1、第六章 鍋爐設備的空氣動力計算6.1 通風的作用和方式通風的作用和方式 6.2 通風阻力計算的原理及基本方法通風阻力計算的原理及基本方法6.3 煙道阻力計算煙道阻力計算6.4 風道阻力計算風道阻力計算 返返 回回 6.5 煙囪的計算煙囪的計算 6.6 .6 風機的選擇風機的選擇6.1 通風的作用和方式 第六章一一 、鍋爐通風作用、鍋爐通風作用1 、鍋爐通風過程、鍋爐通風過程在鍋爐燃燒過程中，必須連續的將燃燒所需的空氣送入爐內在鍋爐燃燒過程中，必須連續的將燃燒所需的空氣送入爐內，同時將爐內的燃燒產物不斷引出爐外過程，同時將爐內的燃燒產物不斷引出爐外過程2 、鍋爐空氣動力計算的任務、鍋爐空氣動力計

2、算的任務計算鍋爐通風過程的流動阻力，選擇合適的通風裝置，確保計算鍋爐通風過程的流動阻力，選擇合適的通風裝置，確保燃燒及時換熱過程安全正常的進行燃燒及時換熱過程安全正常的進行一一 、通風方式、通風方式1 、自然通風、自然通風利用煙囪中熱煙氣與外界冷空氣的密度差所形成的自生引力來利用煙囪中熱煙氣與外界冷空氣的密度差所形成的自生引力來克服鍋爐風、煙道的流動阻力。如立式水管鍋爐克服鍋爐風、煙道的流動阻力。如立式水管鍋爐2 、機械通風、機械通風1）負壓通風）負壓通風-利用風機的抽力來克服鍋爐煙風道的流動阻力利用風機的抽力來克服鍋爐煙風道的流動阻力2)利用風機的壓頭來克服鍋爐煙風道的流動阻力利用風機的壓頭

3、來克服鍋爐煙風道的流動阻力6.1 通風的作用和方式 缺點：爐膛和全部煙道在正壓下工作，爐墻和門孔需密封缺點：爐膛和全部煙道在正壓下工作，爐墻和門孔需密封優點：優點： 提高了爐膛燃燒熱強度，同等鍋爐體積較小提高了爐膛燃燒熱強度，同等鍋爐體積較小 3）平衡通風）平衡通風-利用風機分別克服鍋爐風、煙道的流動阻力利用風機分別克服鍋爐風、煙道的流動阻力,確確保爐及及煙道處于微負壓運行工況，爐膛出口真空度為保爐及及煙道處于微負壓運行工況，爐膛出口真空度為2030Pa。 送風機：從風道吸入口到進入爐膛的全部風道阻力，空預器送風機：從風道吸入口到進入爐膛的全部風道阻力，空預器、 燃燒設備燃燒設備 引風機：從爐

4、膛出口到煙囪出口的全部煙道阻力，管束、省引風機：從爐膛出口到煙囪出口的全部煙道阻力，管束、省 煤器、空預器、除塵器、煙囪等煤器、空預器、除塵器、煙囪等優點：優點： 爐膛和全部煙道在負壓下運行，鍋爐房的安全和衛爐膛和全部煙道在負壓下運行，鍋爐房的安全和衛生生 條件好條件好 與負壓通風相比漏風量較小，保持較高的經濟性與負壓通風相比漏風量較小，保持較高的經濟性第六章6.2 通風阻力計算的原理及基本方法 第六章由由沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力組成組成橫向沖刷阻力橫向沖刷阻力局部阻力局部阻力一、計算原理一、計算原理由流體力學中的伯努利方程知，煙氣或空氣在煙、風道任意兩截由流體力學中的伯努利方程知，煙氣或空氣

5、在煙、風道任意兩截面間有：面間有： slhgZwPgZwP22221211220)(2)(12212212slhZZgwwPP經過適當變換，可得任意兩截面間的總壓降為：經過適當變換，可得任意兩截面間的總壓降為：zssdslkslhhhZZgwwhH)()(2)(1221221. 1. 流動水力阻力流動水力阻力 ： 沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力 橫向沖刷阻力橫向沖刷阻力 局部阻力局部阻力 slh第六章 2. 2. 速度損失速度損失 ：是由于介質速度變化而引起的阻力損是由于介質速度變化而引起的阻力損失失sdh通道截面變化通道截面變化 局部阻力局部阻力介質溫度變化介質溫度變化 2)(2122wwhsdj

