150t氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：150t氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)姓名：班級：09冶金13班學(xué)號：2021150913012012年12月28日q. = 261546 - 57329 .65 = 204216 .35(kg/h)Iw =(0.46 x 75 + 595)x4.186 = 2635 .087(kJ/kg)出一級文氏管的總熱量為：Qgp+Qgp+Qwp = 110675 x(1.363x75 + o.518x 2635.087)= 222.222x1 ()6 (1小)根據(jù)以上兩次計(jì)算，用插入法求x -70_75 - 70194.80-178.875 求得：tgp4,取 72。相應(yīng) ph (kPa)。=0

2、.804 x33.9=0.423(kg/m3)Iw =(0.46 x 72 + 595 )x 4.186 = 2629.31(kJ/kg)qm =110675 x 0.423 = 46815 .525(kg/h) eqmo = 261546 - 46815 .525 = 214730 .475(kg/h) 215(t/h)twp=72 - 5 = 67出一級文氏管的飽和煙氣量qv為：273+tY10333 1273AW333-2940；= 110675x 1 +0.423、,273 + 72、x 0.804) I 273 )/10333、110333-2940,= 298332.26(m3/h

3、)飽和煙氣密度4 =包出=1嚷;鬻 =0.6607（kg/m3） qT 110675結(jié)構(gòu)尺寸。a.收縮管入口管徑：一級文氏管入口前負(fù)壓為入口處工況煙氣量q_(273+4 丫 10333、273 人10333-Ap,110675s3600110675s3600 xf273+90QLI 273 )10333 、J0333-196?= 134.648(m3/s)入口氣速取25ni/s,那么入口直徑為 4x134.648 =2,6i9（m）1 7iul V ix25）b.喉口直徑Dt及喉口長度Lt。一級文氏管出口負(fù)壓Ap=- 在喉口的氣量取飽和至72是的氣量即qv）=29833226/3600 = 8

4、2.87（n?/s）設(shè) %=65（m/s）；喉口直徑口丁 =、/ = l.274（m）,取 Dl1. 300m x %V 乃 x 65喉口實(shí)際氣速四= 87 = 62.47（m/s） 1.3002 x-4喉 口長度 LT=1.300mc.收縮段長度L：取收縮角。尸24。黑瑞）d.擴(kuò)散管出口直徑：出口氣速取20m/s廠 氏衛(wèi) 2297（mm）2 N 加2V 20 ）取外徑為2320mmX 10mm,即內(nèi)徑為2300mmoe.擴(kuò)散管長度L3：取擴(kuò)散角。2二7。L3= 8.175（m）D2-Dt _ 2300-13002tan（2/2）- 2tan（7/2）噴水裝置。a.溢流水量qT=5000kg/

5、 （喉口延米長-時(shí)），總溢流水量為 5000 X jt XI. 300=20420 （kg/h）,取 21t/ho261546-21000=240546kg/h=240. 546t/h,水壓 pw,選用碗形噴嘴，噴口口徑026mm,流量系數(shù)，外徑DL48mni,每個(gè)噴水量q%為：qmw = b7P7 = 16.5x73 = 28.6（t/h）共用噴嘴數(shù)為/28. 6=（個(gè)），取8個(gè)。一級文氏管結(jié)構(gòu)見以下圖：12溢流定徑文氏管1-溢流水箱；2-手孔；3-噴嘴；4-喉口 阻力計(jì)算。按 L3=m,Dkl. 300m,求出 I3=L3/Dt=/1. 300=6.288,連同 3。， 在以下圖中找出其6

6、按。2及13求值=Dt/D2=1. 300/2. 3065那么干阻力系數(shù)機(jī)=土博 +&=S03x（14：654）+= 0.1537c.crq/8sin 8sin -U J uj溢流阻力系數(shù)短=1009 + 1.86x1 O-4 (qT -600)短=1009 + 1.86x1 O-4 (qT -600)L=/n?,按dt及L求。w值l-L=/m3； 2-L=0.5L/m3； 3-L=0.75L/n?； 4-L=1.0L/m3； 5-L=1.25L/m3文氏管阻力=2.41(kPa)1 1 62.472 x 0.6607x0.6607；2x9.81 除塵效率和塵濃計(jì)算。一級文氏管的除塵效率為95

