谷物干燥器用热风炉系统的设计与分析

学校代码：_ _ 学 号： 论文题目： 谷物干燥器用热风炉系统的设计与分析 学位类别： 学科专业： 作者姓名： 导师姓名： 完成时间： 谷物干燥器用热风炉系统的设计与分析 中文摘要近年来粮食的生产和仓储机械化的程度越来越高，国家对农业的扶持力度也加大很多，所以粮食的播种收割机械化已经基本普及，而相配套的仓储都是干燥的谷物，这就需要进行对谷物的脱水干燥，我国的谷物脱水方式主要有天然晾晒和机械烘干，但是机械烘干的覆盖率还很少，这方面的发展潜力很大。我们的毕业设计导师蒋老师也关注到了这点，替我们联系了禾阳干燥机械科技有限公司。是一家与台湾合作的谷物干燥器生产厂家，集研发，生产，组装和销售于一体。我才有幸了解这么多有关谷物干燥器的知识。这干燥的关键步奏就是热风的产生和循环方式，我决定在热风炉的设计上进行更深的研究，并作为我的毕业设计题目。接下来我们就一起讨论一下这段时间的研究成果。从这些年的发展来看，以往的热源曾使用过内燃机锅炉，煤炭加热和电加热的方式。现在开始使用热风炉来作为热源，提高热传递效率和热效率。关键词：热风炉；换热体；燃料；传热效率，干燥器The design and analysis of the heating stove system for grain dryerChinese abstract Food production and storage and the degree of mechanization in recent years more and more high, the national support of agriculture also increased a lot, so the grain sowing mowing mechanization has been basically, popularization, and the corresponding grain storage is dry, this needs for dehydration of grain, grain of our country mainly include natural drying and mechanical drying dehydration way, but mechanical drying coverage is very few, this aspect of the development potential is very large. Our graduation design tutor jiang teacher also noticed this, and we contacted heyang drying machinery technology co., LTD. It is a manufacturer of grain dryer with Taiwan, which integrates r&d, production, assembly and sales. I was fortunate enough to know so much about grain dehumidifiers. It is hot and dry the key steps of production and circulation way, I decided to have a deeper research on the design of the hot blast stove, and as my graduation design topic. Lets discuss the results of this study together.Over the years, previous heat sources have used combustion engine boilers, coal heating and electric heating. It is now