工业锅炉的烟风阻力计算.ppt.ppt

1、第12章 工业锅炉烟风阻力计算n12.1锅炉通风的方式锅炉通风的方式n12.2风、烟管道的设计风、烟管道的设计n12.3锅炉通风阻力计算锅炉通风阻力计算n12.4锅炉烟道的阻力计算锅炉烟道的阻力计算n12.5锅炉风道的阻力计算锅炉风道的阻力计算n12.6风机的选择计算风机的选择计算12.1锅炉通风的方式n通风的作用通风的作用：将燃料燃烧所需要的空气连续不断地：将燃料燃烧所需要的空气连续不断地送入送入炉膛炉膛，并将燃烧生成的烟气，并将燃烧生成的烟气排出炉外排出炉外，以保证燃料在炉，以保证燃料在炉内正常燃烧。内正常燃烧。n通风方式：自然通风和机械通风通风方式：自然通风和机械通风自然通风自然通风：利

2、用烟囱中热烟气和外界冷空气的密度差：利用烟囱中热烟气和外界冷空气的密度差形成的抽力作为推动力，来克服锅炉通风系统中空气形成的抽力作为推动力，来克服锅炉通风系统中空气和烟气的流动阻力。适用于无尾部受热面的小型锅炉，和烟气的流动阻力。适用于无尾部受热面的小型锅炉，如立式烟火管锅炉等。如立式烟火管锅炉等。机械通风机械通风：借助于风机所产生的压头去克服烟、风道：借助于风机所产生的压头去克服烟、风道的流动阻力。适用于设置尾部受热面和除尘装置的小的流动阻力。适用于设置尾部受热面和除尘装置的小型锅炉，或较大容量的锅炉。型锅炉，或较大容量的锅炉。机械通风方式机械通风方式：负压通：负压通风、正压通风和平衡通风。

3、风、正压通风和平衡通风。一、平衡通风一、平衡通风n在锅炉烟、风系统中装设送风机和引风机。在锅炉烟、风系统中装设送风机和引风机。送风机送风机用来克服风道、空气预热器（风侧）用来克服风道、空气预热器（风侧）和燃烧设备的阻力；和燃烧设备的阻力；引风机和烟囱引风机和烟囱用来克服用来克服从炉膛出口到烟囱出口的全部烟道的阻力。从炉膛出口到烟囱出口的全部烟道的阻力。如下图如下图12-1所示。所示。n特点：锅炉漏风少，安全及卫生条件较好。特点：锅炉漏风少，安全及卫生条件较好。在供热锅炉中，大都采用平衡通风方式。在供热锅炉中，大都采用平衡通风方式。送送风风排排烟烟送风机送风机引风机引风机二、负压通风二、负压通风

4、n在锅炉烟、风系统中只装设引风机。引风机在锅炉烟、风系统中只装设引风机。引风机和烟囱用来克服烟风道阻力、燃料层和炉排和烟囱用来克服烟风道阻力、燃料层和炉排阻力。阻力。n特点：整个锅炉在特点：整个锅炉在负压负压下运行，漏风量增加，下运行，漏风量增加，会使锅炉效率降低。适用于会使锅炉效率降低。适用于小容量小容量、烟风系烟风系统阻力不太大统阻力不太大的锅炉。的锅炉。三、正压通风三、正压通风n在锅炉烟、风系统中只装设送风机。送风机在锅炉烟、风系统中只装设送风机。送风机需克服全部烟风道的阻力。需克服全部烟风道的阻力。n特点：炉膛处于特点：炉膛处于微正压微正压下运行，提高了炉膛下运行，提高了炉膛燃烧热强度

5、，消除了炉膛、烟道漏风，减少燃烧热强度，消除了炉膛、烟道漏风，减少了排烟热损失，提高了锅炉热效率；但要求了排烟热损失，提高了锅炉热效率；但要求炉墙、炉门及烟道严密，以防烟气外泄，污炉墙、炉门及烟道严密，以防烟气外泄，污染环境，影响工作人员的安全染环境，影响工作人员的安全。n适用：适用：燃油锅炉燃油锅炉和和燃气锅炉燃气锅炉。n风管道、烟管道是通风系统的重要组成部分。风管道、烟管道是通风系统的重要组成部分。风、烟管道设计包括：管道的风、烟管道设计包括：管道的结构结构、布置布置及管及管道道断面尺寸断面尺寸的确定。的确定。n一、风、烟管道的结构一、风、烟管道的结构风、烟管道的划分风、烟管道的划分送风管