7、%,出一級文氏管煙 氣的游離塵濃度為：cFCod- )=96. 5X (1-95%) =4. 825 (g/m3)出一級文氏管的水中塵濃度為二 qv。95% qm.110675x96.5x95%- 261546-110675x0.423=47.25(g/kg)2. 2. 2重力脫水器結(jié)構(gòu)尺寸。a.取入口氣速為一級文氏管擴(kuò)散管出口氣速為20m/so5m/s,筒體直徑D為：C I (4 x 298332.26 人： m 。公D =4.595(m), 取。4. 6m。 3600加筒 V 3600 xx5 7V同2320mmX10mm,其氣速等于入口氣速。d.為降低除塵設(shè)備的高度，將一級文氏管擴(kuò)散管直

8、接插入重力脫水器內(nèi)部脫水效率與塵濃度。a .筒體上升氣速為：qv匚3600 x-x(D2 dj298332.26)3600 xx(4.62 -2.322=6.69(m/s)do：=0.905 x 10-3 =905(/m)0.3夕/0.3 x 0.6607 x6.692O O g(pw - p) 9.81x(1000-0.6607)在文氏管喉口霧化的水滴直徑為96 ni,出喉口后將逐漸凝聚增粒，因缺乏 實(shí)測數(shù)據(jù)，不能與上式的d。做比較?，F(xiàn)按一般實(shí)測數(shù)據(jù)的脫水情況，取脫水效率 為 85%。c.按脫水效率為85%,計(jì)算重力脫水器后的塵濃度：水中塵濃度為Cw=47.25(g/kg)q v。(c0 -

9、 c J _ 110675x(96.5 4.825)qm -qm 261546-46815.525III人 II1C進(jìn)入煙氣中的污水量（重力脫水器出口）為：qnb = 214730 .475 x （1 85%） = 32209 .6（kg/h）煙氣中的塵濃Cf為：7113Cf = 4.825 += 18.576 g/m3f110675后 7Cf即為進(jìn)入二級文氏管的煙氣中包括污水的塵濃。一級文氏管與重力脫水器的總除塵效率為：9650018576 96500=80.75%阻力計(jì)算。取那么阻力：AN 可q OQC 2（）2 X 0.6607 八 XAp =2.85 x= 0.384（ kPa）2g2

10、x9.8172. 2.3矩形滑板調(diào)徑文氏管（二級文氏管）二級文氏管主要設(shè)計(jì)參數(shù)定為如下。喉口氣速：最小截面出取=100m/s,水氣比L=/n?（出口飽和狀態(tài)），收縮 角%=30。，擴(kuò)散角 %=10 ,煙氣在二級文氏管內(nèi)降溫7,即tgp=72-7=65, 排水溫度=65-3=62,循環(huán)水經(jīng)過冷卻，設(shè)噴水量為的，twj=30o先將二級文氏管阻力調(diào)至，二級文氏管后負(fù)壓PB等于一級文氏管、重力脫水 器和二級文氏管之和，一級文氏管前負(fù)壓為a ,即 Ph=-(O. 196+0. 384+9. 81) =-10 (kPa) 熱平衡計(jì)算。進(jìn)二級文氏管的總熱量為：Qwr +Qgj +Qgj +Qwj =qv0(

11、cpltgi +d1I1)+qiCstgj +qmicstwj=110675 X (1.363x72 + 0.423 x 2629.31) +qni x 4.186 x 30 + 32209.6 x 4.186 x 72=133953729.8 + qx4.186x30 + 9707715.76tgp=65,對應(yīng)水汽分壓p8kPa含濕量限度d2=0.804x含濕量限度d2=0.804x24.98= 0.317(kg/m3)水汽熱焰 I2=(0. 46X65+595) X4. 186=2615. 8 (kj/kg)cp2=cpl= 1.363kJ/(m3- )排水量qm2 =qm, +qv(d1

12、-d2) = qm1)= qmi +11731.55(kg/h)出二級文氏管熱量：Qgp +Q；p +Qwp = 丫鼠2tgp +d2i2)+w2cstwp= 110675 x (1.363 x 65 + 0.317 x 2615 .8)+ (qni)+11731 .55)x 4.186 x 62= 101577913 .43 + qm)x 4.186 x 62+ 3044712 .63由熱平衡式 Qgj+Q gj+Qwj+Q w=Qgp+Q gp+Qwp 即:133953729 .8 + qm)x 4.186 x 30 + 9707715 .76 = 101577913 .43 + qmj

