鍋爐鼓、引風機的選型與高原修正

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摘要：本文較為詳細地介紹了鍋爐鼓、引風機的選型以及按平原地區(qū)設計的鍋爐用于高原地區(qū)時對鍋爐鼓、引風機進行的修正，希望對鍋爐設計人員能有所幫助。

主題詞：鍋爐、鼓、引風機、選型、高原修正

1、前言

鍋爐燃燒過程中，要連續(xù)地給燃料提供適量的空氣，并把燃燒生成的煙氣及時地排出，這就是鍋爐的通風過程。通常采用平衡通風方式，就是利用鼓風機和引風機來克服氣流流通過程中的各項阻力。如果鼓、引風機選型不當，不但影響鍋爐的出力，而且還影響鍋爐運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。當鍋爐應用于高原地區(qū)時，由于大氣壓力的變化，還必須對鍋爐鼓、引風機進行大氣壓力修正，這樣才能使鍋爐正常運行。

2、鍋爐煙風道阻力計算的修正

鼓、引風機的選型以及高原修正都是在鍋爐熱力計算和煙風道阻力計算之后進行的，熱力計算確定燃燒所需的空氣量及排放的煙氣量，進而確定所需鼓、引風機的流量；煙風道阻力計算確定鍋爐所需鼓、引風機的壓頭。煙風道阻力計算過程中所必須的重要數(shù)據(jù)，如受熱面結(jié)構(gòu)尺寸，煙氣流速和煙溫等都取自熱力計算。和熱力計算一樣，煙風道阻力計算也是按鍋爐額定負荷進行的。熱力計算和各受熱面的煙風道阻力計算過程比較簡單，一般鍋爐文獻中都有講述，鍋爐設計人員在這方面也很少出錯，所以本文略去不寫。提醒大家注意的是，在計算各受熱面煙氣阻力時應根據(jù)受熱面種類及運行中是否吹灰等不同條件考慮積灰因素的影響。

由于在煙風道阻力計算過程中經(jīng)常用到的各類線算圖，都是基于標準狀態(tài)下干空氣繪制的，而實際煙風道中的流動介質(zhì)是某一壓力下的空氣和含灰煙氣，因此在整個煙風道阻力計算完畢后，就必須對空氣壓力和煙氣壓力、密度以及煙氣中的含灰量加以修正。

（1）煙道全壓降：

ΔHy=Hl″+ΔHlzy-Hzsy

式中：

Hl″：爐膛出口負壓，Pa。

ΔHlzy：修正后的煙道系統(tǒng)總阻力，Pa。

Hzsy：煙道和煙囪的自生通風能力，Pa。

修正后的煙道系統(tǒng)總阻力：

ΔHlzy=[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]×（ρ0y/1.293）×（101325/by）

式中：

ΣΔh1：爐膛出口到除塵器（包括除塵器）的煙道系統(tǒng)總阻力，Pa。

ΣΔh2：除塵器后的總阻力，Pa。

μ：煙氣中的飛灰重量濃度，僅在煙氣含灰量較大，即αfh×Azs＞6時，才進行修正，對于油氣爐及含灰量小時，取μ=0。（Azs:燃料的折算灰份，即伴隨一定熱量（4186.8KJ）進入爐內(nèi)的灰份，%。）

ρ0y：標準狀態(tài)下實際煙氣密度，Kg/m3。ρ0y=（1-0.01Ay+1.306αV0k）/Vy。

by：煙道中煙氣平均壓力，Pa。當[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]≤3000Pa，取by=b，當（ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2）＞3000Pa時，取by=b-[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]/2

