鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計算課件

第4章鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計算

一、學(xué)習(xí)目的1、掌握煙風(fēng)道通風(fēng)阻力計算的方法2、掌握應(yīng)用線算圖計算后進行修正的內(nèi)容二、重點煙風(fēng)道通風(fēng)阻力計算的原理和方法第4章鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計算

一、學(xué)習(xí)目的1一、通風(fēng)包括

通風(fēng)是鍋爐的“呼吸”器官，是調(diào)整鍋爐出的手段，是鍋爐正常運行的保證。二通風(fēng)方式：

1.自然通風(fēng)：由密度差形成的自生風(fēng)力克服鍋爐煙風(fēng)道的阻力。僅用于小型、立式、無尾部受熱面的鍋爐。

一、通風(fēng)包括22.機械通風(fēng)：由風(fēng)機給煙氣或空氣加壓，克服爐內(nèi)的阻力。

用于2.機械通風(fēng)：由風(fēng)機給煙氣或空氣加壓，克服爐內(nèi)的阻力。3通風(fēng)計算的目的：確定鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的全壓降，為選擇送、引風(fēng)機提供可靠的依據(jù)。注：在通風(fēng)阻力計算中，煙風(fēng)系統(tǒng)各部分介質(zhì)流量、t、流通截面等數(shù)據(jù)均以鍋爐額定負荷下的熱力計算數(shù)據(jù)確定。我國工業(yè)鍋爐煙風(fēng)道阻力計算的方法用原蘇聯(lián)1977版體系。通風(fēng)計算的目的：4第一節(jié)通風(fēng)的作用和方式

一、通風(fēng)：是一個連續(xù)將鍋爐所需的空氣送入，不斷補給鍋爐以燃燒之用，不斷把煙氣排走的過程。二、機械通風(fēng)方式

1.負壓通風(fēng)在煙囪前設(shè)引風(fēng)機克服煙風(fēng)道阻力。

第一節(jié)通風(fēng)的作用和方式5特點：爐膛內(nèi)負壓高，煙風(fēng)道風(fēng)均為負壓，鍋爐房衛(wèi)生好。2.正壓通風(fēng)在空氣預(yù)熱器入口處設(shè)置風(fēng)機，無引風(fēng)機特點：風(fēng)機經(jīng)過的空氣是潔凈的，而爐子煙風(fēng)道為正壓，無漏風(fēng)，但若爐墻、煙道不嚴，造成冒煙，鍋爐房的衛(wèi)生條件不好。特點：爐膛內(nèi)負壓高，煙風(fēng)道風(fēng)均為負63.平衡通風(fēng)同時設(shè)送、引風(fēng)機，克服兩者的弱點。送風(fēng)道煙道的阻力分別由送、引風(fēng)機承擔。特點：a.送風(fēng)道正壓，但不很大b.爐膛及煙道負壓，負壓值也不很大優(yōu)點：有效地送入空氣，又使爐膛及全部煙道在合理的負壓下運行；鍋爐房的安全衛(wèi)生條件好；漏風(fēng)量小。

這種通風(fēng)方式在目前供熱鍋爐中最常見。3.平衡通風(fēng)7三、通風(fēng)計算的目的：克服煙風(fēng)道中的阻力,給煙、風(fēng)增加能量，選擇合適的風(fēng)機,

三、通風(fēng)計算的目的：8圖8-1平衡通風(fēng)沿程的風(fēng)壓變化圖8-1平衡通風(fēng)沿程的風(fēng)壓變化9第二節(jié)

通風(fēng)計算的原理和基本方法原理：伯努利方程不可壓縮流體元流能量方程（1）

整理得：（2）

——相對截面處的絕對壓力——相對截面處海拔高度或距離基準面的高度

——相對截面處的介質(zhì)流速

——相對截面處的平均介質(zhì)密度第二節(jié)通風(fēng)計算的原理和基本方法10圖8-2任意煙風(fēng)道簡圖圖8-2任意煙風(fēng)道簡圖11則兩截面的總壓降為：

