高炉喷煤管道压损的计算分析

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1、冶金能源Vo1．28No．610ENERGYFORMETALLURCICALINDUSTRYNov．2009高炉喷煤管道压损的计算分析王思维宋灿阳(马鞍山钢铁股份有限公司)摘要对马钢新区4000m高炉的煤粉输送管路压损进行研究，得出水平输送管和垂直输送管内的压力损失系数A与弗劳德准数n的定量关系，同时得到喷煤量和固气比与管程和管道位置之间的关系，为喷煤调节提供理论依据。关键词高炉喷煤管道压力损失Computationalanalysisofpressurelossinpipeforconveyingcoalpowerinjectedint

2、oblastfurnaceWangSiweiSongCanyang(MaanshanIronandSteelCo．Ltd．)AbstractThroughstudyingontheconveyingpipeof4000m3blastfurnace，thequantitativerelationsofthecoeficientsofhorizontalpipesandverticalpipeswiththeFroudenumberwereobtained，andal-SOtherelationsofthesolid·gasratiowith

3、lengthandlocationofconveyingpipeWereobtained．Theserelationsprovidetheoretical~undationsforadjustingcoalpower．Keywordsblastfurnacepipeforconveyingcoalpowerpressureloss喷煤系统是高炉的重要组成部分，输送管道即只考虑弯管管程对压力的影响。的压力又是喷煤系统内重要的工艺参数，这个参数确定取决于喷煤量、固气比、管路分布以及炉表1喷煤系统主要工艺参数内压力。笔者从研究喷煤管道压力损失人

4、手，得喷吹罐设计压力p=790kPa出喷吹支管中各部分压力值，为喷煤调节提供理总管煤粉质量流量M=52～80t／h论依据。分配器压力P。=520～560kPa固气比=20kS／kg1工艺参数和管路分布风口区热风压力p热=395kPa喷煤系统相关工艺参数见表1。马钢三铁总喷枪长度f=1．46m厂4000m高炉共有36个风口，从分配器出来的喷枪内径d；19mm36根输送支管与风口相对应，每根支管排布如输送支管总长L=76．42m图l所示。水平当量管程=65．15m由于弯管曲率半径与支管内径之比为R／D=垂直当量管程=l1．28m15．6：~-

5、2．0，因此可以忽略弯管对流体运动的阻支管内径D=32mm力⋯，在压损计算中可以把弯管当成直管处理，9o。弯管8个180。弯管1个收稿日期：2009—07—13王思维(1979一)，工程师；243000安徽省马鞍山市。弯管曲率半径R=500ramVo1．28No．6冶金能源NOV．20O9ENERGYF0RMETALLURGICALINDUsTRY101kPa、常温下空气的密度p0=1．2kg／m。每根支管煤粉质量流量m=M／36=0．5kg／s分配器内空气密度按公式(8)计算P=(p／p0)=4．Okg／m每根支管空气体积流量Q=(m)

6、·P。=6．4×10～m。／s风口支管内空气流速=Q／[,rr(D／2)]=8．0m／s图1喷煤支管示意图雷诺准数按公式(4)计算得Re=2743>2320，可知支管中气流为紊流状态。2计算方法空气摩擦阻力系数按公式(3)计算得A=Q044气力输送总压力损失(△P)包括纯气体流弗劳德准数按公式(7)计算得Fr=14．27动压力损失(卸。)和物料运动压力损失水平直管段煤粉摩擦阻力系数按公式(5)(△)，即：计算的A=1．7×10△p=△p+△p=(A+A)V~o／2D(1)垂直直管段煤粉摩擦阻力系数按公式(6)式中：A。为空气摩擦阻力系数；

7、A为物料摩擦计算的A五=1．8×10阻力系数；L为管道长度，rrl；D为管道内径，输送支管压力损失按公式(1)计算得△pm；为固气比，kg／kg；为气体速度，m／s；=23．5kPa在喷枪前的压力P=p一△p=516．5kPap为气体质量密度，kg／m。从输送支管到喷枪是变径流动，根据流体质A。是雷诺准数如的函数，它的计算公式如下引：量守恒原理即流体连续性方程，可以计算出各个不同管径的气体流速⋯：层流区(Re~<2320)A。：64／Re(2)=C(9)紊流区(Re>2320)A。=0．3164／Re(3)式中：A为管道的截面积，m；C为

8、常数。式中Re=p。1,3。D。(4)变径处管径的截面积改变，但变径处压力不其中为空气动力粘性系数，Pas。变，根据公式(8)可知此处空气密度也不变。A为弗劳德准数n的函数，计算公式如输送支管