starting to use the hot stove as a source of heat transfer efficiency and thermal efficiency.Keywords: hot air stove; The heat exchange body; Fuel. Heat transfer efficiency, dryer 目 录第一章 前 言11.1热风炉原理11.2 热风炉的分类21.3热风炉的技术参数及评价指标31.3.1 温度参数31.3.2 热风炉的风量和供热量31.3.3 热风炉热工指标31.4热风炉的特性41.4.1直接加热热风炉41.4.2间接加热热风炉41.5热风炉的设计51.6本文主要涉及内容5第二章 燃烧装置的设计62.1燃料的选择与分析62.1.1燃料的选择62.1.2燃料的分析62.2燃烧计算62.2.1无烟煤的发热量计算72.2.2燃烧用空气量的计算82.2.3烟气生成量的计算92.3燃料理论燃烧温度102.4热效率计算112.4.1正平衡法112.4.2 反平衡法122.5燃料消耗量计算132.6燃烧室的计算与设计132.6.1单位燃烧生成气参与冷空气体的计算132.6.2燃烧装置选择14第三章 换热体设计163.1不锈钢管插件换热体的设计计算163.1.1烟气侧换热系数的确定163.1.2空气侧对流换热系数183.1.3换热体总换热系数193.1.4换热体尺寸确定193.2换热体的结构和材料的选定22第四章 空气侧阻力及烟气侧阻力计算234.1 不锈钢管插件换热体阻力计算234.1.1 不锈钢管内空气阻力计算234.1.2烟气侧阻力计算254.2不锈钢管换热体的连接管阻力计算264.2.1空气摩擦阻力计算264.2.2局部阻力损失计算28第五章 引烟机的选择295.1 引烟机的选择295.2引烟机的安装295.3引烟机的使用295.4引烟机的检查305.5引烟机的保养与维护305.6引烟机故障及排除方法31第六章 鼓风机的选择326.1鼓风机的选择326.2 鼓风机的安装326.3 鼓风机的操作336.4鼓风机的维护34第七章 结 论38参考文献39图纸清单40致 谢41 前 言自从这次毕业设计的题目确定以后，我对谷物干燥器的发展和现状有了一定的了解，在此文中我们一起分几个方面分析一下。首先，我们进行毕业实习的厂是禾阳干燥科技有限公司，是一家与台湾合作的谷物干燥器生产厂家，集研发，生产，组装和销售于一体。也是非常感谢蒋克荣老师为我们联系到这个公司，我才有幸了解这么多有关谷物干燥器的知识。当然，我的主要关注点是热风炉部分，并在热风炉领域进行了大量的资料搜索和归纳。在这个过程中，我了解到，随着谷物干燥技术与规模的不断发展更新和扩大,我们对热风炉的技术和效率，以及其综合可用指标在干燥谷物的过程中的表现有了更高的指标。以提高炉膛燃烧温度入手,其实解决方法就是降低燃烧损失，合理地确定热风炉炉体结构尺寸,以达到低污染、高效节能的设计要求。而且炉体需要能抗氧化,耐高温,以此来提高炉体的使用寿命。热量的交换过程中有个关键部件需要着重在设计中考虑到，那就是换热器的尺寸和构造，想要满足谷物的干燥需要达到两点基本要求。首先，换热器的管道设计需强化传热过程，换热管过大则不能充分进行热传递，会有较大的热量浪费，换热换过小则会换热不通畅。其次，就是换热器的耐高温性能的提高,达到延长使用寿命的目的。因为干燥成本在干燥作业中所占的比重很大，所以能耗也是用于判定干燥设备优劣的一项指标，因此能配一套高效率，低能耗的热风炉是谷物干燥器的研究方向之一。这次我分析设计的热风炉是作为的辅助设施用于谷物干燥器，其设计性能基本符合热效率高、低能耗、寿命长等特点，其实用性较强，唯一不足就是其燃料是以无烟煤为主的，同时桔梗、木材、稻草等都可以作为燃料燃烧，这几种燃料的燃烧不稳定性造成其环保性能不高，燃烧热量利用率不急燃气类热风炉，所以还待于改善。1.1热风炉原理热风炉也就是通过燃烧燃料产生的热气，然后把热气传入换热管，通过换热管把热量传递给空气，从而达到加热空气的目的。