CN106844928B - 一种整体流料仓气化系统计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体流料仓气化系统计算方法，它包括锥底整体流料仓气化系统计算方法，所述的锥底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A_z：然后计算气化装置a－a处的锥角高h_zc，之后计算气化装置板侧垂直方向分力

气化装置板侧水平方向分力

以及气化装置a－a处的板侧压力

最后计算气化风机的压力。本发明通过该计算，能够准确计算出料仓所需的气化压力，从而正确设计出气化系统，节约了气化风机电耗，避免造成如风机超电流烧坏等事故，也避免了造成库容的严重浪费。

Description

一种整体流料仓气化系统计算方法

技术领域

本发明涉及一种整体流料仓气化系统计算方法。

背景技术

仓气化系统是一种重要的料仓下料辅助手段，广泛应用于各行业的料仓设计中。气化系统是向料仓通入压缩空气，使得仓内物料流态得以改善，帮助物料顺利排出料仓。电力行业的灰库、石灰石粉仓等都采用了气化系统。然而，气化压力如何得出，一直是料仓气化系统设计的难题。长久以来，电力行业一直沿用了美国艾伦公司工程标准，计算公式如下：

式中：

p_F－气化压力，kg/m³；

ρ－物料堆积密度，kg/m³；

h_w－物料自然堆积锥体底部距离顶部的高度，m。

该计算方法简单易用，但其简单的将料仓内的物料当作流体，与实际相差很远，因为物料的密度分布是不均匀的，各种物料之间是有差异的。现在多个电厂运行下来，反映风机电流超负荷，运行不理想。许多设计院还只能用经验值来选取气化压力，往往造成事故，如风机超电流烧坏，灰库不能装满灰，造成库容浪费严重等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据料仓内物料的特性，结合料仓的材料、料仓的结构设计，对物料在料仓内的受力进行分析研究，含料仓结构应力，物料在料仓内气化分阶段变化过程等方面的深入研究和分析，得出了以物料特性、料仓结构型式、料仓材料等因素代入气化压力计算的计算方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种整体流料仓气化系统计算方法，它包括锥底整体流料仓气化系统计算方法，所述的锥底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A_z：

式中：

A_z－特性纵坐标值；

－料仓锥体部分气化装置a－a处的直径，mm；

ψ′－物料壁面摩擦角，°，根据实验测得；

ψ－物料内摩擦角，°，根据实验测得；

h_zc－计气化装置a－a处的锥角高，mm，按式(1－2)计算；

气化装置板侧垂直方向分力

按式(1－3)计算：

式中：

－气化装置a－a处板侧的垂直方向分力，kPa；

g－重力加速度，一般取9.8m/s²；

气化装置板侧水平方向分力

按式(1－4)计算：

式中，

－气化装置a－a处板侧的水平方向分力，kPa；

气化装置a－a处的板侧压力

按式(1－5)计算：

式中，

－气化装置a－a处板侧压力，kPa；

因此，气化风机的压力按式(1－6)计算；

式中，Δp_F－管道和气化装置压力损失，kPa。

一种整体流料仓气化系统计算方法，它包括平底整体流料仓气化系统计算方法，所述的平底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A：

式中：

D_i－料仓直筒部分内壁直径，mm；

h_c－料仓物料自然堆积的锥体高度，mm，按式(1－8)计算得出；

气化板侧压力p_v，按式(1－9)计算：

式中，h_w－物料自然堆积锥体底部距离库底的高度，mm；

则，风机压力按式(1－10)

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％ (1-10)。

本发明的有益效果是：通过该计算方法，能够准确计算出料仓所需的气化压力，从而正确设计出气化系统，节约了气化风机电耗，避免造成如风机超电流烧坏等事故，也避免了造成库容的严重浪费。

附图说明

图1为本发明对粉体物料流态化气化前的流动特性图；

图2为本发明对粉体物料流态化气化后的流动特性图；

图3为本发明通过多孔气化板向料仓内充入气化空气，进入流化床状态时气化压力变化图；

图4为本发明锥底料仓a－a处气化压力图；

图5为本发明平底料仓气化压力图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图4所示，一种整体流料仓气化系统计算方法，它包括锥底整体流料仓气化系统计算方法，所述的锥底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A_z：

