田宝鹏120吨转炉计算

学 号：200615140219蓝字小磊 ?红字可删除 懋总藐"hebei Polytechnic University课程设计说明书Graduate design（thesis）课程设计题目：120吨转炉设计学生姓名：田宝鹏专业班级：06冶金2班学 院：冶金与能源学院指导教师：贾雅楠2010年03月13日2.1转炉计算2.1.1炉型设计1. 原始条件炉子平均出钢量为」20吨，钢水收得率取91%，最大废钢比取10%，采用 废钢矿石法冷却铁水采用P08低磷生铁[w(si)<0.85% w(p)<0.2% w(s)<0；05%] 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0Mpa2. 炉型选择根据原始条件采锥球型作为本设计炉型3. 炉容比取 V/T=1.034. 熔池尺寸的计算1)熔池直径的计算公式 D = KGt(1)确定初期金属装入量G：取B=15%则G=2 x 120 12 + 15% 0.91=122.67( t)G _ 122 .67p 6.8金=18 .04( m3)(1) 确定吹氧时间:根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50〜57 m 3 /1(钢)，高磷铁水约为62〜69 m3/1(钢)，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为55m3 /1(钢)。

并取吹氧时间为18min，则供氧强度二吨钢耗氧量 =55 = 3.06[m 3/(t - min)]吹氧时间 18取 K =1.75 贝U D = 1.7^422,67 = 4.58(m)182) 熔池深度计算筒球型熔池深度的计算公式为h V金 + 0.036 D 3 18.04 + 0.063 x 4.58 3 1 670.7 D 2 0.7 x 4.58 2 ^确定 d =4.58m, h =1.67m3) 熔池其他尺寸确定(1)球冠的弓形高度：七=0.08 D = 0.08 x 4.58 = 0.366 (m)(2) 炉底球冠曲率半径：R = 1.1 D = 1.1 x 4.58 = 5.038 (m)5. 炉帽尺寸的确定1) 炉口直径d :0d0 = 0.48 D = 0.48 x 4.58 = 2.20 (m)2) 炉帽倾角0 :取 0 = 60 03) 炉帽高度H帽1 1H 锥=~( D - d0)tan 0 = ^(4.58 - 2.20) tan 64 0 = 2.44(m)取H 口 = 350 mm，则整个炉帽高度为：H 帽=H 锥 + H = 2.44 + 0.35 = 2.79( m)在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为：V = — H( D 2 + Dd + d 2)+ — d 2H 帽 12 锥 0040 口— —=—x 2.44 x (4.58 2 + 4.58 x 2.20 + 2.20 2) + — x 2.20 2 x 0.35 = 24.3(m 3)12 46. 炉身尺寸确定1） 炉膛直径d膛=D =4.58m （无加厚段）2） 根据选定的炉容比为1.03，可求出炉子总容积为V 容=1.03 x 120 = 123 .6( m 3)V身=V总—V池—V帽=123 .6 — 18.04 — 24.3 = 81.26( m3)3) 炉身高度H = — = — = 4.93( m)身 —x D 2 —x 4.582444) 炉型内高H 内=h + H 帽 + H 身=1.67 + 2.79 + 4.93 = 9.39( m)7. 出钢口尺寸的确定1） 出钢口直径 d = .63 + 1.75 T = v63 + 1.75 x 120 罚 17 （cm ） = 0.17 （m）2） 出钢口衬砖外径d =6dt = 6 x 0.17 = 1.02（m）3） 出钢 口长度 L = 7d = 7 x 0.17 = 1.19（m）4） 出钢口倾角& :取p = 1508. 炉衬厚度确定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为 700+115+90=905（ mm）炉壳内径为D壳内 =4.58 + 0.905 x 2 = 6.39炉帽和炉底工作层均选600mm，炉帽永久层为120mm，炉底永久层用标准镁砖立 砌，一层230mm，粘土砖平砌三层65x3=195（mm）,则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025 （mm），故炉壳内形高度为 h = 9.39 + 1.025 = 10.415 （m），工作层材质全部采用镁碳砖。

9. 炉壳厚度确定炉身部分选60mm厚的钢板，炉帽和炉底部分选用55mm厚的钢板则H 总=10415 + 55 = 1 0 4 7(0mm )D 壳=6390+ 2 x 60 = 6 5 1 0mm )炉壳转角半径SR = SR = 8 0 侦 mm )SR 3 = 0.55 广=0.5 x 1 0 2 5= 5 1 0 mm )10.验算高宽比H —总D壳104756520=1.61可见，色总〉1.3，符合高宽比的推荐值因此所设计的炉子尺寸基本上是合 D壳适的能够保证转炉的正常冶炼进行转炉砖称（砌砖）⑴炉身砖称① 炉身永久层选用 M-28 型(镁砖 115 x 230 ,' 220 x 65 )外圈砖数=6230 x " = 85 （块）230内圈砖数=（6230 一 115x2）』兀=85.6躅86 （块）故，每层选用86块层数二5°8 1468 +(714 - 405 ) =]05.5 “^ (层)，根据实际炉型，选用 106 65层，除去出钢口处的影响要减掉30块砖，共计9086块砖② 炉身填充层该层厚100mm，用焦油镁砂捣打而成③ 炉身工作层选用氧气炼钢转炉用碱性砖，80/36。