供热量、换热量是综合可用指标之外的两个能体现热风炉能力大小的重要指标。外界温度高于0时，供热量大于换热量，外界温度低于0时,供热量小于换热量。供热量多用于表示热风炉的能力，指热风炉纯输出热量。常用的热风炉规格、能力如表1-1所示。 表1-1 热风炉的能力1.2热风炉的分类由于热风炉燃料的不同以及干燥设备对热风炉的需求，在热风炉的发展历程中，众多工程师已经开发了多个种类的热风炉。目前可作为热风炉的燃料有燃气、油、煤、电以及太阳能等多种能源，燃料多选，加热方式也可直接加热或间接加热。其中的关键部位换热器的类型也有几种常见的，有热管式、列管式、及无管式。热风炉的种类较多，我们可以按以下几种方式进行分类：1、按照输出热风洁净程度可以分为直燃烟道式和间接换热式。2、根据燃烧方式来分又可以分为机烧、固定炉排、以及沸腾燃烧燃煤热风炉。在大多数一般情况下，可以通过选择不同的燃烧形式来控制所输出的热量。 3、按燃料种类可以分为油、气、煤热风炉，燃料种类的选择和燃烧装置的设置有直接关系。按热风炉输出热风的温度不同，又可以分为低温、中温、高温热风炉。输出温度一般在250450之间的称为中温热风炉，450以上为高温热风炉，温度在250以下为低温热风炉。4、根据换热体的排列方式分为两类，分别为分离式和合并式，根据用户实际情况需要合理选择即可。5、根据炉体形式结构不同可以分为立式、卧式热风炉。6、根据炉排设置不同分为倾斜炉排、水平炉排热风炉。1.3热风炉的技术参数及评价指标1.3.1 温度参数 热风炉较为关键的温度参数有热风温度、换热体壁温、燃烧温度以及烟气出口温度等。不同的燃料由于内能不同对应着不同的燃烧温度。 热风温度是指热风炉将炉内空气加热到指定需要的空气温度时的炉内温度。通常热风温度与外界温度、空气量还有燃料的燃烧程度有关。 烟气出口温度即为热风炉的排烟温度，其温度的值与换热效率呈现负相关的关系。排烟温度一般取200250来达到防止温度过低引起的成本和阻力损失的增加。换热体壁温涉及到所采用的材质种类，并且在一定的温度情况下，壁温与烟气入口两侧中换热系数较大一侧的温度接近。所以，在换热段烟气入口处附近出现换热体最高壁温。1.3.2 热风炉的供热量和风量热风炉最基本的技术参数中包含有风量和供热量，且供热量和风量必须满足与干燥工艺的热平衡关系。当风量和温度确定时，供热量也得以确定。其关系如以下公式：查阅热风炉设计手册可知 （1-1）在热风炉的供热量的设计过程中，有三个问题我们需要着重考虑：空气流量式是标准状态下的体积流量，在（1-1）中用表示，单位是，一般情况下，工艺上为非标态时体积流量，所以我们需换算成标准状态下的空气流量，然后再求供热量，可以最后得到准确数据进行设计计算。空气出口温度略高于工艺要求的温度又一个原因就是连接管道间的散热损失导致，所以在设计时不能够忽略这个因素。1.3.3 热风炉热工指标 （1）温度效率热风出口温度与燃料实际燃烧温度的比值就是温度效率。所以在计算温度效率时，炉温系数的估计十分关键。 （2）热效率热效率指空气获得的热量与燃料发热量的比值，可以用来衡量热风炉的经济性。 （3）单位生产率 单位质量生产率和单位体积生产率统称为单位生产率。 （4）气体阻力损失在温度和流量固定时，阻力损失与几何形状复杂度、路线长度、流速呈正相关关系。因此，通道的设计是否合理会直接影响到通风设备的动力消耗问题。 （5）换热系数K换热系数K为换热器主要性能参数，换热系数小则换热效率低，热效率也低。1.4热风炉的特性1.4.1直接加热热风炉直接加热热风炉的燃料燃烧产生的烟气不通过换热设备，与物料直接接触从而能达到加热干燥或烘烤的目的。其燃料的消耗量约比其他间接加热器减少一半左右。设备成本比较低，热损失少。1.4.2间接加热热风炉间接式热风炉是将蒸气、导热油、烟道气等做媒介，通过热换器来加热空气，多用于食品之类的对卫生要求较高的物品的干燥操作。 考虑到本次设计的热风炉用于粮食烘干，被干燥物不宜被污染，所以本热风炉的设计拟定为间接加热式热风炉。1.5热风炉的设计热风炉的设计必须包括两个过程：燃料的燃烧过程及燃烧产物和空气的换热过程。