选煤厂荷电水雾除尘系统数学模型的研究.pdf

第 卷第 期 巧年 月 煤矿 机 械 ∀ ∃ 3 6 文献标识码 2 , ∋. ∗ ≅.,刃 以≅ ∗∋Α Β , ∃ ΧΔ ∃, ∋≅0Α≅ ≅ ∗ ∋Α ;此≅ ,Ε ∀ ∃ ΑΦ≅,Ε ΧΑ,∃, ,≅ ∗ Γ ∋ ∃ Η Ι Α ϑ ∃ Κ , 卜 Ι Γ ∃ , Λ ., Γ . ∗ ∃ Σ ∗ ,∃Β, ; 卿 ∗鸣 9 Ν Ν 〕 , −.∗ 7 如,≅2 ≅ . , Τ, 「≅., ≅., Φ Χ ,∃,− ≅ ≅ ≅∗,Κ≅, Χ Γ , , ∃ Τ ∗∗Γ≅., − ≅Π ∃ , Β∗≅∗ Χ ,∃,,≅∗Γ≅., , ∃ Κ Ι , ≅ ≅.,Υ∃ , , Χς Β Π,∗Γ ΒΠ ≅ 一, ∃ Χ , ,Β, ∗ Κ.∗,., 了∗Γ ΒΠ ≅ , Ε ∀ ∃ Φ ≅,Ε Β ,∗Γ Α, ≅ Πς Ε ≅., ≅ ∗,Ε Β ,∃ Χ ,Ω , ,≅ ≅ ≅ ∗, Κ ≅ , Χ ΓΒΠ ≅ , Ε ∀ ∃ Ε , ,∃一 ∗Ε . , Ε ≅ ., ≅∗, Ε Β ,∃, ∗Β, ∗Γ Γ , , ∃ ∃Φ Τ Π≅ Β∗ Ε,≅, ΧΒ ς∃,≅ , Β Π≅ Β ≅ . , ≅∗ Χ ,. Γ, ΒΞΠ ∃∗≅ Φ ≅. ≅ Χ Χ ,,≅ ≅ . ,,Χ Χ ∗,∗,,Φ Χ , Ψ Ε ∀ ∃ ΒΠ ≅ ∗, ΧΒΠ ≅ , Ε ∀ ∃Φ ≅,Ε Χ ,∃,,≅∗Γ, ∃ Κ Ι 39 场 ς ≅ ∗而Ζ∗Γ Β Κ Ι∗Γ Π ≅ ≅., ≅.,Ε≅∗, Ε Β ,∃ [, Φ Κ Β2,∃, ,≅ ≅ ≅ ∗, Κ ≅ , Χ Γ 8 , Χ Χ ∗ ,∗,,Φ Χ , Ε ∀ ∃ΒΠ ≅ 8 ∗∃∗,∃ΠΒ∗Γ Κ , ≅ΞΠ∃∗≅Φ ∴ 引 言 荷电水雾除尘 技术是 2一 门逐渐兴起的除尘技 术 , 将水雾预荷上与粉尘 极性相反 的电荷后 , 能大大 提高普通水雾 除尘 系统的除尘效率 。 选煤厂给煤机 在给煤过程 当 中 , 产生 大量 的呼 吸性粉尘 , 由于煤尘 的憎水性 , 现 有 的普通喷洒水雾除尘系统不能有效 地去除呼吸性粉尘 。 采 用 水雾预荷电技术后 , 大大 提高了除尘效率 。 水 雾 荷 8 电方式 主 要 有 感 应 荷电 法 、直接荷 电法和摩擦荷电法等 。 其 中感应荷电法 能够使水雾得到较大的荷质比 , 且消耗电能很少 , 在 工矿企业应 用广泛 。 为了对选煤厂荷电水雾除尘 系统运行参数进行 最佳设计 , 建立选煤厂荷电水雾除尘系统数学模型 是非常必 要 的 。 3 感应荷电水雾 除尘 系统数学模型的建立 在煤矿 生产过 程 中 , 防 尘效 果与喷洒水量密切 相关 。 据试验 , 在一 定 的范 围内 , 降尘效率随单位耗 水量 的增加而升高 。 喷水量不足不能达到防尘的 目 的 , 喷水 量过大 也会带来诸如输送带载料打滑 , 矿仓 堵塞 , 恶化环境 , 甚至 还会给破碎筛分 、选 矿 、销 售带 来不利影响 , 以及 造成粉矿流失 , 水量浪费等 。 喷水量应该根据 岩矿 的数量 、 性 质 、 块度 , 原料 湿润程度及允许含湿量等因素来确定 。 其物料 包 括岩 、 矿及其他物料7喷水量 估算公式川7 口 ] [ ∋ 沪 一 沪27 37 式中 Μ 处理 物料量 8 [ 考虑蒸发 和加水不均匀的 系数 , 一般 [ ] 3 4 一 3 98 沪2 物料原始含水量 8 沪 物料最终含水量 。 物料最终含水量应根据生产工艺最大允许含水 量 和湿法降尘最佳含水量 即物料达到此 含水量时 , 在运输过 程中不再扬尘7项 因素决定 。 当生产工 艺允许物料大量 加水时 , 采用最佳含水量 8 当生产工 艺对 物料加水有一定限制时 , 采用物料最大允许含 水量 。 此数可以从有关设计资料 中选取 。 选煤厂中 对煤的含 水量有 一定的限制 , 根据经验资料 , 煤允许 最 大含水 量为 ⊥ 。 