锅炉房烟道和风道设计.doc

锅炉房烟道和风道设计
燃煤锅炉房烟道和风道设计应符合下列要求：

1．烟道和风道的布置应力求简短平直、附件少、阻力小、气密性好，避免出现“袋形”、“死角”及局部流速过低的管段。
2．多台锅炉共用烟囱、烟道和风道时，总烟、风道内各截面处的流速宜接近；单台锅炉配置两侧风道或两个烟道时，宜使每侧风道或每个烟道的阻力均衡。
3．烟道和热风道应考虑膨胀和热补偿措施。烟道和砖烟囱连接处应设置伸缩缝。
4．金属烟道和热风道应进行保温。钢烟囱在人员能接触到的部分也应进行隔热处理。
5．鼓风机的进风口应设置安全网，防止硬物或纤维杂物被吸入风机。
6．多台锅炉共用总烟道或总风道时，支烟道、支风道上应装设能全开全闭、气密性好的闸板阀或调风阀。
7．燃煤锅炉的烟道在适当的位置应设置清灰人孔。砖烟道的净高不宜小于1.5m，净宽不宜小于0.6m。砖烟囱宜布置在地面上，不宜设地下烟道。
8．在烟道和风道的适当位置应按《锅炉烟尘测试方法》(GB5468)的要求，设置永久采样孔，并安装用于测量采样的固定装置。
9．钢制冷风道可采用2~3mm厚钢板，钢制烟道和热风道可采用3~5mm厚的钢板，矩形或圆形烟风道应具备足够的强度和刚度，必要时应设加强筋。
10．室外布置的烟道和风道，应设置防雨和防暴晒的设施。当锅炉房使用含硫量高的燃料时，除有烟气脱硫措施外，烟道和烟囱内壁应采取防腐措施。
11．鼓风机吸风口的位置宜满足下列要求：
室内吸风口的位置可靠近锅炉房的高温区域；
室外吸风口的位置应避免吸入雨水、废气和含沙尘的空气。
12．烟风门及其传动装置的布置，应满足下列要求：
风门的布置应便于操作或传动装置的设置；
电动、气动调节或远传远控的风门，应布置在热位移较小的管段上；
需同时进行配合操作的多个手动风门，各风门的操作位置宜集中布置；
当烟风门的操作手轮呈水平布置时，手轮面与操作层的距离宜为900mm；当垂直布置时，手轮中心与操作层的距离宜为900~1200mm。
燃煤锅炉房烟道、风道的断面尺寸，按下式计算确定：

F＝
V
(8.4.4)

3600υ
式中
F
—
烟道或风道流通截面积(m2)；

V
—
空气或烟气流量(m3/h)；

υ
—
空气或烟气流速（m/s），可按表8.4.4-1取值。

表8.4.4-1烟、风道常用流速

烟道或风道类别
冷风道
烟道或热风道
自然通风流速
(m/s)
机械通风吸入段流速(m/s)
机械通风压出段流速(m/s)
自然通风流速
(m/s)
机械通风流速(m/s)
砖砌或混凝土烟道
3~5
6~8
8~10
3~5
6~8
金属管道
8~12
10~15
8~10
10~15

各种容量锅炉房的烟道、风道截面尺寸及烟囱出口处内径可参见表8.4.4-2。

表8.4.4-2 烟、风道设计参考尺寸(mm)

锅炉房总容量
(t/h)
自然通风
机械通风
烟道断面尺寸
冷风道断面尺寸
烟道或热风道断面尺寸
非金属烟道
金属烟道
非金属烟道
金属烟道
非金属烟道
金属烟道
1
300×400
300×350(φ377×5)
200×250
200×150(φ273×5)
300×320
200×300
2
600×400
300×700(φ530×5)
400×250
200×300(φ326×5)
400×500
300×400
3
900×400
400×800(φ630×5)
300×500
300×300
500×600
400×450
4
800×600
500×800(φ710×5)
400×500
300×400(φ480×5)
500×800
400×600
6
800×900
700×900(φ820×5)
600×500
300×600
800×700
600×600
8
800×1200
800×1000
500×800
400×600
800×1000
600×800
10
1000×1200
800×1300
600×700
500×600(φ720×5)
800×1200
800×800
12
1000×1500
800×1600
750×800
600×600
800×1500
800×900
14