涉及热风炉的一大难题是在烟气的低温区其自身与空气的导热系数不高，传热面积增加，导致紧凑性较正常值有所下降。通常在同等热负荷下，热风炉比一般的锅炉需要更多的传热面积。设计热风炉的另一大难题是灰烬处理问题，设计时要注意考虑热风炉的积灰状况比较严重。对于上述问题我总结了以下几点解决方法：1.将燃烧设备（燃烧器）与换热体分离；2.降低进入换热体的烟气温度；3.强化空气侧的换热；4.改变高温烟气和空气的流动方向；5.采用耐高温的材料。对于上述对策，可以自由选用于设计。对于积灰问题，本次设计也有做专门处理，即设计了一个盛灰炉，可以及时清理积灰。1.6本文主要涉及内容 本论文包括前期数据计算和后期实体设计两部分。 计算内容主要有： 计算燃料的燃烧热，计算换热体热平衡，计算空气侧和烟气侧阻力损失。 设计内容主要有：燃烧装置的设计、换热体的设计、鼓风机和引烟机的选用。其中换热体的设计是本设计中的关键环节，本设计中换热体采用的是不锈钢管插件换热体结构。 第二章 燃烧装置的设计2.1燃料的选择与分析2.1.1燃料的选择燃料有气体燃料、液体燃料以及固体燃料之分。三种燃料的成本也有差异，考虑到其经济、环保等各方面因素以及作为粮食烘干机用的热风炉多为农户所用，本热风炉设计所用燃料以木材、秸秆、煤、谷壳等固体天然燃料为主。煤是热风炉常见的主要燃料，综合分析其经济性、热值、含水量、着火点、环保以及挥发特性等客观特性，燃煤选用无烟煤。2.1.2燃料的分析无烟煤由可燃部分和不可燃部分组成。可燃部分由挥发分和固定碳两部分组成。不燃部分由水分（用W表示）和灰分（用A表示）组成。可燃元素有碳、氢、氧、氮、硫，其中氮不参与燃烧，硫是有杂质。所以所选燃料含硫量应尽可能少。挥发分由可燃气体和不可燃气体组成。其中可燃气体主要含有、，不可燃气体主要有等。2.2燃烧计算在分析和计算固体燃料的成分含量时，其含括的项目不相同，计算基准及其成分的表示方法也不同。固体燃料成分有应用基y、干燥基g、分析基f、可燃基r、以及有机基j等五种表示方式。固体燃料的工业分析如下式： （2-1）其中，2.2.1无烟煤的发热量计算 (2-2) =（7950-803.5%-9013.3%)4.1816 =33181.96kJ/kg (2-3) =(8050-803.5%-9213.3%-243.6%)4.1816 =33595.39kJ/kg式中，、分别为无烟煤的高、低发热量，产生其低发热量的值比高发热量的值大的一个原因是（2-2）、（2-3）两个经验公式由于的取值存在地域差异，导致公式本身存在一定的误差，但只要差值控制在误差范围内（误差一般在627kJ/kg内）即可。 表2-1 燃煤燃料的成分（应用基）/%种类 C H O N S W A无烟煤 79.6 1.5 1.3 0.4 0.4 3.5 13.31.31.8 表2-2 与氢元素含量的对应关系H/%=1.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.1 7900 7950 8200 8300 8350 8450 8550 表2-3 与氢元素含量的对应关系H/%=0.60.61.21.21.51.52.02.02.52.53.03.03.53.54.0 7700 7900 8050 8200 8300 8350 8450 8550可由表2-1查得：的值为13.3%，的值为3.6；可由表2-2,2-3查得的值分别为7950和8050。2.2.2燃烧用空气量的计算2.2.2.1理论空气需用量的计算 （2-4） =1.0151.10+0.0063.5% =8.97N式中，系数取1.10，可查表2-1，其值为3.5%。2.2.2.2实际空气消耗量的计算 (2-5) =1.28.97N =10.764N式中为理论空气需用量，上一步骤已求出其结果；的值可在表2-4中查取，其值取为1.2即可。 