气力输送设备粉体输送系统基本参数计算
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发表时间：2016-02-26
气力输送设备粉体输送系统基本参数计算
1．输灰管道当量长度Leg 输灰管道的总当量长度为
Leg=L+H+∑nLr （m）
2．灰气比μ 根据所选定的空气压缩机容量和仓泵出力，用下式可计算出平均混合比
μ=φGhX103/[ Qmγa(t2+t3)] (kg/kg) Gh=ψγhνp (t/仓) Gh—仓泵装灰容量，t/仓。
灰气比的选择取决于管道的长度、灰的性质等因素。对于输送干灰的系统，μ值一般取7-20 kg/kg。当输送距离短时，取上限值；当输送距离长时，则取下限值。
3．输送系统所需的空气量 因单、双仓泵均系间断工作，故系统所需的空气量应根据仓泵每一工作周期所需的气耗量．再折合成每分钟的平均耗气量即
体积流量 Qa=φGhX103/[μγa(t2+t3)] (m³/min)
质量流量 Ga=Qaγa=16.67 Gm/μ (kg/min)
4. 灰气混合物的温度 输送管始端灰气混合物的温度可按下式计算
tm=( Gmchth+ Gacata)/( Gmch+Gaca) (℃)
式中Gm—系统出力，kg／min；ch—灰的比热容，kcal／(kg℃) ；th—灰的温度，℃；ca—空气的比热容，一般采用0.24kcal／(kg℃)；ta—输送空气的温度，℃。
因灰气混合物在管道内流动时不断向外界散热，故混合物的温度逐渐下降，其温降值与周围环境温度、输送管道的直径等因素有关。根据经验，每100m的温降值一般为6—20℃。当混合物与周围环境的温度差大时，取上限值；温度差小时取下限值。
5．输送速度 仓泵正压气力除灰系统输送的距离一般比较长，为保证系统安全经济运行，沿输送管线的管径需逐段放大，一般均配置2—3种不同管径的管道，以使各管段的输送速度均在设计推荐范围内，根据实践经验，各管段的输送速度推荐如下：
管道始端的速度：νb =10-12m／s；
前、中段管道末端的速度：νe=15-20m／s；
后段管道末端的速度：νe=15-25 m／s。
计算管段的实际末端的速度νe可按下式计算
νe=0.0212Qe/D2 (m/s) Qe=(paTe/peTa).Qm (m3/s)
式中Qe—计算管段终端的容积流量, m³/min；pe—计算管段终端绝对压力,Pa；Te—计算管段终端温度，K；pa—当地大气压力，Pa；Ta—当地大气平均温度，K；D—输送管道的内径，m。
气力输送除灰设备的出力可根据系统的最大输送量(已考虑输送系统和设备维修时间等因素)来确定。对于仓式泵系统，计算时，根据设计输送量Gms和管道长度，可先初选某一规格的仓泵，然后核算仓泵的系统山力Gm，是否能满足输送要求，即Gm≥Gms。
单仓泵 Gm=60ψγhνp/(t1+t2) (t/h)
双仓泵 Gm=60ψγhνp/(t2+t3) (t/h)
t3=φX(νb/Qm)X[(po-pc)/pa]X[(273+ta)/ (273+t)] (min)
式中ψ—仓泵充满系数，一般取0.8；γh—灰的堆积密度，可近似取0.7~0.8t/m3；νp—仓式泵的几何容积．m³；t1—装满1仓灰所需的时间，与给料设备的形式和出力有关，min；t2—吹送1仓灰所需的时间，主要与输送管道的长度有关，min；t3—仓泵压力回升时间，min；φ—供气系统漏风系数，一般取1.1-1.2；νb—供气系统贮气总容积，m³；Qm—空气压缩机的自由空气流量, m³/min；po—仓泵开始吹灰时的压力，Pa；pc—仓泵停止吹灰时的压力，Pa；pa—当地大气压力，Pa；ta—当地大气平均温度，℃；t—压缩空气供气温度。
除灰系统的压力损失△p
仓泵正压气力除灰系统的压力损失是从整根管道的终端(即排入灰库的接口)向管道始端逐段进行计算的。正压气力输送除灰系统的压力损失由以下各部分组成。
1．管道压力损失△p1 输送管道的压力损失应为水平、垂直、倾斜管道以及管道附件压力损失的总和。为简化计算，一般可将各部分折合成当量长度的水平管道，则得计算公式如下
△p1={[pe2＋19.6 peλa(Lcq/D)(γeνe2/2g)]1/2－pe}(1＋Kμ) (Pa)
式中pe—计算管段终端的绝对压力，Pa，对于最后一段管道，pe即为入库接口处的压力；λa— 计算管段的空气摩擦阻力系数，按上面公式计算；Leq—计算管段的当量长度,m；D—计算管段的管道内径，m；γe—计算管段的终端的空气重度,kgf/m³；νe—计算管段的终端流速，m／s；μ—灰气混合比，kg(灰)/kg (气)；K—两相流系数，一般可通过试验求得。