由式 ∃ 7得出 ___ Θ ⎯ 一甲‘宁 天 云 7 对于不同类型的喷头 , 根据经验以及实验测定 , 64 α ∃ , ∀∃ 二二 ‘∀ ∃ 甲Α Β 一 Β ≅ Β 〕 ; , ∀∃ 63 ΧΔΕ 5 那 ∀7 ,∋ , ∃ ‘ , , 一 。∀ 7矿 , 超出了国家大 气环保标准 Ι;7时 。 对该选煤厂进行水雾除尘系 统设计 。 在已知参数 时 , 甲 二 Φ ∗Ε , Β − Φ ≅., Ε ∀,Ε, ≅ ∃ Φ ∗ Ο≅39 , Χ Χ ∗ ,∗,≅Π ∗Γ Ε , ≅.Β≅ ∃∀ ,,ΞΠ≅∗ , . ∀∗Γ , , ≅∗ 即Υ∃∗, ≅ ∗ ∀ ∃Π , ∗ ≅.,Υ, Ψ Χ Ε , , ∃ Φ∗ ∴ Χ Ε , ,.∗Ε [ ,Φ Κ Β2Ι∗ , ≅∗,2犷8 Ε ,,. ∗Ε8 ∗ΕΠ∃ ≅ ∗8 ≅∃ Τ ∴ 引言 曲柄摇杆机构 是一 种应用 最广泛 的平 面连杆机 构β ∃ , Ω 。 当曲柄等角速转 动 时 , 为 了得 到曲柄摇 杆 机构中连杆和摇杆的角速度 、 角加速度随时间变化 的关系曲线 , 需对该机构进行运动分析 , 列矢量方 程表达式 , 建立 矩阵方程 , 进行数值求解 。 本文采 用 ≅ ∃ Τ软件仿真工具箱 , 实现对 曲柄摇杆机构的 动态仿真分析 , 得到曲柄摇杆机构的运动曲线 。 该 方法较手 工计算或作图法效率高 、 精确 , 应 用非常广 泛 。 3 曲柄摇杆机构 数 学模型 的建立 ∃ 7建立 矢量方程 图 3所示为一曲柄摇杆机构 , 曲柄 、连杆、摇 杆 、 机架的长度分别为∃ , 、 3 、 3 4 、 3 6 , 曲柄 、 连杆 、 摇杆和 轴 正 向的夹角分别为0 , 、 χ、 ι4 。 曲柄以等角 速 。2 逆时针转 动 时 , 机构 中各杆件在 Ν 方向和 Φ 方向满 足 ∃ ,− , δ 3 , 2 一 ∃, , ι4一 3 6] 0 37 3 3∗ , δ 3 ∗ 0 一 34 ∗ 0 4 ] 0 7 佳参数 Π ] 9 Ν 一 。 , Ια , 尺 ] 一 Ν 一。 一’Ε, Ζ ] 3 Ν 3 0 一4 Ε , 粉尘与水雾的相对速度比根据实际 经验为 而 。 采用 个常见 矿用角形喷嘴对 给煤机 处进行 喷雾除尘 , 其单个喷水量 Θ ] ι9 ‘, , Υ “‘, , 。 二1 0。 对 于其他喷头可以通过 实测喷 水 量值进 行公式 拟 合 。 输人初始向量【 3 9 2‘ 30 一’, 3 0 Ν 30 一6 」后 , 经过 4 步迭代优化计算 , 得 出满足 约束条件的最优解 , 结果 为β 3555 Ν ∃ 一’, Ζ 4 00 Ν 30 一6 」 , 夕 ] 0 130 ς , 沪 ] 600⊥ , 甲 ] 243⊥ , 口 。η Ε ] 1 3 Ν 30 一6。 由此确定该荷电水雾除尘 系统的最佳运 行参数大致 在 压力为 0 1ς 附 近 , 喷嘴半径 在 ε , 电压为 9 9Ια 左右 。 4 结语 本文 中数学模型全面系统地 总结了荷 电水雾各 除尘参数在除尘中的作用 , 由数学模型 可以清楚地 看 出影响 除尘效率的参数为雾 滴直径 和雾滴荷质 比 。 根据对该数学模型的求解可以进行选煤厂荷电 水 雾除尘系统的最优设计 。 参考文献 2 〔∃ Ω 严兴忠 , 等 工业防尘手册【〕 北京 2 劳动人事出版社 , 3 5ι 〔 Ω金龙哲 矿井粉尘防尘【Ω 北京 2 化学工业出版社 , 355 4 【 4〕周文俊 荷 电水雾除尘系统机理和规 律的研究【;〕 武汉水力 电 力学院 , ∃55 7 【 6」 〔美」Α卡尔弗特 , ϕ 英格伦 大气污染控制技术手册 2 上册【〕 刘双进 , 等译 海洋出版社 , 35ι 【 9 Ω 何显梅 水雾感应荷电理论及试验研究 【/ Ω 金属矿山 , 355 0 4 7 作者简介 2 李惟慷 35 ι 一 7 , 女 , 吉林图们人 , 助教 科 年硕士 毕业于辽宁工程技术大学机械制造专业 , 发表论 文数篇 , 主要从事机 械动态设计及制造 、 机械振动等研究 , , ∃20 63 ι 一 1 1 7 9 收稿日期 2 叉 拓一0 4 一0 4 69