表2-4 不同燃烧方式的空气系数 燃料种类 燃烧装置 值 燃烧方法 值 固体燃料 粉煤燃烧 1.21.3粉煤人工调节 1.21.32.2.3烟气生成量的计算2.2.3.1 理论烟气量的计算 (2-6) =0.011.86779.6%+11.21.5%+0.80.4%+0.70.4%+1.2443.5%+0.798.97=0.0879N式中： 为燃料燃烧的理论烟气量，单位; C、H、N、S、W分别为碳、氢、氮、硫、水分的成分含量，单位%； 为燃料的理论空气需用量。2.2.3.2实际烟气量的计算 （2-7）=0.011.86779.6%+11.21.5%+0.80.4%+0.70.4%+1.2443.5%+（1.15-0.21）8.97=0.1014N=0.0186779.6%=0.01486 (2-8) (2-9) =0.1121.5%+0.01243.5%=0.002114 (2-10) =0.0070.4% =0.000028 (2-11)=(1.15-0.21)8.97=8.4318 (2-12) =0.0080.4%+0.79%8.97=0.081524 此处取值要综合燃料形式以及燃烧室正负压等多方面因素全面考虑，最终可取值1.15。2.3燃料理论燃烧温度假设=2000，查表得此时C产=1.6726 空气和燃料无需预热且不估计分解产物，所以其各自热量忽略不计， 所以 (2-13) =1989.98验证（2000-1989.98）/20005考虑到本设计中炉体的燃烧特性应符合其经济性，可取炉温系数为0.8。则燃烧温度T=1989.980.8=1591.98。2.4热效率计算单位时间内炉子所利用热量与炉子输入热量的比值称为炉子热效率。热效率是热风炉的重要指标，它能反映热风炉设备的完善程度。通常有两种方法来测定和计算热效率，即：1.正平衡法；2.反平衡法。2.4.1正平衡法热平衡的测定原则有：热风炉的热平衡是以规定时间为基准，根据各项热量输入、支出进行综合计算。环境温度可作为热风炉的基准温度。测定时机应选为热风炉及其相关设备正常工作时。（4）热平衡允许的平衡差值在之间视为热量平衡，不在该范围内测定无效。（5）漏风量作为影响热平衡的关键环节很难准确测定，通常用高炉的实际风量与计算风量的差值表示。经验数据：3%10% ，热风炉越新数据越小。用被利用的热量与燃料放出的全部热量的比值当做热效率的方法称为正平衡法。以下为其计算公式： = (2-14) 式中：、炉子热效率；Q1有效利用热；Q燃料燃烧热。不难看出正平衡法功用性较为单一，不能得出各项热损失。2.4.2 反平衡法 通过计算热风炉各项热量损失来间接求得热效率的方法称为反平衡法。热效率100 (2-15) 式中 排烟烟气热损失； 气体未完全燃烧热损失，其值为0； 固体未完全燃烧热损失； 炉子散热热损失； 灰渣物理热损失以及其他热损失，其值为0。通常反平衡法应用较多，以便找出并解决影响热效率的原因。 表2-5 180烟气成分焓值表烟气成分CO2N2H2OO2单位焓值357260304267KJ/ Nm3 (2-16) 其中 =1.486357+8.1524260+0.2114304+8.4318267 =4443KJ/ Nm3 180空气的焓值：I空=260 KJ/ Nm3Ik0=L0I空=9.04260=2350.4 KJ/ Nm3 (2-17)Iy=Iy0-(a-1)Ik0 =4443+0.22350.4 =4913KJ/ Nm3散热损失q2=5散热损失q5=5炉子热效率= q1=1（q2+q3+ q4+ q5） =1-（5%+0+0+5%） =90设燃料燃烧的热量为，炉子的热量供应是4MW，则有:=90即=4.44MW2.5燃料消耗量计算计算出热风炉的热效率之后，燃料消耗量B可根据热风炉的供热量N求出，所以燃料消耗量：B= (2-18)式中N为热风炉的供热量B=476.3kg/h2.6燃烧室的计算与设计2.6.1单位燃烧生成气参与冷空气体的计算参与冷烟气，按下式计算：V2= (2-19)式中V1未参与冷烟气前的烟气量t0=180 C0=1.44KJ/Nm3t1=1989.98 t2=850C1=1.635 KJ/Nm3 V1=12.0364 Nm3/ kgC2=1.526 KJ/Nm3 C2=1.526 KJ/Nm3V2=22.69Nm3/ kg2.6.2燃烧装置选择2.6.2.1燃烧器选择考虑到燃烧无烟煤的方便性以及其可行性，可将燃烧器设计成类似土灶形式，又考虑到方便生产及其经济性能，用圆筒形大燃烧炉较为合适。