6、bh3 3自生通風力自生通風力 ：介質在豎直通道內流動時，由于密度介質在豎直通道內流動時，由于密度差所產生的抽力差所產生的抽力zsh)()(12ZZghkzs氣流向上時為正，可以用來克服流動阻力，有助于氣流流動氣流向上時為正，可以用來克服流動阻力，有助于氣流流動氣流向下時為負，要消耗外界壓頭，阻礙氣流流動。氣流向下時為負，要消耗外界壓頭，阻礙氣流流動。二、阻力計算二、阻力計算1 1沿程阻力計算沿程阻力計算 1）氣流在等截面通道內流動，包括縱向沖刷管束的阻力）氣流在等截面通道內流動，包括縱向沖刷管束的阻力(除空除空氣預熱器煙氣側外氣預熱器煙氣側外)，一般為等溫流動狀態，一般為等溫流動狀態6.2

7、通風阻力計算的原理及基本方法 第六章 22wdlhdlmc1）氣流在等截面通道內流動，包括縱向沖刷管束的阻力）氣流在等截面通道內流動，包括縱向沖刷管束的阻力(除空除空氣預熱器煙氣側外氣預熱器煙氣側外)，一般為等溫流動狀態，一般為等溫流動狀態2 2）氣流在等截面通道內流動，同時進行熱交換的非等溫狀態）氣流在等截面通道內流動，同時進行熱交換的非等溫狀態 22)12(2TTwdlhbdlmc其中：其中： 沿程阻力系數沿程阻力系數 一般煙風道：一般煙風道： 空預器煙氣側：空預器煙氣側： K K 通道的絕對粗糙度通道的絕對粗糙度(mm)(mm) 動壓頭（查圖）動壓頭（查圖）22w25.0)Re68(11

8、.0dldK14. 017. 0Re)(335. 0dldKPaPa6.2 通風阻力計算的原理及基本方法 摩擦阻力系數的確定第六章 3）空氣預熱器煙氣側）空氣預熱器煙氣側 Pa式中：式中： 為每米長度的空預器管子的沿程摩擦阻力為每米長度的空預器管子的沿程摩擦阻力 lchhimcmcimch2橫向沖刷管束阻力橫向沖刷管束阻力 Pa1）橫向沖刷光滑管順列管束）橫向沖刷光滑管順列管束式中：式中： 每一排管子的阻力系數，與管束布置特性和每一排管子的阻力系數，與管束布置特性和Re有關有關 煙氣流方向管子排數煙氣流方向管子排數2）橫向沖刷光滑管錯列管束）橫向沖刷光滑管錯列管束22whhxiZ2i2ZiZ)

9、1(26.2 通風阻力計算的原理及基本 方法 第六章 3）斜向沖刷光滑管）斜向沖刷光滑管阻力系數同樣按橫向沖刷的公式和線圖計算，流速應根據斜向阻力系數同樣按橫向沖刷的公式和線圖計算，流速應根據斜向管子截面計算，當管子截面計算，當 時，無論順列或錯列，都先按純橫向時，無論順列或錯列，都先按純橫向沖刷的計算，對其結果再乘以系數沖刷的計算，對其結果再乘以系數1.1。4）方型鰭片鑄鐵省煤器）方型鰭片鑄鐵省煤器7525 . 0 Z3 3局部阻力局部阻力動壓頭由圖查?。ǜ鶕魉俸蜌饬鳒囟龋﹦訅侯^由圖查取（根據流速和氣流溫度）阻力系數由圖表查取，具體由以下三種情況：阻力系數由圖表查取，具體由以下三種情況：1

10、）通道截面變化引起的局部阻力）通道截面變化引起的局部阻力2）轉彎的阻力）轉彎的阻力 3）三通的阻力）三通的阻力 22whjbBCkzy第六章 式中：式中： 轉彎的原始阻力；轉彎的原始阻力； 考慮管壁粗糙度影響的系數考慮管壁粗糙度影響的系數 B 與彎頭角度有關的系數與彎頭角度有關的系數 C 考慮彎頭截面形狀的系數考慮彎頭截面形狀的系數BCkzyzyk6.3 煙道阻力計算 第六章 一、計算原則一、計算原則 1 1 煙道阻力計算根據鍋爐熱力計算的結果（額定負荷煙道阻力計算根據鍋爐熱力計算的結果（額定負荷D D、煙、煙氣流速氣流速w wy y、煙氣溫度、煙氣溫度 ）及有關煙道有效截面幾何尺寸進行的）及

