水泥廠工藝設(shè)計(jì)高海拔地區(qū)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)校正

高海拔地區(qū)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)校正1基本理論公式TOC\o"1-5"\h\zI I海拔高度H在11km范圍內(nèi)，大氣壓力、溫度和密度存在下述關(guān)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處大氣壓力,Pa；H 拔高度，km；TOC\o"1-5"\h\zI IT——拔高度H處大氣溫度，K；I IT0——平面大氣溫度,K；P~拔高度H處大氣密度，kg/m3；I Ip0 平面大氣密度，kg/m3。I I根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=nRT可以求出由于海拔升高廢氣體積的增加量。I II I-設(shè)：P0為海平面大氣壓力(Pa)；Ph為海拔高度H處大氣壓力(Pa)；V0為海平面大氣體I I積(m3)；VH為V0氣體在海拔高度H處的體積(m3),TH為海拔高度H處大氣溫度(的；T0為海I I平面大氣溫度(K)。I I由P°V0=nRT0(4)I IPHVH=nRTH(5)I I可得：風(fēng)量校正系數(shù)：Kq=VH/V0=P0TH/PHT0(6)I II II I風(fēng)壓校正系數(shù)：KP=Kq0.5.?丁h=T0-6.5H?-Vh=(P0/Ph)-V0⑺I I該廠海拔2142m,大氣壓力Ph=7959mmH2O,P0=10336mmH2O,VH=(P0/PH)?V0I I=1-299V0。I I因此在海拔2142m處，工況的空氣量增加約30%。2海拔高度對(duì)磨機(jī)系統(tǒng)的影響分析TOC\o"1-5"\h\zI I2.1烘干能力I I在磨內(nèi)為了烘干物料中的水分，需要通過(guò)一定的熱氣體，可由系統(tǒng)的熱平衡求得，海拔高I I度升高，大氣壓力降低，水的沸點(diǎn)也降低了。在海拔2000m的高地上水的沸點(diǎn)低到93.5CI I但是水的汽化總耗熱卻變化不大，即使在海拔6000m的高地上水的汽化總耗熱比海平面降低I I不到2%，這是因?yàn)樵诟叩厣纤舭l(fā)時(shí)所消耗的顯熱雖然減少，但潛熱卻有所增加，而總的汽化I I總耗熱只略有減少，以至于可以忽略不計(jì)。因此在高海拔地區(qū)為了保證磨機(jī)的烘干能力，則必I I須保證通以同樣的風(fēng)量(Nm3/h)。I I海拔高度升高，則氣體密度降低，若維持低海拔的設(shè)計(jì)，保持工況風(fēng)量不變(m3/h)，則標(biāo)I I況風(fēng)量(Nm3/h)將降低，磨機(jī)的烘干能力將降低，磨機(jī)的產(chǎn)量也將因系統(tǒng)烘干能力的降低而降低。I I2.2系統(tǒng)阻力I I工藝系統(tǒng)的阻力與氣體密度和風(fēng)速的平方成正比，當(dāng)海拔升高后，系統(tǒng)的阻力則隨氣體密I I度的下降成正比減小。如果在高海拔為了保證磨機(jī)的烘干能力而通以同樣的風(fēng)量(Nm3/h)，這時(shí)I I系統(tǒng)工況風(fēng)量將增加，工藝系統(tǒng)的阻力會(huì)由于工況風(fēng)量的增加，導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)速增加而引起系統(tǒng)I I的通風(fēng)設(shè)備和系統(tǒng)阻力的增加。其關(guān)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處工藝系統(tǒng)阻力，Pa;I IP，0 海平面上工藝系統(tǒng)阻力，Pa;I IrH——海拔高度H處氣體密度，kg/m3；I Ir0 海平面上氣體密度，kg/m3；I IUH——海拔高度H處工況下氣體速度，m/s；I Iu0——海平面上工況下氣體速度，m/s。因此海拔高度這一自然條件的變化對(duì)工藝系統(tǒng)的主輔機(jī)選型及系統(tǒng)能力匹配具有一定的影I I響。在設(shè)計(jì)中，針對(duì)這一因素選取合理的技術(shù)參數(shù)，加以校正是非常重要的。3系統(tǒng)工況風(fēng)量的校正低海拔03.5mx10m磨機(jī)系統(tǒng)部分參數(shù)見(jiàn)表1。