夕卜圈砖数二(629一 115才100次2)，兀=me 510 (块)内圈砖数二(6290 - 115 , 2 - 100 x 2 — 650 x 2)』兀=108.4 58 (块)132故，每层选用108块层数二5080 + 1468 +(714 - 405 ) = 68.5 (层)，根据实际炉型，选用69层，除 100去出钢口处的影响要减掉36块砖，共计7347块砖⑵炉帽砖称① 炉帽永久层选用 M-21 型(镁砖 300 x 75.； 65 x 150 )估算层数=2410 + 160 = 17.1捉(层)150根据实际炉型，选用16层，除去出钢口处的影响要减掉70块砖，共计3720 块砖② 炉帽工作层炉帽工作层选用氧气炼钢转炉用碱性砖型号 4 (210*190/170*70)，型号 5 (210*170/150*70)选用4号砖砌外围第4圈第一层用砖数为：(6520-230*3-200) *3.14/190=93 块第二层用砖数为：(6520-230*3-200-35*2) *3.14/190=92 块第三层用砖数为：(6520-230*3-200-35*4) *3.14/190=91 块第35层用砖数为59块，则外围第4圈用砖总数为2660块。

选5号砖砌外围第5圈第一层用砖数为：(6520-230*3-200-420) *3.14/170=96 块第二层用砖数为：(6520-230*3-200-420-35*2) *3.14/170=95 块第三层用砖数为：(6520-230*3-200-420-35*4) *3.14/170=94 块第35层用砖数为62块，则外围第5圈用砖总数为2765块⑧炉底砖称①炉底永久层选用标准镁砖(镁砖230 x 114 x 65 )立砌行与行之间错缝半块砖，采用单层立砌故，共计2230块砖② 炉底填充层选用标准黏土砖(115 x 230/220 x 65 )平砌行与行之间错缝半块砖，采用三层平砌故，共计1806块砖③ 炉底工作层选用氧气炼钢转炉用碱性砖，Tz-9 z307k(300 x 225 x 75)立砌行与行之间错缝半块砖，采用双层立砌故，共计2136块砖④ 炉底拐角处 这个不会该处均选用不同型号的镁砖(砌法见砌砖图)由上至下，依次为a. M-28 型(镁砖 115 x 230/220 x 65 ) 2363 是什么？夕卜圈砖数=』362 + 97 + 115 )x 2兀=气3 r 70 (块)230内圈砖数*363 + 97 )x 2兀=70,70 (块)220故，每层选用70块。

b. M-23 型(镁砖 230 x 115/105 x 65 )外圈砖数=(2363 +97+115 + 230 )x 2兀=访 3 553 (块)115内圈砖数=^363 + 97 + 115)x2“ =154 .1^154 (块)105故，每层选用153块C.M-28 型(镁砖 115 x 230 / 220 x 65 )外圈砖数=(2363 +97+115+230+115 )x 2 兀=桐 80 (块)230内圈砖数='363 + 97+115 +230)x2— = 8°」躅 80 (块)220故，每层选用80块d. M-23 型(镁砖 115 x 230 / 220 x 65 )外圈砖数(2363 + 97 + 230)X 2K = 147 .0 147 (块)115内圈砖数=(2363 + 97 )x 2兀=⑷^47 (块)220故，每层选用147块e. M-23 型(镁砖 115 x 230/220 x 65 )外圈砖数(2363 + 97 + 460 )x 271 = 159 ,5 , 160 (块)115内圈砖数=&363 + 97 + 230 * 2兀=161 .0 ^ 161 （块）故，每层选用160块。

