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1、第八章 锅炉设备的通风计算,8.1 通风的作用和方式,8.2 通风阻力计算的原理及基本方法,8.3 烟道阻力计算,8.4 风道阻力计算,返 回,8.5 烟囱的计算,8.6 风机的选型和风道布置选择,8.1 通风的作用和方式,第八章,一 、锅炉通风作用,1 、锅炉通风过程,在锅炉燃烧过程中，必须连续的将燃烧所需的空气送入炉内，同时将炉内的燃烧产物不断引出炉外过程,2 、锅炉空气动力计算的任务,计算锅炉通风过程的流动阻力，选择合适的通风装置，确保燃烧及时换热过程安全正常的进行,一 、通风方式,1 、自然通风,利用烟囱中热烟气与外界冷空气的密度差所形成的自生凤引力来克服锅炉风、烟道的流动阻力。如立式
2、水管锅炉,2 、机械通风,1）负压通风 利用风机的抽力来克服锅炉烟风道的流动阻力 2）正压通风 利用风机的压头来克服锅炉烟风道的流动阻力,8.1 通风的作用和方式,缺点：炉膛和全部烟道在正压下工作，炉墙和门孔需密封 优点： 提高了炉膛燃烧热强度，同等锅炉体积较小,3）平衡通风-利用风机分别克服锅炉风、烟道的流动阻力,确保炉及及烟道处于微负压运行工况，炉膛出口真空度为2030Pa。 送风机：从风道吸入口到进入炉膛的全部风道阻力，空预器、 燃烧设备 引风机：从炉膛出口到烟囱出口的全部烟道阻力，管束、省 煤器、空预器、除尘器、烟囱等 优点： 炉膛和全部烟道在负压下运行，锅炉房的安全和卫生 条件好 与
3、负压通风相比漏风量较小，保持较高的经济性,第八章,8.2 通风计算的原理及基本方法,第八章,由 沿程摩擦阻力 组成 横向冲刷阻力 局部阻力,一、计算原理 由流体力学中的伯努利方程知，烟气或空气在烟、风道任意两截面间有：,在任一截面处介质的绝对压力等于其表压力hz和大气压力b之和，即,由 沿程摩擦阻力 组成 横向冲刷阻力 局部阻力,两截面间的压差：,经过适当变换，可得任意两截面间的总压降为：,烟道为负压，则该截面绝对压力等于大气压力减去其真空度s，即,两截面间的压差：,8.2 通风计算的原理及基本方法,第八章,由 沿程摩擦阻力 组成 横向冲刷阻力 局部阻力,1. 流动水力阻力 ：,沿程摩擦阻力,
4、横向冲刷阻力,局部阻力,8.2 通风计算的原理及基本方法,2. 速度损失 ：是由于介质速度变化而引起的阻力损失,通道截面变化 局部阻力 介质温度变化 ,3自生通风力 ：介质在竖直通道内流动时，由于密度差所产生的抽力,气流向上时为正，可以用来克服流动阻力，有助于气流流动 气流向下时为负，要消耗外界压头，阻碍气流流动。,第八章,第八章,二、阻力计算 1沿程阻力计算,8.2 通风的原理及基本方法,1）气流在等截面通道内流动，包括纵向冲刷管束的阻力(除空气预热器烟气侧外)，一般为等温流动状态,2）气流在等截面通道内流动，同时进行热交换的非等温状态,Pa,Pa,其中： 沿程阻力系数 一般烟风道：,第八章
