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1、冶金能源Vo1．28No．610ENERGYFORMETALLURCICALINDUSTRYNov．2009高爐噴煤管道壓損的計算分析王思維宋燦陽(馬鞍山鋼鐵股份有限公司)摘要對馬鋼新區(qū)4000m高爐的煤粉輸送管路壓損進行研究，得出水平輸送管和垂直輸送管內的壓力損失系數A與弗勞德準數n的定量關系，同時得到噴煤量和固氣比與管程和管道位置之間的關系，為噴煤調節(jié)提供理論依據。關鍵詞高爐噴煤管道壓力損失Computationalanalysisofpressurelossinpipeforconveyingcoalpowerinjectedint
2、oblastfurnaceWangSiweiSongCanyang(MaanshanIronandSteelCo．Ltd．)AbstractThroughstudyingontheconveyingpipeof4000m3blastfurnace，thequantitativerelationsofthecoeficientsofhorizontalpipesandverticalpipeswiththeFroudenumberwereobtained，andal-SOtherelationsofthesolid·gasratiowith
3、lengthandlocationofconveyingpipeWereobtained．Theserelationsprovidetheoretical~undationsforadjustingcoalpower．Keywordsblastfurnacepipeforconveyingcoalpowerpressureloss噴煤系統(tǒng)是高爐的重要組成部分，輸送管道即只考慮彎管管程對壓力的影響。的壓力又是噴煤系統(tǒng)內重要的工藝參數，這個參數確定取決于噴煤量、固氣比、管路分布以及爐表1噴煤系統(tǒng)主要工藝參數內壓力。筆者從研究噴煤管道壓力損失人
4、手，得噴吹罐設計壓力p=790kPa出噴吹支管中各部分壓力值，為噴煤調節(jié)提供理總管煤粉質量流量M=52～80t／h論依據。分配器壓力P。=520～560kPa固氣比=20kS／kg1工藝參數和管路分布風口區(qū)熱風壓力p熱=395kPa噴煤系統(tǒng)相關工藝參數見表1。馬鋼三鐵總噴槍長度f=1．46m廠4000m高爐共有36個風口，從分配器出來的噴槍內徑d；19mm36根輸送支管與風口相對應，每根支管排布如輸送支管總長L=76．42m圖l所示。水平當量管程=65．15m由于彎管曲率半徑與支管內徑之比為R／D=垂直當量管程=l1．28m15．6：~-
5、2．0，因此可以忽略彎管對流體運動的阻支管內徑D=32mm力?，在壓損計算中可以把彎管當成直管處理，9o。彎管8個180。彎管1個收稿日期：2009—07—13王思維(1979一)，工程師；243000安徽省馬鞍山市。彎管曲率半徑R=500ramVo1．28No．6冶金能源NOV．20O9ENERGYF0RMETALLURGICALINDUsTRY101kPa、常溫下空氣的密度p0=1．2kg／m。每根支管煤粉質量流量m=M／36=0．5kg／s分配器內空氣密度按公式(8)計算P=(p／p0)=4．Okg／m每根支管空氣體積流量Q=(m)
6、·P。=6．4×10～m。／s風口支管內空氣流速=Q／[,rr(D／2)]=8．0m／s圖1噴煤支管示意圖雷諾準數按公式(4)計算得Re=2743>2320，可知支管中氣流為紊流狀態(tài)。2計算方法空氣摩擦阻力系數按公式(3)計算得A=Q044氣力輸送總壓力損失(△P)包括純氣體流弗勞德準數按公式(7)計算得Fr=14．27動壓力損失(卸。)和物料運動壓力損失水平直管段煤粉摩擦阻力系數按公式(5)(△)，即：計算的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數按公式(6)式中：A。為空氣摩擦阻力系數；
7、A為物料摩擦計算的A五=1．8×10阻力系數；L為管道長度，rrl；D為管道內徑，輸送支管壓力損失按公式(1)計算得△pm；為固氣比，kg／kg；為氣體速度，m／s；=23．5kPa在噴槍前的壓力P=p一△p=516．5kPap為氣體質量密度，kg／m。從輸送支管到噴槍是變徑流動，根據流體質A。是雷諾準數如的函數，它的計算公式如下引：量守恒原理即流體連續(xù)性方程，可以計算出各個不同管徑的氣體流速?：層流區(qū)(Re~<2320)A。：64／Re(2)=C(9)紊流區(qū)(Re>2320)A。=0．3164／Re(3)式中：A為管道的截面積，m；C為
8、常數。式中Re=p。1,3。D。(4)變徑處管徑的截面積改變，但變徑處壓力不其中為空氣動力粘性系數，Pas。變，根據公式(8)可知此處空氣密度也不變。A為弗勞德準數n的函數，計算公式如輸送支管