2．输送设备的压力损失△pp 上引式仓泵内的压力损失展示如下,其他形式仓泵内的压力损失可参照选用。
仓式泵流量（m³/min ） 20-40 ＞40
压力损失△pp(Pa) 6000-12000 12000-15000
3．灰粒加速引起的压力损失△pac 在加料处、管道变径处以及弯管之后灰粒起动加速引起的压力损失，可按上面公式计算。
4．入库压力损失△po
△po=γeν2e(1+0.64)/2g (Pa)
式中所有参数均选用灰气混合物入库处的数值，据实测，△po一般为3000-5000 Pa.。
5．布袋收尘霉的压力损失△pi 一般可根据制造厂家提供的有关压力损失数据选用。
综合以上所述，可得正压气力输送除灰系统的压力损失计算公式如下：
△p =∑△p1 +△pp +△pac +△p0 +△pi (Pa)
式中 ∑△p1——各计算管段管道的压力损失的总和，Pa
受灰器负压除灰系统计算之系统出力Gm
系统出力Gm 系统出力可根据锅炉最大连续蒸发量时，每小时的总灰量或总渣量以及系统设备停运进行维护所需要的时间来确定，即
Gm=（Gtn/tm）X103 (kg/h)
式中G--锅炉最大连续蒸发量时每小时的总灰量或总渣量，t/h；tn—锅炉每班运行小时数，一般为8h；tm—气力除灰系统每班运行小时数，一般按4h考虑。
物料输送阀负压气力除灰出力Gf的计算
在一定的输送距离和浓度条件下，采用除灰控制阀的负压气力除灰系统的出力主要取决于管道的直径，其关系可参照
系统出力与管径关系 管径(mm) DN150 DN125 DN150 DN200 DN250
系统出力(t/h) 5-8 8-10 10-15 15-40 40-60
负压系统的系统出力可按下式计算
Gf=(Q/ v1)X[(p1 v1－p2 v2)/(k-1)]X3.6/[(w2/2g+Lf+H+ w2fNπ/2g)Xg] (t/h)
式中f—摩擦系数；g—重力加速度，9.81m／s² ；H—垂直升高，m；Lf—输送水平距离，m；k—定墒指数，可取1.2；N—90°弯头个数，当弯头小于90°时，折算为90°弯头；p1—负压设备进口空气压力，Pa(绝对)；P2--负压设备出口空气压力，Pa(绝对)；Q--负压设备进口空气流量，m³/S；v1—负压设备进口空气比容，m³／kg；v2—负压设备出口空气比容，m³／kg；w—管道平均流速，m／s。
1．输灰管道当量长度Leg 输灰管道的总当量长度为
Leg=L+H+∑nLr （m）
2．灰气比μ 根据所选定的空气压缩机容量和仓泵出力，用下式可计算出平均混合比
μ=φGhX103/[ Qmγa(t2+t3)] (kg/kg) Gh=ψγhνp (t/仓) Gh—仓泵装灰容量，t/仓。
灰气比的选择取决于管道的长度、灰的性质等因素。对于输送干灰的系统，μ值一般取7-20 kg/kg。当输送距离短时，取上限值；当输送距离长时，则取下限值。
3．输送系统所需的空气量 因单、双仓泵均系间断工作，故系统所需的空气量应根据仓泵每一工作周期所需的气耗量．再折合成每分钟的平均耗气量即
体积流量 Qa=φGhX103/[μγa(t2+t3)] (m³/min)
质量流量 Ga=Qaγa=16.67 Gm/μ (kg/min)
4. 灰气混合物的温度 输送管始端灰气混合物的温度可按下式计算
tm=( Gmchth+ Gacata)/( Gmch+Gaca) (℃)
式中Gm—系统出力，kg／min；ch—灰的比热容，kcal／(kg℃) ；th—灰的温度，℃；ca—空气的比热容，一般采用0.24kcal／(kg℃)；ta—输送空气的温度，℃。
因灰气混合物在管道内流动时不断向外界散热，故混合物的温度逐渐下降，其温降值与周围环境温度、输送管道的直径等因素有关。根据经验，每100m的温降值一般为6—20℃。当混合物与周围环境的温度差大时，取上限值；温度差小时取下限值。
5．输送速度 仓泵正压气力除灰系统输送的距离一般比较长，为保证系统安全经济运行，沿输送管线的管径需逐段放大，一般均配置2—3种不同管径的管道，以使各管段的输送速度均在设计推荐范围内，根据实践经验，各管段的输送速度推荐如下：
管道始端的速度：νb =10-12m／s；
前、中段管道末端的速度：νe=15-20m／s；
后段管道末端的速度：νe=15-25 m／s。
计算管段的实际末端的速度νe可按下式计算
νe=0.0212Qe/D2 (m/s) Qe=(paTe/peTa).Qm (m3/s)
