鍋爐房通風(fēng)、煙囪設(shè)計(jì)

1、鍋爐房煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1、設(shè)計(jì)原那么1煙道和風(fēng)道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)短平直、附件少、氣密性好。防止出現(xiàn)“袋形、“死角及局部流速過(guò)低的管段。2多臺(tái)鍋爐共用煙囪、煙道和風(fēng)道時(shí)，總煙、風(fēng)道內(nèi)各截面處的流速宜接近，單臺(tái)鍋爐配置兩側(cè)風(fēng)道或兩個(gè)煙道時(shí)，宜使每側(cè)風(fēng)道或每個(gè)煙道的阻力均衡。煙道和熱風(fēng)道應(yīng)考慮膨脹和熱補(bǔ)償措施，煙道和磚煙囪連接處應(yīng)設(shè)置伸縮縫。金屬煙道和熱風(fēng)道應(yīng)進(jìn)展保溫，鋼煙囪在人員能接觸到的局部也應(yīng)進(jìn)展隔熱。鋼制煙風(fēng)道中的介質(zhì)溫度大于50度或由于防凍需要應(yīng)給予保溫。5多臺(tái)鍋爐共用總煙道或總風(fēng)道時(shí)，支煙道、支風(fēng)道上，應(yīng)裝設(shè)能全開(kāi)全閉、氣密性好的閘板閥或調(diào)風(fēng)閥。6在煙道和風(fēng)道的適當(dāng)位置應(yīng)按?鍋爐煙塵測(cè)試方

2、法?GB5468的要求，設(shè)置永久采樣孔，并安裝用于測(cè)量采樣的固定裝置。7鋼制冷風(fēng)道可采用2-3mm厚鋼板，鋼制煙道和熱風(fēng)道可采用3-5mm厚的鋼板，矩形或圓形煙風(fēng)道應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，必要時(shí)設(shè)置加強(qiáng)筋。8布置在室外的煙道和風(fēng)道，應(yīng)設(shè)置防雨和防暴曬的設(shè)施。鍋爐使用含硫量高的燃料時(shí)，除有煙氣脫硫措施外，煙道和煙囪內(nèi)壁應(yīng)采取防腐措施。9) 對(duì)于單臺(tái)鍋爐出力大于等于10t/h或7MW的鍋爐房，鼓風(fēng)機(jī)和和燃燒機(jī)宜分開(kāi)設(shè)置，鼓風(fēng)機(jī)宜集中布置在隔音機(jī)房?jī)?nèi)。10對(duì)于微正壓燃燒的燃油、燃?xì)忮仩t，鍋爐機(jī)組排煙出口后的煙道、煙囪阻力，一般可由煙囪的抽力來(lái)克制，當(dāng)煙囪抽力缺乏時(shí)，應(yīng)采用以下措施：1 由鍋爐廠家提高

3、燃燒機(jī)組和爐膛的燃燒正壓；2 在排煙系統(tǒng)設(shè)置引射排煙裝置；在排煙系統(tǒng)設(shè)置調(diào)頻引風(fēng)機(jī)；對(duì)于設(shè)置在高層建筑物內(nèi)的鍋爐房，應(yīng)注意核算排煙系統(tǒng)的阻力平衡，當(dāng)煙囪抽力達(dá)大時(shí)，應(yīng)考慮減小煙道、煙囪斷面尺寸，提高流速，增加阻力，適應(yīng)平衡，可在煙道系統(tǒng)設(shè)置抽風(fēng)控制器，調(diào)工阻力平衡。11) 煙風(fēng)道穿過(guò)墻壁、樓板或屋面時(shí)，所設(shè)預(yù)留孔的內(nèi)壁與管道外表包括加固及保溫層之間的間隙，一般為30-50mm，當(dāng)管道的徑向熱位移較大時(shí)，應(yīng)另加考慮。管道穿過(guò)層面或屋頂時(shí)應(yīng)有防雨或擋水措施。12) 新建鍋爐房的煙囪設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求：1 燃煤、燃油輕柴油、煤油除外鍋爐房煙囪高度的規(guī)定：a、每個(gè)新建鍋爐房只允許設(shè)一根煙囪，煙囪高度按