——兩截面間介質(zhì)的流動阻力Pa

則兩截面的總壓降為：12——由于介質(zhì)密度變化而產(chǎn)生的流動壓頭，又叫自生風(fēng)力

——由于通道截面變化或介質(zhì)溫度變化所致。而截面變化歸于局部阻力，而實際上有溫度變化導(dǎo)致的是很小的，可以忽略。介質(zhì)速度變化可正、可負、可為零?！捎诮橘|(zhì)密度變化而產(chǎn)生的流動壓頭，13二.阻力計算（一）沿程摩擦阻力若介質(zhì)溫度變化不大或沒有變化時：（二）橫向沖刷管束阻力二.阻力計算14基本公式：阻力系數(shù)根據(jù)管束結(jié)構(gòu)而定。橫向沖刷光管管束，順列：ζ=ζ0Z2

ζ0——單排管子的阻力系數(shù)，與s1/d、s2/d、雷諾數(shù)Re、比值（s1-d）/（s2-d）有關(guān)；Z2——管束的縱向排數(shù)錯列：ζ=ζ0（Z2＋１）

ζ0——單排管子的阻力系數(shù)；與s1/d、s2/d、雷諾數(shù)Re、比值（s1-d）/（s2-d）有關(guān)；

Z2——管束的縱向排數(shù)基本公式：15表8-1沿程摩擦阻力系數(shù)表8-1沿程摩擦阻力系數(shù)168-3縱向沖刷光管束的摩擦阻力系數(shù)8-3縱向沖刷光管束的摩擦阻力系數(shù)17圖8-4標準大氣壓（101325Pa）下空氣的動壓頭圖8-4標準大氣壓（101325Pa）18圖8-5空氣預(yù)熱器縱向沖刷時的摩擦阻力圖8-5空氣預(yù)熱器縱向沖刷時的摩擦阻力19圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)20圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)21圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)22圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)23(三)局部阻力氣流通過截面或方向變化的通道時產(chǎn)生的阻力，同時也有沿程摩擦阻力。兩者應(yīng)分別計算。ζ——局部阻力系數(shù)。其他符號同前(三)局部阻力24ζ——局部阻力系數(shù)。局部阻力可以分為如下幾種：

1.截面改變----截面變化，ζ在表4-2查得。

截面突然變化，ζ由4-11查得

擴散管ζ——局部阻力系數(shù)。局部阻力可以分為如下幾種：25

---擴散系數(shù)4-12查得；

---局部阻力系數(shù)，按突擴求得4-11查得。擴散角的計算

26表8-2截面變化時的阻力系數(shù)表8-2截面變化時的阻力系數(shù)27表8-2截面變化時的阻力系數(shù)表8-2截面變化時的阻力系數(shù)28續(xù)表續(xù)表29續(xù)表續(xù)表30圖8-11圖8-1131圖8-12圖8-1232圖8-13圖8-13332.轉(zhuǎn)彎阻力通道中所有轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)按下式通式：

---粗糙度影響修正；---轉(zhuǎn)彎的原始阻力系數(shù)，取決于形狀和相對曲率半徑；B---彎頭角度有關(guān)的系數(shù)C---彎頭截面形狀參數(shù)C=1

2.轉(zhuǎn)彎阻力34圖8-14圖8-1435圖8-15圖8-1536圖8-16圖8-16374-3煙囪的計算一、自然通風(fēng)時煙囪的高度煙囪的計算包括如圖，煙囪工作示意圖：設(shè)煙囪高度為HYZ4-3煙囪的計算一、自然通風(fēng)時煙囪的高度煙囪的計算包括如圖38在自然通風(fēng)的鍋爐房內(nèi)，克服煙道的阻力來自于自生風(fēng)力:則由（4-45）可以推導(dǎo)如下式在自然通風(fēng)的鍋爐房內(nèi)，克服煙道的阻力39二、煙囪中煙氣溫度的計算煙氣在煙囪流動過程中煙氣溫度是變化的。1.煙氣在煙道中的溫度降（有良好保溫時不考慮）

