锅炉鼓、引风机的选型与高原修正

实训基地实训（四）PAGEPAGE289锅炉鼓、引风机的选型与高原修正

摘要：本文较为详细地介绍了锅炉鼓、引风机的选型以及按平原地区设计的锅炉用于高原地区时对锅炉鼓、引风机进行的修正，希望对锅炉设计人员能有所帮助。

主题词：锅炉、鼓、引风机、选型、高原修正

1、前言

锅炉燃烧过程中，要连续地给燃料提供适量的空气，并把燃烧生成的烟气及时地排出，这就是锅炉的通风过程。通常采用平衡通风方式，就是利用鼓风机和引风机来克服气流流通过程中的各项阻力。如果鼓、引风机选型不当，不但影响锅炉的出力，而且还影响锅炉运行的经济性和稳定性。当锅炉应用于高原地区时，由于大气压力的变化，还必须对锅炉鼓、引风机进行大气压力修正，这样才能使锅炉正常运行。

2、锅炉烟风道阻力计算的修正

鼓、引风机的选型以及高原修正都是在锅炉热力计算和烟风道阻力计算之后进行的，热力计算确定燃烧所需的空气量及排放的烟气量，进而确定所需鼓、引风机的流量；烟风道阻力计算确定锅炉所需鼓、引风机的压头。烟风道阻力计算过程中所必须的重要数据，如受热面结构尺寸，烟气流速和烟温等都取自热力计算。和热力计算一样，烟风道阻力计算也是按锅炉额定负荷进行的。热力计算和各受热面的烟风道阻力计算过程比较简单，一般锅炉文献中都有讲述，锅炉设计人员在这方面也很少出错，所以本文略去不写。提醒大家注意的是，在计算各受热面烟气阻力时应根据受热面种类及运行中是否吹灰等不同条件考虑积灰因素的影响。

由于在烟风道阻力计算过程中经常用到的各类线算图，都是基于标准状态下干空气绘制的，而实际烟风道中的流动介质是某一压力下的空气和含灰烟气，因此在整个烟风道阻力计算完毕后，就必须对空气压力和烟气压力、密度以及烟气中的含灰量加以修正。

（1）烟道全压降：

ΔHy=Hl″+ΔHlzy-Hzsy

式中：

Hl″：炉膛出口负压，Pa。

ΔHlzy：修正后的烟道系统总阻力，Pa。

Hzsy：烟道和烟囱的自生通风能力，Pa。

修正后的烟道系统总阻力：

ΔHlzy=[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]×（ρ0y/1.293）×（101325/by）

式中：

ΣΔh1：炉膛出口到除尘器（包括除尘器）的烟道系统总阻力，Pa。

ΣΔh2：除尘器后的总阻力，Pa。

μ：烟气中的飞灰重量浓度，仅在烟气含灰量较大，即αfh×Azs＞6时，才进行修正，对于油气炉及含灰量小时，取μ=0。（Azs:燃料的折算灰份，即伴随一定热量（4186.8KJ）进入炉内的灰份，%。）

ρ0y：标准状态下实际烟气密度，Kg/m3。ρ0y=（1-0.01Ay+1.306αV0k）/Vy。

by：烟道中烟气平均压力，Pa。当[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]≤3000Pa，取by=b，当（ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2）＞3000Pa时，取by=b-[ΣΔh1（1+μ）+ΣΔh2]/2

b：当地平均大气压力，Pa。

（2）风道全压降：

ΔHk=ΔHlzk-Hzsk-Hl′

式中：ΔHlzk：修正后的风道系统总阻力，Pa。

Hzsk：风道的自生通风能力，Pa。

Hl′：空气进口处炉膛真空度，Pa。Hl′=Hl″+0.95Hg，（H为空气进口到炉膛出口中心之间的垂直距离。

修正后的风道系统总阻力：

ΔHlzk=ΣΔh×（101325/bk）

式中：

ΣΔh：风道各项阻力之和，Pa。

bk：风道中空气的平均压力，Pa。当ΣΔh≤3000Pa时，取bk=b，当ΣΔh＞3000Pa时，取bk=b+（ΣΔh/2）。

3、锅炉鼓、引风机的选型

锅炉烟风道阻力计算确定以后，燃烧所需的空气量及排放的烟气量也已在热力计算中确定，按这些数据便可进行鼓、引风机的选型工作。

（1）风机的计算流量

Qj=β1×V×（101325/bj）×(T/273)

式中：

β1：流量储备系数，一般取1.1。

V：额定负荷下进入引风机的烟气量或进入鼓风机的空气量（标态），Nm3/h。

bj：风机进口工作压力，Pa。对送风机和进口负压Sj≤3000Pa的引风机，可取bj=b，对于进口负压Sj＞3000Pa的引风机，则bj=b-Sj。

T：额定负荷下，送风机或引风机中介质的绝对温度，K。

（2）风机的计算压头

Hj=β2×ΔH

式中：

β2：压头储备系数，一般取1.2。

ΔH：锅炉风道或烟道的全压降，Pa。

（3）风机的折算压头

我国风机制造厂通常在设计鼓风机时，是以标准大气压下20℃的空气为介质，设计引风机时，是以标准大气压下200℃的空气为介质的。因此在选择风机之前，还必须把计算压头Hj折算到风机制造厂设计条件下的压头：Hzs=Kp×Hj

（Kp为折算系数）

对于鼓风机：

Kp=（T/Tj）×（101325/bj）

对于引风机：

Kp=（1.293/ρ0y）×（T/Tj）×（101325/bj）

式中：

Tj：风机制造厂设计风机时的取用绝对温度，K。

（4）风机所必需的电机功率

ND=β3×N/ηD

式中：

β3：功率储备系数，一般取1.1。

ηD：电动机的效率，一般取0.9。

N：风机所需的功率，kw。N=（Qj×Hj）/（3600×103×ηf×ηc）

ηf：全压头下风机的效率，由风机铭牌可知。

ηc：传动效率，由风机和电机的连接方式决定。当风机和电机直联时，ηc=1.0；当用联轴器联结时，ηc=0.95～0.98；当用三角带传动时，ηc=0.90～0.95；当用平皮带传动时，ηc=0.8。

以上计算完成后，就可以根据风机的计算流量Qj和折算压头Hzs查风机的特性表，选择合适的风机，还可以根据风机所需的电机功率校对风机厂家配套的电机是否合适。

4、锅炉鼓、引风机的高原修正

严格按照以上的步骤，不管是平原还是高原，选择鼓、引风机都是不会有问题的。但是，当按平原地区（海拔高度低于200米）设计的锅炉用于高原地区，进行简单的鼓、引风机修正时，往往容易出问题。下面就锅炉鼓、引风机的高原修正简要作以说明。

（1）风机的流量修正

按平原地区设计的锅炉用于高原地区时，由于大气压力降低，空气变得稀薄，每立方米空气的含氧量降低，所以保证燃料完全燃烧所需要的空气量相应增加，根据理想气体状态方程，风机的计算流量需要用系数（101325/bj）修正一次。

（2）风机的压头修正

按平原地区设计的锅炉，烟风道系统的全压降，利用基于标准状态下干空气绘制的线算图计算完毕后，不需要进行大气压力修正，当锅炉用于高原地区时，必需进行大气压力修正，烟道系统的全压降需要用系数（101325/by）修正