2.6.2.2燃烧室主要尺寸（1）燃烧器相关尺寸：由燃烧器选型可参照热风炉燃烧室尺寸参考表，此处可选筒形燃烧室，H=1440mm，取直径950mm。（2）出烟口尺寸D3850时烟气量： V850=B(V1+V2)=476.3(12.0364+22.69)=16540Nm3/h (2-20)取D3=800mm，验算出烟口流速 (2-21) 求燃烧室容积： V= (2-22) =1.02m3 验算容积热强度：=159104 (2-23)符合燃烧室热强度要求。则燃烧室尺寸确定为内经，燃烧室总长度为L=1440mm，烟气出口处尺寸应在附近。但考虑到后续设计中进烟道为矩形截面装置，所以此处可取烟气出口尺寸为400800mm。 第三章 换热体设计3.1不锈钢管插件换热体的设计计算 由2.5.2.2可知，参与换热的烟气量为： 烟气量V=16540Nm3/h 由得 4.01063.6=1.3045V空（300-20） 得V空=39424 Nm3/h 烟气量V=16540 Nm3/h；空气流量V空=39424 Nm3/h。3.1.1烟气侧换热系数的确定换热体的总传热系数K体现了传热设备的性能以及流动状况对传热的影响。换热体的总换热系数k可由下式计算得到： (3-1)对于金属换热器，右边第二项可以忽略，则上式可简化为： (3-2)烟气侧对流换热系数为：假定烟气入口温度为850，出口温度500，钢管取503mm，烟气流速3m/s。则烟气平均温度：t烟=查表的烟气在660时的参数 烟气密度：=0.393Kg/ Nm3导热系数：8.1810-2W/(m)动力粘度：37.910-6Pas普朗特数：Pr=0.61则：Gm=v=30.393=1.179Kg/(m2s) (3-3)Re= (3-4)= (3-5) =0.33 =33.89kJ/(m2h) =29.05kcal/(m2h) (1cal=4.1868J)(2)平均辐射行程L为： L= = =0.15m； (3-6)由上一章节2.2.3.2所求结果可知烟气成分中CO2、 H2O百分比为：表3.1 烟气成分中CO2和H2O百分比成分 百分比CO2 14.65% H2O 2.08则：PCO2L=0.14650.15=0.021975PH2OL=0.02080.15=0.00312烟气平均温度t烟=650查得CO2和H2O的黑度为： =0.055 =0.058则=4.6（+） =4.6（0.054+0.060）30 =15.594 kcal/(m2h) (3-7)则烟气的总传热系数为：=+=29.05+15.594=44.644 kcal/(m2h) (3-8)3.1.2空气侧对流换热系数对流传热过程是壁面与流体间的传热过程，对流传热系数会受到与流体以及壁面相关的因素的影响。空气温度：t空=225导热系数：4.1310-2W/(m)动力粘度：38.8110-6m2/s普朗特数：Pr=0.675麻花铁参数：扭曲比：Y=2.5空气流速：V=10m/s特征长度： =0.044m则雷诺数为：Re=12110 (3-9)努赛尔数：Nu=1.804 =1.804 =57.66 (3-10)则空气对流换热系数：=40.95 kcal/(m2h) (3-11)3.1.3换热体总换热系数 kcal/(m2h) (3-12) 3.1.4换热体尺寸确定烟气经过插件钢管换热体后，空气被加热到300，则空气被加热所需的热量为：=394241.3099(300-150) (3-13) =7746225KJ/h =1850066kcal/h 出口温度为：=525根据要求误差为5%,故符合要求。