13、x 4.186 x 62 + 3044712 .63求得供水量qI114 = 291438 .9kg/h = 291.439 t/h出二級文氏管飽和煙氣量：八 0.317 A/273 +65103331j 3、qv =110675 x 1 + x x = 220083 .3 m3/hI 0.804 ) I 27310333 -1363 J,7水氣比 L=/2= (L/m3)結(jié)構(gòu)尺寸。= 0.882(m),取 0890mm4V _ I 4x220083.3Vttx 3600 x100采用無喉頸，空喉口截面積為= 0.611(m* 2)= 0.611(m* 2)a qv 220083 .3A 43

14、600 xlOO02320mm X 10mm,。尸30rz p.L i/ 群T Dj DL 2300 890(收縮段長度L| = 2tan(30O/2)= 2631 (m)C,擴(kuò)散管:取2=llm/s,擴(kuò)散管管徑D；=或=J4 X 2200833 = 2.66(m) tiu2 Vx3600 xll 7取 2620mmX 10mm擴(kuò)散管長度L2=普翳=9887 .o(m)2tan (% 2tan(10 /2) 阻力選用。二級文氏管系調(diào)徑，故阻力值可以隨意在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié), 設(shè)計(jì)中在回收期阻力為lOOOOPa,放散期為16000Pao除塵效率及塵濃度，二級文氏管除塵效率取99%,二級文氏管出口的游

15、 離塵濃度C2為：02=0)(1- 77)=4. 825 X (1-99%) =0. 04825 (g/m3)出二級文氏管的污水量qm.為：OQm5 =qm3 +qm4 +Qv(di -d2)=32209.6 + 291438.9 +110675 x(0.425 - 0.323)= 335380.05(kg/h)水中塵濃Cw為：cw4丫。(1一塵)7塵2+(1 水塵248115.3= 6.11(g/kg)_ 110675x 96.5 x (1 95%)x 99% + (1 85%)x 95%： 那么帶出彎頭脫水器的水量為：qm6 =qm5 （1-水2） = 335380 .05 x （1-0.

16、95）= 16769 （kg/h） 煙氣中的塵濃度為：cF = 0.04825+16769x6,11 = 0.974（g/m3）f110675,72. 2. 5復(fù)擋脫水器結(jié)構(gòu)尺寸。Djo進(jìn)口氣速取25m/s,進(jìn)口面積為Aj = 220083.3 = 2.45（m2 J 3600 x25=1.767（m）b.筒體及各層擋板直徑。取芯管外徑為 Df=2000nim=筒體內(nèi)徑為 Dc=2Dj+D=2X 1. 767+2. 0=5. 534(m),定 D=5600mm筒體外徑為5500mm,即，使用厚度為5=40mm的鋼板。c.筒體及各層擋板高度。取二200mni, hb=h0/2=100mm,氣流回

17、轉(zhuǎn)角。=15 ,氣流回轉(zhuǎn)系數(shù)那么筒體高度為凡=mjane + Dj+ho=7rx 5.6 x tan 15+ 1.767 + 0.2 = 6.679（m）各層擋板高H, =EDjane + Dj+hb=0.78 xx5.4xtanl50 +1.767+0.1 = 5.380（m）H2=m, H3=m, H4=m, H5=m, H6=m, H7=m, H8=ni, H9=m, HI0=m, H”=m, Hi2=ni, H、二m，Hi4=m, H15=m, Hi6=m芯管高H,.oDEo取出口氣速為15m/s,那么排氣管面積220083.3220083.3=4.0756（m）3600 x15Ae=

18、2.279 （m）D=Dc/8=5. 6/8=0. 700（m）二45。， a =60 o阻力計(jì)算。阻力系數(shù)3L4_3L4J= 0.91進(jìn)入復(fù)擋的煙氣密度1.358 + 0317220083.3/110675= 0.8423(kg/m3)復(fù)擋的阻力復(fù)擋的阻力Ap = C = 0.91 x 25 68423 =$(pa)2脫水效率，一般為99.5%。出復(fù)擋的污水量為：qm7 =qm6(1-3)=16769 X(1-99.5%)= 83.85(kg/h)煙塵最終塵濃度為：CF= (1 一屆 Xl 一塵2 ) + (1 一 水21 一 水3 M - 塵)塵2 + (1 一 水 1 方塵=96.5 x

