五級旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)各級收塵效率對整體收塵效率的影響分析

陳孝靈 陳軍磊

（成都建筑材料設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610051）

0 引 言

對于五級旋風(fēng)預(yù)熱器的各級收塵效率對系統(tǒng)整體收塵效率的影響分析報(bào)告已有很多文獻(xiàn)，而我們對各級旋風(fēng)筒的收塵效率對總體收塵效率的影響分析還很少，本文試圖通過理論的物料平衡對旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)各級旋風(fēng)筒的收塵效率與整個(gè)五級旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)的收塵效率的相關(guān)性作一分析。

1 模型設(shè)定

本文分析的初始設(shè)定如下：

a.模型建立以水泥生料灼燒基為基礎(chǔ)，不考慮生料中的干燥、脫水及碳酸鹽分解過程，建立物料平衡。

b.本設(shè)定中，考慮窯煤灰的摻入，以1.6%為總量，窯尾部分占60%。

c.初始各級筒的收塵效率都為88%、90%、92%，窯尾飛灰設(shè)定為入窯物料的5%，折算為窯尾煙室的“收塵效率”為95%，都是灼燒基下的收塵效率。

d.系統(tǒng)中的三次風(fēng)帶入的飛灰在本模型中不加考慮。

根據(jù)以上設(shè)定，建立物料平衡方程式如下：

式中：Fi——各級旋風(fēng)筒的下料量；

ηi——各級旋風(fēng)筒的收塵效率；

Fyi——各級旋風(fēng)筒的飛灰量；

F0——預(yù)熱系統(tǒng)初始喂料量；

Fy0——窯尾煙室飛灰量；

Fa——煤灰在分解爐的摻入量。

圖1 窯尾系統(tǒng)物料平衡示意圖

2 五級旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)總收塵效率

總分離效率計(jì)算式為：

式中：η總——系統(tǒng)總分離效率，%。

在各級旋風(fēng)筒的收塵效率分別統(tǒng)一為88%、90%、92%時(shí)窯尾系統(tǒng)總分離效率列于表1。

表1 各級旋風(fēng)筒的收塵效率一致時(shí)的總分離效率

3 改變各級旋風(fēng)筒的收塵效率對總收塵效率的影響

各級旋風(fēng)筒對預(yù)熱器系統(tǒng)的總收塵效率的影響不同，以下通過不改變其它旋風(fēng)筒的收塵效率而只改變其中一級的分離效率來分析其對預(yù)熱器系統(tǒng)的收塵效率的影響。

3.1 C1旋風(fēng)筒的收塵效率對總分離效率的影響

在C2～C5級旋風(fēng)筒收塵效率不變的條件下改變（分別為88%、90%、92%）C1旋風(fēng)筒收塵效率則得到不同的總收塵效率值，C1旋風(fēng)筒收塵效率與總收塵效率的關(guān)系見圖2。

圖2 C1收塵效率對總收塵效率的影響

由圖2可知，C1旋風(fēng)筒的收塵效率與總收塵效率在C2～C5收塵效率不變的條件下呈規(guī)則的線性關(guān)系?？偸諌m效率與C1差別不大，而這種差別隨C1的增加而減小，在C1的收塵效率達(dá)90%以上時(shí)幾乎可以忽略不計(jì)。

C2～C5收塵器的分離效率的改變對這種線性關(guān)系有影響，可以在一定程度上影響該直線的斜率，但影響很小，在88%時(shí)，斜率為1.06；90%時(shí)為1.04；92%時(shí)為1.02。

因此可以說，在窯尾飛灰一定的情況下，C1對窯尾系統(tǒng)的收塵效率影響最大。

3.2 C2旋風(fēng)筒的收塵效率對總收塵效率的影響

在C1、C3、C4及C5效率不變（分別一致設(shè)定為88%、90%、92%）時(shí)，改變C2級旋風(fēng)筒的收塵效率結(jié)果得圖3，由圖3可知，C2級旋風(fēng)筒的分離效率對系統(tǒng)的總收塵效率有影響，但影響程度較小，在C2的收塵效率從70%上升到95%時(shí)，總收塵效率約上升5%。

總的來說，C2級旋風(fēng)筒的收塵效率與總收塵效率的關(guān)系也呈近似的一次線性關(guān)系。用一次線性關(guān)系擬合時(shí)相關(guān)性系數(shù)接近于1，線性相關(guān)性較好。

圖3 C2收塵效率對總收塵效率的影響

3.3 C3、C4、C5旋風(fēng)筒的收塵效率對總收塵效率的影響

在其它級旋風(fēng)筒收塵效率不變（分別一致設(shè)定為88%、90%、92%）而分別改變C3、C4、C5旋風(fēng)筒收塵效率時(shí)，所得的C3～C5級旋風(fēng)筒的收塵效率對總收塵效率的影響結(jié)果分別見圖4、圖5、圖6。

圖4 C3收塵效率對總收塵效率的影響

圖5 C4收塵效率對總收塵效率的影響

圖6 C5收塵效率對總收塵效率的影響

由圖4、圖5、圖6可知，C3級旋風(fēng)筒的收塵效率從70%增加到95%時(shí)，總收塵效率僅增加了約0.5%，而C4、C5則更小，分別約為0.3%和0.1%。

在其它級旋風(fēng)筒的收塵效率不變的情況下，分別改變C3、C4、C5級旋風(fēng)筒的收塵效率對系統(tǒng)總的收塵效率影響不大，而且這種影響也隨級數(shù)的增加而減弱，在C5級旋風(fēng)筒對系統(tǒng)的影響基本上可忽略不計(jì)。

4 結(jié) 論

由以上可知，在不考慮阻力及經(jīng)濟(jì)性的情況下，各級旋風(fēng)筒的收塵效率對預(yù)熱器系統(tǒng)的總收塵效率的影響有很大的不同。C1的收塵效率決定了系統(tǒng)總收塵效率的最大值，其影響具有決定性作用，且隨著C1收塵效率的上升，其它各級旋風(fēng)筒對總收塵效率的影響也相應(yīng)降低，因此，提高C1收塵效率是提高系統(tǒng)整體收塵效率的關(guān)鍵；C2旋風(fēng)筒的收塵效率有一定的影響，當(dāng)收塵效率從70%提高到90%，對系統(tǒng)的總收塵效率有3%～5%的提高，有一定的積極意義；而C3、C4、C5則對總收塵效率的影響很小。

一般在設(shè)備規(guī)格一定的情況下，提高收塵效率與提高旋風(fēng)筒阻力是相關(guān)的，效率提高則阻力上升，因此在設(shè)計(jì)旋風(fēng)筒時(shí)以保證C1旋風(fēng)筒的收塵效率為優(yōu)先選擇，適當(dāng)提高C2的收塵效率，通過降低其它各級的收塵效率以保證系統(tǒng)阻力在一合理范圍以內(nèi)。

[1]川北公夫，小石真純著.羅秉江，郭新有譯.粉體工程學(xué).武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1991.8.

[2]A.C.霍夫曼，L.E.斯坦因著.彭維明，姬忠禮譯.旋風(fēng)分離器——原理、設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社，2004.9.