(2)片狀換熱器
片狀換熱器內(nèi)表面空氣流動(dòng)阻力和外表面煙氣流動(dòng)阻力一般用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算。多行程換熱器空氣管道轉(zhuǎn)彎處的管內(nèi)壓力損失一般采用片狀管空氣流動(dòng)阻力的50%~60%。
換熱器內(nèi)空氣流速采用4.0~8.Om/s。如果換熱器前壓力較高,則為了減小換熱器尺寸,降低金屬表面最高溫度,也可以適當(dāng)提;高空氣流速。換熱器管外煙氣流速采用2.0~5.0m/s。
(3)輻射換熱器
輻射換熱器的煙道截面一般比較大,直徑為0.5~3.Om。煙氣流速采用1.0~3.Om/s。預(yù)熱空氣的流速一般采用20~30m/s。
輻射換熱器中煙氣阻力損失可忽略不計(jì)。
3.余熱鍋爐
以水管式余熱鍋爐(如圖3—9—16)為例,說明余熱鍋爐空氣動(dòng)力計(jì)算的一般方法。
(1)蒸汽過熱器
蒸汽過熱器是由小直徑管子組成的蛇形管束,過熱器總阻力由氣體橫向沖刷部分的阻力(這部分阻力按管束進(jìn)口截面的速度和管束的總排數(shù)米確定)、縱向沖刷部分的阻力(計(jì)算長(zhǎng)皮是進(jìn)口煙窗的中心線至管于下部彎頭底面間的距離)和管束中煙氣90°轉(zhuǎn)彎的阻力三部分組成。
(2)對(duì)流管束
對(duì)流管束的阻力一般由橫向沖刷管束阻力、縱向沖刷管束阻力以及管束內(nèi)部轉(zhuǎn)彎阻力三部分組成。
(3)省煤器
對(duì)光管省煤器,當(dāng)煙氣橫向或縱向沖刷時(shí)的阻力可按前述公式和線算圖進(jìn)行計(jì)算。必須注意的是,余熱鍋爐各受熱面的阻力算出后,還需乘上修正系數(shù)k。k值可從有關(guān)手冊(cè)上查取。
4.煙道
煙道內(nèi)的煙氣量,除包括燃料燃燒生成的煙氣外,還需增加換熱器、余熱鍋爐、煙道、閥門等處的漏風(fēng)量。
考慮漏風(fēng)量后的煙氣總量,可按下式計(jì)算:
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其中,△α為漏風(fēng)系數(shù),下面列出部分?jǐn)?shù)據(jù):
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漏風(fēng)系數(shù) | 金屬管狀換熱器 | 金屬輻射換熱器 | 磚煙道 | 鋼板煙道 |
△α | 0.15 | 0.15 | 每10m取0.05 | 第10m取0.01 |
在煙道計(jì)算時(shí),往往取經(jīng)濟(jì)流速。若煙氣流速過大,雖可節(jié)約管材,但動(dòng)力消耗過大;反之,若煙氣流速過小,可節(jié)約動(dòng)力,卻浪費(fèi)了管材。矩形煙道的高、寬比可取0.5~2。工業(yè)爐常用煙道系列可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。
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空氣及燃?xì)饬鲃?dòng)阻力的計(jì)算原理及方法與煙氣流動(dòng)阻力計(jì)算完全相同。
按工業(yè)爐額定熱負(fù)荷,由燃?xì)馊紵?jì)算確定所需燃?xì)饬坷諝饬俊W枇τ?jì)算所用原始數(shù)據(jù),溫度、流速等,都可由熱力計(jì)算得到。
空氣、燃?xì)怙L(fēng)道的阻力包括,冷空(燃)氣風(fēng)道、空(燃)氣預(yù)熱器、熱空(燃)氣風(fēng)道和燃燒設(shè)備等區(qū)段的阻力。在計(jì)算時(shí),按通道中截面積、流量、溫度等的變化,分區(qū)段求取,總阻力損失等于各區(qū)段阻力之和;當(dāng)通風(fēng)分為幾路并聯(lián)時(shí),按阻力損失最大的一條線路計(jì)算,這時(shí)其它線路上須加閘門進(jìn)行調(diào)節(jié)。
三、燃?xì)夤I(yè)爐通風(fēng)排煙裝置
燃?xì)夤I(yè)爐通風(fēng)排煙裝置分為自然通風(fēng)裝置和機(jī)械通風(fēng)裝置。前者指煙囪,后者指鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)或引射器等裝置。
在燃?xì)夤I(yè)爐中,廣泛利用煙囪產(chǎn)生自然抽力。雖然基建投資較大,施工周期較長(zhǎng),但它工作可靠,不需消耗動(dòng)力,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,很少需要檢修。
