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1、第1卷第3期环境污染治理技术与设备Vol.1,No.32000年6月TechniquesandEquipmentsforEnvironmentalPollutionControlJun.,2000堆肥系统的通风设计魏源送樊耀波王敏健王菊思(环境水化学国家重点实验室,中国科学院生态环境研究中心,北京100085)摘要对堆肥系统的两种不同风机选型方法及计算结果进行了比较。根据计算结果,方法二所选风机的风量、风压和功率都大于方法一所选的风机。对于堆肥系统,目前常用的风机选型方法为方法二。污泥堆肥中试的结果初步表明:方法二所选风机的风量偏大,而方法一所选风机的风量比较适宜。关键词:堆肥系
2、统通风系统设计风机是通风系统的核心设备,它是堆肥系统建设和运行费用的主要影响因素。因此,如何进行风机选型就是一个非常重要的问题。风机选型需要知道风机的风量、风压和轴功率,下面介绍两种风机选型方法。一、风机压力1.堆体压力损失[1-4]堆体压力损失计算可由下式计算:jnΔP1=aHu(1)式中:ΔP1—堆体压力损失,cmH2O;a—堆体压力损失与通风的关系指数;H—堆体高度,m;u—空气通过堆体的流速,m/d;j—堆体压力损失与堆体高度的关系指数;n—堆体压力损失与通风速率的关系指数。[2]不同废弃物的堆体压力损失计算参数见表1。2.管路压力损失在堆肥系统中,通风系统通常需要一定长
3、度的干管和穿孔管(某些情况下替代风室),[3,4][5]所以,必须考虑管路压力损失,Higgins等和Steele等讨论了穿孔管及其在污泥堆肥[6]中的压力损失。Rynk认为管路压力损失为2.5～5.0cmH2O。[8]首先选定空气在管路中的流速,然后根据所需的风量确定通风管道的管径;其次是分别计算穿孔管的压力损失和从风机出口到穿孔管的管路压力损失。国家重点科技项目(攻关)计划专题(96-909-01-05)通讯联系人2魏源送等:堆肥系统的通风设计1卷＊表1不同废弃物的堆体压力损失计算参数名称比例含水率参数(%)ajn木片/污泥2∶1(V/V)-8.39×10-71.051.61
4、木片/污泥3∶2(V/V)-1.13×10-61.301.63木片/污泥1∶1(V/V)-1.14×10-51.471.47木片/污泥1∶2(V/V)-3.02×10-51.411.48新鲜木片--1.00×10-61.081.74回流筛分木片--3.97×10-51.541.39后腐熟后的堆肥--8.22×10-61.661.47笼舍垫料/木屑1∶2(W/W)609.50×10-61.01.17笼舍垫料/玉米芯1∶2(W/W)603.29×10-71.01.60木片/回流堆肥/树叶/污泥2∶0∶2∶1(V/V)501.62×10-61.01.56木片/回流堆肥/树叶/污泥3∶0
5、.5∶1.5∶1(V/V)493.26×10-71.01.73木片/回流堆肥/树叶/污泥3∶0∶1∶1(V/V)491.79×10-71.01.82木片/回流堆肥/树叶/污泥3∶1∶0∶1(V/V)522.69×10-81.02.02市政固体废物--1.02×10-41.01.23＊压力损失(ΔP)单位:cmH2O;堆体高度(H)单位:m;通过堆体的风速(u)单位:m/d;V/V:体积比;W/W:重量比。[5]A.对于孔径一致的穿孔管,正压鼓风和负压抽风的压力损失计算公式:2dQdQdQ2正压吹风:C2=-Q+Q(2a)dx1dx1dx12dQdQdQ2负压抽吸:C2=+Q+Q(
6、2b)dx1dx1dx1fx11fAs2其中:x1=C=·23·()2kD64KpKAp3式中:Q—穿孔管流量,m/min;х—与穿孔管闭端的距离,m;k—与空气动压头有关的常数。正压鼓风,k=1.5;负压抽风,k=1.7;f—通风管道摩察系数;Kp—孔系2数,Kp=0.6;As—单位长度管道的总表面积,m/m;Ap—单位长度管道的孔面2积,m/m;D—管道的当量直径,m。[5]为便于计算,Steele等利用计算机将上述方程绘成了曲线图(图1、图2)。因此,首先确定C值和2kD/f值,其次查曲线图得到相应的值(如Qx/q0x),然后根据式(3)求得穿孔管的压差损失。2ΔP2=(q
7、x/765ApKp)(3)3式中:ΔP2—穿孔管压差损失,cmH2O;qx—单位长度穿孔管流量,m/min·m。B.从风机出口到穿孔管的管路压力损失计算:[8]从风机出口到穿孔管的管路压力损失计算公式:2lρ0uΔP3=(λ+∑ζ)(4)d2式中:ΔP3———管路压力损失,Pa;λ—管路阻力系数。根据雷诺数的范围,选定光滑管或[8]粗糙管的λ计算公式;l—管路长度,m;d—管路当量直径,m;ξ—管件阻力系3数;ρ0—空气密度,kg/m;u—空气流速,m/s。3期魏源送等:堆肥系统