4、GB13271-2001規(guī)定執(zhí)行；b、鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘看笥?8MW時(shí)，其煙囪高度應(yīng)按批準(zhǔn)的環(huán)境影響報(bào)告書(shū)表要求確定，但不得低于45米，新建鍋爐房煙囪周?chē)?00米以內(nèi)有建筑物時(shí)，其煙囪高度應(yīng)高出最高建筑物3米以上；2 燃?xì)?、燃油輕柴油、煤油鍋爐煙囪高度應(yīng)按批準(zhǔn)的環(huán)境影響報(bào)告表要求確定，但不得低于8米。13 煙囪出口內(nèi)徑應(yīng)保證在鍋爐房最高負(fù)荷時(shí)，煙氣流速不致過(guò)高，以免阻力過(guò)大；在鍋爐房最低負(fù)荷時(shí)，煙囪出口流速不低于，以防止空氣倒灌。14 對(duì)于在不同季節(jié)或不同時(shí)段熱負(fù)荷變化大，煙囪設(shè)置可采取以下方案：1 每臺(tái)鍋爐分別設(shè)置獨(dú)立煙囪；2 將每臺(tái)鍋爐獨(dú)立的排煙管組成外形一體的組合煙囪；3 在圓形或矩形煙囪

5、內(nèi)設(shè)置隔板，分成各自獨(dú)立的流道，分別連通各臺(tái)鍋爐的排煙管，構(gòu)成分流煙囪；在煙囪出口設(shè)備能防護(hù)高空氣流影響的煙囪帽罩，帽罩構(gòu)造宜不影響排煙的抬升高度。15 鋼煙囪的設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求：1 鋼煙囪應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，煙囪壁厚要考慮一定的腐蝕裕度，當(dāng)煙囪高度為20-40米，直徑為米時(shí)，無(wú)內(nèi)襯的筒體壁厚取4-10mm，有內(nèi)襯的壁厚取8-18mm；2 當(dāng)煙囪高度和直徑比超過(guò)20時(shí)，必須設(shè)置可靠的牽引拉繩，拉繩沿圓周等分布置3-4根；3 煙囪與根底連接局部一般作成錐形，支承板厚度一般為20-40mm；4 帶內(nèi)襯的鋼煙囪，內(nèi)襯可分段支承，每段長(zhǎng)4-6米，內(nèi)襯和筒體之間保持20-50mm的間隙，并應(yīng)在頂部裝

6、防護(hù)環(huán)板將內(nèi)襯蓋住。16 在容易積聚煙氣的煙道處應(yīng)設(shè)置泄爆口，泄爆口面積按每立方米排煙系統(tǒng)容積不小于250cm2確定，煙道防爆門(mén)直徑不應(yīng)小于200mm。泄爆口材料可用厚鋁合金板或5mm厚石棉板。1.2、計(jì)算參數(shù)表表22：1t/h或鍋爐風(fēng)量與煙量計(jì)算表爐型過(guò)?？諝庀禂?shù)送風(fēng)量20m3/h在以下排煙溫度下的煙氣量Qy(m3/h)爐膛出口L排煙py150200250300層燃鍋爐127003000燃油氣鍋爐10002500表23：煙風(fēng)道常用流速煙道或風(fēng)道類別冷風(fēng)道煙道或熱風(fēng)道自然通風(fēng)流速(m/s)機(jī)械通風(fēng)吸入段流速m/s機(jī)械通風(fēng)壓出段流速m/s機(jī)械通風(fēng)流速m/s自然通風(fēng)流速m/s磚砌或混凝土管道3-5

7、6-88-106-83-5金屬管道8-1210-1510-158-10表24：煙囪出口煙氣流速表運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)m/s最小負(fù)荷時(shí)m/s機(jī)械通風(fēng)12-2025-3微正壓燃燒10-1525-3表25：煙囪每米高度產(chǎn)生的抽力(Pa/m)煙囪內(nèi)的煙氣平均溫度在相對(duì)濕度70%，大氣壓力為下的空氣比重空氣溫度-30-20-10-50+5+10+15+20+25+30140160180200220240260280300320表26：常用件局部阻力系數(shù)表1.3、煙道、風(fēng)道、煙囪截面尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算1 矩形通流截面長(zhǎng)度為L(zhǎng)m，寬度為Wm，其通流截面積：F=LW=Q/3600v這里：Q為空氣或煙氣流量m3/h，可參

