西南科技大学本科生毕业论文
形式的优点是气体分配调节比较方便,热修时条件较连通式大大改善,所以这种结构形式的蓄热室在我国使用比较普遍。 6.3.2 蓄热室结构
蓄热室的结构主要包括顶碹、承重碹、格子体、分隔墙、炉条碹以及钢结构等。 1、顶碹
蓄热室的顶碹结构有很多形式,最为常用的就是连通式的半圆碹结构,这种结构既适合连通式蓄热室,也适合分隔式结构的蓄热室,拱碹可以设置为90°。本设计采用分隔式的碹结构,且拱碹设计为90°。
2、格子体
格子体是蓄热室结构中最为重要的组成部分,格子体结构的设计原则是格子体的使用寿命长、蓄热效能好、周期温度波动小。因此,格子体设计合理与否,直接影响到其使用寿命及蓄热效能。
3、分隔墙
分隔式蓄热室的分隔墙厚度一般为465~585mm,本设计采用580mm的分隔墙。此分隔墙的两头与两边侧墙咬砌,不能留直缝,即与两侧墙砌成整体,以防止分隔墙倒塌。分隔墙的顶部与蓄热室的顶碹之间留出膨胀缝。
4、炉条碹
炉条是承受蓄热室内格子体重力的砖材结构,炉条是由单一碹砖砌成的一条一条的拱碹结构,条碹与条碹之间有间隙,以便让气体通过。炉条的砌筑采用在拱碹上面用爬碴砖砌平的形式。
一般,炉条碹的宽度≥150mm,高度≥300mm,炉条间距≥150mm。本设计取炉条碹宽度为300mm,高度为600mm,炉条间距为200mm,炉条厚度取350mm。
5、钢结构
蓄热室的钢结构的作用是为了使蓄热室在高温作业下的砖结构安全稳定,尤其是当蓄热室的高度比较高时,钢结构的处理尤为重要。 6.3.3 蓄热室尺寸
蓄热室的长度决定于小炉的对数及其间距,其计算公式如下:
31
西南科技大学本科生毕业论文
L?d1?(n?1)d2?d3[13]
式中:d1—1号小炉中心线到蓄热室前端墙内侧的距离,m,一般d1=1.2~1.6m,或
d1=d2/2;
n—小炉对数;
d2—小炉中心线的间距,m;
d3—末对小炉中心线到蓄热室后端墙内侧的距离,一般d3=d1。
本设计取d2=3.5m,则d1=1.46m,d3=1.46m,则可计算出蓄热室长度为:
L?1.46??6?1??3.5?1.46?20.42m
分隔式蓄热室内格子体长度计算公式如下:
L'?L?(n?1)?[13]
式中:?—分隔墙的厚度,m。
本设计取分隔墙厚度?=580mm,则蓄热室格子体长度为:
L'?20.42?(6?1)?0.58?17.52m
因为在格子体周围预留50mm的缝隙,则实际蓄热室格子体的长度可计算出为16.92m,每节蓄热室内格子体长度为2.82m。
格子体受热面积公式如下:
F'?kFm[12]
式中:k—比例系数,烧重油时,k=15~30。
已知熔化区面积Fm?230.33m2,取k=29,则格子体受热面积为:
F'?29?230.33?6679.57m2
本设计采用连续通道式格子体,格子砖采用160mm×160mm,砖厚为40mm的筒子砖,则
单位格子体体积的受热面积:
f?2??0.16?0.16??16m2/m3
(0.16?0.04)??0.16?0.04?32
西南科技大学本科生毕业论文
格子体体积:
F'6679.57V???417.47m3
f16'格子体要满足构筑系数=H为1.0,则
格子体宽度:
并且HB?2.0~3.0,取构筑系数LB在0.6~1.0之间,
?417.471.0?B?16.92格子体高度:
23?3.3m
H?1.0?16.92?3.3?7.47m
又 HB?7.473.?3满足HB?2.0~3.0。
验证蓄热室内格子体的热负荷q,其公式如下:
q?mQnetF'[12]
262.式中:F'—玻璃池窑一侧蓄热室内格子体的总受热面积,m2;
Qnet—燃料的低位热值,kj/kg-燃料;