——煙道中煙氣溫降℃

——煙道自然冷卻散熱損失,W二、煙囪中煙氣溫度的計算——煙道中煙氣溫降℃——煙道自然402.煙氣在煙囪中的溫度降

——煙氣在煙囪中的溫度降

——煙氣在每米高度的溫度降℃/m

℃/m2.煙氣在煙囪中的溫度降——煙氣在煙413.煙囪出口煙氣溫度℃

℃

——鍋爐排煙溫度——煙氣在煙道中和煙囪中的溫度降——煙囪的出口溫度4.煙囪中煙氣平均溫度3.煙囪出口煙氣溫度℃℃——鍋爐排煙溫度——煙氣在煙42二、機械通風(fēng)時煙囪高度的確定考慮環(huán)保要求，要有足夠的高度。新建鍋爐房只設(shè)一個煙囪，并根據(jù)鍋爐房容量而定，《鍋爐大氣污染物排放標準》GB13271-2001.新建鍋爐房煙囪周圍半徑200m距離有建筑物時，煙囪應(yīng)高出最高建筑物3以上。當D＞28（40）時，煙囪高度不低于45m.二、機械通風(fēng)時煙囪高度的確定43三、煙囪高度確定原則1自然通風(fēng)，克服煙、風(fēng)道阻力，同時考慮排放。

2機械通風(fēng)，主要是排放要求《工業(yè)“三廢”排放試行標準》《工業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》《鍋爐大氣污染物排放標準》《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》三、煙囪高度確定原則44四、煙囪的直徑四、煙囪的直徑454.4風(fēng)機的選型和煙風(fēng)道布置一、送、引風(fēng)選型原則滿足鍋爐在全負荷情況下

要求，并考慮一定的裕度。

設(shè)備工況裕度系數(shù)風(fēng)量裕量系數(shù)

壓頭裕量系數(shù)

送風(fēng)機1.11.2引風(fēng)機1.11.2帶尖峰負荷時1.031.054.4風(fēng)機的選型和煙風(fēng)道布置一、送、引風(fēng)選型原則設(shè)備工況46二、選型參數(shù)

轉(zhuǎn)數(shù)

n——風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)Q——設(shè)計流量——工作介質(zhì)的密度P——風(fēng)機設(shè)計壓頭二、選型參數(shù)

轉(zhuǎn)數(shù)n——風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)Q——設(shè)472.設(shè)計計算流量3.設(shè)計計算全壓4.風(fēng)機的功率5.設(shè)計計算全壓

2.設(shè)計計算流量3.設(shè)計計算全壓4.風(fēng)機的功率5.設(shè)487.風(fēng)機的功率或——風(fēng)機中的介質(zhì)壓縮系數(shù)應(yīng)使風(fēng)機的工況點落在風(fēng)機最高效率的90﹪以上區(qū)域。風(fēng)機運行中最大出力工況是：煙風(fēng)道特性曲線與導(dǎo)向器全開時風(fēng)機特性曲線的交點。

7.風(fēng)機的功率或——風(fēng)機中的介質(zhì)壓縮系數(shù)應(yīng)使風(fēng)機的工49

1對離心風(fēng)機：計算工況點應(yīng)盡可能接近導(dǎo)向器全開的風(fēng)機特性。

2對軸流風(fēng)機：計算工況點相應(yīng)于最高效率工況再大10～15°，導(dǎo)向器開度以保證低負荷時風(fēng)機仍能在高效區(qū)運行。三、選擇風(fēng)機和煙風(fēng)道布置的一般要求

1.單爐配置

2.單爐配置的風(fēng)量裕量為10％，風(fēng)壓裕量為20％。

3.集中配置時，風(fēng)機不少于2臺，一用一備。并聯(lián)后工況與單機相同。

4.選用高效率、低噪聲、節(jié)能的風(fēng)機。風(fēng)道布置《設(shè)計手冊》1對離心風(fēng)機：計算工況點應(yīng)盡可能接近導(dǎo)向器50第4章鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計算

一、學(xué)習(xí)目的1、掌握煙風(fēng)道通風(fēng)阻力計算的方法2、掌握應(yīng)用線算圖計算后進行修正的內(nèi)容二、重點煙風(fēng)道通風(fēng)阻力計算的原理和方法第4章鍋爐設(shè)備的通風(fēng)計算

