除尘管道积灰荷载计算方法
总第187期
2011年第7期
To tal 1872011, N u m ber 7
除尘管道积灰荷载计算方法的探讨
赵运廷
(中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院, 河北秦皇岛066004)
摘要:对不同除尘管道积灰载荷的计算取值方法进行了比较分析, 给出了一个合理、适用、经济的取值范围。
关键词:除尘管道; 积灰; 荷载; 计算; 方法; 探讨中图分类号:X 701. 2 文献标识码:B
文章编号:1006-5008(2011) 07-0026-02
D ISCU SSION A BOU T CA LCU LAT ING M ETHOD FOR
A CCUM U LA TED DU ST LOAD IN DU ST -CO LLECT ING PIPE
Zhao Y un ti n g
(Q i nhuangdao R e s earch and D e si gn Instit ute , Z hong ye Eastern Eng ineer i ng T echn i que C o. , L td . , Q i n -huangdao , H ebe , i 066004)
A b strac:t It is com pared and ana lyzed t he calculati ng m etho ds fo r accu m u l a ted dust load i n var i o us dust-co -l lecti ng pipe s , a rea s onable , suitable and econom ic va l ue reg i o n o ffered .
K ey W o rd s :dust-co llecti ng p i pe ; accu m ulated dus; t l o ad ; calculate ; m e t hod ; d iscussion
1 引言
在钢铁工业除尘工程设计中, 除尘管道的荷载
员采用/管道截面积5%0的标准执行。
2. 2 对上述方法进行分析
计算十分重要。该值的大小直接影响了管道支架及梁、柱的计算, 对土建工程的投资、安装及稳定性十
分重要。除尘管道荷载计算偏大会使得土建投资增加、不经济; 该值偏小, 在运行过程中存在严重安全隐患。除尘设备一旦运行实际管道积灰荷载会超过设计值, 有可能会压垮支架, 甚至压垮梁、柱, 造成严重事故。2
现行除尘管道积灰荷载计算方法及分析根据钢铁企业采暖通风设计手册, 含尘烟道的积灰负荷, 习惯上可按管道断面积灰1/3考虑, 本方法为大多数钢铁设计院所采用。
根据钢铁工业除尘工程技术规范, 除尘管道积灰荷载宜按管内积灰高度不低于管道直径1/8(非亲水性粉尘) 或1/5(亲水性粉尘) 的灰量估算, 或按积灰面积不小于管道截面积5%的灰量估算。本方法给出两种不同的算法, 为方便起见大多数设计人
收稿日期:2011-05-05
作者简介:赵运廷(1973-), 男, 工程师, 2000年毕业于河北工业大学热能动力工程专业, 现就职于中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院, E -ma i :l kfde m@163. co m
如图1所示, 除尘管道弓形的高度h, 弓形的宽度S =2#-(R-h )
h 22
弓形的面积A =#(3h +4S )
6S
2. 1 确定除尘管道积灰荷载的方法
图1 除尘管道截面图
Fig . 1 Secti on V i ew of D ust-C o ll ecti ng P i pe
(1) 取h ==时,
33弓形的宽度S =2#
=2#=43
-(R-h )
2-R -3
弓形的面积A =
36@=
3
22
#(3h +4S ) 6S R 3
2
=3@
+4@43
弓形面积(积灰面积) 占管道截面的百分比:
672
5=@100%=%@100A 总P R 67
@100%U 14. 22%150P
11
(4) 取h ==时,
84=
弓形的宽度S =2#
=2#
弓形的面积A =
-(R-h )
22
27弓形面积(积灰面积) 占管道截面的百分比:
352
5=@100%=@100%2
A 总P R =@100%U 29. 18%272P
(2) 取h ==R 时,
42弓形的宽度S =2#
=2#
-(R-h )
2-R -4
=
2
h 22
#(3h +4S ) 6S
4
2
1 =3@
6@2
= =
1152
192+4@2
-R -2
h 22
弓形的面积A =#(3h +4S )
6S
12
12+4@(3 =3@R ) 26@3R 2
483
弓形面积(积灰面积) 占管道截面的百分比: =
512
5=@100%=@100%2
A 总P R @100%U 19. 53%483P
12
(3) 取h ==R 时,
55=
弓形的宽度S =2#
=2#
-(R-h )
2弓形面积(积灰面积) 占管道截面的百分比:2
5=@100%=@100%A 总P R
@100%U 7. 21%192P
(5) 按积灰面积不小于管道截面积5%设计。=
2. 3 分析比较
