Способ определения критического живого сечения решетки работающего аппарата кипящего слоя

 

Изобретение предназначено для определения критического живого сечения решетки работающего аппарата кипящего слоя. Цель изобретения - увеличение кампании аппарата кипящего слоя. Способ включает замер расхода ожижающей среды перед решеткой и перепад давления слой+решетка, повторный замер расхода ожижающей среды перед решеткой и перепада давления слой+решетка. Перед повторным замером расхода ожижающей среды и перепада давления слой+решетка изменяют высоту кипящего слоя изменением высоты разгрузочного порога в пределах Н„ - ±(0,33 - 1,5) Н и определяют критическое живое сечение решетки по формуле Б 1 ;s 80,603414 (рр )-.(4|-н)- р; -« . (l-), где S, - критическое живое сечение решетки аппарата кипящего слоя,%; М - массовый расход ожижающей среды, кг/с; Р - давление ожижающей среды, создаваемое компрессорной установкой, Н/м ; Р - перепад давления слой+решетка при рабочей высоте кипящего слоя, Рц - перепад давления слой+решетка после изменения высоты кипящего слоя, ЛР РН - Н - рабочая вы-, сота кипящего слоя, м; Hjj - высота кипящего слоя после изменения, м; Ш Нц-Н; D - диаметр решетки аппарата кипящего слоя, м; р - плотность ожижающей среды, кг/м. со (Л с О5 4 оэ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (. j р;-, I.

/;" 9

/ Иву " 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4165099/23-02 (22) 19,12,86 (46) 30.06.88. Бюл. Р 24 (» ) Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов (72) Н.М.Комков и Ю,И.Санников (53) 669.041 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 877291, кл. F 27 В 15/10, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО ЖИВОГО СЕЧЕНИЯ РЕШЕТКИ РАБОТАЮЩЕГО АППАРАТА КИПЯЩЕГО СЛОЯ (57) Изобретение предназначено для определения критического живого сечения решетки работающего аппарата кипящего слоя. Цель изобретения — увеличение кампании аппарата кипящего слоя. Способ включает замер расхода ожижающей среды перед решеткой и перепад давления слой+решетка, повторный замер расхода ожижающей среды перед решеткой и перепада давления слой+решетка. Перед повторным заме" ром расхода ожижающей среды и пере„.,Я0„„1406439 А 1 (51)4 У 27 В 15/00 пада давления слой+решетка изменяют высоту кипящего слоя изменением высоты разгрузочного порога в пределах

H„= +(0,33 - 1,5) Н и определяют критическое живое сечение решетки по формуле Я к < 80,603414

ВМ (Р ) ((— — Н) Р

dH D P s (71 -1711-05 (††) 1 P 1 где S — критик ческое живое сечение решетки аппарата кипящего слоя,Х; М вЂ” массовый pac" ход ожижающей среды, кг/с; P „ — давление ожижающей среды, создаваемое компрессорной установкой, Н/м ; P перепад давления слой+решетка при рабочей высоте кипящего слоя, Н/м ;

P - перепад давления слой+решетка после изменения высоты кипящего слоя, Н/м ; 4Р = P - П - Н вЂ” рабочая вы-. л. сота кипящего слоя, м; Н, — высота кипящего слоя после изменения, м;

LIH = Н к-Н; D — диаметр решетки аппарата кипящего слоя, м; р — плотность ожижающей среды, кг/м,, 1406439 пластины различной высоты, которые устанавливали на разгрузочный порог печи в которой проводили испытания.

Пример 1. В промьппленную печь диаметром D 1,749 м загружали

2,9 т хлорсодержащих гранул и подавали при давлении Р„ = 19620 Н/м подогреваемый природным газом в топке воздух при 500-600 С в количестве

12000 нм /ч. При достижении в слое температуры 150-200ОС в печь поданали хлорсодержащую пульпу в количестве 1,45 M3/÷. При рабочей высоте разгрузочного порога Н 1,2 м произ" водили замер диафрагмой дисковой,дифманометром мембранным измерительным

Д4И и вторичным прибором ВФС расхода воздуха (12000 нм /ч, т,е. М =

= 4,315 кг/с) и дифманометром мембранным измерительным ДМИ и вторичным прибором ВФС перепада давления слой+ решетка (Р = 14995 Н/м ). Затем уменьшали высоту разгрузочного порога на 0,40 рабочей (Н = 0,72 м) и производили замер расхода воздуха (12000 нм /ч, т.е. М = 4,315 кг/с) и перепад давления слой+решетка после уменьшения высоты кипящего слоя (Р1) = 10189 Н/м ), Затем определяли критическое живое сечение газораспределительной решетки по формуле

Р 4< — (- Р- Н) Р-1 и) 6< (1) Й вод.ст., и определяли живое сечение по формуле

Критическое живое сечение составило

2,78%.