一、學(xué)習(xí)目的51一、通風(fēng)包括

通風(fēng)是鍋爐的“呼吸”器官，是調(diào)整鍋爐出的手段，是鍋爐正常運行的保證。二通風(fēng)方式：

1.自然通風(fēng)：由密度差形成的自生風(fēng)力克服鍋爐煙風(fēng)道的阻力。僅用于小型、立式、無尾部受熱面的鍋爐。

一、通風(fēng)包括522.機械通風(fēng)：由風(fēng)機給煙氣或空氣加壓，克服爐內(nèi)的阻力。

用于2.機械通風(fēng)：由風(fēng)機給煙氣或空氣加壓，克服爐內(nèi)的阻力。53通風(fēng)計算的目的：確定鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的全壓降，為選擇送、引風(fēng)機提供可靠的依據(jù)。注：在通風(fēng)阻力計算中，煙風(fēng)系統(tǒng)各部分介質(zhì)流量、t、流通截面等數(shù)據(jù)均以鍋爐額定負荷下的熱力計算數(shù)據(jù)確定。我國工業(yè)鍋爐煙風(fēng)道阻力計算的方法用原蘇聯(lián)1977版體系。通風(fēng)計算的目的：54第一節(jié)通風(fēng)的作用和方式

一、通風(fēng)：是一個連續(xù)將鍋爐所需的空氣送入，不斷補給鍋爐以燃燒之用，不斷把煙氣排走的過程。二、機械通風(fēng)方式

1.負壓通風(fēng)在煙囪前設(shè)引風(fēng)機克服煙風(fēng)道阻力。

第一節(jié)通風(fēng)的作用和方式55特點：爐膛內(nèi)負壓高，煙風(fēng)道風(fēng)均為負壓，鍋爐房衛(wèi)生好。2.正壓通風(fēng)在空氣預(yù)熱器入口處設(shè)置風(fēng)機，無引風(fēng)機特點：風(fēng)機經(jīng)過的空氣是潔凈的，而爐子煙風(fēng)道為正壓，無漏風(fēng)，但若爐墻、煙道不嚴，造成冒煙，鍋爐房的衛(wèi)生條件不好。特點：爐膛內(nèi)負壓高，煙風(fēng)道風(fēng)均為負563.平衡通風(fēng)同時設(shè)送、引風(fēng)機，克服兩者的弱點。送風(fēng)道煙道的阻力分別由送、引風(fēng)機承擔。特點：a.送風(fēng)道正壓，但不很大b.爐膛及煙道負壓，負壓值也不很大優(yōu)點：有效地送入空氣，又使爐膛及全部煙道在合理的負壓下運行；鍋爐房的安全衛(wèi)生條件好；漏風(fēng)量小。

這種通風(fēng)方式在目前供熱鍋爐中最常見。3.平衡通風(fēng)57三、通風(fēng)計算的目的：克服煙風(fēng)道中的阻力,給煙、風(fēng)增加能量，選擇合適的風(fēng)機,

三、通風(fēng)計算的目的：58圖8-1平衡通風(fēng)沿程的風(fēng)壓變化圖8-1平衡通風(fēng)沿程的風(fēng)壓變化59第二節(jié)

通風(fēng)計算的原理和基本方法原理：伯努利方程不可壓縮流體元流能量方程（1）

整理得：（2）

——相對截面處的絕對壓力——相對截面處海拔高度或距離基準面的高度

——相對截面處的介質(zhì)流速

——相對截面處的平均介質(zhì)密度第二節(jié)通風(fēng)計算的原理和基本方法60圖8-2任意煙風(fēng)道簡圖圖8-2任意煙風(fēng)道簡圖61則兩截面的總壓降為：

——兩截面間介質(zhì)的流動阻力Pa

則兩截面的總壓降為：62——由于介質(zhì)密度變化而產(chǎn)生的流動壓頭，又叫自生風(fēng)力

——由于通道截面變化或介質(zhì)溫度變化所致。而截面變化歸于局部阻力，而實際上有溫度變化導(dǎo)致的是很小的，可以忽略。介質(zhì)速度變化可正、可負、可為零。——由于介質(zhì)密度變化而產(chǎn)生的流動壓頭，63二.阻力計算（一）沿程摩擦阻力若介質(zhì)溫度變化不大或沒有變化時：（二）橫向沖刷管束阻力二.阻力計算64基本公式：阻力系數(shù)根據(jù)管束結(jié)構(gòu)而定。橫向沖刷光管管束，順列：ζ=ζ0Z2

ζ0——單排管子的阻力系數(shù)，與s1/d、s2/d、雷諾數(shù)Re、比值（s1-d）/（s2-d）有關(guān)；Z2——管束的縱向排數(shù)錯列：ζ=ζ0（Z2＋１）