6、道送风管道从空气吸入口到送风机入口，再从空气吸入口到送风机入口，再从送风机出口到炉膛的管道。从送风机出口到炉膛的管道。排烟管道排烟管道从锅炉或省煤器烟气出口到引风从锅炉或省煤器烟气出口到引风机入口，再从引风机出口到烟囱入口管道。机入口，再从引风机出口到烟囱入口管道。送风管道和排烟管道统称为风烟管道。送风管道和排烟管道统称为风烟管道。12.2 风、烟管道的设计风、烟管道的截面形状风、烟管道的截面形状 有有圆形圆形、矩形矩形，烟道还有，烟道还有圆拱顶形圆拱顶形。风、烟管道材料风、烟管道材料 有有钢板钢板和和砖砖等。等。砖砌烟道拱顶型式砖砌烟道拱顶型式 大圆弧拱顶大圆弧拱顶(如下图如下图所示）所示）

7、半圆弧拱顶半圆弧拱顶(如下图如下图所示）所示）大圆弧拱顶烟道图大圆弧拱顶烟道图半圆弧拱顶烟道图半圆弧拱顶烟道图二、风、烟管道的布置要点n总烟道的布置总烟道的布置 总烟道应布置在室外（总烟道应布置在室外（如下图如下图）。烟道转）。烟道转弯处内壁不能做成直角，以免增加烟气阻力。弯处内壁不能做成直角，以免增加烟气阻力。n风机出口处渐扩管道的形状（风机出口处渐扩管道的形状（如下图如下图）风机出口处渐扩管道的形状应符合图风机出口处渐扩管道的形状应符合图(a)的的要求。图要求。图(b)的渐扩管形状会使阻力明显增加。的渐扩管形状会使阻力明显增加。总烟道总烟道n风机出口处风烟道的转弯方向（风机出口处风烟道的转

8、弯方向（如下图如下图）风机出口处风烟道的转弯方向应与风机风机出口处风烟道的转弯方向应与风机叶轮旋转方向一致，否则气流会形成旋涡叶轮旋转方向一致，否则气流会形成旋涡而使阻力明显变大而使阻力明显变大。n相邻弯头的距离（相邻弯头的距离（如下图如下图）管道布置时，为了减少管道阻力，其相管道布置时，为了减少管道阻力，其相邻弯头距离应满足一定要求。邻弯头距离应满足一定要求。三、风、烟道管道截面尺寸n风、烟管道的截面面积风、烟管道的截面面积 n断面形状计算出几何尺寸断面形状计算出几何尺寸 对对圆形管道圆形管道，其直径为：，其直径为：对对矩形管道矩形管道，其面积为：，其面积为：FHB高高宽宽n核算核算实际流速

9、实际流速n通风计算：亦称通风计算：亦称空气动力计算空气动力计算。n通风计算的目的：计算锅炉风道和烟道的全通风计算的目的：计算锅炉风道和烟道的全压降，从而确定送风机和引风机的压降，从而确定送风机和引风机的风压风压。n通风阻力分类：通风阻力分类：沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力、横向冲刷管横向冲刷管束的阻力束的阻力和和局部阻力局部阻力。12.3锅炉通风阻力计算1.沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力n气流沿管道流动或烟气纵向冲刷管束时产生的气流沿管道流动或烟气纵向冲刷管束时产生的摩擦阻力称为沿程摩擦阻力。摩擦阻力称为沿程摩擦阻力。n当有热交换时，按下式计算：当有热交换时，按下式计算：n对于等温气流或温度变化不大时对于

10、等温气流或温度变化不大时n2.局部阻力局部阻力 当气流通过截面或方向变化的通道时产生的当气流通过截面或方向变化的通道时产生的阻力称为局部阻力。阻力称为局部阻力。n3.横向冲刷管束阻力横向冲刷管束阻力 当气流横向冲刷管束时，无论有否热交换当气流横向冲刷管束时，无论有否热交换 可参考可参考锅炉设备空气动力计算锅炉设备空气动力计算(标准方法标准方法)及有关资料。及有关资料。n自生通风力（自生力）自生通风力（自生力）hzs定义：介质密度变化而引起的流动压头。定义：介质密度变化而引起的流动压头。计算公式：计算公式：上升烟道上升烟道中，自生力是正值，有助于气流流中，自生力是正值，有助于气流流动；动；下降烟

11、道下降烟道中，自生力是负值，阻碍气流中，自生力是负值，阻碍气流流动；流动；水平烟道水平烟道为零。为零。n计算工况：在锅炉计算工况：在锅炉额定负荷额定负荷下进行计算。下进行计算。n主要原始数据主要原始数据各段烟道的烟气流速、烟气温度、烟道的各段烟道的烟气流速、烟气温度、烟道的有效截面积和其它结构特性（由有效截面积和其它结构特性（由热力计算书热力计算书查取）。查取）。在计算各段烟道阻力时，其流速、温度等在计算各段烟道阻力时，其流速、温度等均取平均值。平衡通风时，烟道内的压力可均取平均值。平衡通风时，烟道内的压力可以大气压力作为计算压力。以大气压力作为计算压力。12.4锅炉烟道阻力计算n烟道阻力计算

