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1、12.1 锅炉通风的方式,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,12.3 锅炉烟道阻力计算,12.4 锅炉风道阻力计算,12.5 锅炉烟囱的计算,12.6 风机的选择计算,第12章 工业锅炉的烟风阻力计算,12.1 锅炉通风的方式,锅炉的通风过程：锅炉在运行时，为了保证燃烧，必须连续地向锅炉送入所需要的空气，并及时将燃烧产物排走，这种连续送风和排除燃烧产物的过程。 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，确保燃烧过程安全正常的进行。 锅炉通风方式： 自然通风：利用烟囱中热烟气与外界冷空气间密度差所形成的自生抽力来克服锅炉通风阻力，一般仅适用于烟风阻力较小、无尾部受
2、热面的小型锅炉,如立式水火管锅炉等。 机械通风：又叫强制通风，它是借助风机所产生的压头来克服通风阻力，这种通风方式为了满足环保要求，仍需要建造一定高度的烟囱，把烟气中的灰粒和有害气体散逸到高空中以减小附近地区的大气污染。机械通风又分为平衡通风、负压通风和正压通风三种。,12.1 锅炉通风的方式,1. 平衡通风 在锅炉烟风通道系统中间同时安装送风机和引风机。利用送风机压头克服风道及燃料设备等中的全部阻力；利用引风机压头克服全部烟道系统阻力。在炉膛出口处保持20Pa30Pa的负压。 2. 负压通风 除利用烟囱外，还在烟囱前装设引风机，利用引风机入口压头来克服全部烟、风道阻力。 3. 正压通风 在锅
3、炉烟、风系统中只装设送风机，利用送风机出口压头来克服全部烟、风道阻力。,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：,经过适当变换，可得任意两截面间的总压降为：,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,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。,1.流动水力阻力 ：沿程摩擦阻力、横向冲刷阻力、局部阻力,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,1）气流在等截面
4、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,其中： 沿程阻力系数 一般烟风道： 空预器烟气侧： K 通道的绝对粗糙度(mm) 动压头（查图）,Pa,Pa,二、阻力计算 1沿程阻力计算,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,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,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,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,3）斜向冲刷光滑管
5、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，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 2）转弯的阻力 3）三通的阻力,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,12.2 锅炉通风阻力计算基本方法,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 2 wy、
6、 在计算中一律以平均值进行计算 3锅炉平衡通风时，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，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,12.3 锅炉烟道阻力计算,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。
7、 部分顺列、部分错列的管排，应分别计算相加。,12.3 锅炉烟道阻力计算,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 （前面已有介绍）,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。,12.3 锅炉烟道阻力计算,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 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
8、流速按表选取，水平烟道烟气流速不小于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,12.3 锅炉烟道阻力计算,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,三、自生通风力的计算,Pa,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,12.3 锅炉烟道阻力计算,四、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。 2烟气流动水力总阻力,式
9、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,12.3 锅炉烟道阻力计算,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。,12.4 风道阻力计算,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： 炉排及煤的燃烧层
10、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,12.4 风道阻力计算,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 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：,12.5 锅炉烟囱的计算,烟气的抬升和扩散,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烟囱出口烟气温度 4烟囱中烟气平均温度,
11、12.5 锅炉烟囱的计算,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，按规范执行 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，0.020.03,12.5 锅炉烟囱的计算,送风机、引风机,一、风机的选择计算 1. 风机的计算流量： 式中： 流量储备系数，送风机 引风机 V 风机的额定空气（烟气）流量。 2. 风机的计算压头 式中： 压头储备系数，送风机 引风机,12.6 风机的选择,3. 风机的折算压头：,风机制造厂设计的介质与参数：是在标准大气压下，以干空气为介质。所以选择风机时应将计算压头应折算成生产厂家设计的介质参数下的压头： 式中：送风机： 引风机： 介质绝对温度， ； 生产厂取用的干空气绝对温度， 。,二、风机所需的电动机功率： 1. 风机功率 式中： 全压降下风机效率：一般风机 高效风机 风机机械传动效率： 。 2. 电动机功率 式中： 电动机备用系数，送风机 引风机 电动机效率， 。,