg水的耗煤量q :Rq=IRc1Rt（ n Q dw）式中：q 蒸发1kg水的耗煤量，kg/kg水；燃烧室的热效率，%,（人工加煤按0.8，机械

8、加煤按0.85）;取70.5%QyDW 煤的应用基低位发热值，kJ/kg煤；7536q=0.747kg/kg 水Gc=Wq=2288 X 0.747=1709kg （作为沸腾炉的 B 计用）3、 沸腾炉空气系数选择：垂直段过量空气系数取1.1;扩散段实际空气系数取1.2;悬浮段漏风系数取 0.05。4、 理论空气量的计算：0 QGd 450v 99003v =2.28Nm /kg5、 烟气量的计算：V0 烟=1.04Qgd/1000+0.54V0 烟=2.412Nm 3/kg6、 垂直段截面积的计算：F 底=（B 计 R a 沸虚 RV ） /3600W 底 + （273+t 送）/273B计

9、一一计算燃料消耗量，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，Ca沸虚-沸腾段的虚假过量空气系数；1.1;2F 底=1.588m7、 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。8、 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9、 布风板的排列：布风板采用风帽式，布风板上风帽孔为0 34.5;排列为正三角排列，边长为 65 ;风帽总数402=9 X 24+8 X

10、 25-14 （冷料排口各占 7个风帽口）；冷料排口 2- 0 110; 布风板的长宽=1635 X 980;每个风帽钻6个小孔；风帽上的小孔直径计算：结果0 5;帽沿风速的核算：1.887m/s （符合1.8-2.2m/s的范围）10、风箱进口处风速：w 5m/s；风箱断面风速：w 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 RV 烟)/3600W 悬 + (273+ 0 悬)/273B计一一计算燃料消耗量，kg/h ; V烟悬浮段平均烟气量，Nm 3/h;V烟=V。烟+ (a沸+0.5A a悬-

11、1) v, a沸一一沸腾段过量空气系数，取 1.1 a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； 0.950悬一一悬浮段的平均烟温，C；0悬=0.5 ( 0悬入+0悬出)=0.5 (0沸出+0对出)=0.5 X( 900/950+700/800) 取850F 悬=6.656m212、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=1.1 a 沸 B 计 V (273+t) /273X( 760/b)1.1风量储备系数； a沸一沸腾层的过量空气系数；B计一计算的燃料消耗量；V 0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，

12、20 Cb当地大气压，mmHg ;海拔高度低于 200米，取760。3V=5060m /h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=792mmH 2O=7920Pa引风机：风量计算：V=1.2 (1+K1) (1+K2) (1+K3) B 计V 烟(273+t) /273X (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烘干机出口迷宫密圭寸漏风系数；K3旋风除尘器翻板阀漏风系数；B计一计算的燃料消耗量；V烟一每公斤燃料燃烧所产生的烟气量；t引风机前的烟气温度，120C;b当地大气压，m

13、mHg ;海拔高度低于 200米，取760。 V=25029m 3/h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=156mmH 2O=1560Pa四、计算机及选取的技术参数：1、烘干机设备规格0 2.2X 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）热炉体段度风箱进口处风速 5m/s布风板下的风箱断面风速1.5m/s风帽帽头之间间隙的断面风速2-2.5m/s垂直段冷态风速0.90m/s扩散段冷态风速0.45m/s悬浮段热态风速0.95m/s垂直

14、段510mm扩散段800mm悬浮段2500mm炉体总高度3810mm5、热垂直段1.6=1.635 X 0.98风炉、扩散段上口烘干悬浮段6.65655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0.27、布风 板:9、7536KJ/kg ( 1800kcal/kg)1709kg燃烧所需理论空气量 燃烧生成理论烟气量沸腾层烟气量积鼓耐火段凝气厚度 -风混凝土表层至小孔中心高枫帽个数2.28Nm /kg2.41Nm /kg 2.99Nm23/kg1.588m 33.14Nm /kg 1

15、00mm10mm40232m/s计算风量5060m3/h选用风机型号9-19-6.3A风机风量3220-5153m3/h风机风压9149-9055Pa估算风压7920Pa风机电机功率R180M-222KW电机转速2900rpm风机转速2900rpm计算风量325029m /h选用风机型号C6-48NO10C风机风量325610-36417m /h风机风压1787-1381Pa2、热风炉风速:3、风 炉 各 高4、热 风炉 各段截面积:机、旋风除尘器的空气系数:6、热 风炉 燃料 及烟 气量：燃料热值 燃料小时耗量B计小孔风速开孔率2.99%引风机风机电机功率22KW风机电机转速1460rpm估算风压1560Pa:风机转速1000rpm10、 旋风除尘器入口尺寸 mm300 x 750上节直径x上节咼度 mm0 1500 x2200排渣口直径x锥节咼度 mm0 500 x 3000出口管直径x伸入上节深度mm0 800 x 80011、管道直径烘干机至旋风除尘器，mm0 620旋风除尘器至烟筒，mm0 800五、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