负压除灰系统的有关计算

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1.负压除灰系统的有关计算

1.1系统出力Gm

系统的出力是由锅炉最大连续蒸发量时的最大排灰量及系统运停时间来确定的。

1.1.1受灰器负压除灰系统出力Gm的计算

Gm=(G/tm)tn×103

式中，G--锅炉最大蒸发量时每小时总灰量，kg/h；

tn---锅炉，每班运行小时数，h，一般为8h；

tm---气力除灰系统每班运行小时数，h，一般为4h；

1.1.2物料输送阀气力除灰出力G的计算

在一定输送距离和浓度条件下，采用物料输送阀除灰系统的出力Gf主要取决于管道管径，一般按表10-1中数据选择为宜。

表10-1

管道出力与管道关系

管径

DN100

DN125

DN150

DN200

DN250

系统出力（t/h）

5~8

8~10

10~15

15~40

40~60

物料输送阀出力Gf可按下式计算

Gf=（Q/v1)·[(p1v1-p2v2)/(K-1)]·3.6/[w2/2g+Lf+H+(w2fN/2g)]g

式中，f---摩擦系数；

g---重力加速度，9.81m/s；

Lf--水平输送距离，m；

H---垂直升高距离，m；

K---定熵指数，可取1.2；

N---90°弯头个数；

v1,v2---负压设备进口、出口空气比体积，m3/kg；

Q---空气流量，m3/min；

w---管道平均流速，m/s；

p1,p2---负压设备进口、出口空气压力，Pa。

1.2除灰系统基本数据的计算

1.2.1管道当量长度（Leg)计算

为简化计算，可将管道各附件折合成当量长度，管道附件折算成当量长度的主要有弯头、大小头和阀门，见表10-1、10-2.

Leg=L+H+∑nLr

单位：m

（管道总当量长度为水平管道总长度加垂直管道总长，再加上管道附件折算后的当量长度。）

表10-2 弯头、阀门的当量长度

附件

弯头

阀 门

输送物料

90°

60°

45°

30°

15°

灰

10

8

6

4

2.5

10~20

渣

15

12

9

6

4

15~30

注：对一般闸阀取表中最小值；球阀取表中的大值。

表10-3 大小头的当量长度

Lb/Da

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

当量长度

3

6

9

12

14

16

19

20

22

23

注：Lb和Da分别为大小头当量长度和管径。

1.2.2灰气比（μ）

对于负压气力除灰，灰气比可在5～15kg/kg范围内选取；气力除渣可选2～8kg/kg。

灰气比的选择应根据输送距离、弯头个数、输送设备类型及灰的特性环境条件等因素来确定。

对于其他常规气力除灰系统，平均灰气比可从表10-4中进行选取。

值得说明的是，尽管有的灰气比达80kg/kg，但根据运行实际结果来看，本书[s:152]灰气比（平均混合）为40～60kg/kg为宜。

表10-4 常规气力除灰的灰气比平均混合比

气力除灰系统

灰气(平均混合)比（灰/气，Kg/kg)

正压输送

压送式（仓泵式）系统

7~15

低压气锁阀系统

25~30

负压输送

除灰控制阀系统

20~25

受灰器系统

2~10

1.2.3输送用空气量

1）空气质量流量（Ga）

Ga=16.67Gm/μ

kg/min

2)空气体积流量（Qo）

Qo=16.67Gm/r0μ

m3/min

3)管道内任何一点的体积流量（Q)

？

Q=12.8Gmp0(273+t)/μ(pa-△p)=488Gm(273+t)/μ(pa-△p)

m3/min

式中r0---在标准状态下空气密度，kg/m3（标准状态）

p0---在标准状态下大气压力，Pa；

pa---当地大气压力，Pa；

t----管中任一点计算处的温度，℃；

△p--到该计算点的压力损失，Pa。

1.2.4灰气比混合温度

tm=（Gmchth+Gacata)/（Gmch+Gaca ）

ch=0.17+0.06×10-3th

式中ch--灰（或渣）的比热容，kJ/(kg·K)；

th---灰（或渣)的温度，℃；

ta---输送空气的温度，℃；

Gm---输送系统出力，kg·min；

ca---空气比热容，kJ/(kg·K)。（一般采用0.24kcal/kg·℃，或为1.008kJ/(kg·k))