式中：

A_z－特性纵坐标值；

－料仓锥体部分气化装置a－a处的直径，mm；

ψ′－物料壁面摩擦角，°，根据实验测得；

ψ－物料内摩擦角，°，根据实验测得；

h_zc－计气化装置a－a处的锥角高，mm，按式(1－2)计算；

气化装置板侧垂直方向分力

按式(1－3)计算：

式中：

－气化装置a－a处板侧的垂直方向分力，kPa；

g－重力加速度，一般取9.8m/s²；

气化装置板侧水平方向分力

按式(1－4)计算：

式中，

－气化装置a－a处板侧的水平方向分力，kPa；

气化装置a－a处的板侧压力

按式(1－5)计算：

式中，

－气化装置a－a处板侧压力，kPa；

因此，气化风机的压力按式(1－6)计算；

式中，Δp_F－管道和气化装置压力损失，kPa。

如图5所示，一种整体流料仓气化系统计算方法，它包括平底整体流料仓气化系统计算方法，所述的平底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A：

式中：

D_i－料仓直筒部分内壁直径，mm；

h_c－料仓物料自然堆积的锥体高度，mm，按式(1－8)计算得出；

气化板侧压力p_v，按式(1－9)计算：

式中，h_w－物料自然堆积锥体底部距离库底的高度，mm；

则，风机压力按式(1－10)

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％ (1-10)。

本发明的理论基础是：如图1～图3所示，当适量的流体均匀通过颗粒层时，使粉体疏松，颗粒之间的流动摩擦阻力降低，从而使之具有类似于流体的性质，这就是粉体的流态化。如果通过颗粒层的流体为气体，工程中就称为“气化”。

通过对粉体物料流态化深入研究，发现对于存气性好的物料，气化后，流动特性接近于流体(见图1和图2)。料仓通过合理设置气化装置，改善物料流态和流态分布。粉体流态化研究表明，通过多孔气化板向料仓内充入气化空气，进入流化床状态时，压损总是等于单位面积上受到的压力，且保持不变(见图3)。因此，气化板侧压力等于临界流化状态下的压损。

工程情况：钢筋混凝土灰库，平底结构。共计4座，每座灰库有效库容1950m³，直径15m，总高度25m，装灰层总高度14m。粉煤灰物料特性参考参数：堆积密度990kg/m³，内摩擦角ψ为39.23°，壁面摩擦角ψ′为29.65°。

计算如下：

第一步：计算物料自然堆积的锥体高度h_c：

第二步：计算特性纵坐标值A：

第三步：计算气化板侧压力p_v：

第四步：计算气化风机压力p_F：

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％＝(79.07+20)×110％＝109kPa

据此，根据电厂气化风机压力按117.6kPa选取。经过一段运行时间的检验，该电厂气化系统运行良好，没有出现以往工程风压不足、风机超电流、冒灰等现象，也没有应气化压力问题不能满库的情况，该套系统得到了业主的好评。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种整体流料仓气化系统计算方法，其特征在于：它包括锥底整体流料仓气化系统计算方法，所述的锥底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A_z：

式中：

A_z-特性纵坐标值；

-料仓锥体部分气化装置a-a处的直径，mm；

ψ′-物料壁面摩擦角，°，根据实验测得；

ψ-物料内摩擦角，°，根据实验测得；

h_zc-计气化装置a-a处的锥角高，mm，按式(1-2)计算；

气化装置板侧垂直方向分力

按式(1-3)计算：

式中：

-气化装置a-a处板侧的垂直方向分力，kPa；

g-重力加速度，一般取9.8m/s²；

气化装置板侧水平方向分力

按式(1-4)计算：

式中，

-气化装置a-a处板侧的水平方向分力，kPa；

气化装置a-a处的板侧压力

按式(1-5)计算：

式中，

-气化装置a-a处板侧压力，kPa；

因此，气化风机的压力按式(1-6)计算；

式中，Δp_F-管道和气化装置压力损失，kPa。

2.一种整体流料仓气化系统计算方法，其特征在于：它包括平底整体流料仓气化系统计算方法，所述的平底整体流料仓气化系统计算方法首先计算特性纵坐标值A：

式中：

D_i-料仓直筒部分内壁直径，mm；

h_c-料仓物料自然堆积的锥体高度，mm，按式(1-8)计算得出；

气化板侧压力p_v，按式(1-9)计算：

式中，h_w-物料自然堆积锥体底部距离库底的高度，mm；

则，风机压力按式(1-10)

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％ (1-10)。

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