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1、第八章第八章 锅炉设备的通风计算锅炉设备的通风计算8.1通风的作用和方法通风的作用和方法8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算8.4风道的阻力计算风道的阻力计算8.5烟囱的计算烟囱的计算8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置8.1通风的作用和方法通风的作用和方法一一、锅炉通风作用、锅炉通风作用1、锅炉通风过程、锅炉通风过程在锅炉燃烧过程中，必须连续的将燃烧所需在锅炉燃烧过程中，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。出炉外过程。2、锅炉空气动力计算的任务、锅
2、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通风装置，确保燃烧及时换热过程安全正常的进行。行。8.1通风的作用和方法通风的作用和方法二、二、通风方式通风方式1、自然通风、自然通风利用烟囱中热烟气与外界冷空气的密度差所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、烟道的流动阻形成的自生凤引力来克服锅炉风、烟道的流动阻力。如立式水管锅炉力。如立式水管锅炉2、机械通风、机械通风1）负压通风）负压通风-利用风机的抽力来克服锅炉烟风道利用风机的抽力来克服锅炉烟风道的流动阻力的流动阻力2)利
3、用风机的压头来克服锅炉烟风道的流动阻力利用风机的压头来克服锅炉烟风道的流动阻力8.1通风的作用和方法通风的作用和方法缺点：炉膛和全部烟道在正压下工作，炉墙和门缺点：炉膛和全部烟道在正压下工作，炉墙和门孔需密封孔需密封优点：优点：提高了炉膛燃烧热强度，同等锅炉体积较提高了炉膛燃烧热强度，同等锅炉体积较小小 3）平衡通风）平衡通风-利用风机分别克服锅炉风、烟道的利用风机分别克服锅炉风、烟道的流动阻力流动阻力,确保炉及及烟道处于微负压运行工况，确保炉及及烟道处于微负压运行工况，炉膛出口真空度为炉膛出口真空度为2030Pa。送风机：从风道吸入口到进入炉膛的全部风道阻送风机：从风道吸入口到进入炉膛的全部
4、风道阻力，空预器、力，空预器、燃烧设备燃烧设备引风机：从炉膛出口到烟囱出口的全部烟道阻力，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、烟囱等管束、省煤器、空预器、除尘器、烟囱等优点：优点：8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法一、计算原理一、计算原理 由流体力学中的伯努利方程知，烟气或空气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：经过适当变换，可得任意两截面间的总压降为：8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法1.流动水力阻力流动水力阻力：2.沿
5、程摩擦阻力沿程摩擦阻力横向冲刷阻力横向冲刷阻力局部阻力局部阻力8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法2.速度损失速度损失：是由于介质速度变化而引起是由于介质速度变化而引起的阻力损失的阻力损失通道截面变化通道截面变化局部阻力局部阻力介质温度变化介质温度变化3自自生生通通风风力力：介介质质在在竖竖直直通通道道内内流流动动时时，由于密度差所产生的抽力由于密度差所产生的抽力2）气流在等截面通道内流动，同时进行热交换的非）气流在等截面通道内流动，同时进行热交换的非等温状态等温状态 Pa其中：其中：沿程阻力系数沿程阻力系数一般烟风道：一般烟风道：空预器烟气侧：空预器烟气侧：K 通道的绝对粗
6、糙度通道的绝对粗糙度(mm)动压头（查图）动压头（查图）8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法3）空气预热器烟气侧）空气预热器烟气侧式中：式中：为每米长度的空预器管子的沿程摩为每米长度的空预器管子的沿程摩擦阻力擦阻力2横向冲刷管束阻力横向冲刷管束阻力Pa1）横向冲刷光滑管顺列管束）横向冲刷光滑管顺列管束8.2通风计算的原理及基本方法通风计算的原理及基本方法4）方型鳍片铸铁省煤器）方型鳍片铸铁省煤器3局部阻力局部阻力动压头由图查取（根据流速和气流温度）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：
