本發(fā)明涉及一種整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法。

背景技術(shù)：

倉氣化系統(tǒng)是一種重要的料倉下料輔助手段，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的料倉設(shè)計中。氣化系統(tǒng)是向料倉通入壓縮空氣，使得倉內(nèi)物料流態(tài)得以改善，幫助物料順利排出料倉。電力行業(yè)的灰?guī)?、石灰石粉倉等都采用了氣化系統(tǒng)。然而，氣化壓力如何得出，一直是料倉氣化系統(tǒng)設(shè)計的難題。長久以來，電力行業(yè)一直沿用了美國艾倫公司工程標準，計算公式如下：

式中：

p_F－氣化壓力，kg/m³；

ρ－物料堆積密度，kg/m³；

h_w－物料自然堆積錐體底部距離頂部的高度，m。

該計算方法簡單易用，但其簡單的將料倉內(nèi)的物料當作流體，與實際相差很遠，因為物料的密度分布是不均勻的，各種物料之間是有差異的?，F(xiàn)在多個電廠運行下來，反映風機電流超負荷，運行不理想。許多設(shè)計院還只能用經(jīng)驗值來選取氣化壓力，往往造成事故，如風機超電流燒壞，灰?guī)觳荒苎b滿灰，造成庫容浪費嚴重等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根據(jù)料倉內(nèi)物料的特性，結(jié)合料倉的材料、料倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對物料在料倉內(nèi)的受力進行分析研究，含料倉結(jié)構(gòu)應(yīng)力，物料在料倉內(nèi)氣化分階段變化過程等方面的深入研究和分析，得出了以物料特性、料倉結(jié)構(gòu)型式、料倉材料等因素代入氣化壓力計算的計算方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，它包括錐底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，所述的錐底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法首先計算特性縱坐標值A(chǔ)_z：

式中：

A_z－特性縱坐標值；

－料倉錐體部分氣化裝置a－a處的直徑，mm；

ψ′－物料壁面摩擦角，°，根據(jù)實驗測得；

ψ－物料內(nèi)摩擦角，°，根據(jù)實驗測得；

h_zc－計氣化裝置a－a處的錐角高，mm，按式(1－2)計算；

氣化裝置板側(cè)垂直方向分力按式(1－3)計算：

式中：

－氣化裝置a－a處板側(cè)的垂直方向分力，kPa；

g－重力加速度，一般取9.8m/s²；

氣化裝置板側(cè)水平方向分力按式(1－4)計算：

式中，－氣化裝置a－a處板側(cè)的水平方向分力，kPa；

氣化裝置a－a處的板側(cè)壓力按式(1－5)計算：

式中，－氣化裝置a－a處板側(cè)壓力，kPa；

因此，氣化風機的壓力按式(1－6)計算；

式中，Δp_F－管道和氣化裝置壓力損失，kPa。

一種整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，它包括平底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，所述的平底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法首先計算特性縱坐標值A(chǔ)：

式中：

D_i－料倉直筒部分內(nèi)壁直徑，mm；

h_c－料倉物料自然堆積的錐體高度，mm，按式(1－8)計算得出；

氣化板側(cè)壓力p_v，按式(1－9)計算：

式中，h_w－物料自然堆積錐體底部距離庫底的高度，mm；

則，風機壓力按式(1－10)

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％ (1－10)。

本發(fā)明的有益效果是：通過該計算方法，能夠準確計算出料倉所需的氣化壓力，從而正確設(shè)計出氣化系統(tǒng)，節(jié)約了氣化風機電耗，避免造成如風機超電流燒壞等事故，也避免了造成庫容的嚴重浪費。

附圖說明

圖1為本發(fā)明對粉體物料流態(tài)化氣化前的流動特性圖；

圖2為本發(fā)明對粉體物料流態(tài)化氣化后的流動特性圖；

圖3為本發(fā)明通過多孔氣化板向料倉內(nèi)充入氣化空氣，進入流化床狀態(tài)時氣化壓力變化圖；

圖4為本發(fā)明錐底料倉a－a處氣化壓力圖；

圖5為本發(fā)明平底料倉氣化壓力圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖4所示，一種整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，它包括錐底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，所述的錐底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法首先計算特性縱坐標值A(chǔ)_z：

