锅炉原理-空气动力计算

Vrk BjV ''
'' l
l
zf
273 trk 273
4. 各种燃烧设备的阻力：
H 5．总阻力： lz
h
6．修正：若海拔大于200m需修正，即
H lz
h 101325 bk
bk —风道中空气的平均压力
bk
b
h 2
b—当地平均大气压力
7．风道的自生通风能力
hzs Hg k rk
rk
缺点：∵烟囱高度有限，自生通风能力有限， ∴仅使用小容量、固定炉排烟气流程简单的 小型锅炉，受季节、昼夜之影响。
2．负压通风：
除烟囱外，仅在烟囱前的烟道内装 置引风机来克服通风的流动阻力。
优点：仅一个风机。
缺点：由于整个烟道都处于负压， 仅适用小型锅炉，用于大容量锅炉 时，由于阻力大，漏风严重，影响 效率。
若烟道为负压，则绝对压力等于大气 压力减去其真空度S
P b s b0 kgz S
P1 P2 S2 S1 k g z2 z1
H S2 S1 hlz hjs hzs
∴介质在通道内流动时，任意两截面的总压降总是由流动
阻力 hlz 加速压降 hjs 和自生通风能力 hzs 三部分组成。
P1 P2 h1 h2 b1 b2 h1 h2 kg z2 z1
注意两截面的总压降 H
H h1 h2 hlz
w22 w12 2
k g z2 z1
hlz hjs hzs
hlz : 流动阻力；
hjs：加速压降；
hzs：自生通风力（密度差引起的浮生力）
hjs
w22 w12 2
hjs 是由于介质速度变化而引起的压头损
失，介质速度的变化有二个原因：
①由于通道截面变化 ②介质温度变化
通常把截面变化引起的损失归之于局部阻力损失， 而在加速压降中仅考虑温度变化引起的损失
hjs
w22 w12 2
2
w2
w1 w2
w1
wpj
w2
w1
§17-4 风道计算
冷风道 风道空热预风器道
燃烧设备
风道计算与烟道一样也按锅炉额定负荷计算并在热 力计算之后进行。
1．冷风道阻力：局部阻力和沿程摩擦阻力
冷空气流量：
Vlk
BjV o
'' l
l
zf
ky
273 tlk 273
2．空预器阻力：
3．热风道阻力：局部阻力和沿程摩擦阻力
热空气流量
在一般大型煤粉锅炉中，烟气侧的流动阻力为 2000~3000pa，空气侧为2500~4000pa，耗电都 在100kW以上，因此阻力计算直接关系到电厂的 经济性，尤其在有制粉系统阻力，除尘器阻力， 脱硫阻力以及烟气再加热的阻力等进行计算，得 到比较准确的结果，为设备选型服务。
§17-2 空气动力计算原理
k0
273 273 tk
353 273 tk
（
0 k
1.293 ）
一般 tlk 20 ℃ k 1.2
353
hzs
Hg
1.2
273
tk
tk —风道中空气的温度
总的自生通风力
H zs hzs
空气向上流动时，取正号，向下时 取负号。（与烟道时相同）
8．总压降
Hk Hlz Hzs hl' hl' —炉膛内空气进口高度上的负压 若烟气出口在炉膛上部： hl' hl'' 0.95Hg 若烟气出口在炉膛下部： hl' hl'' 0.95Hg
自生通风能力
hzs k g z2 z1
它由介质与外界空气的密度差和通 道的高度差所产生。
由于烟道中的介质密度 总小于外界空气密度 k 。
结论 ①在上升烟道中，自生通风力为正值，可用来克服流动阻力，如烟囱。
②在下降烟道中，则 hzs 为负值，阻滞介质流动，需消耗外界压头。
③水平烟道中 hzs 0
3．正压通风：
除烟囱外，仅装置送风机来克服整个系统 的流动阻力。
优点：仅一个风机，系统简单，整个烟风 道正压工作。无漏风，提高效率。
缺点：必须严格密封，不能在正压较大时 工作，否则 火焰和烟气将会喷出，危及人 身安全，损坏设备，影响锅炉房卫生，目 前，多用于小型燃油炉。
4．平衡通风：
同时装置送风机和引风机，利用送风机 克服锅炉风道和燃烧设备的阻力，利用 引风机烟气行程的各种阻力。
而
w2
w1
wpj
2 1 273 pj
∴
hjs
wp2j
2 1 73 pj
结论：
①若介质被加热，即 2 1 0 ， hjs 0 ，引
起压力损失在风道中，空气在空预器中就是这样。
②若介质补冷却，即 2 1 0 ， hjs 0 ，
使压头增加，烟道中总是由于温度降低而使压头 增加。 ③无论何种状态，速度损失值相对其它损失总很 小。空气动力计算中常可忽略不计。
⑦烟囱入口压力即是前面烟道出口的压力
∴烟囱阻力由摩阻和出口阻力组成。
摩擦阻力需考虑烟囱锥度影响
hyc
8i
c
2 c
2
c —出口阻力系数
—烟囱中烟气密度，取引风机烟温下的密度，
不考虑烟囱的冷却。
2、烟道总阻力：
• 受热面阻力：凝渣管束，锅炉管束，过热 器，省煤器，空气预热器等)
• 烟道阻力：局部阻力和沿程摩擦阻力 • 除尘器阻力：由结构决定 • 烟囱阻力：沿程摩擦阻力和出口局部阻力
空气动力计算
§17-1 锅炉的通风方式
通风过程：锅炉燃烧过程中，必须 连续不断地把燃烧所需要的空气送 入炉膛，同时把燃烧产物排除出去， 这样连续送风和排除燃烧产物的过 程叫空气动力计算。
锅炉中可采用的通风方式有：
1．自然通风：
仅依靠烟囱高度所产生的自生通风能来克服 通风过程的所有流动阻力。
优点：不需送、引风机，不消耗电力，无噪 声污染。
优点：整个烟道均匀可在较小负压下工 作，炉膛出口保持20~30Pa的负压，漏风 系数小，锅炉效率高，能保证锅炉房的 安全及环境卫生、是大型锅炉最常用的 通风方式。
2、3、4统称为机械通风或强制通风
空气动力计算的任务：
计算通风过程的全压降、从而选择合理的通风 装置，以保证燃烧过程的良好进行，并满足锅 炉设计的技术经济指标。
当空气或烟气在风道 或烟道中流动时，任 意两截面的总压头可 用动量方程来表示：
为介质平均密度。
P2 P1
w22 w12 2
g z2 z1 hlz 0
在任一截面处，介质的绝对压力P等于表压 力h和大气压力b之和。
P h b h b0 kgz
b0 —海平面的大气压
k —空气的平均密度