ζ0——單排管子的阻力系數(shù)；與s1/d、s2/d、雷諾數(shù)Re、比值（s1-d）/（s2-d）有關(guān)；

Z2——管束的縱向排數(shù)基本公式：65表8-1沿程摩擦阻力系數(shù)表8-1沿程摩擦阻力系數(shù)668-3縱向沖刷光管束的摩擦阻力系數(shù)8-3縱向沖刷光管束的摩擦阻力系數(shù)67圖8-4標準大氣壓（101325Pa）下空氣的動壓頭圖8-4標準大氣壓（101325Pa）68圖8-5空氣預(yù)熱器縱向沖刷時的摩擦阻力圖8-5空氣預(yù)熱器縱向沖刷時的摩擦阻力69圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)70圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)圖8-7橫向沖刷順列管束的阻力系數(shù)71圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)72圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)圖8-9橫向沖刷錯列管束的阻力系數(shù)73(三)局部阻力氣流通過截面或方向變化的通道時產(chǎn)生的阻力，同時也有沿程摩擦阻力。兩者應(yīng)分別計算。ζ——局部阻力系數(shù)。其他符號同前(三)局部阻力74ζ——局部阻力系數(shù)。局部阻力可以分為如下幾種：

1.截面改變----截面變化，ζ在表4-2查得。

截面突然變化，ζ由4-11查得

擴散管ζ——局部阻力系數(shù)。局部阻力可以分為如下幾種：75

---擴散系數(shù)4-12查得；

---局部阻力系數(shù)，按突擴求得4-11查得。擴散角的計算

76表8-2截面變化時的阻力系數(shù)表8-2截面變化時的阻力系數(shù)77表8-2截面變化時的阻力系數(shù)表8-2截面變化時的阻力系數(shù)78續(xù)表續(xù)表79續(xù)表續(xù)表80圖8-11圖8-1181圖8-12圖8-1282圖8-13圖8-13832.轉(zhuǎn)彎阻力通道中所有轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)按下式通式：

---粗糙度影響修正；---轉(zhuǎn)彎的原始阻力系數(shù)，取決于形狀和相對曲率半徑；B---彎頭角度有關(guān)的系數(shù)C---彎頭截面形狀參數(shù)C=1

2.轉(zhuǎn)彎阻力84圖8-14圖8-1485圖8-15圖8-1586圖8-16圖8-16874-3煙囪的計算一、自然通風(fēng)時煙囪的高度煙囪的計算包括如圖，煙囪工作示意圖：設(shè)煙囪高度為HYZ4-3煙囪的計算一、自然通風(fēng)時煙囪的高度煙囪的計算包括如圖88在自然通風(fēng)的鍋爐房內(nèi)，克服煙道的阻力來自于自生風(fēng)力:則由（4-45）可以推導(dǎo)如下式在自然通風(fēng)的鍋爐房內(nèi)，克服煙道的阻力89二、煙囪中煙氣溫度的計算煙氣在煙囪流動過程中煙氣溫度是變化的。1.煙氣在煙道中的溫度降（有良好保溫時不考慮）

——煙道中煙氣溫降℃

——煙道自然冷卻散熱損失,W二、煙囪中煙氣溫度的計算——煙道中煙氣溫降℃——煙道自然902.煙氣在煙囪中的溫度降

——煙氣在煙囪中的溫度降

——煙氣在每米高度的溫度降℃/m

℃/m2.煙氣在煙囪中的溫度降——煙氣在煙913.煙囪出口煙氣溫度℃

℃

——鍋爐排煙溫度——煙氣在煙道中和煙囪中的溫度降——煙囪的出口溫度4.煙囪中煙氣平均溫度3.煙囪出口煙氣溫度℃℃——鍋爐排煙溫度——煙氣在煙92二、機械通風(fēng)時煙囪高度的確定考慮環(huán)保要求，要有足夠的高度。新建鍋爐房只設(shè)一個煙囪，并根據(jù)鍋爐房容量而定，《鍋爐大氣污染物排放標準》GB13271-2001.新建鍋爐房煙囪周圍半徑200m距離有建筑物時，煙囪應(yīng)高出最高建筑物3以上。當D＞28（40）時，煙囪高度不低于45m.二、機械通風(fēng)時煙囪高度的確定93三、煙囪高度確定原則1自然通風(fēng)，克服煙、風(fēng)道阻力，同時