煙風道設計優(yōu)化

煙風道設計優(yōu)化

2019.07煙風道的作用煙道是省煤器出口至空氣預熱器，從預熱器出口至除塵器乃至煙囪的管道。沿途它對預熱器進行加熱，以提高鍋爐的效率。一次風道

是從一次風機至預熱器、預熱器至磨煤機的管道。它是對燃料進行加熱、干燥，對燃料進行傳輸?shù)墓艿?。二次風道是從送風機至預熱器、預熱器至爐膛的管道。它是對燃料在爐膛內(nèi)的燃燒提供氧分的管道.

膨脹系統(tǒng)的確立首先須確立一個合理的膨脹體系，因為爐本體與預熱器是兩個獨立的膨脹系統(tǒng)，而煙風道是兩者聯(lián)系的橋梁，它們之間有脹差，那么就必須建立一個和合理的膨脹系統(tǒng)來滿足機組的安全可靠的運行。膨脹系統(tǒng)建立的原則安全可靠性和同要求經(jīng)濟性煙道的設計后煙井底部連接板的設計充分考慮受熱面與煙道之間的脹差省煤器灰斗的設計灰斗的形狀及集灰效果小灰斗大小的確定灰載荷的統(tǒng)計（每立方1200~1500kg）煤的含灰量的5%集于此煙道傾角：不考慮積灰的煙道，煙道軸線與水平面夾角應大于40°；灰斗傾角：灰斗的傾角不小于50°；對于粘結(jié)性飛灰夾角應不小于60°。支座形式靜摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)無潤滑劑有潤滑劑無潤滑劑有潤滑劑鋼-鋼0.150.10~0.120.150.05~0.10鋼-青銅0.150.10~0.150.150.10~0.15鋼-合金鋼0.150.10~0.120.150.05~0.10弧形鋼支座-鋼0.150.10~0.120.150.05~0.10弧形鋼支座-合金鋼0.150.10~0.120.150.05~0.10合金鋼-合金鋼0.150.10~0.120.150.05~0.10鋼-聚四氟乙烯0.20

0.25

聚四氟乙烯-聚四氟乙烯0.10

0.15

表8.1：常用支座摩擦系數(shù)二次風道的設計并聯(lián)風道的設計平衡風道的通流面積為總面積的30%遠離鋼梁，避免干涉。膨脹節(jié)的設置（見示例）大風箱的設計水冷壁布置圖的對照大風箱附件位置的確定燃燒器布置圖大風箱尺寸的確定大風箱的支吊SOFA風箱的設計水冷壁布置圖的對照大風箱附件位置的確定SOFA燃燒器布置圖風箱尺寸的確定SOFA風箱的支吊金屬膨脹節(jié)的參數(shù)半高膨脹節(jié)單波膨脹節(jié)可吸收0.5英寸膨脹量雙波膨脹節(jié)可吸收1英寸膨脹量全高膨脹節(jié)單波膨脹節(jié)可吸收1.125英寸膨脹量雙波膨脹節(jié)可吸收2.25英寸膨脹量管道的變形限制無加強筋位置墻板變形控制在L/120范圍內(nèi)加強筋位置

CE：墻板變形控制在L/464范圍內(nèi)(國標：設計壓力下煙道加固肋變形不超過1/300。運行壓力下加固肋變形不超過1/360）載荷的預估煙道取每平方146~180kg。風道取每平方126kg。載荷的校核設計完畢后管道的重量+每平方45kg保溫材料的重量。壓力載荷的計入膨脹節(jié)位置處。風門擋板位置處。膨脹載荷的計入恒力彈簧吊架的選取載荷管道加保溫的重量*1.1。位移管道的計算位移*1.2。剛性吊架的選取設計時須注意標準號及左右螺紋的正確性。風門擋板關閉擋板執(zhí)行器啟動力矩=2*K*A調(diào)溫擋板執(zhí)行器啟動力矩=K*A（其中：K為系數(shù)，A為通流面積）限位載荷的統(tǒng)計壓力載荷膨脹載荷風載荷WK=βZμSμZWO，不得小于0.25KN/m2WK—風荷載標準值，KN/m2；WO—基本風壓，KN/m2；μZ—風壓高度變化系數(shù)；μS—風荷載體形系數(shù)；βZ—高度Z處的風振系數(shù)；活荷載：