700×900
700×600
1000×1400
800×1100
16

700×1100
800×600
1000×1600
800×1200
20

900×1100
800×800(φ920×5)
1200×1600
800×1500
24

1000×1200
800×900(φ1020×5)
1280×1800
1000×1500
30

1600×1800
1000×1800
40

1800×2100
1200×2000
50

2000×2400
1400×2100
60

2200×2600
1500×2400
80

2400×3200
2000×2400
100

3000×3200
2500×2400
120

3400×3400
2500×2800

注：本表尺寸按排烟温度为200℃时燃煤锅炉考虑，燃油、燃气锅炉的烟、风道断面尺寸可缩减10%~15%左右。

燃煤锅炉房烟道、风道阻力计算

1．锅炉烟气系统总阻力按下式计算：

ΣΔh=ΔhL+Δhbt+Δhsm+Δhky+Δhcc+Δhyd+Δhys
(8.4.5-1)
式中
ΣΔh
—
烟气系统总阻力(Pa)；

ΔhL
—
炉膛出口处的负压(Pa)。有鼓风机时,一般取ΔhL=20~40Pa；无鼓风机时，取ΔhL=20~30Pa。

Δhbt
—
锅炉本体受热面阻力(Pa)，由锅炉制造厂提供；

Δhsm
—
省煤器阻力(Pa)，由锅炉制造厂提供；

Δhky
—
空气预热器阻力(Pa)，由锅炉制造厂提供；

Δhcc
—
除尘器阻力(Pa)，根据除尘设备厂提供资料确定。一般对旋风除尘器其阻力约为600~800Pa，多管除尘器阻力约为800~lO00Pa，水膜降尘器阻力约为800~1200Pa；电除尘器阻力每级约200~300Pa，一般为1~3级；布袋除尘器阻力与积灰厚度和清灰频率有关，一般设计可按500~1200Pa考虑。

Δhyd
—
烟道阻力(Pa)，Δhyd包括摩擦阻力Δhm和局部阻力Δhj；Δhm和Δhj按本条第3款计算。

Δhys
—
烟囱阻力(Pa)。

2．燃煤锅炉空气系统的总阻力按下式计算：

ΣΔh=Δhfd+Δhky+ΔhLP+Δhr
(8.4.5-2)
式中
ΣΔh
—
空气系统总阻力(Pa)；

Δhfd
—
风道阻力(Pa)，包括摩擦阻力Δhm和局部阻力Δhj，见本条第3款；

Δhky
—
空气预热器阻力(Pa)，由锅炉制造厂提供；

ΔhLp
—
炉排阻力(Pa)；

Δhr
—
燃料层阻力(Pa)。

炉排与燃料层的阻力取决于炉子型式和燃料层厚度等因素，宜取制造厂给定数据为计算依据。对于出力为6t/h以下的锅炉，可参考表8.4.5-1。

表8.4.5-1层燃炉炉排下所需空气压力

炉排型式
炉排下风压(Pa)
备注
倾斜往复炉炉排
200~500
表中较大的阻力用于燃烧细粉末多的烟煤、无烟煤、贫煤和结焦性较强的煤种
快装锅炉链条炉排
350~700
3．烟道和风道的阻力包括摩擦阻力和局部阻力两部分组成，按下式进行计算：

Δhd=Δhm+Δhj=9.8×(λ
L
+ε)×
ω2
×ρ0×
273
(8.4.5-3)