Через 1 0 мин после уменьшения высоты кипящего слоя на 0,40 рабочей перепад давления слой+решетка резко упал.до 2856 Н/м в результате про- где Sодува,, образовавшегося в кипящем слое из-за его недостаточной высоты, и печь была аварийно остановлена.

Пример 2. Для испытания иэ- V „ вестного способа использовали печь

КС с сечением перед решеткои 2,4 м

Для создания кипящего слоя в печь загружали 2,9 т хлорсодержащих гранул, подавали через газораспределительную решетку воздух, замеряли его количество, равнслв 12000 нм /ч, и замеряли перепад давления слой+решет- j ДР„ ка, который был равен g 8P „ — 1530 мм вод. ст. Затем увеличивали1 расход воздуха до 14428 нм /ч, снова

3 замеряли перепад давления слой+решет- $ 8p ка, который был равен gdP =. 1580 мм (2) 40 " o Sq

S а

Изобретение относится к исследованию промышленных и лабораторных àïïàратов кипящего слоя и может быть использовано для определения критичес"

5 кого живого сечения решеток работающих аппаратов кипящего слоя.

Целью изобретения является увеличение кампании аппарата кипящего слоя. .1Î

Определение живого сечения решет" ,,ки работающего аппарата кипящего слоя известным способом проводили на ла- бораторной печи диаметром 0,3 м .при обжиге сульфидных цинковых концентратов„ на печи КС диаметром 1,749 и, для упарки хлорсодержащей пульпы, ,на печи КС диаметром .,6 385 м для обжига цинковых концентратов. Осу1, ществляли необходимые замеры для оп- 20

1 ределения живого сечения сразу пос" ле пуска печи, т.е. с еще не заби1

,той решеткой, и сравнивали полученные расчетные данные с фактическими. В результате определяли точность рас- 25 .,четов живого сечения работающей ре" шетки в процентах.

Для определения живого сечения ре" ,шетки работающего аппарата кипящего, слоя предлагаемым способом испытания проводили на таких же печах. Для из" менения высоты разгрузочного порога при испытаниях испольэовали стальные.-o5 4 р

Б а 80,603414 D М(Р„) ((— -„- Н) живое сечение работающей ре" шетки, м сечение аппарата перед ре" шеткой, (2,4 м -);

71 ° скорость ожижающей среды перед решеткой до увеличе" ния расхода ожижающей cpe" ды (1,39 м/с); скорость ожижающей среды перед решеткой после увеличения расхода ожижающей среды (1,67 м/с); перепад давления слой+решетка до увеличения расхода ожижающей среды (1530 мм вод.ст,,); перепад давления слой+решетка, после увеличения рас1406439 4 хода ожижающей среды (1580 мм вод.ст.); р = плотность ожижающей среды ! до решетки (1,293 кг/м");

2 = коэффициент сопротивления

5 сухой решетки (0,37), По расчету. живое сечение решетки равно 0,15 м, а фактически гаэорасп" ределительная решетка имеет живое сечение 0,094 м, так как имеет 125

2 сопел с 15 отверстиями в каждом диаметром 8 мм. Так как определение про" изводили сразу после пуска, то решетка не могла забиться, к тому же определение показало большее живое сечение, что также невозможно. Следовательно, ошибку дает метод определения. Печь в данном режиме проработала двое суток и была аварийно оста-- 20 новлена из"за забивания газораспределительной решетки. Процент ошибки данного метода равен 59,57 .

Для испытаний предлагаемого способа испольэовали ту же печь с пло- 26 щадью газораспределительной решетки

2,4 и (Р = 1,749 м). Для создания кипящего слоя в пеЧь загружали 2,9 т хлорсодержащих гранул, подавали через газораспределительную решетку воздух, замеряли его количество (М =

= 4,315 кг/с) и перепад давления слой+решетка (Р = 14995 H/м ), затем уменьшали высоту разгрузочного порога с Н = 1,2 м до H = 0,80 м, т.е.

