工業(yè)鍋爐的煙風阻力計算pptppt

第12章工業(yè)鍋爐煙風阻力計算12.1鍋爐通風的方式12.2風、煙管道的設計12.3鍋爐通風阻力計算12.4鍋爐煙道的阻力計算12.5鍋爐風道的阻力計算12.6風機的選擇計算§12.1鍋爐通風的方式通風的作用：將燃料燃燒所需要的空氣連續(xù)不斷地送入爐膛，并將燃燒生成的煙氣排出爐外，以保證燃料在爐內正常燃燒。通風方式：自然通風和機械通風自然通風：利用煙囪中熱煙氣和外界冷空氣的密度差形成的抽力作為推動力，來克服鍋爐通風系統(tǒng)中空氣和煙氣的流動阻力。適用于無尾部受熱面的小型鍋爐，如立式煙火管鍋爐等。機械通風：借助于風機所產(chǎn)生的壓頭去克服煙、風道的流動阻力。適用于設置尾部受熱面和除塵裝置的小型鍋爐，或較大容量的鍋爐。機械通風方式：負壓通風、正壓通風和平衡通風。一、平衡通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中裝設送風機和引風機。送風機用來克服風道、空氣預熱器（風側）和燃燒設備的阻力；引風機和煙囪用來克服從爐膛出口到煙囪出口的全部煙道的阻力。如下圖12-1所示。特點：鍋爐漏風少，安全及衛(wèi)生條件較好。在供熱鍋爐中，大都采用平衡通風方式。送風排煙送風機引風機二、負壓通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中只裝設引風機。引風機和煙囪用來克服煙風道阻力、燃料層和爐排阻力。特點：整個鍋爐在負壓下運行，漏風量增加，會使鍋爐效率降低。適用于小容量、煙風系統(tǒng)阻力不太大的鍋爐。三、正壓通風在鍋爐煙、風系統(tǒng)中只裝設送風機。送風機需克服全部煙風道的阻力。特點：爐膛處于微正壓下運行，提高了爐膛燃燒熱強度，消除了爐膛、煙道漏風，減少了排煙熱損失，提高了鍋爐熱效率；但要求爐墻、爐門及煙道嚴密，以防煙氣外泄，污染環(huán)境，影響工作人員的安全。適用：燃油鍋爐和燃氣鍋爐。風管道、煙管道是通風系統(tǒng)的重要組成部分。風、煙管道設計包括：管道的結構、布置及管道斷面尺寸的確定。一、風、煙管道的結構⑴風、煙管道的劃分送風管道—從空氣吸入口到送風機入口，再從送風機出口到爐膛的管道。排煙管道—從鍋爐或省煤器煙氣出口到引風機入口，再從引風機出口到煙囪入口管道。送風管道和排煙管道統(tǒng)稱為風煙管道。§12.2風、煙管道的設計⑵風、煙管道的截面形狀有圓形、矩形，煙道還有圓拱頂形。⑶風、煙管道材料有鋼板和磚等。⑷磚砌煙道拱頂型式①大圓弧拱頂(如下圖所示）②半圓弧拱頂(如下圖所示）大圓弧拱頂煙道圖半圓弧拱頂煙道圖二、風、煙管道的布置要點⑴總煙道的布置總煙道應布置在室外（如下圖）。煙道轉彎處內壁不能做成直角，以免增加煙氣阻力。⑵風機出口處漸擴管道的形狀（如下圖）風機出口處漸擴管道的形狀應符合圖(a)的要求。圖(b)的漸擴管形狀會使阻力明顯增加。總煙道⑶風機出口處風煙道的轉彎方向（如下圖）風機出口處風煙道的轉彎方向應與風機葉輪旋轉方向一致，否則氣流會形成旋渦而使阻力明顯變大。⑷相鄰彎頭的距離（如下圖）管道布置時，為了減少管道阻力，其相鄰彎頭距離應滿足一定要求。三、風、煙道管道截面尺寸⑴風、煙管道的截面面積

⑵斷面形狀計算出幾何尺寸對圓形管道，其直徑為：對矩形管道，其面積為：F＝H·B＝高×寬⑶核算實際流速通風計算：亦稱空氣動力計算。通風計算的目的：計算鍋爐風道和煙道的全壓降，從而確定送風機和引風機的風壓。通風阻力分類：沿程摩擦阻力、橫向沖刷管束的阻力和局部阻力。§12.3鍋爐通風阻力計算1.沿程摩擦阻力氣流沿管道流動或煙氣縱向沖刷管束時產(chǎn)生的摩擦阻力稱為沿程摩擦阻力。⑴當有熱交換時，按下式計算：⑵對于等溫氣流或溫度變化不大時2.局部阻力當氣流通過截面或方向變化的通道時產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。3.橫向沖刷管束阻力當氣流橫向沖刷管束時，無論有否熱交換