f. M-22 型（镁砖380 x 75/65 x 150）夕卜圈砖数二（2363 + 9； 380 X 2兀=238.0 用 238 （块）内圈砖数二（2363 + 97 X 2" = 237.8 r 238 （块）故，每层选用238块g. M-26 型（镁砖 345 x 150 ..130 x 65 ）夕卜圈砖数二G363 + 9" 345）x 2兀=117.5 ^ 118 （块）内圈砖数二（2363 + 97）x 2" = 118.9 r 119 （块）130故，每层选用118块根据实际炉型，选用14层，共计3179块砖⑷出钢口砖称此处定做外径$ 1020，内径$ 170，长1190的氧气炼钢转炉用碱性砖一块转炉内型与炉壳之间没有砖称填充的地方均用焦油镁砂捣打而成的填充料填充2.1.2转炉倾动力距计算及电机功率确定2.12转炉空炉重心计算1、炉衬重心（以炉壳底为原点）① 帽锥圆柱体体积公式为V =兀r2h圆柱体重心公式为y = ~h2-兀h ^R 2 + Rr + r2)3截锥体体积公式为V =截锥体重心公式为y =由以上公式求得V =1.294m3柱V =21.124m3小锥V =59.415m3大锥h R 2 + 2Rr + 3r 24 R 2 + Rr + r2y 柱=2.485my 小锥=1.013my 大锥=1.136mV帽=V大锥- V小锥-V柱=36.997m3y = 7.628 + 字锥帽V小锥 ' 小锥一V柱 '柱=8.787 （m）V帽② 炉身（圆筒）V =163.773m3大柱V =80.029m3小柱V「V -V ,、=83.744m3 y 筒=1.47+2.495=3.965m③ 炉身(截锥)y 大柱=2.495my 小柱=2.495m截锥体体积公式为V1=一兀h3(R 2 + Rr + r 2 )截锥体重心公式为yR2 + 2Rr + 3r 2R2 + Rr + r2由以上公式求得y 小锥=0.491m y 大锥=0.517mV =13.089m3小锥V =30.1m3大锥V qV 大锥-V 小锥=17.011m3Y = 0.362 + V大锥y大锥 V小锥y小锥=0.899 （m）锥 V锥④ 炉底球缺体体积公式：V=V =41.3805m3大球缺Y大球缺容腿V =1.996m3小球缺Y小球缺=4.731mV衬=V大球缺一V小球缺=39.3845m3Y = 帽 筒 炉身（截锥） 底=4.498 m衬 V衬G、、=V 衬 x2.85x103=504.839t2、衬炉壳重心（以炉壳底为原点）①炉帽V 大=62.09m3 y 大=1.141mV 小=59.4152m3 y 小=1.136mV r=V 大-V 小=2.6748m3y = 7.628 + V大 '大V小 ' 小=8.880 m帽 v帽y 大=2.495my j=2.495m②炉身V =170.218m3大V =163.773m3小V /V 大-V 小=6.445m3y =1.47+2.495=3.965m炉身（锥体）：V 大=31.271m3 y 大=0.517mV 小=30.1m3 y 小=0.517mV 广V 大-V 小=1.171m3V = 0.362 + V大 '大V小 y 小 = 0.879 m壳 V壳⑶炉底：V 大=84.118m3 y 大=5.399mV 小=41.38m3 y 小=5.132mV ^=V 大一V 小=1.613m3y = V大 y 大—V小y 小=1.145 m底 v底V 才帽+V身+ V截锥+V底=53.029m3y = L + * "截锥 + V底=1.241m壳 V壳G±=V±x7.8x103=413.626t壳壳y = G 衬 y 衬 + G 壳 y 壳=3.031m炉 G衬+ G壳则耳轴位置定为3.031+0.100=3.131m2.2氧枪设计2.2.1喷头设计1. 原始数据转炉公称容量120吨，低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主。

转炉参数，炉容比V/T=1.03，熔池直径D=4580mm,有效高度H 内= 9390mm,熔 池深度h= 1670mm2. 计算氧流量取吨钢耗氧量55m3，吹氧时间18min,则氧流量q = 55 x 150 /18 = 3 6 67 ・ 3 / mi)3. 选用喷孔出口马赫数为M=2.0 ,采用三孔喷头，喷孔夹角为12°4. 设计工况氧压查等熵流表，当M=2.0时0, P / P0 = 0.1278 ,定 P膛=1.3 x 10 5 Pa，贝U1.3 X 10 5=10.17 X 10 5 (pa )0.12785.计算喉口直径每孔氧流量/4 = 366 .7 /3 = 122 .2侦 3 / m i )=10.17 x 10 5 Pa ,利用公式 q = 1.784 C t% ,令 c = 0.90, T = 290 K, pD