項(xiàng)目磨機(jī)出口粗粉分離器出口細(xì)粉分離器出口排風(fēng)機(jī)出口標(biāo)況風(fēng)量(Nm3/h)8.94x1049.44x1049.94x10410.44x104工況風(fēng)量(m3/h)12.21x10412.72x10413.22x10413.49x104溫度(C)100959080阻力(Pa)200034004500￡p=5000設(shè)定在海拔2142m時(shí)，系統(tǒng)的溫度參數(shù)不變，則由氣體動(dòng)力學(xué)方程式公式(7)可求得該I海拔的工況風(fēng)量VH=1.299V尸1.3V0。則該磨機(jī)系統(tǒng)工況風(fēng)量見(jiàn)表2。表2海拔2142m時(shí)磨機(jī)系統(tǒng)工況風(fēng)量(m3/h)磨機(jī)出口粗粉分離器出口細(xì)粉分離器出口排風(fēng)機(jī)出口15.873x10416.536x10417.186x10417.537x1044系統(tǒng)阻力校正I4.1磨機(jī)阻力校正1.2次方的關(guān)系，則高海拔磨機(jī)阻力可由下式進(jìn)行估算:I;= (廠h/廠0)火(由I■[/5)'*TOC\o"1-5"\h\z: pH, :式中：| __拔高度h處在工況下磨機(jī)的阻力，Pa；I II I口o“":——平面上工況下磨機(jī)的阻力，Pa；I IrH——拔高度H處氣體密度，kg/m3；r0——平面上氣體密度，kg/m3；?H 拔高度H處工況下磨內(nèi)氣體速度，m/s；?0——平面上工況下磨內(nèi)氣體速度，m/s。TOC\o"1-5"\h\zI I低海拔工況下，磨內(nèi)(粗磨倉(cāng))氣體速度約為4.5m/s(氣體溫度按300°C計(jì))，阻力值為2000Pa。I II I7WH/W0=QH/Qo=r0/rH

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"；一尸*=F%x(k/廣。)x(wh/uj口)/=2100(Ph) :I II I4.2系統(tǒng)阻力校正I I在磨機(jī)系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)中，對(duì)通風(fēng)速度及氣體密度下降應(yīng)進(jìn)行綜合考慮，由于海拔升高，I I氣體密度減少，單位氣體的浮送能力降低，所以適當(dāng)提高系統(tǒng)風(fēng)速是合理的，因此在系統(tǒng)設(shè)I I計(jì)時(shí)，由低海拔的設(shè)計(jì)風(fēng)速17m/s提高為18m/s，同時(shí)對(duì)輔機(jī)設(shè)備的能力應(yīng)進(jìn)行核算，以I I保證其適應(yīng)這一風(fēng)速，則系統(tǒng)阻力：I IP"h=P”()x(rH/r0)xC?H/?0)2(10)式中：P"h—高海拔工藝系統(tǒng)(磨機(jī)除外)阻力，Pa；P"0—■氐海拔工藝系統(tǒng)(磨機(jī)除外)阻力，3000Pa；I 0rH—高海拔氣體密度，kg/m3；r0——低海拔氣體密度，kg/m3；?H 高海拔氣體速度，m/s；?0 低海拔氣體速度，m/s。TOC\o"1-5"\h\zI I.?P"H=P”0x0?769x(18/17)2=2580(Pa)I I則系統(tǒng)總阻力PH=PHm+P"H=4680(Pa)海拔2142m時(shí)系統(tǒng)各點(diǎn)的阻力值見(jiàn)表3。I II I由于磨機(jī)選用低海拔配套的定型產(chǎn)品，因此在高海拔選用時(shí)，磨內(nèi)風(fēng)速會(huì)隨工況風(fēng)量I II I的增加而增加，這一影響在磨機(jī)主機(jī)選型時(shí)應(yīng)引起重視。磨機(jī)的阻力原則上按局部阻力計(jì)算，I I但因各部磨機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，其阻力系數(shù)不一致，所以只能按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)知：I I磨機(jī)阻力與粗磨倉(cāng)的風(fēng)速并不成平方關(guān)系，而是I I表3海拔2142m時(shí)系統(tǒng)各點(diǎn)阻力(Pa)磨機(jī)出口粗粉分離器出口細(xì)粉分離器出口排風(fēng)機(jī)出口2100330442504680TOC\o"1-5"\h\z由此可見(jiàn)在海拔2142m，雖然系統(tǒng)風(fēng)速提高了1m/s(磨機(jī)除外，粗磨倉(cāng)風(fēng)速約為4.68I Im/s)，但是同時(shí)氣體密度下降，使得系統(tǒng)阻力又有下降的趨勢(shì)，因此總阻力與低海拔接近，I I若不計(jì)磨機(jī)則系統(tǒng)阻力下降約14%。5主排風(fēng)機(jī)的選型及校正10%為準(zhǔn)，則風(fēng)量為192885m3/h；風(fēng)壓為5148Pa。

由于風(fēng)機(jī)在高海拔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若風(fēng)機(jī)流量不變，則轉(zhuǎn)速不變。但由于氣體密度降低，其風(fēng)TOC\o"1-5"\h\zI I壓將會(huì)降低。排風(fēng)機(jī)在海拔升高前后的壓力比如下式：I IPFHW/PFOW=(PH-PFHW)1伊0-PFOW)"PH/P0(11)式中：PFHW——拔高度H處排風(fēng)機(jī)壓力，Pa；I IPFOW——平面上排風(fēng)機(jī)壓力，Pa。則PFOW排風(fēng)機(jī)壓力為6692Pa(即對(duì)選型風(fēng)機(jī)的銘牌風(fēng)量要求值)，該系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)選定I I型號(hào)為：1858DIBB24,風(fēng)量：203580m3/h；壓力：6690?&；工作溫度：80°C。I I6結(jié)束語(yǔ)I I(1海拔高度升高，空氣密度減小對(duì)生料磨系統(tǒng)的烘干能力、通風(fēng)