在实际工程计算时, 采用积灰面积百分数比较方便计算, 也为大多数设计人员采用。表1中, 第1、3、4、5项, 都是从设计手册或技术规范中选取, 都具有参考性。第2项是类比项, 根据其他几项类比而得。
表1 不同积灰高度除尘管道的积灰面积比较
Tab. 1 Com paris on of D ust-Accum u l ati ng A rea bet w een Du st -Co llecti n g Pi p e w it h D i fferen tD ust-Accum u l ati ng H ei gh t
-R -5=5
编号123
积灰高度D /3D /4D /5D /8
积灰面积占总截面积的百分数
29. 1819. 53
14. 22(亲水性粉尘) 7. 21(非亲水性粉尘)
5
备注习惯取用值
22
弓形的面积A =#(3h +4S )
6S
2 =3@+4@
8556@52
=150
规范规定最小值规范规定最小值规范规定最小值
45
(下转第42页)
(2) 降低保护渣内的A l 2O 3的含量, 增加保护渣吸附由于钢水二次氧化形成的A l 2O 3的夹杂, 降低保护渣变性的几率; 将保护渣的熔点调整到1075e , 黏度控制在0. 14Pa #s , 使保护渣的熔点和黏度性能得到优化, 改善了保护渣的润滑性能和融化速度, 取得了良好的效果。
(3) 高拉速时提高保护渣的耗量, 在拉速比较高时, 只有保证保护渣的耗量才能保证坯壳和结晶器间的润滑效果, 因此在原有的基础上提高保护渣的耗量, 由原来的0. 6kg /t 提高到0. 7kg /;t 为保证化渣效果对拉速的变化幅度作出规定, 拉速的变化幅度为0. 1m /min , 确保恒拉速操作; 生产过程要要特别应注意保护渣的熔点和粘度与拉速的对应关系。
5. 2 保证结晶器和振动的维护精度
此加强对岗位作业标准的培训, 规范标准化操作。将结晶器液面波动控制在? 3mm, 严格浸入式水口的对中制度, 使用后的水口进行保留、测量; 在正常的生产情况下, 禁止用吹氧管搅动结晶器液面, 减少捞渣条的次数, 实行黑渣操作, 以保证液渣层的厚度, 要求粉渣层的厚度控制在20mm; 温度较低时, 拉速不允许升高太快, 在精炼过程中延长钢水吹氩静置时间, 促进钢水中夹杂物的上浮; 控制合理的吹氩制度, 塞棒氩气的流量控制在5~10L /mi n , 减少偏流和液面波动; 保护渣的粘度随着连浇炉数的增加而上升, 同时随着连浇炉数的上升保护渣的铺展性及流动性变差, 因此规定每6炉进行换渣操作一次, 在更换浸入式水口后要及时的更换保护渣。6
结论
采用与拉速、钢种、断面相适应的保护渣, 优化保护渣的黏度、融化速度、液渣层厚度、碱度等性能, 使保护渣与生产相适应; 执行标准化操作, 减少由于人为操作原因引起的粘结漏钢; 对结晶器的锥度进行定期检测、结晶器偏振情况进行时时监控, 改变结晶器和坯壳之间的传热, 增加坯壳厚度。
参考文献
[1]田燕翔. 现代连铸新工艺、新技术与铸坯质量控制[M].北京:当
代中国音像出版社, 2004.
[2]马学忠. 板坯连铸机粘结漏钢和保护渣的关系[J ].炼钢, 1996,
(2):7~10.
[3]卢盛意. 连铸坯质量[M].北京:冶金工业出版社, 1994.
针对在生产过程中由于锥度变大和振动出现的偏振对粘结漏钢的影响, 增加结晶器的锥度, 将锥度由原来的0. 92%调整到0. 98%, 并根据每浇次的间
隔测量结晶器的锥度数据, 对结晶器的调宽装置进行精确地控制, 杜绝生产过程中锥度跑偏问题的产生; 针对结晶器的偏振现象, 调整液压振动的精度, 每浇次均测量结晶器的振动, 制定实时画面监控系统, 对偏振情况进行及时调整, 减少由于结晶器振动产生粘结漏钢。
5. 3 加强工艺操作水平
操作水平的提高对粘结漏钢有重要的影响, 因
(上接第27页)
表1中第1项数据为/习惯上0的取值, 5钢铁企业采暖通风设计手册6编制于1993年。该值取值保守、偏大, 已经不适用于现在的优化设计要求。目前, 许多设计院已经不再是单纯的设计, 而是多倾向于总承包的交钥匙工程。在这种条件下, 优化设计是必须的要求, 不能粗放设计。因此, 除尘管道积灰荷载的计算必须提出新的、适用的、合理的取值。第3、4、5项数据为5钢铁工业除尘工程技术规范6H J 435) 2008(环境保护部) 上的取值, 条款上明确要求/不低于0、/不小于0, 按照这个要求第3、4项取值和第5项取值是相互矛盾的。因此, 基于设计的安全性要求, 一般按第3、4项要求取值。这两个取值均只给定了取值的下限, 实际工程计算取值均应大于该值, 而规范并没有给出一个合理的取值上限或有效取值范围。造成工程技术人员取值不一、差别很大,
而且均符合规范要求, 但经济性却相差很大。
为适应现在的工程设计条件和优化设计要求, 取积灰高度为1/4管道直径, 此时管道积灰面积占管道截面积的19. 53%, 介于29. 18%和14. 22%之间, 既满足了5钢铁工业除尘工程技术规范6的要求, 又不会造成材料的过度浪费。3
结语
根据分析比较, 结合目前的设计优化和工程经济性的要求, 建议实际除尘管道积灰荷载计算时, 积灰面积取值范围为管道截面积的15%~20%。对于D 1500mm 以下的除尘管道和不便于清扫的除尘管道, 可以在上限范围内取值; 对于大于D 1500mm 的除尘管道, 尽量在下限范围内取值。实际取值一定要进行综合考虑, 既能满足安全性要求, 又要考虑工程的经济性、适用性原则。