d
2
273+t

=4.9×(λ
L
+ε)×
ω2×ρ0×
273

d
273+t

式中
Δhd
—
烟道或风道阻力(Pa)；

λ
—
摩擦阻力系数，见表8.4.5-2；

L
—
管道长度(m)；

d
—
管段直径(m)；对非圆形管道采用当量直径dd,dd=4F/U；（F、U分别是管道截面的面积和周长）；

ε
—
局部阻力系数；

ω
—
气体流速（m/s）；

ρ0
—
气体(空气或烟气)在标准状态下的密度，取空气的ρ0＝1.293kg/Nm3，
烟气ρ0=1.34kg/Nm3；

t
—
气体(空气或烟气)温度(℃)；

Δhm和Δhj

分别为烟道或风道的摩擦阻力和局部阻力(Pa)。

表8.4.5-2摩擦阻力系数λ
管道形式
λ值
管道形式
λ值
纵向冲刷锅炉管束
0.03
砖砌或混凝土管道
0.04
金属管道
0.02
烟囱
0.03

烟道、风道的摩擦阻力，可取其断面不变且长度较大的1~2段进行估算，求出每米长度的摩擦阻力，然后乘以烟道或风道总长度求得总的摩擦阻力。对于水平砖烟道，当烟气流速为3~4m/s时，每米长度的摩擦阻力约为0.8Pa/m；烟气流速为6~8m/s时，每米长度的摩擦阻力约为3.2Pa/m。

燃油、燃气锅炉房通风系统的设计要求除与燃煤锅炉通风系统相同的一般规定外，还应符合下列要求：
1．机械通风时，鼓风机应单炉匹配，吸风口不得布置在举既可燃气体和有爆炸危险的区域。
2．对于单台锅炉出力10t/h或7MW的锅炉房，鼓风机和燃烧器宜分开设置，鼓风机宜集中布置在隔音机房内。
3．对于微正压燃烧的燃油、燃气锅炉，锅炉机组排烟出口后的烟道、烟囱阻力，一般可由烟囱的抽力来克服；当烟

囱抽力不足时，应采取下列有效措施：
由锅炉厂家提高燃烧机组和炉膛的燃烧正压；
在排烟系统设置引射排烟设施；
在排烟系统设置调频引风机。

4．对于设置在高层建筑内的锅炉房，应注意核算排烟系统的阻力平衡。当烟囱抽力过大时，应考虑减少烟道、烟囱断面尺寸，提高流速，增加阻力，适应平衡；或在烟道系统设置抽风控制器，调节阻力平衡。

燃油、燃气锅炉房的烟道、烟囱设计除与燃煤锅炉房相同的一般要求外，还应考虑下列要求：
1．燃油、燃气锅炉的烟道、烟囱应采用钢制或钢筋混凝土构筑。
2．在烟囱的闷顶、转弯烟室和容易受炉内爆炸波冲击的部位，应设置防爆门。
3．烟道防爆门和防爆膜直径不应小于200mm。防爆门和防爆膜均宜是可靠的定型产品。
4．燃油、燃气锅炉的烟囱宜单炉配置。当多炉合用烟道、烟囱时：
多台负压燃烧的燃油、燃气锅炉可以合用烟道、烟囱，但在气流组织设计中应避免互相干扰。
燃油、燃气锅炉和燃煤锅炉不得合用烟道、烟囱。
正压燃烧锅炉和负压燃烧锅炉之间，不应合用烟囱烟道、烟囱。

防爆门的不知应遵守下列规定：
1．防爆门应布置在靠近被保护的设备或管道。膜板前的短管长度不应大于10倍的短管当量直径。
2．防爆门宜布置在便于检修的管段上，其上方如有维修平台，应为无孔平台。
3．带引出管的防爆门，膜板前的短管长度不大于2倍的短管当量直径，膜板后的引出管长度不大于10倍的引出管当量直径。
引出管宜尽量减少转弯，其截面积不得小于防爆门的截面积。在紧邻防爆门上方的引出管处设置检查孔。当引出管引至室外，其端部向上时应装设防雨罩。
4．防爆门前的短管宜垂直布置，当倾斜布置时，其与水平面的倾斜角不宜小于45º。
5．室外防爆门的膜板面应与水平面成45º的夹角，否则应有防雨雪的措施。
烟风管道穿过墙壁、楼板或屋面时，所设预留孔的内壁与管道表面（包括加固肋及保温层）之间的间隙，一般为30~50mm，当管道的径向热位移较大时，应另加考虑。管道穿过屋面或各层楼板时应有防雨或挡水措施。

钢制烟风管道中的介质温度大于50℃或由于防冻需要应给予保温。保温层的厚度若小于加固肋的高度，则应对保温层和加固肋进行调整。对经常操作或检修的管道零部件，如防爆门、人孔、锁气器、手孔等，宜设置维护平台。平台一般由格栅钢板制成，荷载按2kN/m2设计。