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则煤气导出管总截面积S导=Q/﹙ν
导3
3600﹚=26.65m2，取27m2。
则一根煤气导出管截面积=27/4=6.75 m2
根据圆形面积公式可知煤气导出管直径D导=2932 mm。 S导/S1=27/48.99 3100%=55.11%，满足设计要求。 煤气导出管中心水平倾角为53°。 4.3.3 上升管设计计算
煤气上升管内的流速为6~8m/s，上升管总截面积为炉喉面积的25%~35%，上升管的高度应保证煤气下降管有足够大的坡度。设计的煤气上升管为两根，取煤气上升管内的煤气流速ν
上
=7m/s。
则煤气上升管总截面积S上=364617/﹙733600﹚=14.47 m2，取15 m2。 则有S上/S1=15/48.99=30.62%，符合设计要求。 即有一根煤气上升管的截面积=15/2=7.5 m2。 因此可知煤气上升管的直径D上为：
2???(D上升管2)2?Q 则D上升管?364617?2?3.04m
V上?36007?3600?3.14上升管高度取h2=8900 mm
下降管上管口中心线到上升管管顶距离取h3=2400 mm 4.3.4 下降管设计计算
为了防止煤气灰尘在煤气下降管道内沉积堵塞管道，煤气下降管内的煤气流速应大于煤气上升管内的煤气流速。煤气下降管内的流速为6~9m/s，煤气下降管的中心线倾角应大于45°，以使灰尘能流入重力除尘器。
设计的煤气下降管为两根，取煤气下降管总截面积为煤气上升管总截面积的80%，煤气下降管的中心线倾角取45°。
煤气下降管总截面积S下=S上380%=15380%=12m2。 则下降管中的煤气流速ν
下
=Q/﹙S下33600﹚=8.44m/s，满足设计要求。
则一根煤气下降管的直径D下为
23??(D下降管2)2?364617?2Q?2.76m 则D下降管?8.44?3600?3.14V下?36004.3.5 放散管直径
根据以上计算结果和经验数据，取放散管直径i=0.6m
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4.3.6 高炉炉顶管道设计参数
高炉炉顶管道设计参数见表4.2
表4.2 炉顶管道参数表
煤气导出管 煤气上升管 煤气下降管 煤气放散管
内径D（mm） 2932 3040 2760 600
根数 4 2 2 2
夹角
53?
45?
4.4 重力除尘器的设计 4.4.1 重力除尘器的设计要求
① 除尘器直径必须保证煤气在标准状况下的流速不超过0.6~1.0m/s。 ② 除尘器直筒部分的高度，要求能保证煤气停留时间不小于12~15s。 ③ 除尘器下部圆锥面与水平面的夹角应做成?50?。
④ 除尘器内喇叭口以下的积灰体积应能具有足够的富余量（一般应满足三天的积灰量）。
⑤ 除尘器下降管直径按煤气流速10m/s左右设计，一般为7~11m/s。 ⑥ 除尘器阻力一般为150~390Pa 4.4.2 重力除尘器部分设计参数选择
① 所设计的重力除尘器要求除尘效率为80%。
② 重力除尘器直筒直径必须保证煤气流速为0.8 m/s。 ③ 煤气能在沉降室停留时间为15s。 ④ 高炉炉尘物理参数见表4.3。
表4.3 炉尘物理参数
密度，g/cm 真密度 2．47
体积密度 1．47
＞160 44．30
160～80 33．30
80～50 13．84
粒径（μm）分布，%
50～20 7．29
20～10 0．05
＜10 1．12
4.4.3 重力除尘设备尺寸的选择
(1) 每秒煤气量q：q?Q?364617?101.28m3/s
36003600(2) 选择重力除尘器煤气入口管道直径为d，且煤气入口流速v0=10m/s，则由此可
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得：
d?4?q4?101.28??3.59 m v0??10?3.14(3)由煤气在沉降室的停留时间为45s，煤气流速v1=0.5m/s，则重力除尘器直筒段的截面积：
S重=Q/v1=202.56 m2
根据圆形面积公式可知重力除尘器内径：
D?2?101.283.592qd?()?16.46 mm ?()2=2?0.5?3.142v1??2(4) 除尘器直筒部分高度取H直筒=12000 mm (5) 直筒部分体积V直=qt=101.28315=1519.2 m3
(6) 经参考2516m3高炉重力除尘器，知重力除尘器内径D重=13000mm，煤气出口管