局部 阻损系数& =1.52. 中心氧管管颈的确定1）中心氧管管颈的公式为：2)管内氧气的工矿体积流量:qv = qv° - 0 = 366 .7 x 1 约 =38 .3^m3 / min ) = 0.64 ^m3 / s)10.17 x 2733)中心氧管的内截面积:=0.013 (m 2 ) 480.644)中心氧管的内径:5)根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为①140 mm x 5mm的钢管验算氧气在钢管内的实际流速:qv——a00.64=48.22(m / s)兀—x (0.13)2符合要求3.1)中层套管管径的确定 环缝间隙的流通面积:mw =120=0.0067 (m 2 )5 x 36002)中层管的内径为:：(0.14 )2 + 4 * 0.0067 = 0.17 (m )= 170 (mm )根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为①180 mm x 5 mm的钢 管3）验算实际水速:1203600=4.56 (m / s) x ； x 1(0.17)2 - (0.14)2」符合要求4.外层套管管径的确定1）出水通道的面积：Ap= ~^w = 120 =0.0056 (m 2)6 x 36002) 外管内径为:d = }'(d，)2 + 4A^ = ：(0.18 )2 + 4 * 0.0056 = 0.197 (m )= 200 (mm )3 * 2 兀 兀根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为①219 mm * 11 mm的 钢管。

3)验算实际水速：120 ( )丁 3600 ：*k197 )2 -(0.180 J 663S ')4符合要求5. 中层套管下沿至喷头面间隙h的计算该处的间隙面积为：A = 75 % * = 75 % * —120— = 0.0036 (m 2)h v 7 * 3600h又知兀(d■2+ d ')h■2 ，士后， 2A _ 2 * 0.0036 () ()故 h = -(d h_ ( = 0.0065 \m ) = 6.5 vmm )22 . .6. 氧枪总长度和行程确定1) 根据公式氧枪总长为：H = h + h + h + h + h + h + h + h枪 12345678 =8.160 + 1.212 + 4.403 + 5.033 + 0.800 + 0.800 + 1.000 + 0.500=21.908 (m )式中："一氧枪最低位置全炉口距离；h 2 一炉口至烟罩下沿的距离，取1.212m；h3一烟罩下沿至烟道拐点的距离，取4.403m；h 一烟道拐点至氧枪孔的距离； 4h5 —为清理结渣和换枪需要的距离，取0.800m；h 6 一根据把持器下段要求决定的距离；h 7 一把持器的两个卡座中心线间的距离；h 8 —根据把持器上段要求决定的距离。

2) 氧枪行程为：H 行=h + h2 + h3 + h4 + h = 8.160 + 1.212 + 4.403 + 5.033 + 0.800 = 19 .608 (m)7. 氧枪热平衡计算 冷却水消耗量的计算:_ 0.983 X 10 6 x 兀 X 0.219 X 16.4 = 105 ° 3 / 入)< 其 ° 3 / 入) 4.186 x 10 3 x (45 - 20)q〃 < qmw，证明前面设计中选择的耗水量是足够的，且也是合适的.8. 氧枪冷却水阻力计算氧枪冷却水系统是由输水管路、软管和氧枪三部分串联而成的冷却水系统 最大阻力损失部分是氧枪，大约占总阻力损失的80%以上利用氧枪进水管入 口和回水管出口两个平面的实际气体的柏努力方程式，即其能量平衡关系来确定 氧枪冷却水的进水压力设进水管入口为I面，回水管出口为11面，则：P + Z p g + p = P + Z - p g + p + h 1 1 2 ° ° 2 失 1-2式中:P , p —进、出口压力，Pa;Z，Z0 — I- 11面高度，m;V,V —进、出水速度，m/s;p —水的密度，(1000 kg/m3);g —重力加速度，m/S2.因为Z产Z°"v”,P_0，所以P户由尸即氧枪冷却水的进水压力近似等于 0 1 p 0 ^失1-2氧枪冷却水的阻力损失。

其阻力损失为:2.3烟气净化系统设备设计及计算2.3.1.吹炼条件转炉公称容量为120吨，2吹2,金属最大装入量为G=132吨，铁水含碳量 W] (c) =4.25%,钢水含碳量W2 (c) =0.15%,冶炼周期为40min,吹氧时间 为 18mino1. 烟气及烟尘有关参数炉气成分：CO=86% , CO2=10% , N2=3.5% ,O2=0.5%烟气进口尘浓为Co=0.109kg/E供氧强度 B=3.06 m 烟气浓度的修正根据回收中期，烟气量为炉气量的103000/92000=1.12倍，故进口烟尘浓度 应作修正，艮|3：/(t-min)燃烧系数(1=0.08进入净化系统的气温*=900°C2. 供水温度 因一文用不经冷却循环水为40°C,二文用循环水经冷却为30°C,供水压力为 Pw=0.3MPa (送至用户最高点)1)炉气量qVo的计算「 I 22.4 60q = G Lw (c) — w (c) Jx x — x 1.8v0 1 2 12 t( )22.4 60=132 x 10 3 x U.25% - 0.15 % 人 x ——x 1.812 18=60614 .77 Cn 3 / 久)故 g = 61000 m3 / hv02)烟气量计算采用未然法，空气燃烧系数(x=0.08,燃烧后的十烟气量q = (1 + 1.88X01XCO%)・q° H)=(1+1.88x0.08x86%)x61000=68890(m3 U假定燃烧后烟气仍残留有氧气，则烟气成分为：£(CO)=(l-a)£(CO)q I q =(1 - 0.08 )x 86 % x 92000 /103000 = 70.67%v0 v£ (jCO )= L x£(CO)+ £(CO )]? I q =(0.08 x 86 % + 10 % )x 61000 / 68890 = 14.95%2 2 v v)= h.88Z(CO )xa +/Gv)E I q =(1-88 x 0.08 x 86 % + 3.5%)x 61000 / 688902 2 v() v=14.55%£ (.0 )=0.5%q I q = 0.5% x 61000 /68890 = 0.44%2 v v0C =0.109/1.1293=0.0965 (kg / m 3)4. 回收煤气量的计算每吨钢产生的炉气量等于1000X (4.25%—0.15%) x22.4H2x1《(0.86+0.1 )=79.72(m3)按烟气生成倍率为1.12倍，则每吨钢产生的煤气量等于1.12x79.72=89.3m3,考虑 到前后期不回收煤气，定回收率为70%,即每吨钢可以回收的煤气量为0.70x89.3= 62.5。

