關(guān)于防止火床爐爐膛冒正壓的若干措施實(shí)用教案

1、摘 要 根據(jù)流體力學(xué)和爐內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)的基本原理，分析了爐內(nèi)冒正壓的機(jī)理，提出對(duì)大空間、小爐拱的爐膛，只要保證爐膛出口在020Pa的負(fù)壓時(shí)不會(huì)出現(xiàn)冒正壓；對(duì)極低、長爐拱小空間爐膛是否出現(xiàn)冒正 壓 現(xiàn) 象 的 關(guān) 鍵 在 于 爐 膛 、 爐 拱 結(jié) 構(gòu) 和 爐 內(nèi) 的 空 氣 動(dòng) 力 參 數(shù)(cnsh)是否合理。同時(shí)提出防止措施。第1頁/共14頁第一頁，共15頁。爐拱的作用(zuyng)(zuyng)及設(shè)計(jì) 火床爐燃燒存在的問題 煤質(zhì)惡化，著火困難，燃燒不穩(wěn)，效率(xio l)下降 低而長的爐拱可以改善燃燒，但引起冒正壓 冒正壓時(shí)送風(fēng)不能開足，煤的燃盡率下降，并影響經(jīng)濟(jì)性和安全性第2頁/共14頁第

2、二頁，共15頁。爐內(nèi)冒正壓問題的流體力學(xué)(li t l xu)分析 物理模型假設(shè)和簡化 如圖是一種典型的工業(yè)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)示意圖，為了簡化問題，把煙氣在爐內(nèi)的流動(dòng)近似作為不可壓縮的一元(y yun)穩(wěn)定流動(dòng)處理。第3頁/共14頁第三頁，共15頁。P3P3aP4P4aH3-4大空間(kngjin)爐拱示意圖第4頁/共14頁第四頁，共15頁?；?jbn)公式總流伯努力方程如下式中，H3-4爐前與爐膛出口(ch ku)的位置高差，m； h3-4 煙氣從爐前流到出口(ch ku)的阻力損失，J/kg； P3爐前部的煙氣壓力，Pa； P4爐膛出口(ch ku)處煙氣的壓力，Pa； 氣體密度，kg/m3；

3、 w3爐前部煙氣的平均速度，m/s； w4爐膛出口(ch ku)截面處的煙氣平均速度，m/s。第5頁/共14頁第五頁，共15頁。分析分析(fnx)(fnx)和討論和討論 大空間爐膛(ltng)的流動(dòng)分析 爐膛(ltng)內(nèi)煙氣流速很低，煙氣在爐膛(ltng)內(nèi)的流動(dòng)阻力損失 h3-4很小，且 h3-4 H3-4g，又煙氣流速w3 w4，則上式可簡化為：第6頁/共14頁第六頁，共15頁。 按流體靜力學(xué)的基本公式，在爐膛外的大氣(dq)中存在如下靜力學(xué)關(guān)系： 式中，a大氣(dq)中空氣的密度，kg/m3； P3a與爐內(nèi)壓力P3同一標(biāo)高處的大氣(dq)壓力，Pa； P4a與爐內(nèi)壓力P4同一標(biāo)高處的大

4、氣(dq)壓力，Pa。第7頁/共14頁第七頁，共15頁。以上兩式相減，得下式一般情況下，爐膛出口的煙氣相對(duì)壓力(P4-P4a)為負(fù)壓。在工業(yè)鍋爐中，(P4-P4a)通常控制在0-20Pa范圍內(nèi)。由于(yuy)上式中的密度差(- a)0，所以，(P3-P3a)也一定小于0。 以上分析表明，對(duì)于大空間爐膛，只要爐膛出口壓力在正常的0-20Pa范圍內(nèi)運(yùn)行，冒正壓的現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。第8頁/共14頁第八頁，共15頁。極低、長的小空間爐膛極低、長的小空間爐膛(ltng)(ltng)的流動(dòng)分析的流動(dòng)分析極低、長的小空間爐膛的煙氣流速高，爐膛形狀復(fù)雜。從爐膛下部流動(dòng)到爐膛出口的阻力損失(snsh)不可忽略，伯努

5、力方程寫為如下形式，式中，w0為煙氣在前后拱喉口的流速，為阻力系數(shù)。第9頁/共14頁第九頁，共15頁。公式(gngsh)(5)減公式(gngsh)(3)，得第10頁/共14頁第十頁，共15頁。重要重要(zhngyo)(zhngyo)的啟示的啟示 由上式可見，爐膛下部壓力(P3-P3a)是正壓還是負(fù)壓完全取決于右邊三項(xiàng)的和。我們可以從中得到如下很重要的啟示： 爐膛結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，爐內(nèi)煙氣流速越高，出現(xiàn)爐膛下部冒正壓的可能性越大； 鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，煙氣流速下降，則流動(dòng)阻力減小，冒正壓情況改善(gishn)；反之，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷越高，冒正壓問題越嚴(yán)重。第11頁/共14頁第十一頁，共15頁。爐內(nèi)冒正壓

6、問題的防止(fngzh)措施 在爐拱設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)考慮滿足燃燒因素外，還應(yīng)注重考慮減小爐內(nèi)阻力的問題，特別應(yīng)防止片面追求過低過長的不適當(dāng)?shù)臓t拱結(jié)構(gòu)，因此，后拱不宜壓得過低，傾角不宜過??；一般后拱傾角應(yīng)大于10，后拱末端最小高度與爐排有效長度比應(yīng)控制在0.080.10的范圍內(nèi)； 應(yīng)合理選擇空氣動(dòng)力參數(shù)，喉口流速一般應(yīng)設(shè)計(jì)在5m/s以下； 合理組織配風(fēng)工況，消除(xioch)風(fēng)室間竄風(fēng)、漏風(fēng)及縱向配風(fēng)不均勻，對(duì)復(fù)雜爐膛結(jié)構(gòu)的鍋爐，在引風(fēng)機(jī)壓頭選取上還應(yīng)進(jìn)一步放大系數(shù)； 對(duì)舊鍋爐的改造，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)阻力及引風(fēng)機(jī)壓頭進(jìn)行核算，對(duì)尾部煙道的積灰、堵塞均應(yīng)予以高度的重視。第12頁/共14頁第十二頁，共15頁。結(jié)

7、 論理論分析及計(jì)算表明，對(duì)于大空間、小爐拱的爐膛，只要保證爐膛出口有020Pa的負(fù)壓時(shí)不會(huì)出現(xiàn)冒正壓；對(duì)極低、長爐拱結(jié)構(gòu)和小空間爐膛，是否出現(xiàn)冒正壓現(xiàn)象的關(guān)鍵在于爐膛及爐拱結(jié)構(gòu)和空氣動(dòng)力參數(shù)是否合理。所以對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的爐膛及其阻力系數(shù)的研究是很有必要的，在爐膛阻力較大的情況下，引風(fēng)機(jī)的壓頭按常規(guī)(chnggu)方法選取是不適宜的。防止?fàn)t膛冒正壓的通常辦法應(yīng)從爐膛、爐拱結(jié)構(gòu)和空氣動(dòng)力參數(shù)入手。第13頁/共14頁第十三頁，共15頁。西安交通大學(xué) 熱能(rnng)工程系感謝您的觀看(gunkn)！第14頁/共14頁第十四頁，共15頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)摘 要。根據(jù)流體力學(xué)和爐內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)的基本原理，分析了爐內(nèi)冒正壓的機(jī)理，提出對(duì)大空間、小爐拱的爐膛，只要保證爐膛出口在020Pa的負(fù)壓時(shí)不會(huì)出現(xiàn)冒正壓