高温输送斜槽的斜度i是决定槽内物料流动的基本条件。它决定于物料的特性、工艺布置及设备选型等。斜度小,则料层增厚,此时为了维持料层的最佳状态流动,需要较高的通风量,但有利于工艺布置;斜度大,空气消耗量虽有降低,但鼓风机的布置、安装较复杂,然而其物料流速大,生产能力较高。当斜度在4%~6%之间时较为适中。在工艺布置允许的条件下,采用较大的斜度对输送有利。当输送水泥和生料粉时可取6%;输送闭路循环磨机的粗料时,建议斜度不小于10%,甚至可取12%;用帆布作透气层时斜度取6%;用多孔板作透气层时斜度取4%~6%。
本高温输送斜槽选用斜度为4%。 7.3.2物料流动速度
物料在斜槽内的流动与液体在明渠内无压流动原理相近。物料流动速度主要决定于斜槽的斜度,此外还与槽宽、料机理高度、物料特性及透气层表面状况有关。物料流动速度可按斜度粗略选取:
i=4%,v=1.0m/s;因此,本高温输送斜槽的物料流动速度初选为1m/s. 7.3.3高温输送斜槽的槽宽
按
水泥输送斜槽的标准尺寸见表
7.3.4耗气量计算
耗气量是根据使物料层由静止过渡到运动状态的最小气流速度,也即根据物料开始呈流态化的风速来确定的。它与被输送物料特性、空气输送斜槽的斜度及透气层的性能等因素有关。
在透气层面积(槽宽B与输送长度L之积)确定之后,耗气量主要决定于空气穿过透气层的速度,通常称视在速度ν(用耗气量与透气层面积之比表示),它大致上等于物料刚好流态化但又尚未流动的空气速度。为保证输送的正常进行,在输送全长上,空气速度与物料流态化的临界速度?f关系应保持为:
ν=(1.5~2.0)?f
临界速度?fν按流体力学有关方法计算,但大多数情况下用试验的方法测定,其测定方法是:在某一料层厚度下,在固定床时空气通过料层阻力与视在速
度ν成正比,当到达某一点以后,视在速度增加,阻力并不明显增加,几乎为一常数,则该点的空气速度即为流化临界速度?f。因而,耗气量为:
V=60qBL (3-2) 式中: V——耗气量,㎡/h;
m3/m2· Q——单位面积耗气量,min, 对多孔板:Q=1.5m3/m2·min;
L——输送长度,m
所以耗气量V2=60×1.5×0.4×20=720m3/h
取V1、V2中较大者,故得斜槽风量为14698㎏/h 7.3.5风压
高温输送斜槽所需风机的风压是用于克服透气层阻力、物料层阻力和送风管网
的阻力。斜槽正常操作时,顶槽压强大致为零压,因此,风压可按下式计算: Δp=Δp1+Δp2+ΣΔp3 (3-3) 式中: Δp——风压,Pa;
Δp1——透气层的阻力,Pa,对多孔板,Δp1≈2000 Pa; Δp2——物料层阻力,Δp2=10hρ`,ρ`单位为kg/m3,Δp2单位为Pa; ΣΔp3——送风管网阻力之和,Pa。
所以Δp=2000Pa+10×0.1×630+100=2.73kPa
7.4高温输送斜槽零部件设计 7.4.1气体燃料燃烧装置
气体燃烧器可以从不同角度进行分类,按照方法的不同可分为两大类,即有焰燃烧和无焰燃烧器[9]。
气体燃料燃烧过程可分三个阶段,即混合、着火及燃烧,燃料的混合过程比燃烧过程要缓慢得多。因此,决定气体燃料燃烧方式和效果的主要因素是混合过程。故气体燃烧嘴按其燃料与空气的混合方式分成扩散式煤气嘴、引射式煤气烧嘴、半引射式煤气烧嘴。本设备中气压为5.73kPa,所以选用半引射式煤气烧嘴,即低压烧嘴。
低压烧嘴是指采用风机供风的强制紊流扩散燃烧的烧嘴,它包括同轴射流、交叉射流、旋转射流等几种类型,应用最广。如图4-1所示为DW-I型烧嘴:
1.涡流叶片 2.空气输送管道 3.天然气输送管道 4.节流垫圈
图4-1DW—I烧嘴
DW-I型烧嘴在通道内设有涡流导向片,空气在燃气周围分为数股并以一定角度切向导入与煤气混合,混合效果很好。由于空气道装有旋流片,使空气产生了切向分速。在旋转前进中与煤气相遇,强化了混合过程,因而可以得到较短的火焰,但是也增加了流动阻力。
导向片轴向角度有30°和45°两种,可加强煤气和空气混合,因而火焰较短,火焰长度为烧嘴出口直径的4~8倍。燃烧所需要的靠风机鼓入。过剩空气系数取α=1.15~1.20。当煤气压力大于800Pa,而又要维持原烧嘴能力时,则应在煤气进口处加节流垫圈以消除剩余压力。 7.4.2高温输送斜槽槽体结构和耐火材料设计 7.4.2.1高温输送斜槽的槽体结构
高温输送斜槽槽体结构如图4-2所示:槽体用6mm的钢板制造,其截面为矩形断面(如图4-3所示)。槽体内宽500mm,上槽体内高400mm。一般料层高100mm。上下槽体之间用螺栓连接,螺栓均匀分布。陶瓷多孔板在全部表面上提供均匀的空气分布,使输送斜槽能够有效的操作。气孔板的孔径要比被输送的物料的颗粒直径小。约为8mm,以防止气孔被堵塞。由于油污、物料或水的存在会堵塞气孔板的微孔,可以用压缩空气吹扫、用水或用适当的溶剂清洗。槽体内设110mm粘土质隔热耐火浇铸材料[8][10]。
1. 输送斜槽上槽体 2.输送斜槽下槽体 3.耐火材料 4陶瓷板 5法兰 6支架
图4-2槽体结构
图4-3槽体结构矩型断面