式中：

A_z－特性縱坐標值；

－料倉錐體部分氣化裝置a－a處的直徑，mm；

ψ′－物料壁面摩擦角，°，根據(jù)實驗測得；

ψ－物料內(nèi)摩擦角，°，根據(jù)實驗測得；

h_zc－計氣化裝置a－a處的錐角高，mm，按式(1－2)計算；

氣化裝置板側(cè)垂直方向分力按式(1－3)計算：

式中：

－氣化裝置a－a處板側(cè)的垂直方向分力，kPa；

g－重力加速度，一般取9.8m/s²；

氣化裝置板側(cè)水平方向分力按式(1－4)計算：

式中，－氣化裝置a－a處板側(cè)的水平方向分力，kPa；

氣化裝置a－a處的板側(cè)壓力按式(1－5)計算：

式中，－氣化裝置a－a處板側(cè)壓力，kPa；

因此，氣化風機的壓力按式(1－6)計算；

式中，Δp_F－管道和氣化裝置壓力損失，kPa。

如圖5所示，一種整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，它包括平底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法，所述的平底整體流料倉氣化系統(tǒng)計算方法首先計算特性縱坐標值A(chǔ)：

式中：

D_i－料倉直筒部分內(nèi)壁直徑，mm；

h_c－料倉物料自然堆積的錐體高度，mm，按式(1－8)計算得出；

氣化板側(cè)壓力p_v，按式(1－9)計算：

式中，h_w－物料自然堆積錐體底部距離庫底的高度，mm；

則，風機壓力按式(1－10)

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％ (1－10)。

本發(fā)明的理論基礎(chǔ)是：如圖1～圖3所示，當適量的流體均勻通過顆粒層時，使粉體疏松，顆粒之間的流動摩擦阻力降低，從而使之具有類似于流體的性質(zhì)，這就是粉體的流態(tài)化。如果通過顆粒層的流體為氣體，工程中就稱為“氣化”。

通過對粉體物料流態(tài)化深入研究，發(fā)現(xiàn)對于存氣性好的物料，氣化后，流動特性接近于流體(見圖1和圖2)。料倉通過合理設(shè)置氣化裝置，改善物料流態(tài)和流態(tài)分布。粉體流態(tài)化研究表明，通過多孔氣化板向料倉內(nèi)充入氣化空氣，進入流化床狀態(tài)時，壓損總是等于單位面積上受到的壓力，且保持不變(見圖3)。因此，氣化板側(cè)壓力等于臨界流化狀態(tài)下的壓損。

工程情況：鋼筋混凝土灰?guī)欤降捉Y(jié)構(gòu)。共計4座，每座灰?guī)煊行烊?950m³，直徑15m，總高度25m，裝灰層總高度14m。粉煤灰物料特性參考參數(shù)：堆積密度990kg/m³，內(nèi)摩擦角ψ為39.23°，壁面摩擦角ψ′為29.65°。

計算如下：

第一步：計算物料自然堆積的錐體高度hc：

第二步：計算特性縱坐標值A(chǔ)：

第三步：計算氣化板側(cè)壓力p_v：

第四步：計算氣化風機壓力p_F：

p_F＝(p_v+Δp_F)×110％

＝(79.07+20)×110％

＝109kPa

據(jù)此，根據(jù)電廠氣化風機壓力按117.6kPa選取。經(jīng)過一段運行時間的檢驗，該電廠氣化系統(tǒng)運行良好，沒有出現(xiàn)以往工程風壓不足、風機超電流、冒灰等現(xiàn)象，也沒有應(yīng)氣化壓力問題不能滿庫的情況，該套系統(tǒng)得到了業(yè)主的好評。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。