工業(yè)鍋爐的煙風阻力計算ppt

工業(yè)鍋爐的煙風阻力計算ppt第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一§12.1鍋爐通風的方式通風的作用：將燃料燃燒所需要的空氣連續(xù)不斷地送入爐膛，并將燃燒生成的煙氣排出爐外，以保證燃料在爐內(nèi)正常燃燒。通風方式：自然通風和機械通風自然通風：利用煙囪中熱煙氣和外界冷空氣的密度差形成的抽力作為推動力，來克服鍋爐通風系統(tǒng)中空氣和煙氣的流動阻力。適用于無尾部受熱面的小型鍋爐，如立式煙火管鍋爐等。機械通風：借助于風機所產(chǎn)生的壓頭去克服煙、風道的流動阻力。適用于設(shè)置尾部受熱面和除塵裝置的小型鍋爐，或較大容量的鍋爐。機械通風方式：負壓通風、正壓通風和平衡通風。第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一一、平衡通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中裝設(shè)送風機和引風機。送風機用來克服風道、空氣預熱器（風側(cè)）和燃燒設(shè)備的阻力；引風機和煙囪用來克服從爐膛出口到煙囪出口的全部煙道的阻力。如下圖12-1所示。特點：鍋爐漏風少，安全及衛(wèi)生條件較好。在供熱鍋爐中，大都采用平衡通風方式。第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一送風排煙送風機引風機第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一二、負壓通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中只裝設(shè)引風機。引風機和煙囪用來克服煙風道阻力、燃料層和爐排阻力。特點：整個鍋爐在負壓下運行，漏風量增加，會使鍋爐效率降低。適用于小容量、煙風系統(tǒng)阻力不太大的鍋爐。第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一三、正壓通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中只裝設(shè)送風機。送風機需克服全部煙風道的阻力。特點：爐膛處于微正壓下運行，提高了爐膛燃燒熱強度，消除了爐膛、煙道漏風，減少了排煙熱損失，提高了鍋爐熱效率；但要求爐墻、爐門及煙道嚴密，以防煙氣外泄，污染環(huán)境，影響工作人員的安全。適用：燃油鍋爐和燃氣鍋爐。第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一風管道、煙管道是通風系統(tǒng)的重要組成部分。風、煙管道設(shè)計包括：管道的結(jié)構(gòu)、布置及管道斷面尺寸的確定。一、風、煙管道的結(jié)構(gòu)⑴風、煙管道的劃分送風管道—從空氣吸入口到送風機入口，再從送風機出口到爐膛的管道。排煙管道—從鍋爐或省煤器煙氣出口到引風機入口，再從引風機出口到煙囪入口管道。送風管道和排煙管道統(tǒng)稱為風煙管道。§12.2風、煙管道的設(shè)計第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一⑵風、煙管道的截面形狀有圓形、矩形，煙道還有圓拱頂形。⑶風、煙管道材料有鋼板和磚等。⑷磚砌煙道拱頂型式①大圓弧拱頂(如下圖所示）②半圓弧拱頂(如下圖所示）第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一大圓弧拱頂煙道圖半圓弧拱頂煙道圖第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一二、風、煙管道的布置要點⑴總煙道的布置總煙道應布置在室外（如下圖）。煙道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)壁不能做成直角，以免增加煙氣阻力。⑵風機出口處漸擴管道的形狀（如下圖）風機出口處漸擴管道的形狀應符合圖(a)的要求。圖(b)的漸擴管形狀會使阻力明顯增加。第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一總煙道第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一⑶風機出口處風煙道的轉(zhuǎn)彎方向（如下圖）風機出口處風煙道的轉(zhuǎn)彎方向應與風機葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致，否則氣流會形成旋渦而使阻力明顯變大。⑷相鄰彎頭的距離（如下圖）管道布置時，為了減少管道阻力，其相鄰彎頭距離應滿足一定要求。第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一三、風、煙道管道截面尺寸⑴風、煙管道的截面面積

⑵斷面形狀計算出幾何尺寸對圓形管道，其直徑為：對矩形管道，其面積為：F＝H·B＝高×寬⑶核算實際流速第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一通風計算：亦稱空氣動力計算。通風計算的目的：計算鍋爐風道和煙道的全壓降，從而確定送風機和引風機的風壓。通風阻力分類：沿程摩擦阻力、橫向沖刷管束的阻力和局部阻力?！?2.3鍋爐通風阻力計算第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一1.沿程摩擦阻力氣流沿管道流動或煙氣縱向沖刷管束時產(chǎn)生的摩擦阻力稱為沿程摩擦阻力。⑴當有熱交換時，按下式計算：⑵對于等溫氣流或溫度變化不大時第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一2.局部阻力當氣流通過截面或方向變化的通道時產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。3.橫向沖刷管束阻力當氣流橫向沖刷管束時，無論有否熱交換

