第三节-分解炉的计算

第三节分解炉的计算分解炉的选型计算，主要是确定分解炉的容积、直径和高度以及有关附属设备。目前设计计算方法尚不统一、完善，可采用以下两种方法：一是按炉的容积热负荷或单位容积生产能力计算，然后用断面风速核算；二是按断面风速计算，然后用容积热负荷核算。一、分解炉规格的计算（一）按炉的容积热负荷计算1、由炉的容积热负荷计算炉的容积），（炉炉25-7-4103vvqGqyqQV式中：——炉V分解炉的有效容积，m³；——vq分解炉的容积热负荷，kcal/(m³·h)，随炉型而异，目前vq一般在1.6～3.4×105kcal/(m³·h)的范围；——炉Q分解炉的发热能力，kcal/h；——G窑的产量，t/h；——q单位熟料热耗，kcal/kg熟料；——y分解炉用燃料占燃料消耗的比例。2、由炉的截面热负荷计算炉的直径（直筒部分）），（），（炉炉炉炉炉27-7-413.1426-7-4103SSDqGqyqQSss式中：——炉S分解炉直筒部分有效截面积，㎡；——sq分解炉截面积热负荷，kcal/(㎡·h)，随炉型而异，常取1.0～1.6×106kcal/(㎡·h)；——炉D分解炉直筒部分有效内径，m。如果熟料单位热耗q=850kcal/kg熟料，分解炉燃料消耗比例y=55%，代入式（4-7-26）及式（4-7-27）则可得：），（炉2874770sqGD3、分解炉有效高度的计算），（29-7-421HHH式中：——H分解炉的有效高度，m；——1H分解炉直筒部分有效高度，m；——2H分解炉椎体部分有效高度，m，炉）～（DH15.02，与炉型有关，SF炉常取高值，其他炉型选低值。1H可用下式取值：），（）（炉炉炉炉307412422212HddDDHDV式中：——d分解炉椎体下口直径，m。此外每当分解炉的容积确定后，也可根据炉的直筒部分高径比H/D来计算炉的直径及高度，而H/D的选择则按某一炉型的实际运转经验来决定。（二）按炉的单位容积产量计算根据要求熟料产量及分解炉的单位容积产量，计算分解炉的容积：），（炉3174103vgGV式中：——炉V分解炉的有效容积，m³；——vg分解炉的单位容积产量，kg/（m³/h）（三）用断面风速计算1、炉的有效截面积和有效内径（直筒部分）），（），（炉炉炉33740188.036004432743600ggggggwVwVSDwVS式中：——gw分解炉断面风速（直筒部分），随炉型而异，一般SF型取4.5～6m/s，KSV型取5～8m/s，RSP型取3～5.5m/s，混合室取7～13m/s；——gV通过分解炉的工作风量，m³/h。2、通过分解炉的工作风量的计算有两种计算方法：一是根据燃料燃烧所生成的烟气量（窑气入炉系统则包括窑气量）进行计算，另一种方法是根据分解炉内气流合理含尘浓度及物料处理量进行计算。后一种方法的要点如下：（1）从供热角度，选定分解炉中气体的合理含尘浓度；（2）从气流浮送能力，核算炉中含尘浓度，以防塌料；（3）按要求熟料产量推算分解炉需要处理的物料量，计算分解炉的通风量。3、分解炉高度的计算炉高的计算，可按式（4-7-29）、（4-7-30）计算。或根据气流在分解炉内需要停留的时间来计算。），（—3474wH式中：——H分解炉的高度，m;———w气流在分解炉内的平均流速，m/s；——气流在分解炉内经历时间，烧油分解炉一般为1.0～2.5s，烧煤分解炉约1.5～3s。4、炉进风口的直径计算），（35740188.0fgwVd式中：——d分解炉进风口直径或当量直径，m——fw分解炉椎体下口风速，旋风分解炉常取15～20m/s，喷腾炉则＞20m/s。举例：2000t/d熟料的分解炉，熟料热耗850kcal/kg熟料，煤的低位热值为6000kcal/kg煤，分解炉燃料消耗占总消耗的55%。计算分解炉直径。1、按燃料燃烧所需要空气量及生成烟气量计算（1）没燃烧所需理论空气量V0：煤）（标kg/m56.65.01000600001.130V（2）设过剩空气系数α=1.1，则实际燃烧空气量V为：煤）（标kg/m22.756.61.13V（3）煤燃烧生成烟气量fV：煤）（标kg/m0.75.611000600089.03fV（4）生料分解放出CO2量：设在分解炉内生料的分解率由25%提高到95%，普通生料烧成每公斤熟料放出CO2量约0.27标m³，则在分解炉内生料中放出的CO2量为：0.27×（95%-25%）=0.19（标m³/kg熟料）（5）分解炉出口总气体量等于燃烧气体量、国粹生空气量及生料中放出的CO2量之和，乘以熟料产量：℃，窑气不入炉），（）（标）（900h/m1028.2h/m1056.62410200019.024102000%55600085056.622.70.7353433tV（6）选取分解炉断面风速为4.5m/s，则：分解炉有效直径m80.41053.20188.05.41082.20188.025iD分解炉直径：m4.53.0280.4D分解炉有效截面积㎡炉0.1842iDS分解炉直筒部分高）（选取swH2m925.41分解炉锥体部分高m4800.48.08.02iDH分解炉总高H=9+4=13m分解炉总容积）（设为旋风型，锥体部分直筒3m200iiVVVV2、用炉的容积热负荷核算3533m1901021055.09008410qvGqyV炉经核算能满足发热能力的要求。二、分解炉附属设备的设计1、入炉专用风管直径d入炉风管直径d一般应使入炉风在管内保持20m/s左右的风速，可用下式估算：），（3674273273433tVd式中：——d入炉风管内径，当规格小时，为便于关内砌砖，常将管径放大；——3V入炉空气量，标m³/h；——3管道内平均风速，m/s；——t管道内气体平均温度，℃。经核算一般约取窑径的0.6倍左右。2、分解炉用一次风当分解炉需用一次风时，可按炉燃烧总风量的10%左右考虑。RSP炉烧煤主燃烧器一次风速可取8～10m/s，如在喷煤管中增设风翅，则有利于煤粉的分散悬浮，有利于燃烧。3、分解炉的喂料喂煤设备当前分解炉的喂料、喂煤设备多用管道式螺旋喂料机，其转速应便于调节，为防止窜料，喂料机应加工良好，最好采用缩节或缩径螺旋，当采用提升机提升生料一级旋风筒时，其喂料时间恶补宜采用管式螺旋机与叶轮给料机串接，以便于锁风及均匀喂料。喂料机的规格，根据生产能力选定。