5、,空预器烟气侧，ddl=2060mm，当t300，w=530m/s；以及t300， w45m/s时： K 通道的绝对粗糙度(mm) 动压头（查图）,8.2 通风计算的原理及基本方法,3）空气预热器烟气侧 Pa 式中： 为每米长度的空预器管子的沿程摩擦阻力,第八章,2横向冲刷管束阻力 Pa 1）横向冲刷光滑管顺列管束 式中： 每一排管子的阻力系数，与管束布置特性和Re有关 烟气流方向管子排数 2）横向冲刷光滑管错列管束,8.2 通风计算的原理及基本方法,第八章,3）斜向冲刷光滑管 阻力系数同样按横向冲刷的公式和线图计算，流速应根据斜向管子截面计算，当 时，无论顺列或错列，都先按纯横向冲刷的计算，
6、对其结果再乘以系数1.1。 4）方型鳍片铸铁省煤器,3局部阻力 动压头由图查取（根据流速和气流温度） 阻力系数由图表查取，具体由以下三种情况： 1）通道截面变化引起的局部阻力,8.2 通风计算的原理及基本方法,第八章,式中： 转弯的原始阻力； 考虑管壁粗糙度影响的系数 B 与弯头角度有关的系数 C 考虑弯头截面形状的系数,8.2 通风计算的原理及基本方法,2）转弯的阻力 3）三通的阻力,8.3 烟道阻力计算,第八章,一、计算原则,1 烟道阻力计算根据锅炉热力计算的结果（额定负荷D、烟气流速wy、烟气温度 ）及有关烟道有效截面几何尺寸进行的 2 wy、 在计算中一律以平均值进行计算 3锅炉平衡通
7、风时，烟道为微负压，计算时仍以大气压为 0.1MPa为计算压力 4凡是线算图计算的烟道阻力，都应进行烟气密度、烟气压 力、气流中灰分浓度的修正 5锅炉对流烟道中各受热面积灰修正，根据表进行 6计算顺序按锅炉出口真空度，氧烟道流程对各受热面烟道 分别计算气阻力系数，最后求得烟道全压降,8.3 烟道阻力计算,第八章,二、烟道系统阻力计算 1锅炉管束,1）凝渣管,当 ，且 时，其阻力忽略不计,当 ，且 时，按横向冲刷计算器阻力,2）锅炉管束 其阻力为横向冲刷、纵向冲刷及局部阻力之和 横向冲刷管排只按一半管排数计算，纵向冲刷取假想中 心间距离 隔板的考虑方法 部分顺列、部分错列的管排，应分别计算相加,
8、8.3 烟道阻力计算,第八章,2过热器 是由小直径的管子组成的蛇形管束。主要包括横向冲刷、纵向冲刷和烟气90转弯的阻力。,3省煤器 （与蒸汽过热器的计算方法相同）,4管式空预器 可看作为纵向冲刷管子，包括管内摩阻力和进出口局部阻力： Pa 为局部阻力系数，由图确定,5烟道 烟道阻力是指空气预热器、除尘器、引风机、烟囱之间连接烟道的阻力,8.3 烟道阻力计算,第八章, 尾部受热面到除尘器：按锅炉热力计算的排烟温度和排烟量计算 除尘器 到 引风机及以后：按引风机处的烟气温度和烟气量计算 1）引风机处烟气量： m3/h 2）引风机处烟气温度： 3）确定烟道几何尺寸时，烟气流速按表选取，水平烟道烟气流
9、速不小于78m/s,烟道的高宽比取1.2:1。 4）烟道摩阻和局部阻力损失计算。,6除尘器由产品说明书提供,8.3 烟道阻力计算,第八章,7烟囱 1） 沿程摩擦阻力 式中： i烟囱的锥度，通常为0.020.03 w2为出口处烟气流速 2） 出口阻力,8、烟道总阻力的换算和修正,8.3 烟道阻力计算,第八章,式中： 炉膛出口到除尘器的烟道总阻力, Pa 除尘器以后的烟道总阻力, Pa 飞灰质量浓度， ， kg/kg （灰分浓度修正） 烟气密度， （密度修正） 烟气压力， ，Pa， （烟气压力修正） 当不大于3000Pa时， 当海拔高度不高于200米时，by=101325Pa,9、自生风的计算,P