8、照表22進(jìn)展計(jì)算，也可按照每104kcal/h熱量輸出，排煙量約為18m3進(jìn)展估算；v為空氣或煙氣流速m/s，可查表23確定。2 圓形截面直徑D計(jì)算如下：這里：Q為空氣或煙氣流量m3/h，可參照表22進(jìn)展計(jì)算，也可按照每104kcal/h熱量輸出，排煙量約為18m3進(jìn)展估算；v為空氣或煙氣流速m/s，可查表23確定；PI為圓周率，取。煙囪出口內(nèi)徑可參考相關(guān)資料進(jìn)展計(jì)算，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)大多設(shè)計(jì)成非變徑煙囪。1.4、煙道與風(fēng)道阻力計(jì)算煙道和風(fēng)道的阻力一般包括沿程阻力和局部阻力兩局部，其計(jì)算方法如下：1沿程阻力摩擦阻力這里：a為摩擦阻力系數(shù)，查表24，磚煙囪和金屬煙囪一般??；表27：摩擦阻力系數(shù)表管道形

9、式a值管道形式a值縱向沖刷鍋爐管道磚砌或混凝土管道金屬管道煙囪或L為煙囪或管道長(zhǎng)度m；d為管段直徑m，對(duì)于非圓形管道采用當(dāng)量直徑du=4F/U，F(xiàn)為管道截面積，U為截面周長(zhǎng)；v為煙氣流速，查表23；p為氣體標(biāo)態(tài)下的密度，空氣取3，煙氣取3；t為空氣或煙氣溫度。2局部阻力這里：e為局部阻力系數(shù)，可查表26；v為煙氣流速，查表23p為氣體標(biāo)態(tài)下的密度，空氣取3，煙氣取3；t為空氣或煙氣溫度。注：這里所說(shuō)的煙道、風(fēng)道僅僅指水平布置的煙道、風(fēng)道，而煙囪僅僅指垂直布置的煙囪。1.5、煙囪阻力計(jì)算煙囪的阻力一般含煙囪的摩擦阻力和煙囪的出口阻力，其計(jì)算方法如下：1 煙囪的摩擦阻力Pm這里：a為摩擦阻力系數(shù)，

10、查表24，磚煙囪和金屬煙囪一般??；H為煙囪高度m，估算時(shí)對(duì)于90度彎頭可按6米等效長(zhǎng)度計(jì)算；v為煙氣平均流速，查表23；p為氣體在煙囪內(nèi)的密度，估算時(shí)空氣取3，煙氣取3，準(zhǔn)確計(jì)算查表25；g為重力加速度，；da為煙囪平均直徑m，da=(d入+d出)/2。2 煙囪出口阻力Pc這里：A為出口阻力系數(shù)，；Vc為煙氣出口流速，查表24；Pc為氣體在煙囪出口的密度，查表25；3 煙囪總阻力PycPyc=Pm+Pc1.6、排煙系統(tǒng)阻力平衡設(shè)計(jì)對(duì)于微正壓燃燒的燃油、燃?xì)忮仩t，鍋爐機(jī)組排煙出口后的煙道、煙囪阻力，一般可由煙囪的抽力來(lái)克制，鍋爐爐膛排煙阻力由燃燒器鼓風(fēng)機(jī)壓頭克制，選用燃燒器時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)的壓力至少能

11、克制鍋爐爐膛背壓，水平煙道、垂直煙囪、局部彎頭的阻力損失應(yīng)小于垂直煙囪產(chǎn)生抽力，可以通過(guò)上述計(jì)算方法進(jìn)展計(jì)算，以保證排煙系統(tǒng)阻力平衡。1.7、鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 大氣式鍋爐通風(fēng)量設(shè)計(jì)與計(jì)算大氣式燃?xì)忮仩t以自身獨(dú)特的低燥音、無(wú)吹掃、平安運(yùn)行、運(yùn)行費(fèi)用低、維修簡(jiǎn)單等眾多的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)。然而，由于國(guó)家缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)及大氣模塊鍋爐排煙及通風(fēng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，使設(shè)計(jì)著面臨許多問(wèn)題。至使許多鍋爐房存在或多或少的問(wèn)題。本人根據(jù)北美地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)及個(gè)人多年從事大氣式模塊鍋爐設(shè)計(jì)及經(jīng)歷，對(duì)大氣式模塊鍋爐排煙及通風(fēng)做具體的介紹。當(dāng)鍋爐燃用天然氣氣體時(shí)，為了保證完全燃燒我們必須提供充足的空氣。因此必須有

