集氣罩是氣體凈化系統(tǒng)的重要組成部分，用于收集粉塵及污染氣體并將其導(dǎo)人通風(fēng)、凈化系統(tǒng)，防止污染物向生產(chǎn)車間及大氣擴散。集氣罩性能的好壞對整個通風(fēng)、凈化系統(tǒng)的效能及運行成本影響很大。設(shè)計合理的集氣罩可使系統(tǒng)以較小的排風(fēng)量獲得最佳的控制效果。在控制效果相同的前提下，排風(fēng)量越大，則整個凈化系統(tǒng)越龐大，設(shè)備投資、占地面積及運行費用也越大。因此，集氣罩在凈化系統(tǒng)設(shè)計中占有非常重要的位置。

鋁熔煉爐側(cè)爐口集氣罩的排風(fēng)量，大多按照《供暖通風(fēng)設(shè)計手冊》?(以下簡稱《手冊》)中的傘形罩排風(fēng)量公式計算。近年來，隨著我國鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展，很多企業(yè)開始采用大噸位的熔煉爐及保溫爐，原來的手工加料和扒渣作業(yè)已無法適應(yīng)工藝要求，基本被機械操作所替代，爐口尺寸越來越大。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)《手冊》中的排風(fēng)量計算公式不適合于寬大爐口集氣罩，筆者針對這種情況，在設(shè)計75噸矩形熔鋁爐口集氣罩時對排風(fēng)量的計算方法進行了一些修改。

75t燃?xì)馊垆X爐主要參數(shù)

爐子型式：固定式矩形爐；

原料：80％電解原鋁液+20％固體料；

爐子容量：75t；

爐膛工作溫度：≤1150℃；

鋁液出爐溫度：700—760oC；

熔化期熔化速率：8t／h；

燃料：天然氣；

燃料低發(fā)熱值：4.18×8096kJ／n13；

燃料最大耗量：620m3／h；

燒嘴形式：LNOX蓄熱式燒嘴2個；

電氣控制系統(tǒng)：采用PLC自動控制，爐膛壓力自

動控制，爐壓控制范圍±100Pa，控制精度±20Pa(不包括換向時爐壓波動)；

空氣過剩系數(shù)：1.05—1.15；

主煙道煙氣排放溫度：。<250oC；

熔化期單位能耗：≤75m3／t鋁；

爐門尺寸：10.5m(寬)X1.5m(高)；

加料扒渣方式：加料扒渣車；

車間環(huán)境溫度：27℃。

圖1所示為75t矩形熔鋁爐簡圖；圖2為爐口集

氣罩示意圖。

2爐口集氣罩排風(fēng)量計算方法

鋁熔煉爐側(cè)爐13集氣罩排風(fēng)量，通常采用《供暖通風(fēng)設(shè)計手冊》中的有關(guān)公式進行計算，簡述如下。

以上各式中，u為爐口的流量系數(shù)，取0.75；△P為爐內(nèi)余壓，取100Pa；p為煙氣密度，當(dāng)煙氣溫度取爐膛溫度時，P=1.293x273／(T+273)=0.248kg／m3；d。為爐口當(dāng)量直徑，d。=2ab／(n+b)，n=10.5m、b=1.5m(分別為爐口的寬度和高度)；d為氣流紊流系數(shù)，取0.1；y=y／d。，Y為排風(fēng)罩口至爐口軸線的距離，Y=b+0.125m(按工藝要求定)；Ar為阿基米德數(shù)；g

=9.81m／s2，重力加速度；ro為爐內(nèi)絕對溫度／K；T。為周圍空氣絕對溫度／K；口為由爐口噴出的煙氣速度／m·s～；bo=b／2，b為爐口的高度／m.

利用上述公式和數(shù)據(jù)計算出75t鋁熔煉爐集氣罩最小伸出長度Z=茗+b，=8.98111；爐口排出的起始煙氣量L=口·b·'／3=1149984111’／h，當(dāng)煙氣溫度T=1150℃時，煙氣的質(zhì)量為G。=pL=285265kg／h。

為避免集氣罩過熱，必須吸入周圍空氣，使溫度降低到250℃。假定空氣溫度為27℃，混入的空氣量G。=1151293kg／h。因此，集氣罩總風(fēng)量為G。=G。+G。=1436558kg／h=2128451m3／h，罩IZl平均風(fēng)速％=6.4m／s。

當(dāng)空氣過剩系數(shù)n=1時業(yè)，11113天然氣燃燒產(chǎn)生的煙氣量為10.5m3。熔煉爐燃料(天然氣)最大耗量為620m3／h，所產(chǎn)生的最大煙氣量為L=6510m3／h。

從以上計算結(jié)果可以看出，按《手冊》計算出的爐口集氣罩的煙氣排放量遠遠大于實際產(chǎn)生的煙氣量，計算結(jié)果嚴(yán)重失真。