當(dāng)煙道阻力損失很大或煙氣溫度很低時(shí),往往需要用機(jī)械排煙,這時(shí)也有一個(gè)較矮的煙囪,它的作用只是保證煙氣排放符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于煙囪的工作原理及計(jì)算在第一篇第二章有關(guān)部分已討論過。對(duì)于燃?xì)夤I(yè)爐,煙囪的高度除了考慮有足夠的抽力之外,還要考慮對(duì)周圍環(huán)境的污染問題。一般應(yīng)比附近最高建筑物高出5m以上,所以多數(shù)爐子的煙囪高度都有富裕。由于計(jì)算中是以假定爐底的相對(duì)壓力為零作前提的,煙囪的抽力有富裕,就會(huì)在爐膛內(nèi)造成負(fù)壓,這將會(huì)吸入大量冷空氣,是我們所不希望的。為了調(diào)節(jié)爐內(nèi)的靜壓,通常設(shè)置煙道閘門來(lái)抵銷剩余的吸力。在現(xiàn)代化爐子上,煙道閘門由自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)幾個(gè)爐子合用一個(gè)煙囪時(shí),煙囪底部的吸力按阻力最大的系統(tǒng)來(lái)計(jì)算,但計(jì)算煙囪自身的阻力時(shí),煙氣量應(yīng)按幾個(gè)爐子的總量來(lái)考慮。這種情況下,任何一座爐子的煙氣量發(fā)生波動(dòng),將引起總吸力的變化,也會(huì)影響其它爐子的正常工作。所以,煙氣量變動(dòng)大的爐子最好有各自獨(dú)立的煙囪。
下面簡(jiǎn)介機(jī)械通風(fēng)裝置
1.燃燒用鼓風(fēng)機(jī)
燃?xì)夤I(yè)爐廣泛使用鼓風(fēng)式燃燒器,鼓風(fēng)機(jī)對(duì)燃?xì)獾娜紵鹬鴺O其重要的作用,應(yīng)用最廣泛的有旋轉(zhuǎn)式(羅茨式鼓風(fēng)機(jī))和離心式(葉輪鼓風(fēng)機(jī)等)兩類。
(1)旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)
這類風(fēng)機(jī)吸入一定容積的空氣,經(jīng)壓縮后排出。其主要特點(diǎn)是風(fēng)量穩(wěn)定,只要轉(zhuǎn)速不變,排山風(fēng)量總是固定的。需注意的是在管路中應(yīng)設(shè)置安全閥等附件。
(2)離心式鼓風(fēng)機(jī)
這類風(fēng)機(jī)利用葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力,將氣體加壓后排出。其特點(diǎn)為:振動(dòng)噪音低、體積小、送風(fēng)穩(wěn)定.尤其適合于風(fēng)量變化的場(chǎng)合。
離心式鼓風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)包括風(fēng)壓、風(fēng)量、功率和效率。根據(jù)風(fēng)壓不同可分為低壓離心風(fēng)機(jī)(全風(fēng)壓980Pa)、中壓離心風(fēng)機(jī)(全風(fēng)壓980~3000Pa)、高壓離心風(fēng)機(jī)(全風(fēng)壓3000Pa以上)。
2.熱風(fēng)干燥爐用鼓風(fēng)機(jī)
用于熱風(fēng)干燥裝置及熱風(fēng)采暖設(shè)備的鼓風(fēng)機(jī),與供應(yīng)助燃空氣的鼓風(fēng)機(jī)不同。它無(wú)須太高風(fēng)壓,通常250~300Pa,而要求相當(dāng)大的風(fēng)量。為此,普遍采用離心式多葉片鼓風(fēng)機(jī),其結(jié)構(gòu)與上述離心式風(fēng)機(jī)相同,只是葉片多而窄。
3.排煙用機(jī)械
機(jī)械排煙裝置,多采用離心式引風(fēng)機(jī)。
當(dāng)煙氣溫度高于250℃時(shí),往往不能直接用引風(fēng)機(jī)排煙,其煙囪又不能形成足夠的抽力,常采用引射排煙裝置。
引射排煙的原理與引射燃燒器相同。它是通過噴嘴高速噴出氣體時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓來(lái)帶走煙氣。噴射用氣體有空氣、蒸汽等。
選擇鼓引風(fēng)機(jī)的基本原則是,根據(jù)用途確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)及轉(zhuǎn)速,使其產(chǎn)生所需要的風(fēng)量和風(fēng)壓,并能在最佳工況下工作。
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