沥青搅拌站除尘烟囱的设计研究.pdf
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1、建筑机械18交流园地EXCHANGE FORUM烟囱作为沥青搅拌站除尘系统的重要组成部分,能否顺利排烟不仅对除尘系统的稳定运行及除尘效果有重要的影响,同时也时刻影响着燃烧器中燃料的充分燃烧情况,以及干燥筒内骨料的加热效率和干燥筒内的热量损失。合理的烟囱设计是实现除尘系统内烟气经济、高效排放的基础。沥青搅拌站除尘系统的主要作用是将燃烧器烘干骨料过程中产生的粉尘、烟气经过过滤后通过烟囱进行排放。实际工程中很多除尘烟囱因为设计不当,从而造成排烟不良,进而导致除尘系统运行不正常;同时也会引起燃烧器烘干过程缺氧而导致燃烧不充分等现象;最终导致排放不达标等环境污染问题。由此可见,烟囱的有效设计对沥青搅拌站
2、除尘系统来说意义重大。烟囱的设计不仅要满足排放浓度的要求,同时也要满足排放速率的要求。文章通过对沥青搅拌站除尘烟囱的设计流程及其重要参数的计算及选择进行分析讨论,以期为后续除尘烟囱设计提供借鉴。1 沥青搅拌站除尘系统结构及工作原理目前沥青搅拌站除尘系统通常采用两级除尘形式,一级沥青搅拌站除尘烟囱的设计研究丁 香,邵建文,独富超(中交西安筑路机械有限公司,陕西 西安 710200)摘要文章结合沥青搅拌站除尘系统结构及工作原理,提出了1种沥青搅拌站除尘系统烟囱的设计流程;同时对烟囱设计过程中的关键参数:高度、流速、直径、厚度、形式及材质等方面进行了分析并提出合理建议;最后以4000型除尘烟囱的设计
3、为例进行计算,为沥青搅拌站除尘烟囱的设计和改进提供应用指导。关键词沥青搅拌站;除尘烟囱;设计流程;关键参数中图分类号U415.5文献标识码B文章编号1001-554X(2023)09-0018-04DOI:10.14189/ki.cm1981.2023.09.029收稿日期 2023-04-17通讯地址 丁香,西安经济技术开发区泾渭新城泾高南路西段8号图1 沥青搅拌站除尘系统结构图1.干燥筒 2.进风烟道 3.一级除尘 4.上箱体 5.下箱体 6.出风烟道 7.烟囱1234576采用重力、百叶或蜗壳除尘器对0.075m及以上的大颗粒粉尘进行初次过滤,二级一般都采用布袋除尘器,其结构形式如图1所
4、示。其主要工作原理为:燃烧器对干燥筒内的骨料进行加热过程中会产生大量的含尘烟气,该含尘烟气在引风机负压作用下首先被吸入一级除尘器进行初次过滤,经过2023/09 总第571期 CONSTRUCTION MACHINERY19初次过滤后的含尘烟气紧接着被吸入二级布袋除尘器,通过布袋除尘器的内置滤袋对0.075m以下的细小粉尘进行再次过滤,经过2次过滤净化后的含尘烟气最终通过烟囱排放到大气中。沥青搅拌站除尘系统的工艺流程可用图2进行表示。2 沥青搅拌站除尘烟囱设计流程根据沥青搅拌站除尘系统的特点,在进行除尘烟囱设计时,烟囱的高度一般不需要进行计算,只需根据除尘系统的设计要求在大气污染物综合排放标准
5、列出的标准高度中进行选择并满足一定条件即可。本文提出如下除尘烟囱设计流程:首先根据燃烧器烘干骨料过程产生的总烟气量及除尘器的除尘效果计算出实际的排放浓度和排放速率;然后在大气污染物综合排放标准中查找相应污染物的排放浓度限值及满足排放速率限值对应的标准烟囱高度。需要注意的是,计算出的排放浓度值应小于颗粒物的排放浓度限值,若不满足要求,应调整除尘器入口含尘浓度或提高除尘效率等相关措施直到满足要求为止;计算排放速率值应小于该标准高度下烟囱规定的排放速率限值,若不满足要求,应重新选取烟囱的标准高度,当所选烟囱高度不符合国家规定的标准高度时,需采用内插法或外推法计算允许的排放速率限值,直到实际排放速率值
6、小于对应烟囱高度所允许的排放速率限值为止。此时,满足上述要求的烟囱高度定为除尘烟囱的设计高度;其次综合考虑设备排放地的平均风速及竖向烟道的排烟速度经验值等因素选取合适的排烟速度,由排烟速度和总烟气量计算可得烟囱出口内径;然后由烟囱的高径比确定烟囱的设置形式,最后由烟囱的高度及烟气性质确定烟囱壁厚及材质。烟囱设计过程中需特别注意的是排放浓度及排放速率均需满足排放要求,但凡有一个条件不满足,均视为该烟囱设计排放超标。除尘烟囱的详细设计流程可用图3进行表示。3 沥青搅拌站除尘烟囱设计中重要参数的计算及选择3.1 除尘烟囱高度选取一般来说,在烟气特性及总烟气量不变的基础上,烟囱越高,排烟速度越小,排烟
7、能力越强,越有利于烟气的顺利排出。但当烟囱高度超过一定值后,烟囱内烟气温度随着烟囱高度的增加而降低,会导致实际总烟气量减小,同时过高的烟囱也会导致成本的增加。因此,沥青搅拌站除尘烟囱高度选取的基本原则是:要满足颗粒物排放的最大浓度不超过国家标准规定的浓度限值,也要达到排放速率图3 沥青搅拌站除尘烟囱设计流程图烟气量拉索式或塔架式钢烟囱自立式钢烟囱t=4.5+C调整初始含尘深度或除尘效率等措施除尘效果选合理的排烟速度t=6+C满足满足满足不满足不满足完成依国标选烟囱排放速率限值计算值限值计算值限值满足不满足不满足烟气量计算烟囱直径H20H/D20定烟囱H排放速率计算值排放浓度计算值图2 沥青搅拌
8、站除尘系统的工艺流程图燃烧器热料提升机粉料提升机粉尘输送装置粉尘输送装置回收粉外排回收粉尘处理装置烟尘粉尘粉尘粉尘粉尘粉尘一级除尘布袋除尘烟囱引风机烟尘烟气烟气粉尘干燥滚筒加热骨料建筑机械20交流园地EXCHANGE FORUM不超出排放速率限值的要求,同时还应考虑烟囱制作的经济成本。除此之外,根据大气污染物综合排放标准烟囱高度还应满足比200m半径范围内最高建筑物高5m以上1。目前,国内大多沥青搅拌站除尘烟囱高度一般均15m。3.2 排烟速度的选取排烟速度一般指的是烟囱出口排放烟气的速度。烟囱的阻力损失主要由烟气速度、阻力系数及烟气密度3部分决定。其中,阻力损失与烟气速度的平方成正比,烟气速
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