11、有關煙道有效截面幾何尺寸進行的 2 2 w wy y、 在計算中一律以平均值進行計算在計算中一律以平均值進行計算 3 3鍋爐平衡通風時，煙道為微負壓，計算時仍以大氣壓為鍋爐平衡通風時，煙道為微負壓，計算時仍以大氣壓為 0.1MPa0.1MPa為計算壓力為計算壓力 4 4凡是線算圖計算的煙道阻力，都應進行煙氣密度、煙氣凡是線算圖計算的煙道阻力，都應進行煙氣密度、煙氣壓力、氣流中灰分濃度的修正壓力、氣流中灰分濃度的修正 5 5鍋爐對流煙道中各受熱面積灰修正，根據表進行鍋爐對流煙道中各受熱面積灰修正，根據表進行 6 6計算順序按鍋爐出口真空度，氧煙道流程對各受熱面煙計算順序按鍋爐出口真空度，氧煙道流

12、程對各受熱面煙道分別計算氣阻力系數，最后求得煙道全壓降道分別計算氣阻力系數，最后求得煙道全壓降yy6.3 煙道阻力計算 第六章 二、煙道系統阻力計算二、煙道系統阻力計算1鍋爐管束鍋爐管束1）凝渣管）凝渣管 當當 ，且，且 時，其阻力忽略不計時，其阻力忽略不計 當當 ，且，且 時，按橫向沖刷計算器阻力時，按橫向沖刷計算器阻力 52Z52Zsmw/10smw/102）鍋爐管束）鍋爐管束 其阻力為橫向沖刷、縱向沖刷及局部阻力之和其阻力為橫向沖刷、縱向沖刷及局部阻力之和 橫向沖刷管排只按一半管排數計算，縱向沖刷取假想橫向沖刷管排只按一半管排數計算，縱向沖刷取假想中中 心間距離心間距離 隔板的考慮方法隔

13、板的考慮方法 部分順列、部分錯列的管排，應分別計算相加部分順列、部分錯列的管排，應分別計算相加6.3 煙道阻力計算 第六章 2 2過熱器過熱器是由小直徑的管子組成的蛇形管束。主要包括橫向沖刷、縱向是由小直徑的管子組成的蛇形管束。主要包括橫向沖刷、縱向沖刷和煙氣沖刷和煙氣90 轉彎的阻力。轉彎的阻力。3 3省煤器省煤器（前面已有介紹）（前面已有介紹） 4 4管式空預器管式空預器可看作為縱向沖刷管子，包括管內摩阻力和進出口局部阻力：可看作為縱向沖刷管子，包括管內摩阻力和進出口局部阻力： Pa 為局部阻力系數，由圖確定為局部阻力系數，由圖確定 2)(2whhmc ,5 5煙道煙道煙道阻力是指空氣預熱

14、器、除塵器、引風機、煙囪之間連接煙煙道阻力是指空氣預熱器、除塵器、引風機、煙囪之間連接煙道的阻力道的阻力6.3 煙道阻力計算 第六章 煙道阻力是指空氣預熱器、除塵器、引風機、煙囪之間連接煙道的煙道阻力是指空氣預熱器、除塵器、引風機、煙囪之間連接煙道的阻力阻力 尾部受熱面尾部受熱面到除塵器：按鍋爐熱力計算的排煙溫度和排煙量計到除塵器：按鍋爐熱力計算的排煙溫度和排煙量計算算 除塵器除塵器 到到 引風機及以后：按引風機處的煙氣溫度和煙氣量計引風機及以后：按引風機處的煙氣溫度和煙氣量計算算1）引風機處煙氣量：）引風機處煙氣量： m3/h2）引風機處煙氣溫度：）引風機處煙氣溫度： 3）確定煙道幾何尺寸時

15、，煙氣流速按表選取，水平煙道煙氣流速不）確定煙道幾何尺寸時，煙氣流速按表選取，水平煙道煙氣流速不小于小于78m/s,煙道的高寬比取煙道的高寬比取1.2:1。4）煙道摩阻和局部阻力損失計算。）煙道摩阻和局部阻力損失計算。273273)(0yfkpyjyfVVBVpylkpyyft6 6除塵器除塵器由產品說明書提供由產品說明書提供6.3 煙道阻力計算 第六章 7煙囪煙囪 1 1） 沿程摩擦阻力沿程摩擦阻力 式 中 ：式 中 ： i i 煙 囪 的 錐 度 ， 通 常 為煙 囪 的 錐 度 ， 通 常 為0.020.030.020.03 w w2 2為出口處煙氣流速為出口處煙氣流速 2 2） 出口阻