可參考《鍋爐設備空氣動力計算(標準方法)》及有關資料。自生通風力（自生力）hzs定義：介質密度變化而引起的流動壓頭。計算公式：上升煙道中，自生力是正值，有助于氣流流動；下降煙道中，自生力是負值，阻礙氣流流動；水平煙道為零。計算工況：在鍋爐額定負荷下進行計算。主要原始數(shù)據(jù)⑴各段煙道的煙氣流速、煙氣溫度、煙道的有效截面積和其它結構特性（由熱力計算書查取）。⑵在計算各段煙道阻力時，其流速、溫度等均取平均值。平衡通風時，煙道內的壓力可以大氣壓力作為計算壓力。

§12.4鍋爐煙道阻力計算煙道阻力計算程序從爐膛開始，沿煙氣流動方向，依次計算。⑴各部分煙道的阻力：爐膛負壓、鍋爐本體管束、蒸汽過熱器、省煤器、空氣預熱器、除塵器、煙道及煙囪的阻力。⑵按規(guī)定對煙氣密度、氣流中灰分濃度和煙氣壓力、受熱面積灰因素進行修正。⑶各部分煙道的自生風⑷煙道的全壓降鍋爐本體一、鍋爐本體煙道總阻力主要包括：爐膛出口處負壓，鍋爐本體管束阻力，過熱器阻力，省煤器阻，空氣預熱器阻力。在鍋爐設計及鍋爐改造時，按相應方法進行計算，然后按受熱面型式乘以積灰修正系數(shù)K；在鍋爐房設計時，由鍋爐廠家《煙、風阻力計算書》查取。

二、除塵器阻力根據(jù)除塵器廠家提供的資料或手冊確定。三、煙道阻力

⑴煙氣量及煙氣溫度確定從鍋爐尾部受熱面→除塵器的煙道阻力按鍋爐熱力計算的排煙溫度和排煙量計算；從除塵器→引風機及引風機后的煙道則按引風機處的煙氣溫度和煙氣量計算。引風機處的煙氣量為：引風機處的煙氣溫度為：尾部受熱面處排煙體積尾部受熱面處漏風系數(shù)前<=除塵器=>后四、煙囪阻力由沿程摩擦阻力和出口速度損失組成，即

⑴煙囪沿程摩擦阻力(i=0.02~0.03)⑵煙囪的出口速度損失

五、煙道總阻力的換算和修正

1．由于計算公式計算阻力時是假定以干空氣作為介質的，因此應該把計算所得的阻力換算成煙氣的阻力。即是將全部煙道的總阻力乘以。其中為在標準大氣壓及0℃時的煙氣密度。2．當煙氣中的含灰量較大，即>6時，在除塵器前需考慮灰分濃度的影響，在除塵器后，則不予考慮。

3．煙氣壓力的修正(不包括自生風)，可對全部煙道總阻力乘以，其中by為煙氣的平均壓力，Pa。煙道流動總阻力：爐膛出口到除塵器除塵器后的阻力飛灰重量密度六、自生力計算鍋爐各段煙道的自生通風力(包括煙囪)如周圍空氣溫度為20℃，＝1.2kg/m3，則煙道的自生通風力各段煙道總的自生風力為（包括煙囪自生風）

七、煙道的總壓降煙道的總壓降式中—平衡通風時爐膛出口處必須保持的真空度；一般采用＝20Pa計算工況：在鍋爐額定負荷下進行計算。主要原始數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣預熱器中空氣的有效截面和空氣流速等都由熱力計算取用?！?2.5鍋爐風道的阻力計算一、風道總阻力包括冷風道、空氣預熱器、熱風道、爐排阻力、料層阻力。對于室燃爐燃燒設備阻力代替。

燃燒器阻力1.冷風道阻力風道的阻力主要取決于局部阻力，當冷空氣流速小于10m/s時，摩擦阻力可不計算；冷空氣流速為10~20m/s時，可先計算一、二段最長的等截面上的單位長度摩擦阻力，然后乘以風道總長度即得風道的總摩擦阻力。局部阻力的計算方法與煙道相同。冷空氣流量計算：不通過冷風道2.空氣預熱器阻力在管式空氣預熱器中，空氣側的阻力由橫向沖刷管束的阻力和連接風道的局部阻力組成。⑴橫向沖刷管束的阻力按前述方法計算；⑵連接風道的局部阻力當a＜0.5h（如下圖）時，按一個180度轉彎計算，取。此時計算流速按連接風道進、出口和中間截面的平均值來確定，即當a＞0.5h時，按兩個90度轉彎計算，取，計算流速則用下式截面求得，即管式空氣預熱器的阻力計算，以上結果尚需乘以修正系數(shù)K，查表12-7。