3)5. 烟气的物理数据的计算1) 重度P0先求烟气相对分子量MM = C x Me + CO2% x Me 2 + N 2% X 七 2 +2% X M0.7006x28+0.1495x44+0.1455x28+0.0044x32=19.6168+6.578+4.074+0.1408=30.5504P ° = M/22.4 =30.5504/22.4=1.364 J / m 3)2) 定压比热容cp气温为900°C时，C = CO '% X C - CO + CO ' % X C - CO + N ' % x C - N + O % x C - O p 1 p 2 p 2 2 p 2 2 p 2= 0.7006x0.335 + 0.1495x0.521 + 0.1455x0.331 +0.0044x0.350=0.2347+0.0778+0.0482+0.0015=0.362x4.186=1.516 \kJ /3. 0 c』气温小于100C时：C = 0.7006x0.311 + 0.1495x0.410 + 0.1455x0.310 +0.0044x0.315= 0.3257x4.186= 1.363 \kJ /。

3.0C)]2.4.2流程简介如下采用全湿法未燃法净化回收系统，在抽风机上装配液力耦合器，以降低非吹 炼期的电耗，并使用抽风机在低转速下得以进行冲水调速比为2900/750=3.87流程：氧气转炉一一活动烟罩一一固定烟罩一一汽化冷却烟道一一连接管——溢流定径文氏管一一重力挡板脱水器一一矩形滑板调径文氏管——1800弯头脱水器一一复挡脱水——流量孔板——风机前切断阀 ——抽风机——三通切断阀①水封逆止阀—— 煤气主管道——煤气贮气柜②放散阀——点火器2.4.3主要设备的设计和选择如下：1. 溢流定径文氏管(一级文氏管)一级文氏管主要设计参数定为：喉口气速vT=58m/s,水气比LT=0.55L/m3,(按进口气温900°0时的烟气量)，收缩 角 ％=24扩散角a = 70 C，喉口长度L = D ，溢流水量 q = 5000 kg /(喉口延长米. h)，排水温度t =排气温度t -5进口气温下烟气量 q = 2乃 , 90x 68890 = 296000 (n 3 / h)供水量q =0.55 x 296000 = 162800 (kg / h)， 一级文氏管用水不经冷却水温 1ti = 40 0C，取一级文氏管前管道阻力损失为195Pa,一级文氏管出口负压Ap = - 2940 Pa。

1)热平衡计算：进口一级文氏管的总热量为：Q + Q = q c t + q c t gj w v 0 P] gi 秫1 $ w1= 68890 x 1.516 x 900 + 162800 x 4.186 x 40= 121 .25 x 10 6 (kJ / h )(1) 试用出口温度t = 70 0 C，做热平衡计算:t = 70 0 C 时，水汽分压 P = 31.12 kPa , t = 70 - 5 = 65C，含湿量限度：ph = 0.804-pH31.12x101 .2 - 2.94 - 31 .12= 0.373蒸发水量：q = q d = 68890 x 0.373 = 25695 .97 (kg / h) m e V 0 1排水量：q = q - q = 162800 - 25695 .97 = 137104 .03 (kg / h) m 2 m 1 m e水汽热焓：().461 + 595 )x 4.186 =(0.46 x 70 + 595 )x 4.186 = 2625 .46 (kJ / kg )则出一级文氏管总热量为：=qv ( t + dI )+ q c t0 p 2 gp W m 2 ^ wp= 68890 x (1.363 x 70 + 0.373x 2625 .46 )+ 137104 .03 x 4.186 x 65= 111 .34 x 10 6 (kJ / h )，即小于进口 热量。

