工業(yè)鍋爐的煙風(fēng)阻力計(jì)算ppt

工業(yè)鍋爐的煙風(fēng)阻力計(jì)算ppt第1頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一§12.1鍋爐通風(fēng)的方式通風(fēng)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(fēng)方式：自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)：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(dòng)力，來(lái)克服鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)中空氣和煙氣的流動(dòng)阻力。適用于無(wú)尾部受熱面的小型鍋爐，如立式煙火管鍋爐等。機(jī)械通風(fēng)：借助于風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓頭去克服煙、風(fēng)道的流動(dòng)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(jī)械通風(fēng)方式：負(fù)壓通風(fēng)、正壓通風(fēng)和平衡通風(fēng)。第2頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、平衡通風(fēng)在鍋爐煙、風(fēng)系統(tǒng)中裝設(shè)送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)用來(lái)克服風(fēng)道、空氣預(yù)熱器（風(fēng)側(cè)）和燃燒設(shè)備的阻力；引風(fēng)機(jī)和煙囪用來(lái)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(diǎn)：鍋爐漏風(fēng)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(fēng)方式。第3頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一送風(fēng)排煙送風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)第4頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、負(fù)壓通風(fēng)在鍋爐煙、風(fēng)系統(tǒng)中只裝設(shè)引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)和煙囪用來(lái)克服煙風(fēng)道阻力、燃料層和爐排阻力。特點(diǎn)：整個(gè)鍋爐在負(fù)壓下運(yùn)行，漏風(fēng)量增加，會(huì)使鍋爐效率降低。適用于小容量、煙風(fēng)系統(tǒng)阻力不太大的鍋爐。第5頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、正壓通風(fēng)在鍋爐煙、風(fēng)系統(tǒng)中只裝設(shè)送風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)需克服全部煙風(fēng)道的阻力。特點(diǎn)：爐膛處于微正壓下運(yùn)行，提高了爐膛燃燒熱強(qiáng)度，消除了爐膛、煙道漏風(fēng)，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(yán)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?xì)忮仩t。第6頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一風(fēng)管道、煙管道是通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。風(fēng)、煙管道設(shè)計(jì)包括：管道的結(jié)構(gòu)、布置及管道斷面尺寸的確定。一、風(fēng)、煙管道的結(jié)構(gòu)⑴風(fēng)、煙管道的劃分送風(fēng)管道—從空氣吸入口到送風(fēng)機(jī)入口，再?gòu)乃惋L(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)入口，再?gòu)囊L(fēng)機(jī)出口到煙囪入口管道。送風(fēng)管道和排煙管道統(tǒng)稱為風(fēng)煙管道?！?2.2風(fēng)、煙管道的設(shè)計(jì)第7頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑵風(fēng)、煙管道的截面形狀有圓形、矩形，煙道還有圓拱頂形。⑶風(fēng)、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(yè)，共51頁(yè)，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(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、風(fēng)、煙管道的布置要點(diǎn)⑴總煙道的布置總煙道應(yīng)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(fēng)機(jī)出口處漸擴(kuò)管道的形狀（如下圖）風(fēng)機(jī)出口處漸擴(kuò)管道的形狀應(yīng)符合圖(a)的要求。圖(b)的漸擴(kuò)管形狀會(huì)使阻力明顯增加。第10頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一總煙道第11頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一⑶風(fēng)機(jī)出口處風(fēng)煙道的轉(zhuǎn)彎方向（如下圖）風(fēng)機(jī)出口處風(fēng)煙道的轉(zhuǎn)彎方向應(yīng)與風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致，否則氣流會(huì)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(shí)，為了減少管道阻力，其相鄰彎頭距離應(yīng)滿足一定要求。第12頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第13頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、風(fēng)、煙道管道截面尺寸⑴風(fēng)、煙管道的截面面積

⑵斷面形狀計(jì)算出幾何尺寸對(duì)圓形管道，其直徑為：對(duì)矩形管道，其面積為：F＝H·B＝高×寬⑶核算實(shí)際流速第14頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一通風(fēng)計(jì)算：亦稱空氣動(dòng)力計(jì)算。通風(fēng)計(jì)算的目的：計(jì)算鍋爐風(fēng)道和煙道的全壓降，從而確定送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓。通風(fēng)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(fēng)阻力計(jì)算第15頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.沿程摩擦阻力氣流沿管道流動(dòng)或煙氣縱向沖刷管束時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力稱為沿程摩擦阻力。⑴當(dāng)有熱交換時(shí)，按下式計(jì)算：⑵對(duì)于等溫氣流或溫度變化不大時(shí)第16頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.局部阻力當(dāng)氣流通過(guò)截面或方向變化的通道時(shí)產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。3.橫向沖刷管束阻力當(dāng)氣流橫向沖刷管束時(shí)，無(wú)論有否熱交換

可參考《鍋爐設(shè)備空氣動(dòng)力計(jì)算(標(biāo)準(zhǔn)方法)》及有關(guān)資料。第17頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一自生通風(fēng)力（自生力）hzs定義：介質(zhì)密度變化而引起的流動(dòng)壓頭。計(jì)算公式：上升煙道中，自生力是正值，有助于氣流流動(dòng)；下降煙道中，自生力是負(fù)值，阻礙氣流流動(dòng)；水平煙道為零。第18頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一計(jì)算工況：在鍋爐額定負(fù)荷下進(jìn)行計(jì)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(jì)算書查?。?。⑵在計(jì)算各段煙道阻力時(shí)，其流速、溫度等均取平均值。平衡通風(fēng)時(shí)，煙道內(nèi)的壓力可以大氣壓力作為計(jì)算壓力。