16、力出口阻力2822wihmc222whjb三、自生通風力的計算三、自生通風力的計算)()(12ZZghkzsPa如果周圍空氣溫度為如果周圍空氣溫度為2020， kg/mkg/m3 3，則煙道的自生通風，則煙道的自生通風力為：力為： PaPa 式中式中H H所計算煙道初、終截面間的高度差，當煙氣所計算煙道初、終截面間的高度差，當煙氣向上流動時取正。煙氣向下流動時取負向上流動時取正。煙氣向下流動時取負)2732732 . 1 (0yyyzsHgh2 . 1kyzsyzshH6.3 煙道阻力計算 第六章 四、煙道總壓降四、煙道總壓降1爐膛出口真空度爐膛出口真空度PaPa自然通風時為自然通風時為408

17、0Pa4080Pa；機械通風時為；機械通風時為2040Pa2040Pa。2煙氣流動水力總阻力煙氣流動水力總阻力 PaPa)4020(1hyzsyslyHHhH1yyyslbhhH101325293. 1)1 (0216.3 煙道阻力計算 第六章 式中：式中： 爐膛出口到除塵器的煙道總阻力爐膛出口到除塵器的煙道總阻力, Pa 除塵器以后的煙道總阻力除塵器以后的煙道總阻力, Pa 飛灰質量濃度，飛灰質量濃度， ， kg/kg （灰分濃度修正（灰分濃度修正） 煙氣密度，煙氣密度， （密度修正）（密度修正） 煙氣壓力，煙氣壓力， ，Pa， （煙氣壓力修正）（煙氣壓力修正） 當不大于當不大于3000Pa

18、時，時， 當海拔高度不高于當海拔高度不高于200米時，米時，by=101325PayyyslbhhH101325293. 1)1 (0211h2h0yybbby)2(hbbyykpjyyVVA00306. 101. 010100yyfhyVaA6.4 風道阻力計算 第六章 一、風道全壓降：一、風道全壓降：二、風道流動總阻力：二、風道流動總阻力： lkzskslkhHHH aPkkslbhH101325 aP當當 時，時， ；當當 時，時， ，（海拔高度，（海拔高度 時）時）。 aPh3000aPh3000bbk2hbbkmH200 aP1. 冷風道阻力：冷風道阻力： 冷風冷風流量：流量： 當當

19、 時，時， ；當當 時，時， 不計不計。 計算同煙道阻力計算。計算同煙道阻力計算。273273lkkyzfllokjlktVBVjbychhhsmlk/10lhhiycycsmlk/10ychjbhgHh 95. 0)4020(16.4 風道阻力計算 第六章 2. 管式空氣預熱器連通箱的管式空氣預熱器連通箱的 計算：計算：3. 熱風道阻力：熱風道阻力： 熱風流量：熱風流量： 層燃爐流動熱風道阻力：層燃爐流動熱風道阻力： 爐排及煤的燃燒層的阻力：爐排及煤的燃燒層的阻力： 風道及風室的阻力：風道及風室的阻力： 室燃爐二次風總阻力：室燃爐二次風總阻力：三、風道自生通風力三、風道自生通風力 四、空氣進

20、入爐膛處的真空度四、空氣進入爐膛處的真空度 jbh273273rkllokjrktVBVhm /3800400h aPjbychhh22jbh aP aPkkkzstHgHgh273273293. 12 . 12 . 1 aPHghhll95. 0 aP煙囪的計算 一、自然通風煙囪高度的計算一、自然通風煙囪高度的計算煙囪的自生風煙囪的自生風 利用煙窗內熱煙氣與外界空氣的密度差，利用煙窗內熱煙氣與外界空氣的密度差，使煙囪產生的升力使煙囪產生的升力自然通風時，煙道的全部壓降依靠煙囪的自生風克服，此時煙自然通風時，煙道的全部壓降依靠煙囪的自生風克服，此時煙囪高度必須滿足：囪高度必須滿足：式中：式中：

21、 鍋爐煙道總阻力（不包括煙囪本身的自生風和煙鍋爐煙道總阻力（不包括煙囪本身的自生風和煙 囪的總阻力）囪的總阻力） hyz煙囪的總阻力（包括摩擦阻力和出口阻力）煙囪的總阻力（包括摩擦阻力和出口阻力）由上兩式可得煙囪高度為：由上兩式可得煙囪高度為：)273273273273()(00yzykkyzykyzyzzstgHgHh02 .1101325293.1101325yyyzyzzsHbhbh101325)273273(101325293. 12 . 100bgbhHHyzykygzyyzyH煙囪的計算 煙囪內煙氣平均溫度的確定煙囪內煙氣平均溫度的確定(煙氣溫度影響煙氣密度及自生風煙氣溫度影響煙氣