直径D出=3000mm，中心管直径D中=3247 mm。 因此，设计的重力除尘器的煤气出管口
D出=﹙3000/13000﹚316460=3798.46mm，取半净煤气管道的直径为3800mm。 中心管直径D中=﹙3247/13000﹚316460=4111.2mm，取4200mm。 中心管长度L中=13500 mm
上锥体高度H上锥=﹙16460-4200﹚30.53tan50°=7305.45 mm 下锥体高度H下锥=﹙16460-900﹚30.53tan50°=9271.84 mm 除尘器的容积V=Q3t=364617÷3600345=4557.71 m3 式中：V——除尘器容积，m3； Q——处理气体量，m3/s；
t——气体在除尘器内停留时间，s，一般取30~60s，本次取45 s。 除尘器的长度L=V/S=2886.075/128.27=22.5m 式中：L——除尘器长度，m；
V----除尘器容积，m3； S—除尘器截面积，m3。
(7)除尘器出口煤气流速V2，且煤气密度为?g，则
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d35902v2?()2?v0?()?10?8.9m/s
g38004.4.4 积灰量及灰斗设计 1．积灰量
由前面工艺计算知，吨铁产生的炉尘量56.92kg，高炉日产铁4400t，则高炉每天产生的炉尘量为56.9234.4=250.45t，设计重力除尘器除尘效率为80%，则由重力除尘器除去的灰量为250.45380%=200.36t，炉尘的堆密度约为0.6t/ m3,炉尘体积V尘=200.36/0.6=333.93 m3。 2．灰斗高度
根据要求，设计灰斗应满足容纳三天的积灰量，故灰斗容积V斗≥3 V尘=33333.93=1001.79m3。最小灰斗高度符合公式4/3π2（D/2）22h4′=1001.79，解得
h4′=3.71，故取灰斗高度h4=5m。 3．排灰口直径，取f=0.9m。
由重力除尘器压力损失计算公式得：
V02?1.5?V2102?1.5?8.9ΔP??g??1.356??56.67 Pa
224.4.5 出口含尘浓度
?1-?）=56.95?(1-80%)=11.38 g/m C?C 初（4.4.6 重力除尘器参数
重力除尘器参数见表4.4。
34.5 除尘器及粗煤气管道设备
4.5.1 煤气遮断阀
煤气遮断阀设置在重力除尘顶部，高炉与重力除尘器之间的荒煤气管道上，为常通阀，只有在高炉休风时落下关闭，将高炉与煤气除尘系统隔开。遮断阀关闭时必须密封严密，开启时煤气通过的压力降妖小。
遮断阀一般采用钟罩式结构。遮断阀的启闭采用电动卷扬机驱动。遮断阀特性见表4.5。
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表4.4 重力除尘器参数表
除尘器直径D 直径部分高度h5 除尘器入口管径d 除尘器出口管径g 灰斗下口口径f 灰斗倾角? 出口含尘浓度C 除尘器压力损失?P 除尘器除尘效率? 灰斗高度h4
除尘器上截锥体高度h6 除尘器上截锥体高度h7
中心管直径
表4.5遮断阀结构特性
直径，mm 行程，mm
提升部件总重量，kg
重量，kg
890 2000 417 516
1300 3000 ～720 1227
1790 3600 2346 4678
1790 4200 4573 8413
2460 5800
9840
2750 5500
16460mm 12000 mm 3590 mm 3800 mm 900 mm 50?
11.38 g/m3 56.67 Pa 80% 5000 mm 7305.45 mm 9271.84mm 4200
4.5.2 清灰阀及煤气灰搅拌机
煤气清灰搅拌机设置在重力除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器、布袋除尘器箱体等干式煤气除尘设备的集灰斗下面，用以排出集灰斗内的积灰。其结构如图所示。清灰时，带有叶片的一对的一对轴相对转动，煤气灰被螺旋叶片推向前进，同时不断喷水冷却，灰尘被湿润降温，避免了灰尘飞扬。
常用规格的煤气清灰搅拌机性能，见表4.6。
表4.6 清灰阀的结构特性
直径，mm 300
350 360 600
阀盖重，kg
20 32 26 160
重锤数，个
1 1 6 5
每个重锤重量，kg
104 142 170 100
重量，kg 304 550 306 1130
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