35 на 0,33 рабочей, и повторно замеряли расход дутья и перепад давления слой+ решетка (Р > = 11030 Н/м ), Давление ожижающей среды, создаваемое воздуходувкой, равно Pz = 19620 Н/м . Кри1 тическое живое сечение для данного процесса, определение по формуле (1), составляет 2,78 от площади сечения газораспределительной решетки, или

0,06672 м

После определения критического живого сечения решетки в каждом из

125 сопел заварили по 5 отверстий, т.е ° оставили в каждом сопле по 10 отверстий диаметром 8 мм каждое, что составляет 0,0626 м, ипи 2,61 от площади газораспределительной решетки. После изменения живого сечения печь была запущена и проработала

45 сут. После остановки и выгрузки слоя была осмотрена газораспределительная решетка. Забитых материалом слоя отверстий не оказалось. Точность определения критического живого сечения составляет 6,58 .

Применение предлагаемого способа позволило увеличить кампанию печи с

2 до 45 сут и уменьшить процент ошибки при определении живого сечения с

59,57 до 6,58 .

Пример 3. Для испытания из" вестного способа использовали печь

КС с сечением перед решеткой 32 м

Для создания кипящего слоя в печь загружали 72 т обожженного цинкового концентрата, подавали через газораспределительную решетку воздух, заI мерялй его количество, которое равнялось 25000 нм /ч, и замеряли перепад давления "слой+решетка", который был равен Е0Р, = 2040 мм вод.ст..

Затем увеличивали расход воздуха до

29952 нм /ч, снова замеряли перепад давления слой+решетка, который составил gd Р = 2140 мм вод.ст., и определяли живое сечение по формуле (2), где Е = 0,46.

По расчету живое сечение решетки равно 0,24 м, а фактически газораспz ределительная решетка имеет живое сечение 0,17 м, так как имеет 1680 со1 пел с 8 отверстиями в каждом диаметром 4 мм. Так как определение производили сразу после пуска, то решетка не могла забиться, к тому же определение показало большее живое сечение, что также невозможно. Следовательно, ошибку дает метод определения.

Печь в данном режиме проработала

6 сут и была аварийно остановлена из-за забивания газораспределительной решетки. Ошибка данного метода составляет 41,18 .

Для испытаний предлагаемого способа использовали ту же печь с площадью газораспределительной решетки

32 м (Р = 6,385 м). Для создания кипящего слоя в печь загружали 72 т обожженного цинкового концентрата, подавали через гаэораспределительную решетку воздух, замеряли его количество (M = 9,0 кг/с), и перепад давления слой+решетка (P<= 20000 Н/м ), затем увеличивали высоту разгрузочного порога с Н = 1,4 м до Н и = 1,8 м, т,е. на 0,28 рабочей высоты, и повторно замеряли расход дутья (остался на прежнем уровне) и перепад давления слой+решетка (P„= H/м ).

Давление ожижающей среды (дутья), создаваемое воздуходувкой, равно

5 140643

Р, = 32000 Н/м . Критическое живое сечение„ определенное по формуле (1), составляет 0„337% от площади сечения гЭэораспределительной решетки, или

0,10784 м .

После определения критического се" чаяния решетки в каждом из 1680 сопел заварили по 3 отверстия, т.е. оставйли в каждом сопле по 5 отверстий )0 дйаметром 4 мм каждое что составляЯ. е 1 О, 1 056 м, или О, 33% от площади газораспределительнай решетки. После иЗменения живого сечения печь была

1 э пущена и проработала 90 сут. После )В остановки и выгрузки слоя была осмот-: рена гаэораспределительная решетка.

Забитых материалом слоя отверстий

1 н оказалось. Точность определения критического живого сечения равна 20

2,,12%.

Пример 4 . Для испытаний иэве стного способа использовали печь

КС с сечением перед решеткой

0,07065 м, Для создания кипящего слоя в печь загружали 0,0226 т обожже1 ного цинкового концентрата, подавали .через гаэораспределительную реше1гку воздух, замеряли его количество которое равно 50 нм /ч, и пере- ЗО

3 пад давления слой+решетка, который был равен LIP, = 375 мм вод.ст., затем увеличивали расход воздуха до

59>8 нм /ч и снова замеряли перепад

Ъ давления слой+решетка, который был равен X дР = 390 мм вод.ст. Определяли живое сечение по формуле (2), где

Е 0,= 0„92.

По расчету живое сечение решетки ра но 0,0018 м, а фактическое живое сеЧение составляет 0,0015 м, так как

2 решетка состоит из 120 сопел по одному отверстию в каждом диаметром 4 мм, Ошибка составляет 20,0%.

В данном режиме печь проработала

1,0 сут и была остановлена из-эа забивания газораспределительной решетки.

