鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的選型與高原修正

實(shí)訓(xùn)基地實(shí)訓(xùn)（四）PAGEPAGE289鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的選型與高原修正

摘要：本文較為詳細(xì)地介紹了鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的選型以及按平原地區(qū)設(shè)計(jì)的鍋爐用于高原地區(qū)時(shí)對(duì)鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行的修正，希望對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)人員能有所幫助。

主題詞：鍋爐、鼓、引風(fēng)機(jī)、選型、高原修正

1、前言

鍋爐燃燒過程中，要連續(xù)地給燃料提供適量的空氣，并把燃燒生成的煙氣及時(shí)地排出，這就是鍋爐的通風(fēng)過程。通常采用平衡通風(fēng)方式，就是利用鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)來克服氣流流通過程中的各項(xiàng)阻力。如果鼓、引風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)，不但影響鍋爐的出力，而且還影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。當(dāng)鍋爐應(yīng)用于高原地區(qū)時(shí)，由于大氣壓力的變化，還必須對(duì)鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行大氣壓力修正，這樣才能使鍋爐正常運(yùn)行。

2、鍋爐煙風(fēng)道阻力計(jì)算的修正

鼓、引風(fēng)機(jī)的選型以及高原修正都是在鍋爐熱力計(jì)算和煙風(fēng)道阻力計(jì)算之后進(jìn)行的，熱力計(jì)算確定燃燒所需的空氣量及排放的煙氣量，進(jìn)而確定所需鼓、引風(fēng)機(jī)的流量；煙風(fēng)道阻力計(jì)算確定鍋爐所需鼓、引風(fēng)機(jī)的壓頭。煙風(fēng)道阻力計(jì)算過程中所必須的重要數(shù)據(jù)，如受熱面結(jié)構(gòu)尺寸，煙氣流速和煙溫等都取自熱力計(jì)算。和熱力計(jì)算一樣，煙風(fēng)道阻力計(jì)算也是按鍋爐額定負(fù)荷進(jìn)行的。熱力計(jì)算和各受熱面的煙風(fēng)道阻力計(jì)算過程比較簡單，一般鍋爐文獻(xiàn)中都有講述，鍋爐設(shè)計(jì)人員在這方面也很少出錯(cuò)，所以本文略去不寫。提醒大家注意的是，在計(jì)算各受熱面煙氣阻力時(shí)應(yīng)根據(jù)受熱面種類及運(yùn)行中是否吹灰等不同條件考慮積灰因素的影響。

由于在煙風(fēng)道阻力計(jì)算過程中經(jīng)常用到的各類線算圖，都是基于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣繪制的，而實(shí)際煙風(fēng)道中的流動(dòng)介質(zhì)是某一壓力下的空氣和含灰煙氣，因此在整個(gè)煙風(fēng)道阻力計(jì)算完畢后，就必須對(duì)空氣壓力和煙氣壓力、密度以及煙氣中的含灰量加以修正。

（1）煙道全壓降：

ΔHy=Hl″+ΔHlzy-Hzsy

式中：

Hl″：爐膛出口負(fù)壓，Pa。

ΔHlzy：修正后的煙道系統(tǒng)總阻力，Pa。

Hzsy：煙道和煙囪的自生通風(fēng)能力，Pa。

修正后的煙道系統(tǒng)總阻力：

ΔHlzy=[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]×（ρ0y/1.293）×（101325/by）

式中：

ΣΔh1：爐膛出口到除塵器（包括除塵器）的煙道系統(tǒng)總阻力，Pa。

ΣΔh2：除塵器后的總阻力，Pa。

μ：煙氣中的飛灰重量濃度，僅在煙氣含灰量較大，即αfh×Azs＞6時(shí)，才進(jìn)行修正，對(duì)于油氣爐及含灰量小時(shí)，取μ=0。（Azs:燃料的折算灰份，即伴隨一定熱量（4186.8KJ）進(jìn)入爐內(nèi)的灰份，%。）

ρ0y：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣密度，Kg/m3。ρ0y=（1-0.01Ay+1.306αV0k）/Vy。

by：煙道中煙氣平均壓力，Pa。當(dāng)[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]≤3000Pa，取by=b，當(dāng)（ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2）＞3000Pa時(shí)，取by=b-[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]/2

b：當(dāng)?shù)仄骄髿鈮毫?，Pa。

（2）風(fēng)道全壓降：

ΔHk=ΔHlzk-Hzsk-Hl′

式中：ΔHlzk：修正后的風(fēng)道系統(tǒng)總阻力，Pa。

Hzsk：風(fēng)道的自生通風(fēng)能力，Pa。

Hl′：空氣進(jìn)口處爐膛真空度，Pa。Hl′=Hl″+0.95Hg，（H為空氣進(jìn)口到爐膛出口中心之間的垂直距離。

修正后的風(fēng)道系統(tǒng)總阻力：

ΔHlzk=ΣΔh×（101325/bk）

式中：

ΣΔh：風(fēng)道各項(xiàng)阻力之和，Pa。

bk：風(fēng)道中空氣的平均壓力，Pa。當(dāng)ΣΔh≤3000Pa時(shí)，取bk=b，當(dāng)ΣΔh＞3000Pa時(shí)，取bk=b+（ΣΔh/2）。

