空气和烟气流速

8.3.5　空气和烟气流速

在设计锅炉时，对流受热面中的工质流速和烟气流速是根据安全可靠和技术经济方面的要求进行确定的。具体有以下一些考虑：

对流受热面中选择烟气流速时，考虑的因素有对流受热面的传热强度，烟气流动阻力，含尘气流对受热面的磨损，受热面的积灰等。

为了防止受热面积灰堵塞，在额定负荷时，烟气横向冲刷管束的最小流速应大于6m/s，烟气纵向冲刷管式和回转式空气预热器的最小流速应大于8m/s。

增大烟气流速对减少受热面积灰和增强传热有利，可用相对较少的受热面积达到要求的传热量，从而节省钢材；但烟道阻力同时增大，受热面磨损严重，引风机能量消耗增加。权衡这两个相互制约的因素，可得出一个最经济的烟气流速，在该流速下锅炉对流受热面的初投资与运行费用之和最为节省。按这个要求计算得到的最经济烟气流速如表8.6所示。应指出的是随钢材价格和煤、电价格的变动，经济烟气流速也会有所改变。若钢材价格比煤、电价格上涨很多，则采用高的经济烟气流速，偏向于节省受热面。反之，则降低经济烟气流速以减少运行费用。

表8.6　经济烟气流速

对于顺列管束，经济烟速比表8.4中的数值要高40%。

对燃油及气体燃料锅炉，不考虑受热面的磨损问题，应按经济烟速来选择烟气流速。

对燃用固体燃料锅炉，对流受热面受到烟气中飞灰的磨损，其磨损量与烟气流速的三次方成正比，故而要从防止受热面受飞灰磨损的要求对烟气流速加以限制。通常，过热器的允许流速为10～14m/s，省煤器错列布置时的允许流速为9～11m/s，顺列布置时则为10～13m/s。液态排渣炉中，烟气含灰量大为降低，减轻了对受热面的磨损，故其烟气流速可提高到接近经济烟速。相反，流化床燃烧锅炉燃用劣质燃料，飞灰浓度大，飞灰颗粒未经熔融而带棱角，为防止磨损而应采用较低的烟气流速，仅为经济流速的一半左右。

空气预热器两侧分别为空气和烟气，两者的放热系数较为接近，则在考虑受热面的初投资与运行费用时，要同时选择合适的烟气流速和空气流速。因此除了确定经济流速外，还应计算最经济的空气和烟气流速比。对管式空气预热器，最经济烟气流速为9～13m/s，最经济流速比wk/wy＝0.45～0.55。对回转式空气预热器，最经济烟气流速为9～11m/s，最经济流速比wk/wy＝0.7～0.8，即wk＝6～8m/s。

复习思考题

1.试述蒸汽压力、燃料性质、锅炉容量对锅炉热力系统的影响。

2.请说明怎样选取排烟温度、炉膛出口过量空气系数和热空气温度。

3.为什么低压小容量锅炉必须设置锅炉管束？

4.比较Π型、T和塔型布置方案的优缺点。

5.由于空气预热器是用烟气（热流体）来加热空气（冷流体）从而提高空气的温度，而升温了的空气送入了炉膛，亦即从烟气吸收的热量又返回了烟气行程。因此，有人说：在空气预热器中烟气的热量传递给了空气，空气携带的热量送进了炉膛，因而又送回了烟气，这份热量并未传递给工质，故对提高锅炉的热效率毫无作用。试评论这种观点。

主要参考文献

1.华东电业管理局望亭发电厂等.1000吨/时亚临界压力中间再热直流锅炉.北京：水利电力出版社，1975

2.中华人民共和国电力行业标准DL/T831—2002.大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则.北京：中国电力出版社，2002

3.樊泉桂，阎维平.锅炉原理.北京：中国电力出版社，2004