10、a,如果周围空气温度为20， kg/m3，则烟道的自生通风力为： Pa 式中H所计算烟道初、终截面间的高度差，当烟气向上流动时取正。烟气向下流动时取负,8.3 烟道阻力计算,10、烟道总压降,1炉膛出口真空度 Pa 自然通风时为4080Pa；机械通风时为2040Pa。,8.4 风道阻力计算,第八章,一、风道全压降：,二、风道流动总阻力：,当 时， ； 当 时， ，（海拔高度 时）。,1. 冷风道阻力： 冷风流量： 当 时， ；当 时， 不计。 计算同烟道阻力计算。,8.4 风道阻力计算,第八章,2. 管式空气预热器连通箱的 计算： 3. 热风道阻力： 热风流量： 层燃炉流动热风道阻力： 炉排及
11、煤的燃烧层的阻力： 风道及风室的阻力： 室燃炉二次风总阻力：,三、风道自生通风力 四、空气进入炉膛处的真空度,8.5 烟囱的计算,第八章,一、自然通风烟囱高度的计算 烟囱的自生风 利用烟窗内热烟气与外界空气的密度差，使烟囱产生的升力 自然通风时，烟道的全部压降依靠烟囱的自生风克服，此时烟囱高度必须满足： 式中： 锅炉烟道总阻力（不包括烟囱本身的自生风和烟 囱的总阻力） hyz烟囱的总阻力（包括摩擦阻力和出口阻力） 由上两式可得烟囱高度为：,8.5 烟囱的计算,第八章,烟囱内烟气平均温度的确定 1烟气在烟道中的温度降 2烟气在烟囱中温度降 烟气在烟囱中每米高度的温度降，采用近似计算方法获得。 3
12、烟囱出口烟气温度 4烟囱中烟气平均温度,8.5 烟囱的计算,第八章,二、机械通风烟囱高度的确定 1烟囱的作用 不是用来产生引力，而是将烟气排放到高空 使排放的烟气通过高空大气扩散，满足环保要求 2烟囱高度的确定原则 根据锅炉房容量，按规定执行 高出周围最高建筑物3m以上 锅炉房总容量大于40t/h，烟囱不得低于45m 有害物质扩散条件确定，符合规定,三、烟囱直径的计算 i烟囱锥度，0.020.03,8.6 风机的选型和风道的布置,第八章,一、风机的选择计算 1. 风机的比转数：,2. 风机的设计计算流量：,8.6 风机的选型和风道的布置,第八章,3.风机的设计计算全压降 ：,8.6 风机的选型
13、和风道的布置,第八章,4.风机的功率 ：,8.6 风机的选型和风道的布置,第八章,三、选择风机和烟风道布置的一般要求 1.锅炉的送风机、引风机宜单炉配置。当需要集中配置时，每台锅炉的风、烟道与总风、烟道连接处，应设置密封性好的风、烟道闸门。 2.单炉配置风机时，层燃炉风量的富裕量宜为10%，风压的富裕量宜为20%。 3.集中配置风机时，送风机和引风机均不应少于2台，其中各有一台备用，并应使风机能并联运行，并联运行后风机的风量和风压富裕量和单炉配置时相同。 4.应选用高效、节能和低噪声风机。 5.应使风机常年运行中处于较高的效率范围。,8.6 风机的选型和风道的布置,6.锅炉烟、风道设计应符合下列要求: (1)应使烟、风道平直且气密性好，附件少且阻力小; (2)几台锅炉共用一个烟囱或烟道时，宜使每台锅炉的通风力均衡; (3)宜采用地上烟道，并应在适当的位置设置清扫烟道的人孔; (4)应考虑烟道和热风道热膨胀的影响; (5)应设置必要的测点，并满足测试仪表及测点的技术要求。,8.6 风机的选型和风道的布置,【例题8-1】计算SHL10-13/350型锅炉中第二管束的烟气阻力。,8.6 风机的选型和风道的布置,