3、鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的選型

鍋爐煙風(fēng)道阻力計(jì)算確定以后，燃燒所需的空氣量及排放的煙氣量也已在熱力計(jì)算中確定，按這些數(shù)據(jù)便可進(jìn)行鼓、引風(fēng)機(jī)的選型工作。

（1）風(fēng)機(jī)的計(jì)算流量

Qj=β1×V×（101325/bj）×(T/273)

式中：

β1：流量儲(chǔ)備系數(shù)，一般取1.1。

V：額定負(fù)荷下進(jìn)入引風(fēng)機(jī)的煙氣量或進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的空氣量（標(biāo)態(tài)），Nm3/h。

bj：風(fēng)機(jī)進(jìn)口工作壓力，Pa。對(duì)送風(fēng)機(jī)和進(jìn)口負(fù)壓Sj≤3000Pa的引風(fēng)機(jī)，可取bj=b，對(duì)于進(jìn)口負(fù)壓Sj＞3000Pa的引風(fēng)機(jī)，則bj=b-Sj。

T：額定負(fù)荷下，送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)中介質(zhì)的絕對(duì)溫度，K。

（2）風(fēng)機(jī)的計(jì)算壓頭

Hj=β2×ΔH

式中：

β2：壓頭儲(chǔ)備系數(shù)，一般取1.2。

ΔH：鍋爐風(fēng)道或煙道的全壓降，Pa。

（3）風(fēng)機(jī)的折算壓頭

我國風(fēng)機(jī)制造廠通常在設(shè)計(jì)鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下20℃的空氣為介質(zhì)，設(shè)計(jì)引風(fēng)機(jī)時(shí)，是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下200℃的空氣為介質(zhì)的。因此在選擇風(fēng)機(jī)之前，還必須把計(jì)算壓頭Hj折算到風(fēng)機(jī)制造廠設(shè)計(jì)條件下的壓頭：Hzs=Kp×Hj

（Kp為折算系數(shù)）

對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)：

Kp=（T/Tj）×（101325/bj）

對(duì)于引風(fēng)機(jī)：

Kp=（1.293/ρ0y）×（T/Tj）×（101325/bj）

式中：

Tj：風(fēng)機(jī)制造廠設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)時(shí)的取用絕對(duì)溫度，K。

（4）風(fēng)機(jī)所必需的電機(jī)功率

ND=β3×N/ηD

式中：

β3：功率儲(chǔ)備系數(shù)，一般取1.1。

ηD：電動(dòng)機(jī)的效率，一般取0.9。

N：風(fēng)機(jī)所需的功率，kw。N=（Qj×Hj）/（3600×103×ηf×ηc）

ηf：全壓頭下風(fēng)機(jī)的效率，由風(fēng)機(jī)銘牌可知。

ηc：傳動(dòng)效率，由風(fēng)機(jī)和電機(jī)的連接方式?jīng)Q定。當(dāng)風(fēng)機(jī)和電機(jī)直聯(lián)時(shí)，ηc=1.0；當(dāng)用聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)時(shí)，ηc=0.95～0.98；當(dāng)用三角帶傳動(dòng)時(shí)，ηc=0.90～0.95；當(dāng)用平皮帶傳動(dòng)時(shí)，ηc=0.8。

以上計(jì)算完成后，就可以根據(jù)風(fēng)機(jī)的計(jì)算流量Qj和折算壓頭Hzs查風(fēng)機(jī)的特性表，選擇合適的風(fēng)機(jī)，還可以根據(jù)風(fēng)機(jī)所需的電機(jī)功率校對(duì)風(fēng)機(jī)廠家配套的電機(jī)是否合適。

4、鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的高原修正

嚴(yán)格按照以上的步驟，不管是平原還是高原，選擇鼓、引風(fēng)機(jī)都是不會(huì)有問題的。但是，當(dāng)按平原地區(qū)（海拔高度低于200米）設(shè)計(jì)的鍋爐用于高原地區(qū)，進(jìn)行簡單的鼓、引風(fēng)機(jī)修正時(shí)，往往容易出問題。下面就鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)的高原修正簡要作以說明。

（1）風(fēng)機(jī)的流量修正

按平原地區(qū)設(shè)計(jì)的鍋爐用于高原地區(qū)時(shí)，由于大氣壓力降低，空氣變得稀薄，每立方米空氣的含氧量降低，所以保證燃料完全燃燒所需要的空氣量相應(yīng)增加，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，風(fēng)機(jī)的計(jì)算流量需要用系數(shù)（101325/bj）修正一次。

（2）風(fēng)機(jī)的壓頭修正

按平原地區(qū)設(shè)計(jì)的鍋爐，煙風(fēng)道系統(tǒng)的全壓降，利用基于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣繪制的線算圖計(jì)算完畢后，不需要進(jìn)行大氣壓力修正，當(dāng)鍋爐用于高原地區(qū)時(shí)，必需進(jìn)行大氣壓力修正，煙道系統(tǒng)的全壓降需要用系數(shù)（101325/by）修正