可參考《鍋爐設(shè)備空氣動力計算(標準方法)》及有關(guān)資料。第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一自生通風力（自生力）hzs定義：介質(zhì)密度變化而引起的流動壓頭。計算公式：上升煙道中，自生力是正值，有助于氣流流動；下降煙道中，自生力是負值，阻礙氣流流動；水平煙道為零。第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一計算工況：在鍋爐額定負荷下進行計算。主要原始數(shù)據(jù)⑴各段煙道的煙氣流速、煙氣溫度、煙道的有效截面積和其它結(jié)構(gòu)特性（由熱力計算書查?。?。⑵在計算各段煙道阻力時，其流速、溫度等均取平均值。平衡通風時，煙道內(nèi)的壓力可以大氣壓力作為計算壓力。

§12.4鍋爐煙道阻力計算第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一煙道阻力計算程序從爐膛開始，沿煙氣流動方向，依次計算。⑴各部分煙道的阻力：爐膛負壓、鍋爐本體管束、蒸汽過熱器、省煤器、空氣預熱器、除塵器、煙道及煙囪的阻力。⑵按規(guī)定對煙氣密度、氣流中灰分濃度和煙氣壓力、受熱面積灰因素進行修正。⑶各部分煙道的自生風⑷煙道的全壓降鍋爐本體第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一一、鍋爐本體煙道總阻力主要包括：爐膛出口處負壓，鍋爐本體管束阻力，過熱器阻力，省煤器阻，空氣預熱器阻力。在鍋爐設(shè)計及鍋爐改造時，按相應方法進行計算，然后按受熱面型式乘以積灰修正系數(shù)K；在鍋爐房設(shè)計時，由鍋爐廠家《煙、風阻力計算書》查取。

二、除塵器阻力根據(jù)除塵器廠家提供的資料或手冊確定。第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一三、煙道阻力

⑴煙氣量及煙氣溫度確定從鍋爐尾部受熱面→除塵器的煙道阻力按鍋爐熱力計算的排煙溫度和排煙量計算；從除塵器→引風機及引風機后的煙道則按引風機處的煙氣溫度和煙氣量計算。引風機處的煙氣量為：引風機處的煙氣溫度為：尾部受熱面處排煙體積尾部受熱面處漏風系數(shù)前<=除塵器=>后第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一四、煙囪阻力由沿程摩擦阻力和出口速度損失組成，即

⑴煙囪沿程摩擦阻力(i=0.02~0.03)⑵煙囪的出口速度損失

第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一五、煙道總阻力的換算和修正

1．由于計算公式計算阻力時是假定以干空氣作為介質(zhì)的，因此應該把計算所得的阻力換算成煙氣的阻力。即是將全部煙道的總阻力乘以。其中為在標準大氣壓及0℃時的煙氣密度。2．當煙氣中的含灰量較大，即>6時，在除塵器前需考慮灰分濃度的影響，在除塵器后，則不予考慮。

第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一3．煙氣壓力的修正(不包括自生風)，可對全部煙道總阻力乘以，其中by為煙氣的平均壓力，Pa。煙道流動總阻力：爐膛出口到除塵器除塵器后的阻力飛灰重量密度第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一六、自生力計算鍋爐各段煙道的自生通風力(包括煙囪)如周圍空氣溫度為20℃，＝1.2kg/m3，則煙道的自生通風力各段煙道總的自生風力為（包括煙囪自生風）

第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一七、煙道的總壓降煙道的總壓降式中—平衡通風時爐膛出口處必須保持的真空度；一般采用＝20Pa第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一計算工況：在鍋爐額定負荷下進行計算。主要原始數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣預熱器中空氣的有效截面和空氣流速等都由熱力計算取用。§12.5鍋爐風道的阻力計算第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一一、風道總阻力包括冷風道、空氣預熱器、熱風道、爐排阻力、料層阻力。對于室燃爐燃燒設(shè)備阻力代替。