2) 试用75°C为排气温度，做计算：t = 75 - 5 = 70 0 c , p h = 38.5(kPa )38.5 ( )d 1 = 0.804 x 10^~2-9438^ = 0.5 1 8kg / m 3 / q = 68890 x 0.518 = 35685 .02 (kg / h)eq = 162800 - 35685 .02 = 127114 .98 (kg /h) m 2I^ = (0.46 x 75 + 595 )x 4.186 = 2635 .087 (kJ /kg ) 出一级文氏管的总热量为：Qp + Qp+ Qwp= 68890 x(1.363 x 75 + 0.518 x 2635 .087 )+ 127114 .98 x 4.186 x 70= 138 .32 x 10 6 (kJ / h )根据以上两次计算，用插入法求t :gpx - 70 75 - 70121 .25 - 111 .34 138 .32 - 111 .34求得：t = 71.84 0C,取720, p = 33.9(kPa )33 .9 ( )d 1 = 0.804 x 1^1^2"94377 = 0.4 2 3kg / m 3 /I^ = (0.46 x 72 + 595 )x 4.186 = 2629 .31 (kJ / kg )q = 68890 x 0.423 = 29140 .47 (kg / h)eq = 162800 - 29140 .47 = 133659 .53 (kg / h )罚 134 (t / h ) m2t = 72 — 5 = 67 0 Cwp出一级文氏管的饱和烟气量qV为:10333 )V 010.804(1 + 心 AI 0.804 人 136834 .87 (m 3 /h )68890(273 + 721033327310333 - 2940 )饱和烟气密度1.364 + 0.423=0.8997136834 .87688902)结构尺寸(1)收缩管入口管径:一级文氏管入口前负压为0.195KPa入口处工矿烟气量q = q68890 x3600(10333 A110333 - 195 )(273 + 90010333I 27310333 —195 )= 82.382 (m 3/s )入口气速取25m / s，则入口直径:■4 q,'4 x 82.382=2.05 (m )兀x 25⑵喉口直径Dt和喉口长度l :一级文氏管出口负压△ p = - 2.94 kPa在喉口的气量取饱和至72 0C时的气量qvi=136834 .87..''360038.01 m 358 (m /s)；喉口直径:.'4 x 38.01 ( 3兀x 58I = 0.914 (m ),取 D = Im喉口实际气速:38.01 / 、v = = 50 .42 \m / s )12 x n4喉口长度：L = 1.100 (m )(3)收缩段长度L「取收缩角a = 24 0D - D2 tan a1(2.05 - 1)——子= 2.47 (m)2 tan 04。

2(4)扩散管出口管径：出口气速取20m / s■4 x 38.01 ( )' =1556 (mm )兀x 20取外径为 中 1580 mm x 10 mm ,即 内径为 ① 1560 mm5)扩散管长度L2 :取扩散角a = 701.56 - 12 tan (a2— = 4.578 成)2 tan V0 23) 喷水装置 (1)溢流水量:q = 5000 kg /(喉口延长米.时)，总溢流水量为 5000 x 兀 x 1 = 15700 (kg / h ),取 161 / h2)喷嘴喷水量:162800 - 15700 = 147100 kg / h = 147 .1t / h，水压 P^ = 0.3MPa，选用碗形喷嘴，喷口口径中26 mm ,流量系数b = 16.5，外径Db = 48 mm ,每个喷水量q『q = b * pw = 16 .5 x \： 3 = 28 .6(t / h ) ^w共用喷嘴数为147 .1/28.6 = 5.1(个)，取6个图8溢流定径文氏管1一溢流水箱,2—手孔,3一喷嘴,4—文氏管4）阻力计算按a2及L3求七值0（L3=i/d「）4.578 m,D=1m,求出L / D = 4.578，连同a = 70，得出p = D / D2 = 1/1.56=0.641则干阻力系数匚c人I +P 4 )= +匚c 食)08 sin 2I 2 )0.03 x ( + 0.6 4 N )+ 0.1 1 5= 0.1 87溢流阻力系数匚 k = 100。

2.9 + 1.86 x 10 -4 (q - 600 )'-600 = 0.76J(16000= 100 x 0.187 2.9 + 1.86 x 10 4 ［兀x 1已知 L = 0.55 L / m 3， v『=50.42 m / s, 得湿阻系数°巧 =0.62 文氏管阻力u T 米/秒按u『及匕求,直每立方米2. L=0.5升每立方米 3. L=0.75升每立方米4. L=1.0升每立方米 5. L=1.25每立方米& w1. L=0.3 升图10V2 p2= (0.76 + 0.62 x 0.55 x —1—) x 50.42 x 0.89970.8997 2 x 9.81= 0.133 (kPa )5）除尘效率和尘浓计算一级文氏管的除尘效率为95%，出一级文氏管的游离尘浓度为: c = c0 （1 -门）=96.5G - 95 % ）= 4.8 2 / m 3 ）出一级文氏管的水中尘浓度为=47 .25 (g / kg )q“ c095 % 68890 x 96.5 x 95 %- q 工-q - d 162800 - 68890 x 0.423m1 v 12. 重力挡板脱水器1)结构尺寸。