7、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）通道截面变化引起的局部阻力2）转弯的阻力）转弯的阻力3）三通的阻力）三通的阻力8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算一、计算原则一、计算原则1烟道阻力计算根据锅炉热力计算的结果（额定负烟道阻力计算根据锅炉热力计算的结果（额定负荷荷D、烟气流速、烟气流速wy、烟气温度、烟气温度）及有关烟道有）及有关烟道有效截面几何尺寸进行的效截面几何尺寸进行的2wy、在计算中一律以平均值进行计算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，计算时仍以大锅炉平衡通风时，烟道为微负压，计算时仍以大气压为气压为0.1MPa为计算压力为计
8、算压力4凡是线算图计算的烟道阻力，都应进行烟气密度、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，根据表锅炉对流烟道中各受热面积灰修正，根据表8-3进进8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算行行6计算顺序按锅炉出口真空度，沿烟道流程对各受计算顺序按锅炉出口真空度，沿烟道流程对各受热面烟道分别计算烟气阻力系数，最后求得烟道热面烟道分别计算烟气阻力系数，最后求得烟道全压降全压降二、烟道系统阻力计算二、烟道系统阻力计算1 1锅炉管束锅炉管束1 1）凝渣管）凝渣管 当当 ，且，且 时，其阻力忽略不计时，其阻力忽略不
9、计当当 ，且，且 时，按横向冲刷计算时，按横向冲刷计算其阻力其阻力8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算4管式空预器管式空预器可看作为纵向冲刷管子，包括管内摩阻力和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：进出口局部阻力：Pa为局部阻力系数，由图确定为局部阻力系数，由图确定5烟道烟道烟道阻力是指空气预热器、除尘器、引风机、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：按引风机处的烟气除尘器到引风机及以后：按引风机处的
10、烟气8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算度和烟气量计算度和烟气量计算1）引风机处烟气量：）引风机处烟气量：m3/h2）引风机处烟气温度：）引风机处烟气温度：3）确定烟道几何尺寸时，烟气流速按表）确定烟道几何尺寸时，烟气流速按表8-4选取，选取，水平烟道烟气流速不小于水平烟道烟气流速不小于78m/s,烟道的高宽比烟道的高宽比取取1.2:1。4）烟道摩阻和局部阻力损失计算。）烟道摩阻和局部阻力损失计算。6除尘器除尘器由产品说明书提供由产品说明书提供8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算7烟囱烟囱1）沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力式中：式中：i烟囱的锥度，通常为烟囱的锥度，通常为0.020.03 w2为出口处烟
11、气流速为出口处烟气流速2）出口阻力出口阻力三、自生通风力的计算三、自生通风力的计算8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算如果周围空气温度为如果周围空气温度为2020，kg/m3kg/m3，则烟道的自生通风力为：，则烟道的自生通风力为：Pa Pa 式中式中HH所计算烟道初、终截面间的高度差，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当烟气向上流动时取正。烟气向下流动时取负四、烟道总压降四、烟道总压降 1炉膛出口真空度炉膛出口真空度Pa自然通风时为自然通风时为4080Pa；机械通风时为；机械通风时为2040Pa。2烟气流动水力总阻力烟气流动水力总阻力Pa8.3烟道的阻力计
12、算烟道的阻力计算8.3烟道的阻力计算烟道的阻力计算烟气压力，烟气压力，Pa，（烟气（烟气压力修正）压力修正）当不大于当不大于3000Pa时，时，当海拔高度不高于当海拔高度不高于200米时，米时，by=101325Pa8.4风道的阻力计算风道的阻力计算一、风道全压降：一、风道全压降：二、风道流动总阻力：二、风道流动总阻力：8.4风道的阻力计算风道的阻力计算当当时，时，；当当时，时，,（海拔高度（海拔高度时）。时）。1.冷风道阻力：冷风道阻力：冷风流量：冷风流量：当当时，时，；当；当时，时，不计。不计。计算同烟道阻力计算。计算同烟道阻力计算。8.4 8.4 风风道的阻力计算道的阻力计算三、风道自生
