烟风道阻力计算.pdf

第五节 烟囱的计算 第五节 烟囱的计算 一、自然通风时烟囱高度的计算 一、自然通风时烟囱高度的计算 采用自然通风的小型锅炉， 如图 8—20 所 示锅炉灰坑的一端与大气相连，而锅炉烟 道出口与烟囱相连由于外界冷空气和烟囱 内热烟气的密度差使烟囱产生引力，即烟囱 的自生风，计算式如下： ) 273 273 273 273 ()( 0 0 yz y k kyzykyz yz zs t gHgHh ϑ ρρρρ + − + =−= Pa （8-45） Hyz—烟囱高度，m； 0 k ρ 、—在标准状态下空气和烟气的密 度，㎏/m 0 y ρ 3， =1.293 ㎏/ m 0 k ρ 3， ≈1.34 ㎏/ m 0 y ρ 3； k ρ — 大 气 压 力 下 空 气 的 密 度 ， ㎏ / m 3, k k t+ = 273 352 ρ ； y ρ —烟囱内烟气平均容重，㎏/ m 3； yz ϑ —烟囱内烟气平均温度， °C， 见式 （8-52） 自然通风时，烟道的全部阻力均靠烟囱的自 生风克服，此时烟囱的高度必须满足下式要 求： ′ ∆≥∆− y y yz yz zs H b h b h2 . 1 101325 293. 1101325 0 ρ （8-46） yz h∆ —烟囱的总阻力，Pa，包括摩擦阻力和 出口阻力，可按式（8-29）和式（8-30）计 算； ′ ∆ y H —锅炉烟道总阻力，Pa，其中不包括烟 囱本身的自生风和烟囱的总阻力； 1.2—为储备系数。

式（8-45）中第一项为自生风，它与密度ρ 的一次方成正比，而ρ与大气压成正比，故 自生风与大气压 b 成正比，因此乘以 101325 b 修正系数 由式（8-45）和式（8-46）可得到烟囱高 度： 101325 ) 273 273 ( 101325 293. 1 2 . 1 0 0 b g b h H yz yk y yzy yz ϑ ρρ ρ + − ∆+ ′ ∆Η = 采用自然通风锅炉，烟囱高度应按夏季最高 平均气温、最低气压及锅炉最大负荷的条件 计算；如计算所需烟囱高度超过 50 米时， 则应采用机械通风 在自然通风情况下计算烟囱中烟气平均温 度时必须考虑烟气在烟道和烟囱内的温降 （一）烟气在烟道中的温度降，当烟道有良 好的保温时可不考虑；当烟道没有良好保温 时按下式计算： 3600/cV Q yf lq =′∆ϑ °C （8-48） 式中 ϑ′∆—烟气在烟道中的温度降，°C； Qld—烟道自然冷却散热损失，W； FqQ ydld = kW （8-49） qyd—烟道单位面积的散热损失，室内不保温 的烟道可取，qyd=1.163Kw/m 2，室外不保温烟 道可取 qyd=1.512kW/m 2； F——烟道散热面积，m 2； c——烟气平均比热， 一般可取c=1.352～ 1.356kJ/m 3∙°C。

（二） 烟气在烟囱中的温度降， 按下式计算： ϑϑ∆=′ ′∆ yz H °C （8-50） 式中 ϑ′ ′∆ —烟气在烟囱中的温度降，°C/m； ϑ∆—烟气在烟囱内每 m 高度的的温度 降， °C/m， 可以用以下近似公式确定： D A =∆ϑ °C/m； （8-51） 其中 D——合用一烟囱的所有同时运行的 锅炉额定蒸发量之和，t/h； A—修正系数，按表 8-5 取用 一般估算时，每 m 烟道或烟囱的温度降可采 用下列数值：砖砌烟道及烟囱约 0.5°C/m， 铁皮烟道及烟囱约 2°C/m； （三）烟囱出口烟气温度按下式计算： ϑϑϑϑ′ ′∆−′∆−= py2 °C （8-52） 式中 2 ϑ—烟囱出口烟气温度，°C； py ϑ —锅炉排烟温度，°C，按热力计算或 锅炉厂提供数据取用； ϑ′∆ 、ϑ′ ′ ∆ —烟气在烟道、 烟囱内的温降， °C （四）烟囱中烟气平均温度按下式计算： 2 )( 2 ϑϑϑ ϑ ′∆−+ = py yz °C （8-53） 二、机械通风时烟囱高度的确定 二、机械通风时烟囱高度的确定 机械通风时， 烟囱的作用主要不是用来产 生引力，而是使排出的烟气符合环境保护的 要求。