12、足量的過(guò)?？諝?。因此普通鍋爐房的實(shí)際送風(fēng)量等于鍋爐的理論空氣量加上過(guò)量空氣。然而由于大氣式鍋爐具有通風(fēng)罩，通風(fēng)罩的作用當(dāng)室外風(fēng)力及氣候發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)平衡煙道的抽力，保證燃燒的穩(wěn)定。當(dāng)設(shè)計(jì)鍋爐房時(shí)如不考慮通風(fēng)罩的空氣進(jìn)入量時(shí)，鍋爐房?jī)?nèi)缺乏空氣導(dǎo)致燃燒不完全。具體數(shù)值見(jiàn)下表：表28：燃燒所需的空氣量鍋爐型式燃?xì)夥N類鍋爐輸入燃?xì)饬縉m3鍋爐理論空氣量Nm3鍋爐實(shí)際空氣量Nm3通風(fēng)罩吸入空氣量Nm3鍋爐房實(shí)際送風(fēng)量Nm3大氣式鍋爐天然氣11015鍋爐房通風(fēng)方式一般可分為自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)、混合通風(fēng)三種方式，此處僅僅論討工程中最常用的自然通風(fēng)方式，其它兩種通風(fēng)方式的計(jì)算請(qǐng)參考相關(guān)資料。自然通風(fēng)是最好的

13、使用方式，因?yàn)闊o(wú)電力、平安等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先采用。設(shè)計(jì)通風(fēng)口面積：(1) 直接從室外進(jìn)風(fēng)的通風(fēng)窗：在與室外相連的外墻上下各設(shè)一通風(fēng)孔，距天花板與地面的距離均要求不超過(guò)305mm。每個(gè)通風(fēng)孔的最小空氣凈流通面積與室內(nèi)鍋爐輸入功率的比值為2/100KW。原那么上要求必須設(shè)上下通風(fēng)孔，而實(shí)際工程中很多設(shè)計(jì)院沒(méi)有設(shè)計(jì)下通風(fēng)口； (2) 通過(guò)垂直進(jìn)風(fēng)的通風(fēng)窗進(jìn)風(fēng)窗直接對(duì)外：在與室外相連的外墻上下各設(shè)一通風(fēng)孔，距天花板與地面的距離均要求不超過(guò)305mm。每個(gè)通風(fēng)孔的最下空氣凈流通面積與室內(nèi)鍋爐輸入功率的比值為2/100KW。原那么上要求必須設(shè)上下通風(fēng)孔，而實(shí)際工程中很多設(shè)計(jì)院沒(méi)有設(shè)計(jì)下通風(fēng)口；3 不是直接對(duì)外

14、開(kāi)孔的通風(fēng)截面積：在與室外相連的外墻上下各設(shè)一通風(fēng)孔，距天花板與地面的距離均要求不超過(guò)305mm。每個(gè)通風(fēng)孔的最下空氣凈流通面積與室內(nèi)鍋爐輸入功率的比值為2/100KW。原那么上要求必須設(shè)上下通風(fēng)孔，而實(shí)際工程中很多設(shè)計(jì)院沒(méi)有設(shè)計(jì)下通風(fēng)口；2 鼓風(fēng)式鍋爐通風(fēng)量設(shè)計(jì)與計(jì)算鼓風(fēng)式鍋爐燃燒所需要的空氣量應(yīng)根據(jù)空氣過(guò)量系數(shù)來(lái)確定，一般取，即理論空氣量為燃?xì)夂牧康谋?。?jì)算鍋爐房整個(gè)通風(fēng)量時(shí)還應(yīng)考慮鍋爐正常通風(fēng)換氣要求，一般情況下鍋爐間通風(fēng)換氣次數(shù)設(shè)計(jì)為3次/小時(shí)，對(duì)于鼓風(fēng)式鍋爐房自然通風(fēng)面積一般取2/Mw，也可按照自然通風(fēng)情況下進(jìn)風(fēng)口的流速進(jìn)展計(jì)算。3 排煙量的溫度修正 為計(jì)算方便，計(jì)算時(shí)一般取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)