式中Qe—计算管段终端的容积流量, m³/min；pe—计算管段终端绝对压力,Pa；Te—计算管段终端温度，K；pa—当地大气压力，Pa；Ta—当地大气平均温度，K；D—输送管道的内径，m。
气力输送除灰设备的出力可根据系统的最大输送量(已考虑输送系统和设备维修时间等因素)来确定。对于仓式泵系统，计算时，根据设计输送量Gms和管道长度，可先初选某一规格的仓泵，然后核算仓泵的系统山力Gm，是否能满足输送要求，即Gm≥Gms。
单仓泵 Gm=60ψγhνp/(t1+t2) (t/h)
双仓泵 Gm=60ψγhνp/(t2+t3) (t/h)
t3=φX(νb/Qm)X[(po-pc)/pa]X[(273+ta)/ (273+t)] (min)
式中ψ—仓泵充满系数，一般取0.8；γh—灰的堆积密度，可近似取0.7~0.8t/m3；νp—仓式泵的几何容积．m³；t1—装满1仓灰所需的时间，与给料设备的形式和出力有关，min；t2—吹送1仓灰所需的时间，主要与输送管道的长度有关，min；t3—仓泵压力回升时间，min；φ—供气系统漏风系数，一般取1.1-1.2；νb—供气系统贮气总容积，m³；Qm—空气压缩机的自由空气流量, m³/min；po—仓泵开始吹灰时的压力，Pa；pc—仓泵停止吹灰时的压力，Pa；pa—当地大气压力，Pa；ta—当地大气平均温度，℃；t—压缩空气供气温度。
除灰系统的压力损失△p
仓泵正压气力除灰系统的压力损失是从整根管道的终端(即排入灰库的接口)向管道始端逐段进行计算的。正压气力输送除灰系统的压力损失由以下各部分组成。
1．管道压力损失△p1 输送管道的压力损失应为水平、垂直、倾斜管道以及管道附件压力损失的总和。为简化计算，一般可将各部分折合成当量长度的水平管道，则得计算公式如下
△p1={[pe2＋19.6 peλa(Lcq/D)(γeνe2/2g)]1/2－pe}(1＋Kμ) (Pa)
式中pe—计算管段终端的绝对压力，Pa，对于最后一段管道，pe即为入库接口处的压力；λa— 计算管段的空气摩擦阻力系数，按上面公式计算；Leq—计算管段的当量长度,m；D—计算管段的管道内径，m；γe—计算管段的终端的空气重度,kgf/m³；νe—计算管段的终端流速，m／s；μ—灰气混合比，kg(灰)/kg (气)；K—两相流系数，一般可通过试验求得。
2．输送设备的压力损失△pp 上引式仓泵内的压力损失展示如下,其他形式仓泵内的压力损失可参照选用。
仓式泵流量（m³/min ） 20-40 ＞40
压力损失△pp(Pa) 6000-12000 12000-15000
3．灰粒加速引起的压力损失△pac 在加料处、管道变径处以及弯管之后灰粒起动加速引起的压力损失，可按上面公式计算。
4．入库压力损失△po
△po=γeν2e(1+0.64)/2g (Pa)
式中所有参数均选用灰气混合物入库处的数值，据实测，△po一般为3000-5000 Pa.。
5．布袋收尘霉的压力损失△pi 一般可根据制造厂家提供的有关压力损失数据选用。
综合以上所述，可得正压气力输送除灰系统的压力损失计算公式如下：
△p =∑△p1 +△pp +△pac +△p0 +△pi (Pa)
式中 ∑△p1——各计算管段管道的压力损失的总和，Pa
受灰器负压除灰系统计算之系统出力Gm
系统出力Gm 系统出力可根据锅炉最大连续蒸发量时，每小时的总灰量或总渣量以及系统设备停运进行维护所需要的时间来确定，即
Gm=（Gtn/tm）X103 (kg/h)
式中G--锅炉最大连续蒸发量时每小时的总灰量或总渣量，t/h；tn—锅炉每班运行小时数，一般为8h；tm—气力除灰系统每班运行小时数，一般按4h考虑。
物料输送阀负压气力除灰出力Gf的计算
在一定的输送距离和浓度条件下，采用除灰控制阀的负压气力除灰系统的出力主要取决于管道的直径，其关系可参照
系统出力与管径关系 管径(mm) DN150 DN125 DN150 DN200 DN250
系统出力(t/h) 5-8 8-10 10-15 15-40 40-60
负压系统的系统出力可按下式计算
Gf=(Q/ v1)X[(p1 v1－p2 v2)/(k-1)]X3.6/[(w2/2g+Lf+H+ w2fNπ/2g)Xg] (t/h)
式中f—摩擦系数；g—重力加速度，9.81m／s² ；H—垂直升高，m；Lf—输送水平距离，m；k—定墒指数，可取1.2；N—90°弯头个数，当弯头小于90°时，折算为90°弯头；p1—负压设备进口空气压力，Pa(绝对)；P2--负压设备出口空气压力，Pa(绝对)；Q--负压设备进口空气流量，m³/S；v1—负压设备进口空气比容，m³／kg；v2—负压设备出口空气比容，m³／kg；w—管道平均流速，m／s。