1) 取入口气速为一级文氏管扩散管出口气速为20m / s2) 筒体内气速取5m / s，筒体直径D为：:'4'136834 " = 3.11 (m)，取中3.2m'3600 x 兀 x 5D 一 4七工V 3600 兀v筒⑶(4)部出口管径取 中 1580 mm x 10 mm， 其气速等于入口气速为降低除尘设备的高度，将一级文氏管扩散管直接插入重力脱水器内2)脱水效率与尘浓度 (1)筒体上升气速为:136834 .87g 3600 x： 'J」d 出)3600=6.25 (m / s) x —x (3.22 - 1.58 2 )40.3p v2(2)被沉降的最小水滴直径d ：0.3 x 0.8997 x 6.25 2g p — p) 9.81 x(1000 - 0.8997 )=1.076 x 10 -3 (m )= 1 07 6pm )在文氏管喉口雾化的水滴直径为96 pm，出喉管后将逐步凝聚增粒，因缺乏实测数据，不能与上式的d做比较，现按一般实测数据的脱水情况，取脱水率 为 85%3) 按脱水效率为85%，计算重力脱水器后尘浓度：水中尘浓度为…q 0 " 0 - c 1 )= 103000 ^5 - 4.825 )= 47 .25 (g / kg)w q - q 243408 - 435691 e进入烟气中的污水量(重力脱水器出口)为：q = 133659 .53 xG - 85 % )= 20048 .93 (kg / h ) m烟气中的尘浓c『为：c = 4.825 + 之'卯5 .9 x * ・25 =牍.576 (g / m 3 )F 103000七即为进入二级文氏管的烟气中包括污水的尘浓。

一级文氏管与重力脱水器的总除尘效率为：96500 —1857696500=80.75 %3) 阻力计算取七=2.85，则阻力:Qwi+Q +Q=qv (, t +d I )+ q'c t +gi wi0P1 gi1 1 m1 $ g.j:(1.363 x 72+ 0.423x 2629.31 )+ qm 1x 4.186.33 + q x4.186 x3068890 x30 + 20048 .93 x 4.186 x 72x= 894225051）热平衡计算进二级文氏管的总热量为:m1+ Qqm1 CstwjtgP=650，对应水气分压pH=24.98 kPa含湿量限度d = 0.804 x 5=(0.46 x 65 + 595 )x 4.186 = 2615 .8(kJ / kg ) c 1 = 1.363 kJ /Cm 3 • 0 C )24.980.319 (g / m 3 ),,.I水气热焓2cp 2询艾 * = 2.85 x 约2 x 0.8997 = 0.5 1 2kPa2g 2 x 9.813. 矩形滑板调径文氏管（二级文氏管） 二级文氏管主要设计参数定为如下喉口气速：最小截面处取V = 100 m / S，水气比L = 1.0 L / m 3（出口饱和状态），收缩角a 1 = 30 0，扩散角a 2= 10 0，烟气在二级文氏管内降温70C，即 t = 72 - 7 = 65 0 C，排水温度t = 65 - 3 = 62。

C，循环水经过冷却，设喷水量为 q , t = 30 0 C先将二级文氏管阻力调至 9.81 kPa， 二级文氏管后负压为 0.196 kPa，即Ph= -(0.196 + 2.84 + 0.512 + 9.81 )= -13.358 (kPa )排水量q + qv (d - d )= q + 6 8 8 9 0 (0.4 2 3- 0.3 1 9.56 (kg / h )m 1 1 2 m 1=q + 7164 m 1出二级文氏管热量：Qgp+ Qgp + Qwp =Ep 2 tgpd I )+ W c t2 2 2 $ wp= 68890 x(1.363 x 65 + 0.319 x 2615 .8)+ (q + 7164 .56 )x 4.186 x 62m 1= 65447327 .51 + q x 4.186 x 62m 1由热平衡式Q「+ Q + Q + Q=Qp + Qp + Qwp 艮口89422505 .33 + qx 4.186 x 30 =65447327 .51 + qx 4.186 x 62求得供水量q =178983 .35 kg / h = 178 .983 t / hm 1出二级文氏管饱和烟气量：q = 68890xf !±^ ]"0.804 )= 140107 .31 (n 3 / h)水气比2)结构尺寸273 + 65 f 10333 ) x 273 " 10333 - 1335 .8 )L = 178983 .35 /140107 .31 = 1.27 妃 / m 3 )⑴空喉 口直径。