m—池窑的燃料消耗量,kg-燃料/h。
本设计消耗重油量m=3500kg/h,重油低位热值Qnet=40.14Mj/kg,可计算出蓄热室内格子体的热负荷为:
q?3500?40140?21032.79kj/(m2?h)
6679.57因为烧重油或天然气等高热值燃料时,q=20934~27214kj/(m2·h),本设计计算出的热负荷值在这区间内,因此设计的格子体尺寸合理。
33
西南科技大学本科生毕业论文
蓄热室内格子体又分为三段,上段占格子体高度的15%~20%,中段占格子体高度的30%~35%,下段占格子体高度的40%~45%。因此,本设计取上段为1.49m,中段为2.61m,下段为3.37m。
6.4 排烟供气部分
6.4.1 烟道设计
1、烟道的布置
烧重油池窑的烟道布置有两种,即连通式烟道与分支式烟道。因为重油不需要预热,只有空气烟道,因此,布置比较简单。本设计采用分隔式蓄热室,因此烟道采用分支式烟道,空气烟道布置在蓄热室内侧。
2、烟道的尺寸与结构
烟道的尺寸决定于烟气的流量与流速,烟道内烟气的流速一般在1.5~3.0Nm/s,总烟道流速一般在1~2m/s之间,支烟道流速一般在2~4m/s之间[16]。本设计取总烟道和支烟道烟气流速为1m/s,分支烟道烟气流速为2m/s。因为每日烟气生成量为426720m3,则可计算出每秒烟气生成量为4.94m3/s。考虑外界空气吸入量,即漏气量,则可计算各总烟道、支烟道及分支烟道的面积及长宽尺寸。
1)分支烟道
小炉内及垂直上升道的漏气量占烟气量的5%左右,蓄热室漏气量占烟气量的10%~15%,。综合考虑去漏气量占烟气量的15%,本设计小炉对数为6对,则可计算分支烟道面积为:
4.94??1+0.15?=0.95m2
6烟道的高度与宽度相等,则可计算出分支烟道高度与宽度为0.97m。 2)支烟道
分隔闸板及分支烟道漏气量占烟气量的10%~40%,支烟道漏气量占烟气量的5%左右。综合考虑到达支烟道后漏气总量为烟气量的40%,则可计算出支烟道的面积为:
4.94??1+0.40?=6.92m2
134
西南科技大学本科生毕业论文
设支烟道的高度与宽度相等,则可计算出支烟道的高度与宽度为2.63m。 3)总烟道
总烟道漏气量占烟气量5%左右,大闸板漏气量占烟气量5%~10%,其他漏气量为5%左右,因此,综合考虑总烟道处的总漏气量为50%,则可计算出总烟道面积为:
4.94??1+0.50?=7.41m2
1设总烟道高度与宽度相同,则可计算出总烟道高度与宽度为2.72m。 烟道上面为拱碹结构,碹的中心角为90°,碹厚为230mm。 6.4.2 烟囱设计
1、烟囱高度
玻璃熔窑规模不同时,由于排烟系统内烟气流速与局部阻力情况相仿,因此玻璃熔窑阻力的差值比窑规模的差值要小得多,即不同规模的熔窑所需烟囱高度相差不大,大型池窑的烟囱高度在45~55m之间。本设计取烟囱高度为50m。
2、烟囱上口内径
烟囱内烟气流速按5Nm/s计算,烟气与漏气量的总流量为7.41m3/s,则可计算出烟囱上口内径为1.37m。 6.4.3 交换器选型
交换器是气体换向设备,对交换器的要求是:换向迅速,操作方便可靠,严密性好,气体流动阻力小以及检修方便。
换向器的类型很多,主要有跳罩式煤气换向器、圆盘阀水冷闸板空气换向器、闸板式空气换向器与水冷闸板式空气换向器等。对于重油、天然气、城市煤气等高热值燃料是通过电磁阀或调节阀来自动换向。本设计采用电磁阀来自动换向。 6.4.4 闸板选型
烟道上的闸板有:分支烟道闸板、中间烟道闸板、余热锅炉闸板、总烟道闸板以及小炉上升道闸板等。按窑型及其配置的不同,而对闸板的选择要进行取舍。
本设计采用我国生产的HZ系列的分支烟道闸板与总烟道闸板。
35