§12.4鍋爐煙道阻力計(jì)算第19頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一煙道阻力計(jì)算程序從爐膛開始，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，依次計(jì)算。⑴各部分煙道的阻力：爐膛負(fù)壓、鍋爐本體管束、蒸汽過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、除塵器、煙道及煙囪的阻力。⑵按規(guī)定對(duì)煙氣密度、氣流中灰分濃度和煙氣壓力、受熱面積灰因素進(jìn)行修正。⑶各部分煙道的自生風(fēng)⑷煙道的全壓降鍋爐本體第20頁(yè)，共51頁(yè)，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(fù)壓，鍋爐本體管束阻力，過(guò)熱器阻力，省煤器阻，空氣預(yù)熱器阻力。在鍋爐設(shè)計(jì)及鍋爐改造時(shí)，按相應(yīng)方法進(jìn)行計(jì)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(jì)時(shí)，由鍋爐廠家《煙、風(fēng)阻力計(jì)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(cè)確定。第21頁(yè)，共51頁(yè)，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(jì)算的排煙溫度和排煙量計(jì)算；從除塵器→引風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)后的煙道則按引風(fēng)機(jī)處的煙氣溫度和煙氣量計(jì)算。引風(fēng)機(jī)處的煙氣量為：引風(fēng)機(jī)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(fēng)系數(shù)前<=除塵器=>后第22頁(yè)，共51頁(yè)，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(yè)，共51頁(yè)，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(jì)算公式計(jì)算阻力時(shí)是假定以干空氣作為介質(zhì)的，因此應(yīng)該把計(jì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓及0℃時(shí)的煙氣密度。2．當(dāng)煙氣中的含灰量較大，即>6時(shí)，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(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．煙氣壓力的修正(不包括自生風(fēng))，可對(duì)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(dòng)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(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一六、自生力計(jì)算鍋爐各段煙道的自生通風(fēng)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(fēng)力各段煙道總的自生風(fēng)力為（包括煙囪自生風(fēng)）

第26頁(yè)，共51頁(yè)，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(fēng)時(shí)爐膛出口處必須保持的真空度；一般采用＝20Pa第27頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一計(jì)算工況：在鍋爐額定負(fù)荷下進(jìn)行計(jì)算。主要原始數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣預(yù)熱器中空氣的有效截面和空氣流速等都由熱力計(jì)算取用。§12.5鍋爐風(fēng)道的阻力計(jì)算第28頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、風(fēng)道總阻力包括冷風(fēng)道、空氣預(yù)熱器、熱風(fēng)道、爐排阻力、料層阻力。對(duì)于室燃爐燃燒設(shè)備阻力代替。

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

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

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

rrfkylfhhhhhD+D+D+D=D??D=DkkzlbhH101325第35頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、風(fēng)道的自升通風(fēng)力鍋爐風(fēng)道的自生風(fēng)通風(fēng)力

H—計(jì)算段進(jìn)口與出口截面的高度差。風(fēng)道的總自生風(fēng)

空氣預(yù)熱器全部熱風(fēng)道第36頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、鍋爐風(fēng)道的全壓降鍋爐風(fēng)道的全壓降為：式中——空氣進(jìn)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(jìn)口中心與爐膛出口中心之間的距離第37頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一煙囪計(jì)算的目的：設(shè)計(jì)煙囪時(shí)，通過(guò)計(jì)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(shí)，通過(guò)計(jì)算可以校核煙囪的自生通風(fēng)力。無(wú)論是自然通風(fēng)，還是機(jī)械通風(fēng)，煙囪的高度都應(yīng)根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì)SO2、N02、飛灰等的擴(kuò)散條件來(lái)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(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》，《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定?！?2.6鍋爐煙囪的計(jì)算第38頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、自然通風(fēng)時(shí)煙囪高度的計(jì)算

1.煙囪自生風(fēng)采用自然通風(fēng)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(fēng)按下式計(jì)算：第39頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第40頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.自然通風(fēng)時(shí)，煙道的全部阻力靠煙囪的自生風(fēng)克服，因此煙囪高度必須滿足下式要求：煙囪自生風(fēng)-煙囪總阻力≥1.2鍋爐煙道總阻力式中——煙囪的自生風(fēng)，Pa；

——煙囪的總阻力，Pa；

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

第42頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、機(jī)械通風(fēng)時(shí)煙囪高度的確定

機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙風(fēng)道阻力由送、引風(fēng)機(jī)克服。因此，煙囪的作用主要不是用來(lái)產(chǎn)生引力，而是使排出的煙氣符合環(huán)境保護(hù)的要求。每個(gè)新建鍋爐房只能設(shè)一個(gè)煙囪。煙囪高度應(yīng)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(shí)，煙囪應(yīng)高出最高建筑物3m以上。鍋爐房總?cè)萘看笥?8MW(40t／h)時(shí)，其煙囪高度應(yīng)按環(huán)境影響評(píng)價(jià)要求確定，但不得低于45m。第43頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、煙囪直徑的計(jì)算

煙囪直徑(出口內(nèi)徑)：

煙囪底部(進(jìn)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(yè)，共51頁(yè)，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(shí)運(yùn)行的鍋爐臺(tái)數(shù)；w2—煙囪出口煙氣流速，m/s，按下表選用。通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)10~206~104~52.5~3煙囪出口煙氣流速（m/s）第45頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、風(fēng)機(jī)的選擇送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的計(jì)算流量V——額定負(fù)荷時(shí)的空氣或煙氣流量，m3/h；β1——流量?jī)?chǔ)備系數(shù)，取1.1?！?2.7風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算第46頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一送風(fēng)機(jī)