管道通常每100m温降为15～30℃左右，如管道所处环境温度高，应取其大值，反之相反。

1.2.5输送流速

气力除灰管道流速应根据输送方式按灰的粒径、密度、输送管径等来选取。

在管道入口流速不低于10m/s，出口流速不宜大于25m/s；

采用正压系统时出口流速不宜大于40m/s。

压缩空气管出口流速可按5～15m/s选取。

输送速度应根据试验资料来确定。根据国内经验，除灰系统始端最低流速[s:152]采用0～12m/s。

实际始端空气流速可按下式核算：

ub=0.0212Qa/D2

m/s

式中，D---输送管道的内径，m；

Qa---管道始端空气容积流量，m3/min。

1.2.6摩擦阻力

气力除灰输送过程一般处于紊流状态，且在阻力平方区，故其摩擦阻力仅与管道粗糙度有关，其计算为

λa=1/(1.14+21gD/ε)2

式中λa---摩擦系数；

ε---管道平均粗糙度，无缝钢管ε=0.0002m，焊接管ε=0.0003m，铸铁管ε=0.0005m。

1.2.7输送系统压力损失△p

1）管道压力损失（△p1）是它在水平、垂直、倾斜布置时各管道以及管道附件的压力损失之和，一般采取折算当量长度水平管道计算。

△p1={pb-[pb2×19.6pbλa·(Leg/D·rbvb2/2g)]1/2}×(1+Kμ)

pa

pb=pa-△pc

2)受灰器压力损失（△pc）

△pc=(C+u)rbvc2/2g

Pa

vc=Qa/60A

上两式中，pb--计算管段始端绝对压力，pa；

△pc---受灰器压力损失，pa；

λa----空气摩擦阻力系数；

Leg----管道当量长度，m；

va、vb--当地空气重度和管始端空气密度，kg/m3；

ub、uc--管始端流速和受灰器入口截面处流速，m/s；

μ---灰气混合比；

K---两相流系数，按表10-5选取；

Qa---自由状态下空气体积流量，m3/min；

A----受灰器入口管截面积，m2。

表10-5

两相流系数K

管径（mm）

100

125

150

175

200

＞200

两相流系数K

0.3

0.35~0.45

0.45~0.55

0.65~0.75

0.85~0.951

≥1.00

3）灰粒加速引起的压力损失（△pae)

△pae=1.4μue

Pa

式中ue---计算管端流速，m/s；

4）除尘设备及其他附件压力损失。依据提供资料选取。

5）输送系统压力损失计算

△p=△p1+△pc+△pac+△pr

Pa

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怎么看不见呢

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1.负压除灰系统的有关计算                                               
                1.1系统出力Gm                                       
                系统的出力是由锅炉最大连续蒸发量时的最大排灰量及系统运停时间来确定的。                                       
                1.1.1受灰器负压除灰系统出力Gm的计算                                       
                         Gm=(G/tm)tn×103                                
                式中，G--锅炉最大蒸发量时每小时总灰量，kg/h；                                       
                tn---锅炉，每班运行小时数，h，一般为8h；                                       
                tm---气力除灰系统每班运行小时数，h，一般为4h；                                       
                1.1.2物料输送阀气力除灰出力G的计算                                       
                在一定输送距离和浓度条件下，采用物料输送阀除灰系统的出力Gf主要取决于管道管径，一般按表10-1中数据选择为宜。                                       
                表10-1                管道出力与管道关系                       
                管径        DN100        DN125        DN150        DN200        DN250
                系统出力（t/h）        5~8        8~10        10~15        15~40        40~60
                物料输送阀出力Gf可按下式计算                                       
                        Gf=（Q/v1)·[(p1v1-p2v2)/(K-1)]·3.6/[w2/2g+Lf+H+(w2fN/2g)]g                       
                式中，f---摩擦系数；                               
                g---重力加速度，9.81m/s；                               
                Lf--水平输送距离，m；                               
                H---垂直升高距离，m；                               
                K---定熵指数，可取1.2；                               
                N---90°弯头个数；                               
                v1,v2---负压设备进口、出口空气比体积，m3/kg；                               
                Q---空气流量，m3/min；                               
                w---管道平均流速，m/s；                               
                p1,p2---负压设备进口、出口空气压力，Pa。                               

                1.2除灰系统基本数据的计算                               
                1.2.1管道当量长度（Leg)计算                               
                为简化计算，可将管道各附件折合成当量长度，管道附件折算成当量长度的主要有弯头、大小头和阀门，见表10-1、10-2.                               
                        Leg=L+H+∑nLr                 单位：m        （管道总当量长度为水平管道总长度加垂直管道总长，再加上管道附件折算后的当量长度。）
                表10-2 弯头、阀门的当量长度                                                                                
                附件        弯头                                        阀  门                               
                输送物料        90°        60°        45°        30°        15°                                       
                灰        10        8        6        4        2.5        10~20                               
                渣        15        12        9        6        4        15~30                               
                注：对一般闸阀取表中最小值；球阀取表中的大值。                                                                               
                表10-3 大小头的当量长度                                                                               
                Lb/Da        1.1        1.2        1.3        1.4        1.5        1.6        1.7        1.8        1.9        2
                当量长度        3        6        9        12        14        16        19        20        22        23
                注：Lb和Da分别为大小头当量长度和管径。                                                                               
                                                                                               