每个新建锅炉房只能设一个烟囱烟囱高度 应根据锅炉总容量，按表 8-6 规定执行 新建锅炉烟囱周围半径 200m 距离内有建筑 物时，烟囱应高出最高建筑物 3m 以上 锅炉房总容量大于 28MW（40t/h）时，其烟 囱高度应按环境影响评价要求确定，但不得 低于 45m 为简化计算，烟气在烟囱中的冷却可不考 虑，即按式（8-28）引风机处的烟温来进行 计算 三、烟囱高度确定的原则 三、烟囱高度确定的原则 在自然通风和机械通风时，烟囱的高度都应 根据排出烟气中所含的有害物质—SO2、NO2、 飞灰等的扩散条件来确定，使附近的环境处 于允许的污染程度之下因此，烟囱高度的 确定，应符合现行国家标准《工业“三废” 排放试行标准》 ，《工业企业设计卫生标准》 、 《锅炉大气污染物排放标准》和《大气环境 质量标准》的规定 四、烟囱直径的计算 四、烟囱直径的计算 烟囱的直径（出口内径 d2）按下式计算： 22 2 2 0188. 0 785. 02733600 )273( ωω ϑ yzpyj VnVB d= ××× + = m (8-54） 式中 Vyz——通过烟囱的总烟气量，m 3/h； n—利用同一烟囱同时运行的锅炉台数； ω2—烟囱出口烟气流速，m/s，按表 8-7 选 用。

设计时应根据冬、夏季负荷分别计算如负 荷相差悬殊，则应首先满足冬季负荷要求 烟囱底部（进口）直径 d1为： 2iHdd yz21 += （8-55） 式中 i——烟囱锥度，通常取 0.02～0.03 第六节 风机的选择和烟、风道布置 一、风机的选择一、风机的选择 当锅炉在额定负荷下烟、风道的流量和阻力 确定之后，即可选择所需要的风机型号 风机的主要参数是流量和压头由于运行和 计算条件之间会有所差别，为了安全起见， 在选择风机时应考虑一定的储备因此送风 机和引风机的计算流量为： b VQ j 101325 1 β= m3/h （8-55） 式中 V——额定负荷时的空气或烟气流量， m3/h，分别按下列算式进行计算； 273 273 )( “0lk kyllkjlk t VBV + ∆+∆−=ααα 273 273 )( 0 + ∆+= yf hpyjyf VVBV ϑ α β1——流量储备系数，β1=1.10 送风机的计算压头为： HH j ∆= 2 β Pa （8-56） 引风机的计算压头为： )( 2yj SHH−∆=β Pa （8-57） 式中 H∆—锅炉风道或烟道的全压降，由 式（8-43）和式（8-31）确定； ' l k zs k sl k hHHH−−∆=∆ （8-43） ∑∑ ×∆++∆=∆ y y y sl b hhH 101325 293. 1 ])1 ([ 0 21 ρ µ y S —烟囱引力，Pa，按式（8-44）计算； )( ykyz yz zs gHhρρ−= ) 273 273 273 273 ( 00 yz y k kyz t gH ϑ ρρ + − + = （8-44） 2 β ——压头储备系数， 2 β =1.20。

由 于 风 机 厂 产 品 是 以 标 准 大 气 压 （101325Pa）下的空气为介质，并选定温度 （对送风机为 20°C；对引风机为 200°C） 作为设计参数，因此需将风机压头折算到风 机厂设计条件下的压头为： Pa （8-58） jpH KH = 对送风机： bT T K k p 101325 = Pa 对引风机： bT T K ky p 101325293. 1 0 ρ = Pa 式中 —烟气在标准状态下的密度， =1.34 ㎏/m 0 ρ 0 y ρ 3； T—空气或烟气的绝对温度，K； Tk—设计条件取用空气的绝对温度，K 二、风机所需繁电动机的功率二、风机所需繁电动机的功率 （一）风机所需功率按下式计算： j jj f HQ N ηη××× = 3 103600 kW （8-59） 式中 Qj—风机计算风量， m3/h， 见式 （8-55） ； Hj—风机计算风压， Pa， 见式 （8-56） 、（8-57） ； η—风机在全压下的效率，一般风机约为 0.6，高效约为 0.9； ηj—传动效率，当风机与电动机直联时， ηj=1.0；当风机与电动机用联轴器联接时， ηj=0.095～0.98；当风机与电动机三角皮带 传动时，ηj =0.9～0.95；当风机与电动机用 平皮带传动是，ηj =0.85 （二）电动机功率按下式计算： d f d N N η β3 = kW （8-60） 式中 d η —电动机效率，一般取 0.9； β 3—电动机备用系数，按表 8-3 取用。

三、选择风机和烟、风道布置的一般要求三、选择风机和烟、风道布置的一般要求 （一） 锅炉的送风机、引风机宜单炉配置 当需要集中配置时，每台锅炉的风、烟道与 总风、烟道连接处，应设置密封性好的风、 烟道闸门 （二）单炉配置风机时，层燃炉风量的富裕 量宜为 10%，风压的富裕量宜为 20% （三）集中配置风机时，送风机和引风机均 不应少于 2 台，其中各有一台备用，并应使 风机能并联运行，并联运行后风机的风量和 风压富裕量和单炉配置时相同； （四）应选用高效、节能和低噪音风机； （五）应使风机常年运行中处于较高的效率 范围； （六）锅炉烟、风道设计应符合下列要求： 1. 应使烟、风道平直且气密性好，附件少 和阻力小； 2. 几台锅炉共用一个烟囱或烟道时，宜使 每台锅炉的通风力均衡； 3. 宜采用地上烟道，并应在适当的位置， 设置清扫烟道的人孔； 4. 应考虑烟道和热风道热膨胀的影响； 5. 应设置必要的测点，并满足测试仪表及 测试点的技术要求 【例题例题 8-1】 计算 SHL10-13/350 型锅炉中第 二管束及空气预热器的烟道阻力 【解解】 。