水泥厂工艺设计高海拔地区系统的设计校正

高海拔地区系统的设计校正1基本理论公式TOC\o"1-5"\h\zI I海拔高度H在11km范围内，大气压力、温度和密度存在下述关系：I IPh=101325(1-0.02257H)5.256(1)I ITH=T0-6.5H(2)p=p0(1-0.02257)4.256(3)式中：PH一拔高度H处大气压力,Pa；H 拔高度，km；TOC\o"1-5"\h\zI IT——拔高度H处大气温度，K；I IT0——平面大气温度,K；P~拔高度H处大气密度，kg/m3；I Ip0 平面大气密度，kg/m3。I I根据气体状态方程PV=nRT可以求出由于海拔升高废气体积的增加量。I II I-设：P0为海平面大气压力(Pa)；Ph为海拔高度H处大气压力(Pa)；V0为海平面大气体I I积(m3)；VH为V0气体在海拔高度H处的体积(m3),TH为海拔高度H处大气温度(的；T0为海I I平面大气温度(K)。I I由P°V0=nRT0(4)I IPHVH=nRTH(5)I I可得：风量校正系数：Kq=VH/V0=P0TH/PHT0(6)I II II I风压校正系数：KP=Kq0.5.•丁h=T0-6.5H•-Vh=(P0/Ph)-V0⑺I I该厂海拔2142m,大气压力Ph=7959mmH2O,P0=10336mmH2O,VH=(P0/PH)•V0I I=1-299V0。I I因此在海拔2142m处，工况的空气量增加约30%。2海拔高度对磨机系统的影响分析TOC\o"1-5"\h\zI I2.1烘干能力I I在磨内为了烘干物料中的水分，需要通过一定的热气体，可由系统的热平衡求得，海拔高I I度升高，大气压力降低，水的沸点也降低了。在海拔2000m的高地上水的沸点低到93.5CI I但是水的汽化总耗热却变化不大，即使在海拔6000m的高地上水的汽化总耗热比海平面降低I I不到2%，这是因为在高地上水蒸发时所消耗的显热虽然减少，但潜热却有所增加，而总的汽化I I总耗热只略有减少，以至于可以忽略不计。因此在高海拔地区为了保证磨机的烘干能力，则必I I须保证通以同样的风量(Nm3/h)。I I海拔高度升高，则气体密度降低，若维持低海拔的设计，保持工况风量不变(m3/h)，则标I I况风量(Nm3/h)将降低，磨机的烘干能力将降低，磨机的产量也将因系统烘干能力的降低而降低。I I2.2系统阻力I I工艺系统的阻力与气体密度和风速的平方成正比，当海拔升高后，系统的阻力则随气体密I I度的下降成正比减小。如果在高海拔为了保证磨机的烘干能力而通以同样的风量(Nm3/h)，这时I I系统工况风量将增加，工艺系统的阻力会由于工况风量的增加，导致系统风速增加而引起系统I I的通风设备和系统阻力的增加。其关系式如下：I II IP，=P，x(r/r)xu/u)2(8)HoH0uHu0>式中：P，H—海拔高度H处工艺系统阻力，Pa;I IP，0 海平面上工艺系统阻力，Pa;I IrH——海拔高度H处气体密度，kg/m3；I Ir0 海平面上气体密度，kg/m3；I IUH——海拔高度H处工况下气体速度，m/s；I Iu0——海平面上工况下气体速度，m/s。因此海拔高度这一自然条件的变化对工艺系统的主辅机选型及系统能力匹配具有一定的影I I响。在设计中，针对这一因素选取合理的技术参数，加以校正是非常重要的。3系统工况风量的校正低海拔03.5mx10m磨机系统部分参数见表1。