                1.2.2灰气比（μ）                                                                               
                对于负压气力除灰，灰气比可在5～15kg/kg范围内选取；气力除渣可选2～8kg/kg。                                                                               
                灰气比的选择应根据输送距离、弯头个数、输送设备类型及灰的特性环境条件等因素来确定。                                                                               
                对于其他常规气力除灰系统，平均灰气比可从表10-4中进行选取。                                                                               
                值得说明的是，尽管有的灰气比达80kg/kg，但根据运行实际结果来看，本书[s:152]灰气比（平均混合）为40～60kg/kg为宜。                                                                               
                表10-4  常规气力除灰的灰气比平均混合比                                       
                气力除灰系统                灰气(平均混合)比（灰/气，Kg/kg)                       
                正压输送        压送式（仓泵式）系统        7~15                       
                        低压气锁阀系统        25~30                       
                负压输送        除灰控制阀系统        20~25                       
                        受灰器系统        2~10                       
                                                       
                1.2.3输送用空气量                                       
                1）空气质量流量（Ga）                                       
                        Ga=16.67Gm/μ        kg/min                       
                2)空气体积流量（Qo）                                       
                        Qo=16.67Gm/r0μ         m3/min                       
                3)管道内任何一点的体积流量（Q)                                       
        ？                Q=12.8Gmp0(273+t)/μ(pa-△p)=488Gm(273+t)/μ(pa-△p)                                m3/min
                式中r0---在标准状态下空气密度，kg/m3（标准状态）                                       
                p0---在标准状态下大气压力，Pa；                                       
                pa---当地大气压力，Pa；       
                t----管中任一点计算处的温度，℃；       
                △p--到该计算点的压力损失，Pa。       
                       
                1.2.4灰气比混合温度       
                        tm=（Gmchth+Gacata)/（Gmch+Gaca ）
                        ch=0.17+0.06×10-3th
                式中ch--灰（或渣）的比热容，kJ/(kg·K)；       
                th---灰（或渣)的温度，℃；       
                ta---输送空气的温度，℃；       
                Gm---输送系统出力，kg·min；       
                ca---空气比热容，kJ/(kg·K)。（一般采用0.24kcal/kg·℃，或为1.008kJ/(kg·k))       
                管道通常每100m温降为15～30℃左右，如管道所处环境温度高，应取其大值，反之相反。       
                       
                1.2.5输送流速       
                气力除灰管道流速应根据输送方式按灰的粒径、密度、输送管径等来选取。       
                在管道入口流速不低于10m/s，出口流速不宜大于25m/s；               
                采用正压系统时出口流速不宜大于40m/s。               
                压缩空气管出口流速可按5～15m/s选取。               
                输送速度应根据试验资料来确定。根据国内经验，除灰系统始端最低流速[s:152]采用0～12m/s。               
                实际始端空气流速可按下式核算：               
                        ub=0.0212Qa/D2         m/s
                式中，D---输送管道的内径，m；               
                Qa---管道始端空气容积流量，m3/min。               
                               
                1.2.6摩擦阻力               
                气力除灰输送过程一般处于紊流状态，且在阻力平方区，故其摩擦阻力仅与管道粗糙度有关，其计算为               
                        λa=1/(1.14+21gD/ε)2        
                式中λa---摩擦系数；               
                ε---管道平均粗糙度，无缝钢管ε=0.0002m，焊接管ε=0.0003m，铸铁管ε=0.0005m。               
                               
                1.2.7输送系统压力损失△p               
                1）管道压力损失（△p1）是它在水平、垂直、倾斜布置时各管道以及管道附件的压力损失之和，一般采取折算当量长度水平管道计算。                                       
                        △p1={pb-[pb2×19.6pbλa·(Leg/D·rbvb2/2g)]1/2}×(1+Kμ)                                pa
                                pb=pa-△pc                        
                2)受灰器压力损失（△pc）                                       
                        △pc=(C+u)rbvc2/2g                Pa                       
                        vc=Qa/60A                               
                上两式中，pb--计算管段始端绝对压力，pa；                                       
                △pc---受灰器压力损失，pa；                                       
                λa----空气摩擦阻力系数；                                       
                Leg----管道当量长度，m；                                       
                va、vb--当地空气重度和管始端空气密度，kg/m3；                                       
                ub、uc--管始端流速和受灰器入口截面处流速，m/s；                                       
                μ---灰气混合比；                                       
                K---两相流系数，按表10-5选取；                                       
                Qa---自由状态下空气体积流量，m3/min；                                       
                A----受灰器入口管截面积，m2。                                       
                表10-5                两相流系数K                               
                管径（mm）        100        125        150        175        200        ＞200
                两相流系数K        0.3        0.35~0.45        0.45~0.55        0.65~0.75        0.85~0.951        ≥1.00
                                                               
                3）灰粒加速引起的压力损失（△pae)                                               
                        △pae=1.4μue                  Pa                               
                式中ue---计算管端流速，m/s；                                               
                                                               
                4）除尘设备及其他附件压力损失。依据提供资料选取。                                               
                                                               
                5）输送系统压力损失计算                                               
                        △p=△p1+△pc+△pac+△pr                 Pa