五級旋風預熱系統各級收塵效率對整體收塵效率的影響分析

陳孝靈 陳軍磊

（成都建筑材料設計研究院有限公司，四川 成都 610051）

0 引 言

對于五級旋風預熱器的各級收塵效率對系統整體收塵效率的影響分析報告已有很多文獻，而我們對各級旋風筒的收塵效率對總體收塵效率的影響分析還很少，本文試圖通過理論的物料平衡對旋風預熱系統各級旋風筒的收塵效率與整個五級旋風預熱系統的收塵效率的相關性作一分析。

1 模型設定

本文分析的初始設定如下：

a.模型建立以水泥生料灼燒基為基礎，不考慮生料中的干燥、脫水及碳酸鹽分解過程，建立物料平衡。

b.本設定中，考慮窯煤灰的摻入，以1.6%為總量，窯尾部分占60%。

c.初始各級筒的收塵效率都為88%、90%、92%，窯尾飛灰設定為入窯物料的5%，折算為窯尾煙室的“收塵效率”為95%，都是灼燒基下的收塵效率。

d.系統中的三次風帶入的飛灰在本模型中不加考慮。

根據以上設定，建立物料平衡方程式如下：

式中：Fi——各級旋風筒的下料量；

ηi——各級旋風筒的收塵效率；

Fyi——各級旋風筒的飛灰量；

F0——預熱系統初始喂料量；

Fy0——窯尾煙室飛灰量；

Fa——煤灰在分解爐的摻入量。

圖1 窯尾系統物料平衡示意圖

2 五級旋風預熱系統總收塵效率

總分離效率計算式為：

式中：η總——系統總分離效率，%。

在各級旋風筒的收塵效率分別統一為88%、90%、92%時窯尾系統總分離效率列于表1。

表1 各級旋風筒的收塵效率一致時的總分離效率

3 改變各級旋風筒的收塵效率對總收塵效率的影響

各級旋風筒對預熱器系統的總收塵效率的影響不同，以下通過不改變其它旋風筒的收塵效率而只改變其中一級的分離效率來分析其對預熱器系統的收塵效率的影響。

3.1 C1旋風筒的收塵效率對總分離效率的影響

在C2～C5級旋風筒收塵效率不變的條件下改變（分別為88%、90%、92%）C1旋風筒收塵效率則得到不同的總收塵效率值，C1旋風筒收塵效率與總收塵效率的關系見圖2。

圖2 C1收塵效率對總收塵效率的影響

由圖2可知，C1旋風筒的收塵效率與總收塵效率在C2～C5收塵效率不變的條件下呈規則的線性關系?？偸諌m效率與C1差別不大，而這種差別隨C1的增加而減小，在C1的收塵效率達90%以上時幾乎可以忽略不計。

C2～C5收塵器的分離效率的改變對這種線性關系有影響，可以在一定程度上影響該直線的斜率，但影響很小，在88%時，斜率為1.06；90%時為1.04；92%時為1.02。

因此可以說，在窯尾飛灰一定的情況下，C1對窯尾系統的收塵效率影響最大。

3.2 C2旋風筒的收塵效率對總收塵效率的影響

在C1、C3、C4及C5效率不變（分別一致設定為88%、90%、92%）時，改變C2級旋風筒的收塵效率結果得圖3，由圖3可知，C2級旋風筒的分離效率對系統的總收塵效率有影響，但影響程度較小，在C2的收塵效率從70%上升到95%時，總收塵效率約上升5%。

總的來說，C2級旋風筒的收塵效率與總收塵效率的關系也呈近似的一次線性關系。用一次線性關系擬合時相關性系數接近于1，線性相關性較好。

圖3 C2收塵效率對總收塵效率的影響

3.3 C3、C4、C5旋風筒的收塵效率對總收塵效率的影響

在其它級旋風筒收塵效率不變（分別一致設定為88%、90%、92%）而分別改變C3、C4、C5旋風筒收塵效率時，所得的C3～C5級旋風筒的收塵效率對總收塵效率的影響結果分別見圖4、圖5、圖6。

圖4 C3收塵效率對總收塵效率的影響

圖5 C4收塵效率對總收塵效率的影響

圖6 C5收塵效率對總收塵效率的影響

由圖4、圖5、圖6可知，C3級旋風筒的收塵效率從70%增加到95%時，總收塵效率僅增加了約0.5%，而C4、C5則更小，分別約為0.3%和0.1%。

在其它級旋風筒的收塵效率不變的情況下，分別改變C3、C4、C5級旋風筒的收塵效率對系統總的收塵效率影響不大，而且這種影響也隨級數的增加而減弱，在C5級旋風筒對系統的影響基本上可忽略不計。

4 結 論

由以上可知，在不考慮阻力及經濟性的情況下，各級旋風筒的收塵效率對預熱器系統的總收塵效率的影響有很大的不同。C1的收塵效率決定了系統總收塵效率的最大值，其影響具有決定性作用，且隨著C1收塵效率的上升，其它各級旋風筒對總收塵效率的影響也相應降低，因此，提高C1收塵效率是提高系統整體收塵效率的關鍵；C2旋風筒的收塵效率有一定的影響，當收塵效率從70%提高到90%，對系統的總收塵效率有3%～5%的提高，有一定的積極意義；而C3、C4、C5則對總收塵效率的影響很小。

一般在設備規格一定的情況下，提高收塵效率與提高旋風筒阻力是相關的，效率提高則阻力上升，因此在設計旋風筒時以保證C1旋風筒的收塵效率為優先選擇，適當提高C2的收塵效率，通過降低其它各級的收塵效率以保證系統阻力在一合理范圍以內。

[1]川北公夫，小石真純著.羅秉江，郭新有譯.粉體工程學.武漢工業大學出版社，1991.8.

[2]A.C.霍夫曼，L.E.斯坦因著.彭維明，姬忠禮譯.旋風分離器——原理、設計和工程應用.化學工業出版社，2004.9.