换热体换热面积计算过程如下：=1850066 kcal/hK=5.128kcal/(m2h)= (3-14)=2.17 (3-15)由传热学PR图得=0.95=850-300=550 (3-16)=525-150=375 (3-17)=1.472所以=462.5=0.95462.5=440考虑到积灰等因素影响，面积增加10=1.1=0.902m2 (3-18)(2)管子的排列 钢管取503mm,受热面按内外表面平均值。每米管子受热面积： =0.00174m2管子总长度L=518.4m每小时流过每根管热管的空气量为243Nm3/h单行程钢管总根数：n=162根 管子长度=3.2m 按双行程时管子长度=1.51m,可取m由于需要在有限空间内设置尽可能多的散热管以及考虑到散热环节所要求的管子的合理分布性，此处将管子排列设置为前4后5式错开排列。间距为行间距,相邻两管圆心距离,前列管子圆心在后列管子圆心连线的中线上。烟气流通面积为： =1.21（0.075-0.05）=0.0303m2每根间距流量为： =0.030333600=327.24 m2钢管排数：=12排则钢管排列为4、5排列，共12排，三行程162根，1.5m长（3）换热体校核 m2 =21.36206.56440=1941333.5kcal/h 设计合理，方案可以采纳。3.2换热体的结构和材料的选定单组三行程插件换热体安装图见附图。结构特点： 换热过程中，高温烟气历经三次折流并采用逆流换热，能有效提高换热效率； 设有除尘设备，净化了烟气，达到了环保要求； 配有炉排装置，燃料选择较自由。 （2）换热体材料采用不锈钢即可满足要求第四章 空气侧阻力及烟气侧阻力计算4.1 不锈钢管插件换热体阻力计算4.1.1 不锈钢管内空气阻力计算由上一章3.1.2的计算内容可以知道不锈钢管里面的空气的雷诺数Re=1211010000，属于湍流流动。则不锈钢管内的空气阻力由摩擦阻力和局部阻力两部风组成，分别计算：摩擦阻力计算 摩擦阻力包括气体与管壁以及气体本身的的粘性产生的阻力，计算中以表示，考虑到管道里面有插件，所以根据实际经验取修正系数1.5，则计算公式为：=1.5 mm水柱，其中 (4-1) mm水柱 (4-2)式中：F通道断面积通道断面周长摩擦系数L计算段的长度气体在温度t时的速度头标准状态下气体的平均流速标准状态下的气体的中重度体积的膨胀系数，等于1/273气体的实际温度摩擦系数可以通过下列经验公式计算： (4-3)Y=2.5=0.415=0.019=11.77mm水柱 (4-4) (4-5) (4-6) 局部阻力损失计算局部阻力损失指由于通道断面大小或方向有显著的变化，使气流形成涡流状而引起的能量损失。计算局部阻力损失的公式为 (4-7)式中局部阻力系数，由相关表6-6查取 换热体的底部设计采用圆形连接弯管，取R/d=3.0,由局部阻力系数表可知=0.165,则换热体底部连接弯管阻力损失为：mm水柱由局部阻力系数可知=1.5，则换热体集流阻力损失为：mm水柱由局部阻力系数可知=3.0则一群圆孔通道入口阻力损失为：mm水柱圆孔扩散管阻力系数，由局部阻力系数可知=0.38，则圆形扩散管阻力损失为： mm水柱所以不锈钢管管道总局部损失为： mm水柱4.1.2烟气侧阻力计算横向通过管束时气流俄阻力与管束排数、排列方式、雷诺数等有关，在工程中通常利用现成的图表进行计算。由上面一章知管子的排列为错列管束错列管束阻力计算： 管束的总阻力损失： (4-8) 式中每管子的阻力，mm水柱，修正系数，修正系数， 沿气流方向管子的排列查相关的表可知： =2.376mm水柱4.2不锈钢管换热体的连接管阻力计算4.2.1空气摩擦阻力计算摩擦阻力包括气体与管壁以及气体本身的的粘性产生的阻力，计算中以表示，考虑到管道里面有插件，所以根据实际经验取修正系数1.5，则计算公式为： =1.5mm水柱 其中 mm水柱 (4-12)式中：F通道断面积通道断面周长摩擦系数L计算段的长度气体在温度t时的速度头标准状态下气体的平均流速标准状态下的气体的中重度体积的膨胀系数，等于1/273气体的实际温度摩擦系数的确定：导热系数：W/(m)运动粘度：kg/(ms)普朗特数：Pr=0.683空气流速：v=10m/s特征长度：m雷诺数： Re= (4-13)属于的光滑圆管，则 (4-14) =0.013 (4-15) = =9.99mm水柱 (4-16) 4.2.2局部阻力损失计算计算局部阻力损失的公式为 (4-17)式中局部阻力系数，由局部阻力系数表可知，所以 =0.359.99 =3.5mm水柱各部分阻力损失列于下表： 表4.1 阻力损失表空气摩擦阻力空气局部阻力烟气管束阻力光管换热体8.3994.692.376翅片换热6.0668.9112.18换热体连接处体0.263.50合计14.71167.114.556则总阻力损失为：=14.71+167.1+14.556=196.366mm水柱。 第五章 引烟机的选择5.1 引烟机的选择根据2.5.1和4.1.2可知，烟气温度180，烟气量14735Nm3/h，烟气侧阻力损失为2.376mm水柱。所以引烟机型号为：引烟机应选用9-19No14D，全压范围为48694181pa，流量范围为1251819888m3/h，电机转速为1020r/min功率为70kw，满足设计要求。5.2引烟机的安装在安装前首先做好工具材料的选择、清洗等准备工作，并对风机各部机件如叶轮、主轴和轴承等做仔细检查，发现问题立即调整修理。在安装操作过程中要按以下要求规范操作： （1）注意做好各接触面的润滑工作，以防止生锈，便于拆卸。对于螺栓与定位销的安装应当在插上销钉之后再拧紧螺栓。检查壳体内部，清理杂物。 （2）风机与地基结合面应调整至较合适位置，不得将外界重量加到风机上，同时要保证风机水平放置。轴承要保持清洁并注油。（3）安装要求：按图纸规范安装。 安装调节门要保证进气方向与叶轮须安装方向相同。安装风机管道时其重量应独立于机壳外。安全安装后，需要进行试运行，以确定其工作是否处于正常工作情况。5.3引烟机的使用（1）阅读说明书，按规定安装调试。（2）风机的试运转应在空载情况下进行。（3）如运转情况良好，应转入规定的压力和流量条件下运行。（4）满载荷运转的时间间隔要求为新安装风机不少于两小时，检修后风机不少于半小时。（5）风机启动前，应关闭调节门，检查其各部的间隙尺寸以及动静部件间刮蹭现象；检查叶轮旋向与标牌是否符合，仪表是否显示正常，有无漏水、漏电等异常现象，如有应一一排除。（6）运转过程中，轴承温升幅度应小于环境温度35摄氏度。轴承部位振动速度应在合理范围内。（7）因风机所选用的功率，是指风机性能的选择，首先确定需要被除尘设备的所需风量，计算出所有管道沿程摩擦阻力，及除尘器的阻力，累计后就是总阻力。 5.4引烟机的检查运行中轴承温度的检查标准为：轴承温度不高于70，温升不大于40。带传动装置是否安全可靠。轴承润滑油是否充足和完好。定期对风机进行全面检查，主要检查各类配合的松紧程度。5.5引烟机的保养与维护1、定期对电机的电器、线路进行检查测试。2、定期检查电机的使用情况以及损坏程度，包括电机轴承和轴承的润滑情况。3、定期检查风机传动部轴承损坏情况，注意润滑油更换。4、检查风机叶轮的动平衡。5、引风机的其它附件进行检查。6、保持设备的外表面的清洁，做好油漆防腐工作。7、使用当中注意风机轴承和电机的温升不要超过允许温升。8、风机定期维护保养，消除风机内部的积灰、污垢等。5.6引烟机故障及排除方法风机振动过大风机振动过大的一些常见原因有：1、联轴器不对中，即两轴中心未对准；2、轴承严重损坏，导致引起振动；3、叶轮与机壳存在磨碰现象；4、地脚螺丝松动或是灌浆未灌好、基础松动；5、运行中粉尘或油脂含量较大或较多，粘在叶片上；6、叶轮发生磨损后，产生不平衡分量。当风机震动情况较明显时应检查： 风机轴与电机轴的圆轴度是否处于正常状态；机壳或进风口与叶轮摩擦； 基础的钢度不牢固；叶轮铆钉松动或叶轮变形； 风机进出气管道安装不良； 转子不平衡，引风机叶片磨损。 叶轮轴承升温过高：1、轴承润滑剂过多，应减少润滑剂2、轴承润滑剂不足，或不适合，应增加润滑剂或选择合适润滑剂3、配合面蠕变或密封装置过大，应对轴承密封形式进行变更。 第六章 鼓风机的选择6.1鼓风机的选择1.鼓风机的选择：