项目磨机出口粗粉分离器出口细粉分离器出口排风机出口标况风量(Nm3/h)8.94x1049.44x1049.94x10410.44x104工况风量(m3/h)12.21x10412.72x10413.22x10413.49x104温度(C)100959080阻力(Pa)200034004500£p=5000设定在海拔2142m时，系统的温度参数不变，则由气体动力学方程式公式(7)可求得该I海拔的工况风量VH=1.299V尸1.3V0。则该磨机系统工况风量见表2。表2海拔2142m时磨机系统工况风量(m3/h)磨机出口粗粉分离器出口细粉分离器出口排风机出口15.873x10416.536x10417.186x10417.537x1044系统阻力校正I4.1磨机阻力校正1.2次方的关系，则高海拔磨机阻力可由下式进行估算:I;= (厂h/厂0)火(由I■[/5)'*TOC\o"1-5"\h\z: pH, :式中：| __拔高度h处在工况下磨机的阻力，Pa；I II I口o“":——平面上工况下磨机的阻力，Pa；I IrH——拔高度H处气体密度，kg/m3；r0——平面上气体密度，kg/m3；©H 拔高度H处工况下磨内气体速度，m/s；©0——平面上工况下磨内气体速度，m/s。TOC\o"1-5"\h\zI I低海拔工况下，磨内(粗磨仓)气体速度约为4.5m/s(气体温度按300°C计)，阻力值为2000Pa。I II I7WH/W0=QH/Qo=r0/rH

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"；一尸*=F%x(k/广。)x(wh/uj口)/=2100(Ph) :I II I4.2系统阻力校正I I在磨机系统配套设计中，对通风速度及气体密度下降应进行综合考虑，由于海拔升高，I I气体密度减少，单位气体的浮送能力降低，所以适当提高系统风速是合理的，因此在系统设I I计时，由低海拔的设计风速17m/s提高为18m/s，同时对辅机设备的能力应进行核算，以I I保证其适应这一风速，则系统阻力：I IP"h=P”()x(rH/r0)xC©H/©0)2(10)式中：P"h—高海拔工艺系统(磨机除外)阻力，Pa；P"0—■氐海拔工艺系统(磨机除外)阻力，3000Pa；I 0rH—高海拔气体密度，kg/m3；r0——低海拔气体密度，kg/m3；®H 高海拔气体速度，m/s；©0 低海拔气体速度，m/s。TOC\o"1-5"\h\zI I.・P"H=P”0x0・769x(18/17)2=2580(Pa)I I则系统总阻力PH=PHm+P"H=4680(Pa)海拔2142m时系统各点的阻力值见表3。I II I由于磨机选用低海拔配套的定型产品，因此在高海拔选用时，磨内风速会随工况风量I II I的增加而增加，这一影响在磨机主机选型时应引起重视。磨机的阻力原则上按局部阻力计算，I I但因各部磨机的结构不同，其阻力系数不一致，所以只能按经验进行估算。由统计数据知：I I磨机阻力与粗磨仓的风速并不成平方关系，而是I I表3海拔2142m时系统各点阻力(Pa)磨机出口粗粉分离器出口细粉分离器出口排风机出口2100330442504680TOC\o"1-5"\h\z由此可见在海拔2142m，虽然系统风速提高了1m/s(磨机除外，粗磨仓风速约为4.68I Im/s)，但是同时气体密度下降，使得系统阻力又有下降的趋势，因此总阻力与低海拔接近，I I若不计磨机则系统阻力下降约14%。5主排风机的选型及校正10%为准，则风量为192885m3/h；风压为5148Pa。

由于风机在高海拔运转时，若风机流量不变，则转速不变。但由于气体密度降低，其风TOC\o"1-5"\h\zI I压将会降低。排风机在海拔升高前后的压力比如下式：I IPFHW/PFOW=(PH-PFHW)1伊0-PFOW)"PH/P0(11)式中：PFHW——拔高度H处排风机压力，Pa；I IPFOW——平面上排风机压力，Pa。则PFOW排风机压力为6692Pa(即对选型风机的铭牌风量要求值)，该系统的风机选定I I型号为：1858DIBB24,风量：203580m3/h；压力：6690?&；工作温度：80°C。I I6结束语I I(1海拔高度升高，空气密度减小对生料磨系统的烘干能力、通风