13、通风力三、风道自生通风力四、空气进入炉膛处的真空度四、空气进入炉膛处的真空度8.5烟囱的计算烟囱的计算一、自然通风烟囱高度的计算一、自然通风烟囱高度的计算烟囱的自生风烟囱的自生风利用烟窗内热烟气与外界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：生风克服，此时烟囱高度必须满足：式中：式中：锅炉烟道总阻力（不包括烟囱本身锅炉烟道总阻力（不包括烟囱本身8.5烟囱的计算烟囱的计算2 2烟气在烟囱中温度降烟气在烟囱中温度降 烟气在烟囱中每米高度的温度降，采用烟
14、气在烟囱中每米高度的温度降，采用近似计算方法获得。近似计算方法获得。3 3烟囱出口烟气温度烟囱出口烟气温度4 4烟囱中烟气平均温度烟囱中烟气平均温度8.5烟囱的计算烟囱的计算二、机械通风烟囱高度的确定二、机械通风烟囱高度的确定1烟囱的作用烟囱的作用不是用来产生引力，而是将烟气排放到高空不是用来产生引力，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烟囱高度的确定原则根据锅炉房容量，按规定执行根据锅炉房容量，按规定执行高出周围最高建筑物高出周围最高建筑物3m以上以上锅炉房总容量大于锅炉房总容量大于40t/h，烟囱不得低
15、于，烟囱不得低于45m有害物质扩散条件确定，符合规定有害物质扩散条件确定，符合规定8.5烟囱的计算烟囱的计算三、烟囱直径的计算三、烟囱直径的计算 i烟囱锥度，烟囱锥度，0.020.038.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置送风机、引风机送风机、引风机一、风机的选择计算一、风机的选择计算1.风机的计算流量：风机的计算流量：式中：式中：流量储备系数，送风机流量储备系数，送风机引风引风机机V风机的额定空气（烟气）流量，。风机的额定空气（烟气）流量，。2.风机的计算压头风机的计算压头8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置式中：式中：压头储备系数，送风机压头储备系数，送风机 引风
16、机引风机 3.3.风机的折算压头：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。送风机气压下，以干空气为介质。送风机（引风机（引风机）的情况中进行的。所以选择风机时应将计算）的情况中进行的。所以选择风机时应将计算压头折算成生产厂家设计的介质参数下的压头：压头折算成生产厂家设计的介质参数下的压头：式中：送风机：式中：送风机：引风机：引风机：8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置 介质绝对温度，介质绝对温度，；生产厂取用的干空气绝对温度，生产厂取用的干空气绝对温度，。二、风机所需的电动机功率：二、风机所需的电动机功率
17、：1.风机功率风机功率式中：式中：全压降下风机效率：一般风机全压降下风机效率：一般风机高效风机高效风机风机机械传动效率：风机机械传动效率：8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置2.电动机功率电动机功率式中：式中：电动机备用系数，送风机电动机备用系数，送风机引风机引风机电动机效率，电动机效率，。8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置 送风机的布置 送风机集中布置时，应力求对每台锅炉送风均匀。风机可布置在锅炉前面两侧或专设的风机室内。如果在锅炉前面两侧各设一台风机，在送风管上应设阀门，使两台风机同时运行时不会相互干扰。当锅炉房单层布置时，送风机不应设置在妨碍司炉人员操作的位
18、置上，风道可设在地下；锅炉房楼层布置时，送风机应设于底层，对于重量较轻的小型风机可以放置在柱子上，以节省风管，减少管道阻力，但管理和操作不便。二次风机的转速高，振动和噪声都较大，宜布置在底层。若布置在操作层楼板上，则应将风机放置在梁上并设减振装置，以减轻振动。8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置 送风机进风管一般敷设在锅炉房上部温度较高处。这样既能利用顶部热空气的热量，又能在夏季加强室内通风，利于降温。但在北方地区，冬季如吸走大量室内热空气，必然要增加采暖设备，这样做也不经济。因此可将进风口做成三通形式，运行时可根据室内外气温情况，选择吸取室内或室外空气。风机进风口应设网格，以免吸入大块杂物损坏风机。网格通路面积不得小于进风口截面面积。引风机的布置 引风机按烟气流程应布置在除尘器后面，以减轻烟尘对风机叶片和壳体的磨损。8.6风机的选型和烟风道布置风机的选型和烟风道布置 如果引风机单炉布置，则应尽量使引风机靠近锅炉除尘器烟气出口。如果集中布置，即多台锅炉配一套引风机，应力求使风机对每台锅炉的抽力均衡。引风机宜布置在锅炉房后面的附属间，这样操作及管理都比较方便，但基建投资较高。对于双层布置的锅炉房，引风机也可以设于锅炉房底层，靠近后墙的地面上。必要时引风机也可以露天布置，但必须考虑防雨、防腐和保温等措施。the end_