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风机在除尘系统设计中的优化

风机在除尘零碎设计中的优化

【摘要】对电炉除尘零碎的分歧安插情势和主风机的调理体例停止了比力,提出了零碎节能在设计中的优化方式。

关头词:透风机 设计 优化

1、引言

炼钢电弧炉手艺的成长,焦点成绩是节能增效。古代炼钢电弧炉在工艺上的成长大大进步了电弧炉的装备才能,使其可以或许以尽量大的功率停止融化、升温操作,出产节拍加速,出产率进步。

跟着我国经济实力的加强和情况庇护力度的进步,在冶金企业中除尘零碎愈来愈遭到正视。电弧炉装备才能的进步,也促使其除尘零碎的设计程度和设备程度的进步,零碎的范围也越发复杂。大型除尘零碎的风量可达数十万m3/h以上,机电功率也高达数百kW,使其成为冶金企业中的耗能大户。是以,公道地停止零碎设计,有用下降能耗已成为除尘零碎设计的一个主要方面。电炉除尘零碎的首要用电装备为主排烟风机,其电耗占全数除尘装备电耗的80%以上,其他用电装备包罗电动阀门、输灰装备等。

所以,除尘零碎要下降能耗,首要就是要想法下降除尘风机的运转功率,在设计上可采纳公道安插零碎管路,尽可能下降零碎阻力和风量的办法,使主风机处于节能优化状况。

2、除尘零碎的分歧安插情势对能耗的影响

  1.安插情势

电炉炼钢车间的首要净化源是电炉、精辟炉冶炼时发生的烟气。除尘零碎可以按照详细环境对分歧净化源设置零丁的零碎(自力零碎),也能够把几处净化源归并设置一套集中处置(集中零碎)。

某厂不锈钢电炉炼钢车间设有一台交换电弧炉、一台氩氧脱碳精辟炉和一台钢包精辟炉。交换电弧炉的除尘采取炉内排烟及屋顶大密闭罩对烟气停止捕集,脱碳精辟炉除尘采取炉口烟罩捕集,钢包精辟炉除尘采取炉顶烟罩捕集。零碎的流程可以别离按自力零碎和集中零碎停止安插。

2.零碎设计

按照电炉冶炼的出产工艺,各座炉子的工艺出产节拍如图3所示,冶炼期和加料期轮回停止。

斟酌到各类工况下的烟气产生量设计选用的各抽风点风量。

 (1)自力零碎的设计

从工艺出产节拍及设计风量环境来看,电弧炉利用频仍,而脱碳精辟炉和钢包精辟炉则是间歇利用。所以由此可以别离设置一套除尘零碎供电弧炉除尘用,另外一套除尘零碎供脱碳精辟炉和钢包精辟炉适用。每套零碎均设一台除尘器和一台风机。

按照各条管路的性质选择的各零碎参数见

零碎的_风量呈现在电弧炉密闭罩利用时,而在电弧炉炉内排烟时因为内排烟管路长、风速高,别的还要颠末冷却装备等,所以阻力_。

在脱碳精辟炉、钢包精辟炉除尘零碎中增设一个屋顶罩的目标是为了掺混一部门空气,以下降零碎的烟气温度,包管除尘器进口温度小于130℃的要求。

(2)集中零碎的设计

把车间内的分歧净化源经由过程管道归并落后入一套除尘零碎,配合利用一台除尘器和一台风机

 因为管路零碎归并后的烟气温度能知足进入布袋除尘器的温度要求,是以可以不设屋顶烟罩,如许便可以使零碎总风量有所下降。

3.能耗比力

从以上两种分歧安插情势的能耗来看,自力零碎的主风机输出功率为810~912kW,总风量为37.6~56.9万m3/h。集中零碎的主风机输出功率规模为563~797kW,总风量为21.7~45.4m3/h。是以,集中零碎因各管路零碎的风量按照分歧的任务节拍停止组合,可以起到削峰填谷的感化,与自力零碎比拟较总风量较小,风机功率更小。从节能的角度斟酌,采取集中零碎更加经济。同时,从零碎的占空中积、保护调养等方面综合斟酌,集中零碎也更加公道。只要在一些特别环境下,如烟气粉尘性质分歧,需求别离停止收受接管操纵等,才斟酌采取自力零碎设计。

3、节能设计优化

1.除尘零碎风机节能运转的根据和方式

风机的轴功率为

N =QH1000η kW(1)

