风道通风计算原则

17.2.2　风道通风计算原则

风道通风的计算也是按锅炉额定负荷为基准，计算所需的原始数据，如冷、热空气的温度，空气预热器的型式和结构参数，以及风道有效流通截面积和流速等，均取自热力计算结果。

1.风道总阻力

风道中的总阻力∑Δh可能包括，空气预热器Δh_ky、燃烧设备Δh_r及风道Δh_k（含热风道Δh_rk和冷风道Δh_lk）的阻力。

（1）空气预热器阻力Δh_ky

对于管式空气预热器，空气一般是在管外横向冲刷错列管束，其阻力计算的方法仍按前述方法计算，但要另外确定各段预热器之间连接风道的阻力。连接风道的阻力按局部阻力计算，计算结果并入空气预热器的总阻力Δh_ky之中。连接风道的局部阻力系数ζ为：当连接风道转弯90°时，ζ＝0.9，计算风速取弯头进、出口截面积的算术平均值；当转弯180°时，ζ＝3.5，计算风速取风道进、出口和中间截面积的算术平均值。对于两级空气预热器之间的连接风道，如图17.11所示，当弯头进、出口截面间的距离a小于风道高度h，即a/h＜1.0，认为是一个180°的弯头，ζ＝3.5；当a/h≥1.0，则按两个90°弯头计算，ζ＝2ζ₉₀，并按图中曲线进行修正。

回转式空气预热器的空气侧阻力计算方法与烟气侧计算完全相同，按摩擦阻力计算。

空气预热器风道阻力计算完成后，还要乘以表17.4中受热面的修正系数K。

图17.11　连接风道的阻力修正系数

（2）燃烧设备阻力Δh_r

火室炉燃烧器阻力，其中包括出口速度损失，按局部阻力公式计算，其阻力系数与燃烧器的结构型式有关。如旋流式重油、气体燃烧器ζ＝3.0；摆动式缝型燃烧器ζ＝1.5；旋流式煤粉燃烧器的ζ则随结构不同而异。计算燃烧器阻力Δh_r时，均按二次风出口流速计算。

火床炉中通过炉排和燃料层的阻力与炉型和煤种有关，参见表17.6。

沸腾炉布风板阻力也按局部阻力计算，ζ＝2.2～2.5，计算流速为风帽小孔的风速，一般为30～45m/s。料层阻力按下列经验计算

式中：ρ为料层堆积密度，一般为1000～1200kg/m³；H_lc为料层高度，m。

（3）风道阻力Δh_k

锅炉风道阻力Δh_k包括热风道阻力Δh_rk和冷风道阻力Δh_lk，由局部阻力和摩擦阻力组成。

冷风道的空气流量V_lk为

表17.6　火床炉炉排和燃料层空气阻力Δh_r

热风道的空气流量V_rk为

式中：α″₁为炉膛出口过量空气系数；Δα₁、Δα_zf、Δα_ky分别为炉膛、制粉系统、空气预热器的漏风系数。

风道的阻力主要取决于局部阻力。如果空气流速小于10m/s时，摩擦阻力可忽略；如果空气流速为10～20m/s时，选择一、二段最长的等截面风道计算出单位长度的摩擦阻力，然后乘以风道总长度，其摩擦阻力系数按表17.3查取。风道局部阻力的计算按前述方法确定。

2.风道的自生通风力

锅炉风道的自生通风力按下式计算

式中：ρ_rk为计算风道平均温度下的热空气密度，kg/m³。空气向上流动时取正号，向下流动时取负号。

计算时，一般把风道分为两个部分：其一是空气预热器，计算高度为冷空气进口与热空气出口标高差；其二是全部热风道，计算高度为空气预热器出口与燃烧器中心或炉排面之间的标高之差，两者之和即为整个风道的总自生通风力H_zs。热风道不考虑散热损失引起的温降。

3.空气行程的总压降

空气行程的总压降是全部风道的流动阻力ΔH_lz、自生通风力H_zs和炉膛内空气进口高度上负压Δh′₁的代数和，即

式中：燃烧器区炉膛负压Δh′值可按炉膛自生通风力近似计算：当烟气出口在炉膛上部，Δh′₁＝Δh″_ls＋0.95gH；如烟气出口在炉膛下部，则Δh′₁＝Δh″_ls－0.95gH，H为燃烧器中心到烟气出口截面中心之间高度。

风道的总阻力ΔH_lz在当地海拔高度超过200m时，也要考虑大气压力的修正，即

式中：∑Δh为各部分风道及燃烧器的计算总阻力，Pa；b_k为风道中空气的平均压力，Pa。当∑Δh＞3000Pa时

式中：b为当地平均大气压力，Pa，按图17.10查取。当∑Δh≤3000Pa时，取b_k＝b。