goodwell 发表于 2020-3-10 10:14:38

理论上三次风管压力是多少?(一)

三次风管压力是反映三次风管内通风状况及三次风与窑内通风平衡的重要依据之一。以5000t/d企业为例,不同企业三次分管压力差别巨大,比如有的企业为-300~-400Pa,有的企业为-600~-800Pa,有的企业甚至>-1000Pa。为什么不同企业会有如此大的差别呢?不同的三次风管压力背后隐藏着哪些规律呢?理论上三次风管压力又是多少呢?
(1)三次风管压力受哪些因素的影响
三次风管压力指的是三次风管内空气的稀薄程度,压力绝对值越大,空气越稀薄。三次风管压力的数值其实就是从0Pa到测点处的压力损失值。因此影响这段管道上阻力损失的因素都会对三次风管压力造成影响。
1)闸板开度。这是最为明显的,当三次风管压力测点在闸板下游时,闸板开度越小,所引起的局部阻力越大,由此三次风管压力越大。
2)管内集料。当管内集料增加时,通风面积变小,相对应的流速较高,尤其阻力损失增大,由此三次风管压力增大。
3)三次风管通风。通风越大,流速越大,从而阻力损失越大,由此三次风管压力越大。
总之,所有影响阻力损失的因素都会影响到三次风管压力。当然,上面所阐述的并不是说,三次风管压力会随着闸板开度减小、管内集料增多、通风加大等无限地增大,因为三次风管只是系统的一部分,必然会受到其它部分的影响,最终达到一个新的平衡点。
(2)理论上三次风管压力是多少?
考虑:6000t/d熟料产量,105kg标准煤/吨熟料,尾煤占比60%,三次风管内径2.4m,三次风温度950℃,压力测点位于闸板下游,靠近分解炉处,从窑头罩到压力测点的长度75m。假定任何时候,三次风量必须保证尾煤完全燃烧;不考虑集料现象;不考虑飞沙料问题。那么下面计算不同闸板开度时,压力测点理论值是多少。
三次风管的阻力损失主要包括三个部分:① 沿程阻力损失,②从窑头罩到三次风管相当于90°转弯的局部阻力损失;③三次风闸板引起的局部阻力损失。
① 沿程阻力损失
通过求解,在假设条件下这部分阻力损失为177Pa;
② 窑头罩至三次风管的局部阻力损失
这部分局部阻力损失系数约为0.43,最终求得的阻力损失为67Pa;
③ 三次风闸板不同开度的阻力损失
随着三次风闸板开度的减小,当流量不变时,引起的局部阻力损失系数必然增大(实际上流量肯定会发生变化),不同闸板开度时局部阻力损失系数及这部分阻力损失如下表所示。当三次风闸门开度小于80%时,局部阻力损失系数将会显著增大。

最终可以达到不同闸板开度时,三次风管总阻力损失的理论数据如下图所示。当然,最终的三次风管压力需要在下面数据的基础上加上窑头罩的压力,比如50Pa。

如上图所示,三次风管总的阻力损失随三次风闸门开度而显著变化。当开度为100%时,总阻力损失为245Pa,检测的三次风管压力为305Pa,这是在以上假设条件下所能达到的最小压力;当阀门开度为80%时,总阻力损失为305Pa,加上窑头罩压力,检测的三次风管压力为355Pa;当开度为60%时,总阻力损失为584Pa,加上窑头罩的压力,总压力为634Pa。
基于我们的假设,可以认为,当检测的三次风管压力在400Pa以下时,三次风阀门开度较大;而当三次风管压力在600Pa以上时,则三次风阀门开度较小。
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