燃燒器阻力第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一1.冷風道阻力風道的阻力主要取決于局部阻力，當冷空氣流速小于10m/s時，摩擦阻力可不計算；冷空氣流速為10~20m/s時，可先計算一、二段最長的等截面上的單位長度摩擦阻力，然后乘以風道總長度即得風道的總摩擦阻力。局部阻力的計算方法與煙道相同。冷空氣流量計算：不通過冷風道第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一2.空氣預熱器阻力在管式空氣預熱器中，空氣側(cè)的阻力由橫向沖刷管束的阻力和連接風道的局部阻力組成。⑴橫向沖刷管束的阻力按前述方法計算；⑵連接風道的局部阻力當a＜0.5h（如下圖）時，按一個180度轉(zhuǎn)彎計算，取。此時計算流速按連接風道進、出口和中間截面的平均值來確定，即第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一當a＞0.5h時，按兩個90度轉(zhuǎn)彎計算，取，計算流速則用下式截面求得，即管式空氣預熱器的阻力計算，以上結(jié)果尚需乘以修正系數(shù)K，查表12-7。

第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一3.熱風道阻力熱風道的計算方法與冷風道相同，熱空氣的流量為：

第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一4．燃燒設(shè)備的空氣阻力Δhr⑴對于室燃爐：燃燒器二次風的阻力(包括出口速度損失)，可按出口流速計算：式中ζ--燃燒器局部阻力系數(shù)。⑵對于層燃爐：鏈條爐排為800~1000Pa，往復爐排為600Pa。第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一風道的總阻力如當?shù)睾０?gt;200m，則需進行大氣壓力的修正，即式中bk——風道中空氣的平均壓力。Pa

rrfkylfhhhhhD+D+D+D=D??D=DkkzlbhH101325第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一二、風道的自升通風力鍋爐風道的自生風通風力

H—計算段進口與出口截面的高度差。風道的總自生風

空氣預熱器全部熱風道第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一三、鍋爐風道的全壓降鍋爐風道的全壓降為：式中——空氣進口處爐膛真空度，其值可用以下近似公式求得：

——爐膛出口處真空，一般20Pa；H——空氣進口中心與爐膛出口中心之間的距離第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一煙囪計算的目的：設(shè)計煙囪時，通過計算確定煙囪的高度和直徑等結(jié)構(gòu)尺寸；給定煙囪高度時，通過計算可以校核煙囪的自生通風力。無論是自然通風，還是機械通風，煙囪的高度都應根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì)SO2、N02、飛灰等的擴散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪高度的確定，應符合現(xiàn)行國家標準《工業(yè)“三廢”排放試行標準》，《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》和《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》的規(guī)定。§12.6鍋爐煙囪的計算第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一一、自然通風時煙囪高度的計算

1.煙囪自生風采用自然通風的小型鍋爐，鍋爐灰坑的一端與大氣相連，而鍋爐煙道出口與煙囪相連，如下圖所示。由于外界冷空氣和煙囪內(nèi)熱煙氣的密度差使煙囪產(chǎn)生引力，即煙囪的自生風按下式計算：第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一2.自然通風時，煙道的全部阻力靠煙囪的自生風克服，因此煙囪高度必須滿足下式要求：煙囪自生風-煙囪總阻力≥1.2鍋爐煙道總阻力式中——煙囪的自生風，Pa；

——煙囪的總阻力，Pa；

——鍋爐煙道總阻力，Pa；1.2——儲備系數(shù)。yH￠DychD第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一3．煙囪高度

第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一二、機械通風時煙囪高度的確定

機械通風時，煙風道阻力由送、引風機克服。因此，煙囪的作用主要不是用來產(chǎn)生引力，而是使排出的煙氣符合環(huán)境保護的要求。每個新建鍋爐房只能設(shè)一個煙囪。煙囪高度應根據(jù)鍋爐房總?cè)萘?，按?-6規(guī)定執(zhí)行。新建鍋爐煙囪周圍半徑200m距離內(nèi)有建筑物時，煙囪應高出最高建筑物3m以上。鍋爐房總?cè)萘看笥?8MW(40t／h)時，其煙囪高度應按環(huán)境影響評價要求確定，但不得低于45m。第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一三、煙囪直徑的計算

煙囪直徑(出口內(nèi)徑)：

煙囪底部(進口)直徑：

式中i—煙囪錐度，通常取0.02~0.03。煙囪出口煙溫第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一Vy—煙囪出口的煙氣量，m3/h；n—利用同一煙囪的同時運行的鍋爐臺數(shù)；w2—煙囪出口煙氣流速，m/s，按下表選用。通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風自然通風10~206~104~52.5~3煙囪出口煙氣流速（m/s）第45頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一一、風機的選擇送風機和引風機的計算流量V——額定負荷時的空氣或煙氣流量，m3/h；β1——流量儲備系數(shù)，取1.1?！?2.7風機的選擇計算第46頁，共51頁，2023年，2月20日，星期一送風機