b：當?shù)仄骄髿鈮毫?，Pa。

（2）風道全壓降：

ΔHk=ΔHlzk-Hzsk-Hl′

式中：ΔHlzk：修正后的風道系統(tǒng)總阻力，Pa。

Hzsk：風道的自生通風能力，Pa。

Hl′：空氣進口處爐膛真空度，Pa。Hl′=Hl″+0.95Hg，（H為空氣進口到爐膛出口中心之間的垂直距離。

修正后的風道系統(tǒng)總阻力：

ΔHlzk=ΣΔh×（101325/bk）

式中：

ΣΔh：風道各項阻力之和，Pa。

bk：風道中空氣的平均壓力，Pa。當ΣΔh≤3000Pa時，取bk=b，當ΣΔh＞3000Pa時，取bk=b+（ΣΔh/2）。

3、鍋爐鼓、引風機的選型

鍋爐煙風道阻力計算確定以后，燃燒所需的空氣量及排放的煙氣量也已在熱力計算中確定，按這些數(shù)據(jù)便可進行鼓、引風機的選型工作。

（1）風機的計算流量

Qj=β1×V×（101325/bj）×(T/273)

式中：

β1：流量儲備系數(shù)，一般取1.1。

V：額定負荷下進入引風機的煙氣量或進入鼓風機的空氣量（標態(tài)），Nm3/h。

bj：風機進口工作壓力，Pa。對送風機和進口負壓Sj≤3000Pa的引風機，可取bj=b，對于進口負壓Sj＞3000Pa的引風機，則bj=b-Sj。

T：額定負荷下，送風機或引風機中介質(zhì)的絕對溫度，K。

（2）風機的計算壓頭

Hj=β2×ΔH

式中：

β2：壓頭儲備系數(shù)，一般取1.2。

ΔH：鍋爐風道或煙道的全壓降，Pa。

（3）風機的折算壓頭

我國風機制造廠通常在設計鼓風機時，是以標準大氣壓下20℃的空氣為介質(zhì)，設計引風機時，是以標準大氣壓下200℃的空氣為介質(zhì)的。因此在選擇風機之前，還必須把計算壓頭Hj折算到風機制造廠設計條件下的壓頭：Hzs=Kp×Hj

（Kp為折算系數(shù)）

對于鼓風機：

Kp=（T/Tj）×（101325/bj）

對于引風機：

Kp=（1.293/ρ0y）×（T/Tj）×（101325/bj）

式中：

Tj：風機制造廠設計風機時的取用絕對溫度，K。

（4）風機所必需的電機功率

ND=β3×N/ηD

式中：

β3：功率儲備系數(shù)，一般取1.1。

ηD：電動機的效率，一般取0.9。

N：風機所需的功率，kw。N=（Qj×Hj）/（3600×103×ηf×ηc）

ηf：全壓頭下風機的效率，由風機銘牌可知。

ηc：傳動效率，由風機和電機的連接方式?jīng)Q定。當風機和電機直聯(lián)時，ηc=1.0；當用聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)時，ηc=0.95～0.98；當用三角帶傳動時，ηc=0.90～0.95；當用平皮帶傳動時，ηc=0.8。

以上計算完成后，就可以根據(jù)風機的計算流量Qj和折算壓頭Hzs查風機的特性表，選擇合適的風機，還可以根據(jù)風機所需的電機功率校對風機廠家配套的電機是否合適。

4、鍋爐鼓、引風機的高原修正

嚴格按照以上的步驟，不管是平原還是高原，選擇鼓、引風機都是不會有問題的。但是，當按平原地區(qū)（海拔高度低于200米）設計的鍋爐用于高原地區(qū)，進行簡單的鼓、引風機修正時，往往容易出問題。下面就鍋爐鼓、引風機的高原修正簡要作以說明。

（1）風機的流量修正

按平原地區(qū)設計的鍋爐用于高原地區(qū)時，由于大氣壓力降低，空氣變得稀薄，每立方米空氣的含氧量降低，所以保證燃料完全燃燒所需要的空氣量相應增加，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，風機的計算流量需要用系數(shù)（101325/bj）修正一次。

（2）風機的壓頭修正

按平原地區(qū)設計的鍋爐，煙風道系統(tǒng)的全壓降，利用基于標準狀態(tài)下干空氣繪制的線算圖計算完畢后，不需要進行大氣壓力修正，當鍋爐用于高原地區(qū)時，必需進行大氣壓力修正，煙道系統(tǒng)的全壓降需要用系數(shù)（101325/by）修正