12、程序烟道阻力计算程序 从炉膛开始，沿烟气流动方向，依次计算。从炉膛开始，沿烟气流动方向，依次计算。各部分烟道各部分烟道的阻力：炉膛负压、锅炉本体的阻力：炉膛负压、锅炉本体管束、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器、管束、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器、除尘器、烟道及烟囱的阻力。除尘器、烟道及烟囱的阻力。按规定对烟气密度、气流中灰分浓度和烟按规定对烟气密度、气流中灰分浓度和烟气压力、受热面积灰因素进行气压力、受热面积灰因素进行修正修正。各部分烟道的各部分烟道的自生风自生风烟道的烟道的全压降全压降锅炉锅炉本体本体一、锅炉本体烟道总阻力n主要包括：炉膛出口处负压主要包括：炉膛出口处负压 ，锅炉本体管束，锅

13、炉本体管束阻力阻力 ，过热器阻力，过热器阻力 ，省煤器阻，省煤器阻 ，空，空气预热器阻力气预热器阻力 。n在锅炉设计及锅炉改造时，按相应方法进行计在锅炉设计及锅炉改造时，按相应方法进行计算，然后按受热面型式乘以算，然后按受热面型式乘以积灰修正系数积灰修正系数K；n在锅炉房设计时，由锅炉厂家在锅炉房设计时，由锅炉厂家烟、风阻力计烟、风阻力计算书算书查取。查取。二、除尘器阻力 根据除尘器厂家提供的资料或手册确定。根据除尘器厂家提供的资料或手册确定。三、烟道阻力三、烟道阻力 n烟气量及烟气温度确定烟气量及烟气温度确定 从锅炉从锅炉尾部受热面尾部受热面除尘器除尘器的烟道阻力按锅的烟道阻力按锅炉热力计算

14、的排烟温度和排烟量计算；从炉热力计算的排烟温度和排烟量计算；从除尘除尘器器引风机及引风机后的烟道引风机及引风机后的烟道则按引风机处的则按引风机处的烟气温度和烟气量计算。烟气温度和烟气量计算。引风机处的烟气量为：引风机处的烟气量为：引风机处的烟气温度为：引风机处的烟气温度为：尾部受热面处排烟体积尾部受热面处排烟体积尾部受热面处漏风系数尾部受热面处漏风系数前前后后四、烟囱阻力n由由沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力和和出口速度损失出口速度损失组成，即组成，即烟囱沿程摩擦阻力烟囱沿程摩擦阻力(i=0.020.03)烟囱的出口速度损失烟囱的出口速度损失五、烟道总阻力的换算和修正 n1由于计算公式计算阻力时是假定

15、以由于计算公式计算阻力时是假定以干空气干空气作为介质的，因此应该把计算所得的阻力换作为介质的，因此应该把计算所得的阻力换算成烟气的阻力。即是将全部烟道的总阻力算成烟气的阻力。即是将全部烟道的总阻力乘以乘以 。其中。其中 为在标准大气压及为在标准大气压及0时的烟气密度。时的烟气密度。n2当烟气中的含灰量较大，即当烟气中的含灰量较大，即 6时，时，在除尘器前需考虑在除尘器前需考虑灰分浓度灰分浓度的影响，在除尘的影响，在除尘器后，则不予考虑。器后，则不予考虑。n3烟气压力的修正烟气压力的修正(不包括自生风不包括自生风)，可对全，可对全部烟道总阻力乘以部烟道总阻力乘以 ，其中，其中by为烟气的为烟气的

16、平均压力，平均压力，Pa。n烟道烟道流动总阻力：流动总阻力：炉膛出口到除尘器炉膛出口到除尘器除尘器后的阻力除尘器后的阻力飞灰重量密度飞灰重量密度六、自生力计算n锅炉各段烟道的自生通风力锅炉各段烟道的自生通风力(包括烟囱包括烟囱)n如周围空气温度为如周围空气温度为20，1.2kg/m3，则烟，则烟道的自生通风力道的自生通风力n各段烟道总的自生风力为（包括烟囱自生风）各段烟道总的自生风力为（包括烟囱自生风）七、烟道的总压降n烟道烟道的总压降的总压降 式中式中 平衡通风时炉膛出口处必须保平衡通风时炉膛出口处必须保持的真空度；一般采用持的真空度；一般采用 20Pan计算工况：在锅炉计算工况：在锅炉额定负荷额定负荷下进行计算。下进行计算。n主要原始数据主要原始数据：空气温度、空气预热器中：空气温度、空气预热器中空气的有效截面和空气流速等都由热力计空气的有效截面和空气流速等都由热力计算取用。算取用。12.5锅炉风道的阻力计算一、风道总阻力n包括冷风道、空气预热器、热风道、炉排包括冷风道、空气预热器、热风道、炉排阻力、料层阻力。阻力、料层阻力。n对于室燃炉燃烧设备阻力对于室燃炉燃烧设备阻力 代替代替