19、 (1- 95%)x(l- 99%)+(1- 95%)x (1- 99.5%)x (1- 95%)x99% + (1-85%)x95%=0.052882(g/m3) = 52.882(mg/m3)此處的煙氣塵濃即為系統(tǒng)的最終排放煙氣塵濃度小于lOOmg/nf的排放標(biāo)準(zhǔn)。2. 2. 6貯氣柜選擇參數(shù)選定。轉(zhuǎn)爐每爐最大產(chǎn)鋼量為最大鐵水量的94%,即 G=174X0. 94=lt,冶煉周期t2=36min,每It鋼回收煤氣量為60m,同時(shí)吹煉座 數(shù)=3,選定每爐實(shí)際回收煤氣時(shí)間tLlOmin,不平衡系數(shù)K=0.7,進(jìn)氣柜時(shí)煤氣 溫度為60。 容積計(jì)算。貯氣柜容積V=GVg(l-M/Nf/K= 163

20、.56x60 x(1-10/36)x2x1.15/0.7= 23287.8(m3)氣柜操作容積V = V。1 +V = V。1 +0.804273；xP60 1x273)105105 +4000c 01961 (.-23287.8 x 1 + x 1 +I 0.804) I選用MOOn?濕式螺旋式貯氣柜一座。2. 2. 7風(fēng)機(jī)選擇設(shè)風(fēng)機(jī)入口溫度為65, Ph機(jī)前負(fù)壓(回收期最大)：pB=-(14+0, 4905+0. 294+0. 981)=-l(kPa)煙氣含濕量限度為d = 0.804 x絲竺=0.329(kg/m3)37風(fēng)機(jī)操作風(fēng)量qv0.804 ；101.2PL0.329=110675

21、 x 1 hx 1 +I0.804) IL0.329 = -（5.156-2.578） x tan62 = 2.42（m）取II N=400mm,那么整個(gè)爐帽高度為：H帽=11膛 + 11口 = 2.42 + 0.4 = 2.82（m）在爐口處設(shè)置水箱式水冷爐口爐帽局部容積為：膛（D2+Dd+d；） + 1d；.H 口jrjr=x 2.42x（5.1562 + 5.156x 2.578+2.5782） + -x2.5782 x0.4124= 31.55（m3）6、爐身尺寸確定D *D （無加厚段）,可求出爐子總?cè)莘e為V總=X 150=150（/）V身=V總一V金一V帽=150 22.4 31.

22、55 = 96.05（m3）H 身=V 身= 4.60（m）-xD2 -x5.156244那么爐型內(nèi)高 H 內(nèi)=h + H帽 + H身=1.366 + 2.82 + 4.60 = 8.786 （m）7、出鋼口尺寸確實(shí)定dT = V63 + 1.75T = 763 + 1.75x150 18（cm） = 0.18（m）dST = 6dT = 6x 0.18 = 1.08（m）Lt =7dT =7x0.18 = 1.26（m）：取 二18。8、爐襯厚度確實(shí)定爐身工作層選700mm,永久層115mm,填充層100mm,總厚度為 700+115+100=915(mm)o爐殼內(nèi)徑為：D殼內(nèi)=+0.915

23、X2=6.986 (m)爐帽和爐底工作層均選600mm,爐帽永久層為150mm,爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂石專 立砌一層230mm,黏土磚平砌三層65X3=195(mm),那么爐底磚襯總厚度為 600+230+195=1025(mm)o那么爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)=8. 786+=9. 811 (m)工作層材質(zhì)全部采用鎂碳石專。9、爐殼厚度確定爐身局部選70毫米厚的鋼板，爐帽和爐底局部選用60毫米厚的鋼板。那么H 總=9811 + 65 = 9876(mm)D 尤=6986+2x75 = 7136(mm)爐殼轉(zhuǎn)角半徑SRfSR2=900 (mm)SR3= 5 底=0. 5X1025=512 (mm)10、

24、驗(yàn)算高寬比H電9876= 1.384D 殼 7136可見己思，符合高寬比的推薦值。因此可以認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸根本上是 D殼合理的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進(jìn)行。根據(jù)上述計(jì)算的爐型尺寸繪制出爐子圖 型如下：2煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)與計(jì)算煙氣計(jì)算1、吹煉條件轉(zhuǎn)爐公稱容量為150t, 2吹2,金屬最大裝入量G=174t,鐵水含碳量 %（0二4肌 鋼水含碳量 以）=0.1%,冶煉周期為36min,吹煉時(shí)間為15min。2、煙氣及煙塵有關(guān)參數(shù)爐氣成分：0 （CO）=86肌 （C02）=10%, 0（心=35%, 0（。2）=05%煙氣進(jìn)口塵濃度為：c0=/m3供氧強(qiáng)度B=7（t - min）空氣燃燒系數(shù)a