每平方米取200Kg載荷地震載荷（風載荷、地震載荷一般取大值，很多情況下煙風道的風載荷比地震載荷大）雪荷載：SK=μrSOSK—雪荷載標準值，KN/m2；SO—基本雪壓，KN/m2；μr—積雪分布系數(shù)；角部結(jié)構(gòu)的選擇角部DS結(jié)構(gòu)角部SS結(jié)構(gòu)限位載荷的統(tǒng)計壓力載荷膨脹載荷風載荷地震載荷（風載荷、地震載荷一般取大值，很多情況下煙風道的風載荷比地震載荷大）墻板的當量壓力載荷

脈動設計的規(guī)定

壓力波動100Pa時墻板變形為1mm壁板自振頻率：fp=8.64*10-3*δ*(1/Wc2+1/W2)*Et0.5

內(nèi)撐桿設計：所有支撐均按下面提及的荷載條件和所給最大極限荷載所確定。煙風道的靜荷載用正常的許用應力。靜荷載＋設計壓力＋灰載，按正常的許用應力。靜荷載＋修正后的設計壓力/或用戶的特殊要求＋灰載，按屈服應力計算。拉桿長細比小于250；壓桿不大于200。按軸心受力桿件計算。λ=μl/r

r=（I/A）1/2

σ=F/A≤[σ]=Fa

異形件設計：11.1矩形的煙風道彎頭，宜滿足下列要求。11.1.1矩形管道的彎頭，宜為同心圓緩轉(zhuǎn)彎頭或內(nèi)、外邊均為圓角的急轉(zhuǎn)彎頭，彎曲半徑或內(nèi)、外邊彎曲半徑與彎頭進口徑向?qū)挾鹊谋戎狄藶椋壕忁D(zhuǎn)彎頭，R／b＝1～2(圖6)急轉(zhuǎn)彎頭，rw／b＝rn／b＝0.4～0.6

(圖7)

緩轉(zhuǎn)彎頭急轉(zhuǎn)彎頭導向板和導流板設計：11.2.1煙風道在下列條件時，宜裝設導向葉片或?qū)Я靼?。急轉(zhuǎn)彎頭加導向葉片。彎頭的內(nèi)邊彎曲半徑與彎頭進口徑向?qū)挾鹊谋戎担旱冉孛婕鞭D(zhuǎn)彎頭rn／b≤0.25。擴散急轉(zhuǎn)彎頭rn／b1≤1。收縮急轉(zhuǎn)彎頭rn／b1＜0.2時可裝設導向葉片。導向葉片數(shù)及其間距可按圖10和表6進行計算。導向葉片數(shù)及其間距可按圖10和表6進行計算。帶導流板的彎頭