22、密度及自生風)1煙氣在煙道中的溫度降煙氣在煙道中的溫度降2煙氣在煙囪中溫度降煙氣在煙囪中溫度降 煙氣在煙囪中每米高度的溫度降，采用近似計算方法煙氣在煙囪中每米高度的溫度降，采用近似計算方法獲得。獲得。3600cVQyflqyzH煙囪的計算煙囪的計算 對于機械通風的鍋爐房，為簡化計算，煙氣在煙道和煙囪中的冷卻可不考慮，煙囪內煙氣 平均溫度即按引風機前的煙氣溫度(近似等于排煙溫度)進行計算。2py2)(2pyyz煙囪的計算第六章 二、機械通風煙囪高度的確定二、機械通風煙囪高度的確定1煙囪的作用煙囪的作用 不是用來產生引力，而是將煙氣排放到高空不是用來產生引力，而是將煙氣排放到高空 使排放的煙氣通過

23、高空大氣擴散，滿足環保要求使排放的煙氣通過高空大氣擴散，滿足環保要求2煙囪高度的確定原則煙囪高度的確定原則 根據鍋爐房容量，按規定執行根據鍋爐房容量，按規定執行 高出周圍最高建筑物高出周圍最高建筑物3m以上以上 鍋爐房總容量大于鍋爐房總容量大于40t/h，煙囪不得低于，煙囪不得低于45m 有害物質擴散條件確定，符合規定（鍋爐大氣污染物有害物質擴散條件確定，符合規定（鍋爐大氣污染物排放標準）排放標準）煙囪的計算煙囪的計算 三、煙囪直徑的計算三、煙囪直徑的計算 i煙囪錐度，煙囪錐度，0.020.03 222785. 02733600)273(wVnBdyjiHdd221風機的選型選擇風機的原則 鍋

24、爐的送、引風機宜單爐配置。容量較小的小型鍋爐可根據具體情況，確定是單爐還是集中布置風機。 選擇風機時，應使風機工作區在其效率最高的范圍內。風機樣本上列出的性能范圍是指效率不低于該風機最高效率90時對應的性能，可按此數值范圍選用。 風機的風量和風壓應按鍋爐的額定蒸發量進行計算。單獨配置風機時，風量的富裕量應為10，風壓的富裕量應為20；集中配置風機時，其風量和風壓的富裕量應比單爐配置時適當加大。 選擇風機時，以選擇效率高、轉速低、功率小、壽命長、噪聲小、價格低、高效率工作區范圍寬為宜原則。有條件時，盡量選用調速風機。風機選型參數的確定1、比轉數ns3375. 05 . 0/mmin,/ r)2

25、. 1(092. 0mkghQnpQnns工作介質的密度風機的設計流量可預先確定風機轉速，風機選型參數的確定2、流量和風壓 風機的主要參數是流量和風壓。當在鍋爐額定負荷下煙、風道中介質的流量和阻力確定之后，即可計算所需風機的風量和風壓，選出合適的風機。 送風機的選擇計算 送風機總風量 ： 送風機風壓 ：引風機的選擇計算 引風機的總煙氣量： 引風機的風壓： bVVs325.1011.10293. 1325.1012732732 . 1kskfsbtthHbVVyyf325.1011 . 1bttShHypyyyyyf325.101273273293. 125. 10（1）風機設計計算流量Qj風機

26、入口截面處的負壓當地大氣壓風機臺數額定空氣或煙氣量HbZVhmHbZVQj032051/10*01325.1風機制造廠設計的介質與參數是在標準大氣壓下，以干空氣為風機制造廠設計的介質與參數是在標準大氣壓下，以干空氣為介質的情況中進行的。所以選擇風機時應將計算壓頭折算成生介質的情況中進行的。所以選擇風機時應將計算壓頭折算成生產廠家設計的介質參數下的壓頭。產廠家設計的介質參數下的壓頭。（2）風機設計計算全壓降Hj：風機入口靜壓度，編制特性曲線溫度風機廠設計入口介質溫風機入口介質溫度密度輸送介質標準狀態下的修正系數風機全壓HHbHHHjk0205k0222tt10*01325. 1t273t273293. 1 風機特性曲線是風機在入口截面處絕對壓力為101325Pa，溫度為設計溫度時按風機全壓繪制的。 而煙風道特性曲線與導向器全開時風機特性曲線的交點即為風機運行中最大出力工況點。6.6 風機的選擇 二、風機所需的電動機功率：二、風機所需的電動機功率：1. 風機功率風機功率 式中：式中： 全壓降下風機效率：一般風機全壓降下風機效率：一般風機 高效風機高效風機 風機機械傳動效率：風機機