式中 Q———风机的风量,m3/s

H———风机的全压,Pa

η———风机的全效力

电炉除尘零碎的风量和风压在工艺出产进程的各个分歧阶段均不不异,响应的风机轴功率也分歧。是以,在工艺出产的分歧阶段采纳办法对风机运转时的功率停止调理,使风机没必要在_功率处持久运转,从而可以有用地下降能耗。按照工艺节拍和前述阐发,除尘零碎在电炉冶炼的分歧期间有分歧的风量和风压,计较获得的风机轴功率也有较大的差别,并具有调理的能够性。

对风机停止调理的目标是为了改动风机和管网中的风量,使其知足现实任务的需求,下降能耗。可以采纳两种方式对风机停止调理,一是改动管网特征曲线,二是改动风机的特征曲线。

改动管网特征曲线的调理方式,是在风机机能稳定的环境下,经由过程调理装置在管道中的阀门来调理管网压力损掉,以调理风量。这类方式在必然前提下固然能将风机的功率下降,但其响应的效力也会降落。出格是当调理规模过大时将使相当大一部门能量耗损在阀门上,反而形成了动力的华侈。

改动风机特征曲线的调理方式首要是改动风机转速。改动风机转速后,其效力连结稳定,功率则随风量和风压的减小而下降。风机转速改动时功率的转变为N1

N2=n13n23(2)

式中 N1和N2———工况1和2时的功率,kW

n1和n2———工况1和2时的转速,r/min

风机的功率和转速成3次方关系,从空气动力学实际上看,是比力公道的调理方式。而在现实运转中,风机调速运转采取液力耦合器经由过程改动输入轴转速的体例来完成。

2.除尘零碎风机调速运转的前提在除尘零碎设计中,对风机停止调速运转必需同时斟酌其可操作性和经济性。

(1)在分歧的功率下需求有必然的时候,以便于操作和调理。如在集中零碎中的_种工况下的风量为284286m3/h,没有必然的延续时候,在风量—时候曲线上只是一个拐点,所以在这类工况下不存在调理的能够性。而其它3种工况上风量曲线均显现出门路状,有不变的延续时候,可以作为调理的根本(见图4)。

(2)分歧工况的呈现有不变的纪律,重现性好,便于停止主动节制。从集中零碎的风量曲线上可以看出风量随冶炼时候有周期性的转变。所以风量的调理可以经由过程与工艺进程的连锁完成主动节制。

(3)畴前面阐发来看,自力零碎只要两种工况,且功率相差不大,只要11%。停止调速运转需求增添液力耦合器等装备,保护办理任务量响应增添,调速运转的节能意义不大。可经由过程采取调理风机出口阀门开度的方式停止节能运转。集中零碎有4种工况,风量的_值和风压的_值不是同时呈现,功率相差30%,零碎大部门时候不在_功率处运转,节能结果较好。所以应当采纳风机调速的办法停止节能运转。

 3.除尘风机调速运转的设计方式和节能结果

(1)设计方式

按照除尘零碎的风量、风压、功率———时候关系曲线,可对风机的机能提出要求,使其能合适在几个任务点正常运转的要求。对集中零碎来讲,就是第1、3、4等3个工况点。再按照通报功率的分歧,肯定液力耦合器的调速规模,并与有关工艺操作停止连锁节制。

在现实设计中肯定的风机功率与运转时候见表5。

(2)节能结果

如风机不停止调速运转,则应同时知足在_风量和_零碎阻力前提下的运转要求。

即风机风量为455000m3/h,风压为6350Pa。这类工况下的风机功率为1180kW。

任务轨制按24h/d,年运转300d计较,则每一年运转电耗为

1180×24×300=849.6万kW·h

风机调速运转时每周期为90min,其电耗为563×30/60+797×25/60+705×35/60=1024.6kW

折算成小时电耗为1024.6×60/90=683.1kW

每一年运转电耗为683.1×24×300=491.8万kW·h

对零碎风机调速运转前后的功耗比力可以获得:采纳风机调速运转年耗电量可下降357.8万kW·h,节电可达42%,节能结果明显。

4、结论

(1)电炉除尘零碎因其全部零碎庞大、电耗大,并且零碎的风量、风压随冶炼的分歧阶段有很大的差别,设计中应按照工艺运转的节拍,采纳恰当的体例停止节能运转。

(2)除尘零碎节能设计应起首斟酌零碎的公道安插,集中零碎的管路安插公道、零碎紧凑,可以获得较好的节能结果。同时,按照风量、风压的周期性转变纪律,找出主风机功率的转变纪律,停止节能运转。

(3)除尘零碎的节能运转对大规模调理应采取机电调速运转。小规模内调理可采取调理风机出口阀门开度巨细的方式停止。但阀门与风机出口之间应连结必然间隔,使风机叶轮出口处连结正常流场。总之,包管运转结果杰出,操作办理便利靠得住。

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