3.熱風道阻力熱風道的計算方法與冷風道相同，熱空氣的流量為：

4．燃燒設備的空氣阻力Δhr⑴對于室燃爐：燃燒器二次風的阻力(包括出口速度損失)，可按出口流速計算：式中ζ--燃燒器局部阻力系數(shù)。⑵對于層燃爐：鏈條爐排為800~1000Pa，往復爐排為600Pa。風道的總阻力如當?shù)睾０?gt;200m，則需進行大氣壓力的修正，即式中bk——風道中空氣的平均壓力。Pa

rrfkylfhhhhhD+D+D+D=D??D=DkkzlbhH101325二、風道的自升通風力鍋爐風道的自生風通風力

H—計算段進口與出口截面的高度差。風道的總自生風

空氣預熱器全部熱風道三、鍋爐風道的全壓降鍋爐風道的全壓降為：式中——空氣進口處爐膛真空度，其值可用以下近似公式求得：——爐膛出口處真空，一般20Pa；H——空氣進口中心與爐膛出口中心之間的距離煙囪計算的目的：設計煙囪時，通過計算確定煙囪的高度和直徑等結構尺寸；給定煙囪高度時，通過計算可以校核煙囪的自生通風力。無論是自然通風，還是機械通風，煙囪的高度都應根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質SO2、N02、飛灰等的擴散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪高度的確定，應符合現(xiàn)行國家標準《工業(yè)“三廢”排放試行標準》，《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》和《大氣環(huán)境質量標準》的規(guī)定?！?2.6鍋爐煙囪的計算一、自然通風時煙囪高度的計算

1.煙囪自生風采用自然通風的小型鍋爐，鍋爐灰坑的一端與大氣相連，而鍋爐煙道出口與煙囪相連，如下圖所示。由于外界冷空氣和煙囪內熱煙氣的密度差使煙囪產(chǎn)生引力，即煙囪的自生風按下式計算：2.自然通風時，煙道的全部阻力靠煙囪的自生風克服，因此煙囪高度必須滿足下式要求：煙囪自生風-煙囪總阻力≥1.2鍋爐煙道總阻力式中——煙囪的自生風，Pa；——煙囪的總阻力，Pa；——鍋爐煙道總阻力，Pa；1.2——儲備系數(shù)。yH￠DychD3．煙囪高度

二、機械通風時煙囪高度的確定

機械通風時，煙風道阻力由送、引風機克服。因此，煙囪的作用主要不是用來產(chǎn)生引力，而是使排出的煙氣符合環(huán)境保護的要求。每個新建鍋爐房只能設一個煙囪。煙囪高度應根據(jù)鍋爐房總容量，按表8-6規(guī)定執(zhí)行。新建鍋爐煙囪周圍半徑200m距離內有建筑物時，煙囪應高出最高建筑物3m以上。鍋爐房總容量大于28MW(40t／h)時，其煙囪高度應按環(huán)境影響評價要求確定，但不得低于45m。三、煙囪直徑的計算

煙囪直徑(出口內徑)：

煙囪底部(進口)直徑：

式中i—煙囪錐度，通常取0.02~0.03。煙囪出口煙溫Vy—煙囪出口的煙氣量，m3/h；n—利用同一煙囪的同時運行的鍋爐臺數(shù)；w2—煙囪出口煙氣流速，m/s，按下表選用。通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風自然通風10~206~104~52.5~3煙囪出口煙氣流速（m/s）一、風機的選擇送風機和引風機的計算流量V——額定負荷時的空氣或煙氣流量，m3/h；β1——流量儲備系數(shù)，取1.1?！?2.7風機的選擇計算送風機的計算壓頭

ΔH——鍋爐風道全壓降，Pa

；β2——壓頭儲備系數(shù)，取1.2。引風機的計算壓頭

Sy——煙囪引力，Pa；由于風機產(chǎn)品是以標準大氣壓(101325Pa)下的空氣為介質，并選定溫度(對送風機為20℃；對引風機為200℃)作為設計參數(shù)，因此需將風機壓頭折算到風機廠設計條件下的壓頭為:對送風機折算系數(shù)：對引風機折算系數(shù):二、電動機的功率風機所需功率Qj--風機計算風量，m3/h；Hj--風機計算風壓，Pa；ηf--風機在全壓下的效率，一般風機約為0.6，高效風機約為0.9；ηc--傳動效率，當風機與電動機直聯(lián)時，ηc＝1.0；當風機與電動機用聯(lián)軸器聯(lián)接時，ηc＝0.95~0.98；當風機與電動機三角皮帶傳動時，ηc＝0.9~0.95；當風機與電動機用平皮帶傳動時，ηc＝0.85。電動機功率ηd--電動機效率，一般取0.9；β3--電動機備用系數(shù)，按下表取用。電動機功率（kW）備用系數(shù)β3皮帶傳動同一轉動軸或聯(lián)軸器連至0.5至1.0至2.0至5.0大于5.02.01.51.31.21.11.151.151.151.101.10習題1，2，3第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