帶導向葉片彎頭

導向葉片數(shù)及其間距的計算方法序號名稱彎頭前氣流分布均勻是用最佳葉片數(shù)降低彎頭阻力時用最少葉片數(shù)1葉片數(shù)n≈S/rnn≈0.65S/rn2S3外邊第一個間距與內(nèi)邊第一個間距比Sn+1/S1=2Sn+1/S1=34內(nèi)邊第一個間距S15間距差值S2-S1=S3-S2=....=Sn+1-Sn=S1/nS2-S1=S3-S2=....=Sn+1-Sn=2S1/n6導向葉片中心角φA2=A1的90°彎頭，φ=95°A2/A1=2的90°擴散彎頭，φ=75°A2/A1=0.5的90°收縮彎頭，φ=115°注A1、A2分別為管道進、出口截面積變徑管(擴散管、收縮管、方圓節(jié))應滿足下列要求。擴散管：擴散角宜為7°～15°，但不宜大于20°(圖13和圖14)；當擴散角＞20°時，應采用階梯型擴散管或曲線型擴散管(圖15和圖16)；階梯型擴散管后宜盡量避免直接布置彎頭；當擴散角≥30°時，應加裝導向板，其片數(shù)n根據(jù)擴散角確定：＝30°，n＝2；＝45°，n＝4；＝60°～90°，n＝6；＝100°，n＝8。1．墻板厚道的選取在引進的CE煙風道墻板設計標準中，有下列規(guī)定：（1）3mm墻板適用于矩型風道中較大一側(cè)尺寸小于2000mm的。（2）4mm墻板適用于矩型風道中較大一側(cè)尺寸大于或等于2000mm的。在我國的煙風煤粉管道設計技術規(guī)程中，有下列規(guī)定：（3）風道：熱風道為3mm~4mm。綜合以上兩份標準，可見大容量鍋爐，熱二次風道一般選用4mm墻板。我國的煙風煤粉管道設計技術規(guī)程中規(guī)定，熱風道推薦設計流速為15~25m/s。采用上限高流速，管道截面小，風道重量輕，但會加快磨損。采用下限低流速，管道截面大，磨損小，但風道的重量會增加，不利于降本。由于回轉(zhuǎn)式空預器有一定的漏灰率，所以熱二次風道不可避免的攜帶灰粉，會對管道造成磨損。綜上所述，結(jié)合以往工程的實際情況，熱二次風道截面尺寸按風速20m/s左右來確定較為合理?！軩N1000以上的圓形管道才需設置加強筋。加強筋間距一般按1.0~1.5倍外徑采用，但最大間距不得大于3m。

非工地現(xiàn)場制造的圓形風道，在運輸過程容易造成管道變形，需增加加強筋用于防變形，故減少的重量約為20%，如果圓形風道在工地現(xiàn)場制造，不考慮防止運輸變形的加強筋，百萬等級鍋爐熱二次風道采用圓管設計的管道重量比矩形管道能減少約30%。

支吊和限位：支吊和限位的結(jié)構(gòu)應能有效傳遞該區(qū)域煙風道的各種荷載，應能滿足煙風道運行、檢修維護等需求。支吊和限位系統(tǒng)應設置簡潔，傳力路徑清晰。支撐結(jié)構(gòu)當鋼支座直接與支撐梁接觸時，滑移系數(shù)為0.3?；⌒沃ё幕葡禂?shù)為0.2。不銹鋼板之間的滑移系數(shù)為0.2。支座與鋼梁之間設置一層聚四氟乙烯墊板時，滑移系數(shù)為0.2。支座與鋼梁之間設置兩層聚四氟乙烯墊板時，滑移系數(shù)為0.1。什么情況下使用？高寬比0.5~2的煙風道，且高度不小于2m的水平矩形煙風道，宜按6m左右設置支吊結(jié)構(gòu)，最大間距不超過9m。作用組合和效應標準組合S=P+Σqdl(8-2)式中S：荷載標準值效應P：設計壓力，一般為q0，KPaΣqdl

：q1~q5煙風道計算面板上的當量荷載，KPaq1：煙風道道體面板、加固肋自重產(chǎn)生的當量荷載及平臺活荷載，KPaq2：煙風道保溫重量產(chǎn)生的當量荷載，KPaq3：煙風道內(nèi)部積灰產(chǎn)生的當量荷載，KPaq4：露天煙風道積雪產(chǎn)生的當量荷載，KPaq5：露天煙風道風荷載產(chǎn)生的當量荷載，KPa其中q4和q5不同時出現(xiàn)，如有其他荷載應計入標準作用組合。運行壓力下的荷載組合S=Pa+Σqdl(8-3)Pa：運行壓力，是正常運行時所在位置的壓力，KPa瞬間壓力下的荷載組合S=Pmax+q1+q2+0.5q3(8-4)式中Pmax：煙道瞬間壓力或MFT工況下煙風道極限壓力，KPaq1：煙風道道體面板、加固肋自重產(chǎn)生的當量荷載，KPaq2：煙風道保溫重量產(chǎn)生的當量荷載，KPaq3：煙風道內(nèi)部積灰產(chǎn)生的當量荷載，KPa地震作用下的荷載組合S=Pa+q1+q2+0.5q3(8-5)式中P：煙風道運行壓力，一般為q0，KPaq