Для испытаний предлагаемого способа использовали ту же печь с площадью б0 газораспределительной решетки

0,07065 м (Э = 0,3 м), Для создания кипящего слоя в печь загружали

0,0226 т.обожженного цинкового концеитрата, подавали через газораспре- 55 депительную решетку воздух с давлением P 1 = 300000 Н/м, замеряли его l количество (М = 0,018 кг/с) и перепад давления спой+решетка (Р

9 6

3675 Н/м ), Затем увеличивали высоту разгрузочного порога с 0,2 да

0,5 м, т.е. на 1,5 рабочей высоты, повторно замеряли количество дутья (осталось на прежнем уровне) и перепад давления слой+решетка (Р „

= 8340 Н/м ).

Критическое живое сечение для данного процесса, определенное по фор" муле (1), составляет 0,774%. от площади сечения гаэораспределительной решетки, 0,000547 м

После определения критического живаго сечения решетки иэ 120 сопел заварили 76 и оставили 44 сопла с одним отверстием каждое диаметром 4 мм, что составляет 0,000553 м, или

0,783% от площади газараспределительнай решетки. После изменения живого сечения печь была запущена и проработала 30 сут. После остановки печи и выгруэки слоя была осмотрена газораспределительная решетка, Забитых материалом слоя отверстий не обнаружено, Процент ошибки при определении живого сечения равен 1,10%.

Применение предлагаемого способа позволило увеличить кампанию печи с

1,0 до 30 сут и уменьшить процент ошибки при определении живого сечения с 20 до 1,10%..

Пример 5. Для испытаний предлагаемого способа использовали печь диаметром 0 = 0„3 м. Для создания кипящего слоя в печь загружали

0.0226 т обожженного цинкового концентрата и подавали через газораспределительную решетку воздух с давлением Р = 300000 Н/м, замеряли его количество (М = 0,0180 кг/с) и перепад давления слой+решетка (Р L

3675 Н/м ), затем увеличивали высоту разгрузочного порога на 1,55 рабочей высоты (с 0,2 да 0,51 м) и повторно замеряли количество дутья (осталась на прежнем уровне), перепад давления повторно замерить не удалась, потому что печь вошла в поршневой режим и перепад давления слой+решетка колебался с 1500 до

1100 Н/м . Через 1 ч печь была act тановлена иэ-за забивания отверстий газораспределительной решетки материалом кипящего слоя.

Иэ данного примера можно сделать вывод, что увеличение высоты разгрузочного порога на 1,55 рабочей высоты вызывает поршневой режим и эаби7 1406439

8 вание газораспределительной решетки аппарата кипящего слоя, включающий материалом кипящего слоя. замер расхода ожижающей среды перед

Как видно из приведенных приме- решеткой и перепада давления слой+ ров, использование предлагаемого спо- решетка с последующим повторным заме6 соба для определения критического ром расхода ожижающей среды перед реживого сечения по сравнению с прото- щеткой и перепада давления слой+ретипом позволит увеличить точность шетка, отличающийся тем, определения в 15,55 раза и за счет что, с целью увеличения кампании апэтого стабилизировать гидродинамику 10 парата кипящего слоя, перед повторным кипящего слоя и увеличить кампанию замером расхода ожижающей среды и пе", печи в 22,5 pasa. репада давления слой+решетка изменяют высоту кипящего слоя изменением

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я высоты разгрузочного порога в пределах Ни = i(0,33 - 1,5)Н и определяют критическое живое сечение решетки по формуле

Способ определения критического живого сечения решетки работающего dP 1 1,11 -

1 Уй

1 — критическое живое сечение решетки аппарата кипящего слоя X.

25 — массовый расход ожижающей среды, кг/с;

- давление ожижающей среды, создаваемое компрессорной установкой, Н/м ;

P — перепад давления слой+ре1 шетка, при рабочей высоте кипящего слоя, Н/м ;

Составитель А. Кальницкий

Техред А.Кравчук

Корректор В.Бутяга

Редактор И.Рыбченко

Заказ 3182/37

Тираж 560

Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

84 480Р6034I4 D М(Р, ) ((-- — Н)

I где S„

Р„ " перепад давления слой+решетка после изменения высоты кипящего. слоя, Н/м ; (1Р = Р((- Р0, Н вЂ” рабочая высота кипящего слоя м

Н „ — высота кипящего слоя после изменения, м, ан=н„-Н;

D - диаметр решетки аппарата кипящего слоя, м;

p — - плотность ожижающей среды, кг/м .