变=；, 4 x 140107 .31 = 0.704 (m )取①710 mmT ['兀V ''兀 x 3600 x 100T采用无喉径，空喉口截面积为q 140107 .31A = -=V' 3600 x 100T=0.389(m 2)(2)收缩管管径取 中15800mm x 10 mm , a = 30 0收缩段长度D' - D2 tan (a / 2 )1560 - 710 _ = 1586 (mm )2 tan ^30 0 2(3)扩散管:11 m / s，扩散管管径,'4 x 140107 .31. =2.1 2 3m )兀 x 3600x 11取中2200 mm x 10 mm扩散管长度22002 tan (a22 tan 宜 0 / 2)=8515 (mm )3)阻力选用二级文氏管系调径，故阻力值可以随意在一定范围内调节，设计中在回收期 阻力为10000 Pa，放散期为16000 Pa4) 除尘效率及尘浓度二级文氏管除尘效率取99%，二级文氏管出口的游离尘浓度c2为:c2 = c 1 G —门)=4.825 G - 99% )= 0.0 4 8 2(g / m 3 )出二级文氏管的污水量q为:5=q + q + q (d - d )m 3 m 4 V 1 2= 20048 .93 + 178983 .35 + 68890 x (0.423 - 0.319 )= 206196 .84 (kg / h )q c [(1 - n水中尘浓5为:尘1 1尘2+Gf尘1 1尘J206196 .8468890 x 96.5 x [G — 95 % )x 99 % + G — 85 % )x 95 % ]206196 .84= 6.19 (g / kg )5) 喷嘴选用采用碗型喷嘴，其个数，水压，水量等参数与一级文氏管相同。

4. 弯头脱水器1)外形尺寸进口气速取11 m /s，叶片间距采用180mm，进口面积为g进=140107 .31 /(11 x 3600 )= 3.538 (m 2 )出口气速取8 m / s，出口面积为：g出=140107 .31 /(8 x 3600 )= 4.865 (m 2 )2)阻力损失Ap = 0.4k P a3)脱水效率与尘浓度脱水效率取95%，二级文氏管排水量为q = 308292 .6(kg / h)，则带出弯头脱水器的水量为：q = q G —n )= 206196 .84 G — 0.95 )= 10309 .842 (kg / h) m 6 m 5 水 2烟气中的尘浓度为：10309 .842 x 6.19 ( )68890cg = 0.04825 + = 0.9 7 4 6g / m 3 /5. 复挡脱水器1)结构尺寸(1)进口管直径D进口气速取25 m / s，进口面积为Aj140107 .31 () =1.56 m 2> 3600 x 25=1.41 (m )(2) 筒体及各层挡板直径取芯管外径为 D = 1.4 m 1筒体内径为D =2D + D. = 2 x 1.41 + 1.4 = 4.22 (m ),定 D = 4300 mm筒体外径为4500 mm，即4.5m，使用厚度为5 = 50mm的钢板。

3) 筒体及各层挡板高度取h 0 = 180 mm , hh = h 0/2 = 90 mm，气流回转角0=150，气流回转系数f = 0.78则筒体高度为 H =兀D t aifi + D + h=兀 x 4.3 x tan 15 0 + 1.41 + 0.18= 5.209 (m)各层挡板高 H = f兀D taifi + D + h= 0.78 x 兀 x 4.1 x tan 15 1.41 + 0.18= 4.281 (m )H = 4.084 m, H = 3.887 m, H = 3.69 m, H = 3.493 m, H = 3.296 m, H = 3.099 m, H = 2.902 m,H = 2.705 m, H. = 2.508 m, H = 2.311 m, H. = 2.114 m芯管高H = 4.084 m4)排气管内径D取出口气速为15m / s，则排气管面积140107 .31 () =2.59 m 2 /3600 x 15.4 A E兀,4 x 2.59 / )■ = 1.8 1 6m )(5) 排污水口内径 D = D /8 = 4.3/8 = 0.537 (m )(6) 上下锥体角度定为a= 45 0,a'= 6002)阻力计算阻力系数31.431.4C = = = 0.91v 1.1 25 1.1j复挡的阻力为 △ p = C = 0.91 X 25 2 X 0.8280 = 235 .46 (Pa )进入复挡的烟气密度p = 1-364 + 0-319 = 0.8280们/ m 3)140107 .31 688903)脱水效率，一般为99.5%。

出复挡的污水量为：q = q G 一门 )=10309 .842 G - 99.5% )= 51.55 (kg / h)m 7 m 6 水。