25、 =進(jìn)入凈化系統(tǒng)的煙氣溫度t9003、供水溫度一級文氏管用不經(jīng)冷卻循環(huán)水為40C,二級文氏管用循環(huán)水經(jīng)冷卻為30C,供水壓力為（送至用戶最高點(diǎn)）。參數(shù)計(jì)算如下：爐氣量計(jì)算。qVo =G（C）-gx*x竺xl.812= 174x103 x（4%-0.1%）x故 q% =98000（m3/h）煙氣量計(jì)算t22.4601 c cr/c/ 八/ 3x xl.8 = 87696.01m3 / h）1213v 7采用未燃法，空氣燃燒系數(shù)。二，燃燒后的干煙氣量qv = 1 + 1.88xcrxdCO） q V/ =（l + 1.88x 0.08 x 86%） x 98000 =110675（m3/h） 假定

26、燃燒后煙氣仍殘留有氧氣，那么煙氣成分為：（8） = （1-a（8）qv。/Qv = （1-0.08）x86% x98000 /110675 = 70.06%（co2）=x（co）+（co2）hv0 /qv=（0.08 x 86% + 10%）x 98000/110675 = 14.95%d（N2） = 1.889（8）xa + 9（N2）qVo /qv二（1.88 x 0.08 x 86% + 3.5%）x 98000/110675 = 14.55%（62） = 0.5%qv（）= 0.5% x 98000 /110675 = 0.44%4、煙氣濃度修正根據(jù)回收中期，煙氣量為爐氣量的11067

27、5/98000倍，故進(jìn)口煙塵濃度應(yīng)做 修正，即cD=0. 109/1. 293=0. 0965 (kg/m3)5、回收煤氣量的計(jì)算每It鋼產(chǎn)生的爐氣量等于1000X (4%-0. 1%) X22. 44-12X14-(0. 86+0. 1)=75. 8 (m3)按煙氣生成倍率為 X 75. 8=85. 6(m3X85. 6=59. 92 (m3) o6、煙氣的物理數(shù)據(jù)的計(jì)算密度Poo先求煙氣相對分子質(zhì)量MM =(p(m) x Mco + (CO 2) x MCO2 +(N2)xMN2+(O2)xMO2= 0.7006 x 28 + 0.1495 x 44 + 0.1455 x 28 + 0.0

28、044 x 32 = 30.4096P 058 (kg/m3)定壓比熱容Cp。氣溫為900時(shí)，Cp, =(CO)xcp.co +(CO2)xcp.CO2 +(N2)xcp.N2 +(O2)xcp.O2= 0.7006 x 0.335 + 0.1495 x 0.521 + 0.1455 x 0.331 +0.0044 x 0.350=0.3623 x 4.186 = 1.516 kJ/(m3-)氣溫小于100C時(shí)，cp2 =(CO)xcp.co +(CO2)xcpCO2 +(N2)xcp,N2 +(O2)xcp.O2= 0.7006 x 0.311+0.1495 x 0.410 + 0.1455

29、 x 0.310 + 0.0044 x 0.315=0.3257 x 4.186 = 1.363kJ/(m3-)主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇流程簡介如下：采用全濕法未燃法凈化回收系統(tǒng)，在抽風(fēng)機(jī)上裝備液力耦合器，以降低非吹 煉期的電耗，并使抽風(fēng)機(jī)在底轉(zhuǎn)速下得以進(jìn)行沖水。調(diào)速比為。流程：氧氣轉(zhuǎn)爐f活動煙罩一固定煙罩一汽化冷卻煙道一連接管一溢流定徑 文氏管f重力脫水器f矩形滑板調(diào)徑文氏管一180彎頭脫水器一復(fù)擋脫水器一 流量孔板一風(fēng)機(jī)前切斷閥一抽風(fēng)機(jī)(配備液力耦合器)一三通切換閥一水封逆 止閥一煤氣主管道一煤氣貯氣柜放散煙囪一點(diǎn)火器按照流程順序，對一級文氏管，重力脫水器，二級文氏管，彎頭脫水器，復(fù) 擋脫水器五個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算分列于后，并作貯氣柜和抽風(fēng)機(jī)的選擇。2. 2. 1溢流定徑文氏管(一級文氏管)一級文氏管主要設(shè)計(jì)參數(shù)定為：喉口氣速Vt=65id/s,水氣比Lt=/ih3（按進(jìn)口氣溫900c時(shí)的煙氣量），收縮角 %=24 ,擴(kuò)散角=7 ,喉口長度Lt=D”溢流水量5=5000kg/（喉口延米長捫,