分布式能源站烟道系统的设计计算

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1、第35卷第6期华电技术V01.35No.62013年6月HuadianTechnologyJun.2013分布式能源站烟道系统的设计计算于秀艳(华电分布式能源工程技术有限公司,北京100070)摘要:介绍了分布式能源站烟道系统设计计算包括的内容及计算方法,结合实例进行了计算和分析,并对计算结果进行了评价,供烟道系统设计时参考。关键词:分布式能源站;烟道系统;阻力及抽力;保温;设计计算中图分类号:TM91文献标志码-B文章编号:1674—1951(2013)06—0010—04(1)根据设备厂家资料,确

2、定烟道系统的进口0引言温度、排烟流量(需注意此流量所对应的压力、温在进行分布式能源站可行性研究、初步设计和度)及设备所能提供的背压。施工图设计过程中,除了要进行主机选型等复杂计(2)根据能源站设备及烟道系统布置图,求出算,烟道系统的设计计算也是非常重要的工作之一。各段烟道的长度和烟囱高度,并列出每段烟道内所烟道系统的管径、流速、烟囱高度、保温层厚度、排烟含的设备和管道附件的种类及数量。温度等选择是否合理,将影响整个能源站排烟系统(3)根据以上资料,通过计算初选烟道系统各及设备的正常运行,并对能源站的经

3、济性产生一定段管径、保温层种类及厚度,计算各段阻力,并将各影响。段阻力相加求出总阻力。分布式能源站烟道系统的设计计算过程较为复(4)根据烟囱布置图及能源站当地最不利季节杂,其主要难点是在各设计手册中找不到相应的公的室外环境温度、大气压力,计算烟囱的抽力。式和计算方法。通常在设计手册中只能查到通过锅(5)求出抽力与1.2倍总阻力的差值。此差值炉蒸发量进行烟道系统估算的方法,但对于以天然若为正值,则说明烟气能顺利排出,但此值不能太气等气体燃料为主的分布式能源站,烟气通常不在大,太大则说明烟囱的抽力过大或烟

4、道系统的阻力锅炉中产生,而是通过直燃机、内燃机或燃气轮机等偏小,此时可采取缩小烟道管径、降低烟囱高度或降设备燃烧做功及换热后产生,此情况下无法通过锅低排烟温度(如加烟气热水换热器)等办法解决。炉蒸发量的估算方法进行计算。这就需要找出适应此差值若为负值,则说明烟气无法顺利排出(可能直燃机、内燃机或燃气轮机的计算方法。会出现倒灌),需要设备提供一定的正背压(正背压直燃机、内燃机或燃气轮机所对应的计算方法值应大于此差值的绝对值),或采取增加管径、提高不仅涉及阻力计算、抽力计算,还涉及保温计算及温烟囱高度、提

5、高排烟温度等办法来解决,以保证烟气降计算,甚至涉及烟气比热容及烟气密度的计算,而顺利排出。且各计算过程相互影响,必须将各计算过程相结合,1.2烟道系统的保温及温降计算才能得出完整、准确的计算结果。本文通过实例说在以上烟道系统阻力的计算过程中,需先求得明如何进行分布式能源站烟道系统的设计计算。各段烟道进口及出口烟气的温度,以求出每段的平均烟气温度,再根据平均烟气温度求出每段在平均l烟道系统设计计算包括的内容及计算方法温度下的烟气流量、密度、流速的平均值,从而求出分布式能源站烟道系统设计计算主要包括烟道每

6、段烟道的阻力。另外,计算烟囱的抽力时,也需先系统阻力及抽力计算、烟道系统保温及温降计算、烟求出烟囱内的平均烟气温度。气比热容及密度计算。欲求各段烟气进口及出口温度,需进行保温及温降计算。在进行保温及温降计算的过程中,需先1.1烟道系统阻力及抽力计算根据烟道系统各段的温度情况合理选择保温材料,烟道系统阻力及抽力计算的前提条件及计算过保温材料选定后就可在相关手册中查得该保温材料程如下:导热系数随温度变化的计算公式。收稿日期:2012—10—12;修回日期:2013—03—19在该计算过程中,当管径、管长、

7、烟气进口温度第6期于秀艳:分布式能源站烟道系统的设计计算及烟道内的烟气质量流量一定时,每段烟道的烟气2烟道系统设计计算实例出口温度是随保温层厚度变化而变化的。另外需要注意的是,保温层厚度的选择要同时满足相关规范下面以某楼宇式分布式能源站项目为例,对其中“当环境温度为25℃时,保温层外表面的温度不烟道系统的计算数据表和曲线图进行分析。应大于50cC”的要求。2.1直燃机烟道系统计算1.3烟气比热容及密度计算直燃机排烟系统阻力计算数据见表1,烟囱抽在上述计算过程中,需要用到烟气密度及比热力计算数据见表2,

8、直燃机排烟系统保温及温降的容,其数值均随温度的变化而变化。烟气密度及比计算数据见表3。热容还与烟气成分有关,内燃机、燃气轮机、直燃机、表1、表2数据对应项目共有2台直燃机,AB燃气锅炉等设备的烟气成分,会因燃气成分及燃烧段为单台直燃机排烟段,BC段为2台直燃机合并后过量空气系数的不同而不同。因此,需根据燃料成排烟段,CD段为2台直燃机共用烟囱段。该计算分及燃烧过量空气系数进行烟气密度及比热容的计中,夏季室外环境温度最高工况为直燃机运行的最算,做出烟气密度

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