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柴油發(fā)電機(jī)排煙管溫度、背壓及直徑尺寸計(jì)算 |
摘要:根據(jù)康明斯官方給予數(shù)據(jù),以康明斯柴油發(fā)電機(jī)組(發(fā)動機(jī)型號KTA50-G3)常載功率1000KW為例,背壓6.8KPa,排煙量234.3m3/分鐘,其排煙溫度在頻率60HZ情況下為529℃;在頻率50HZ情況下為583℃。關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)排煙系統(tǒng)的具體計(jì)算方法,康明斯公司在本文中進(jìn)行了詳細(xì)的公示,供于參考。
一、排煙系統(tǒng)的計(jì)算公式
1、煙氣流速(常用數(shù)據(jù))
W=25m/s...............................(公式1)
2、煙氣需要的煙囪截面積
F=Vy÷3600÷W...............................(公式2)
式中,Vy——煙氣流量;
F——煙囪截面積m2;
W——煙氣流速,取值25m/s。
根據(jù)式(2)計(jì)算結(jié)果:
單臺柴油發(fā)電機(jī)截面積0.1562 m2(計(jì)算值),實(shí)際φ450,截面積0.15896 m2;故選用φ450直徑排煙管。
3、煙氣在煙囪內(nèi)溫度
(1)煙氣在煙囪內(nèi)每米高度的降溫
?t=27A÷N1/2...............................(公式3)
式中,A——修正系數(shù),取A值為0.8;
N——柴油機(jī)功率,取值1000KW。
根據(jù)式(3)計(jì)算結(jié)果:
?t=0.68℃/m
(2)煙氣在煙囪內(nèi)的總降溫
T=?t×H...............................(公式4)
式中,H——垂直煙囪高度,取值132米。
根據(jù)式(4)計(jì)算結(jié)果:
T=89.76℃
(3)煙氣在煙囪出口的溫度
t1=t0-?t...............................(公式5)
式中,t0——煙氣進(jìn)口溫度,取值520℃。
根據(jù)式(5)計(jì)算結(jié)果:
t1=519.32℃
(4)煙氣平均溫度
tp=(t1+t0)÷2...............................(公式6)
根據(jù)式(6)計(jì)算結(jié)果:
tp=519.66℃
(5)煙氣平均密度
ρp=ρ0273÷(273+tp)...............................(公式7)
式中,ρ0——標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)態(tài)煙氣密度,取值1.34Kg/m3。
根據(jù)式(7)計(jì)算結(jié)果:
ρp=0.4615 Kg/m3
4、煙囪自然抽力
hz=(ρ1-ρp).(Z2-Z1)...............................(公式8)
式中,ρ1——室外空氣密度1.293Kg/m3;
Ρp——煙氣平均密度0.4615 Kg/m3;
Z2——煙囪頂標(biāo)高;
Z1——煙囪底部標(biāo)高。
根據(jù)式(8)計(jì)算結(jié)果:
hz=109.758 Pa
5、煙囪阻力
(1)煙囪磨檫阻力
?h=λ×(L÷d)×(ρp×W2÷2)...............................(公式9)
式中,λ——磨檫阻力系數(shù)0.02 ;
L——煙道總長,取值144米;
D——煙囪當(dāng)量直徑,取值0.45;
Ρp——煙氣平均密度0.4615Kg/m3;
W——煙氣流速,取值25m/s。
根據(jù)式(9)計(jì)算結(jié)果:
?h=923Pa
(2)90°彎頭阻力
ξ=0.7...............................(公式10)
根據(jù)式(10)計(jì)算結(jié)果:
?h1=931.56 Pa
(3)阻力合計(jì)
根據(jù)式(9)、式(10)計(jì)算結(jié)果:
Σ?h=1854.56Pa
二、煙囪制作的技術(shù)要求
1、排煙管構(gòu)造技術(shù)要求說明
(1)整條水平及垂直的排煙管道:內(nèi)壁由SUS316不銹鋼板制成,厚度1.0mm,外壁由SUS304不銹鋼板制成,厚度0.8mm。此厚度適用于≤Ф800mm的煙管,屬于專供柴油發(fā)電機(jī)排煙用的預(yù)制雙層保溫不銹鋼排煙管。
(2)不銹鋼排煙管須采用單面焊接,雙面成型的焊接工藝(不用焊絲),確保煙囪使用壽命30年,并按照發(fā)電機(jī)組廠家所提供的安裝要求進(jìn)行施工。煙管在需要法蘭連接的位置采用Ω卡箍連接,方管采用TFD法蘭連接,并配有耐高溫和氣密的墊片。
(3)垂直排煙管道須采用承托框架,間隔6m左右,作為垂直排煙管道的導(dǎo)向和支承。水平管道須保證3-5‰的斜率。
(4)垂直排煙管的底部須設(shè)有清掃口/排污裝置。
(5)每臺設(shè)備排煙口配有消音器(由發(fā)電機(jī)組廠家自配)。
(6)整條排煙管道須盡量利用樓板、墻體和頂板作支撐,各承托支架必須不能與排煙管道直接接觸。所有承托支架需容許排煙管道膨脹收縮時(shí)所引起的相應(yīng)位移不會影響建筑結(jié)構(gòu)。
(7)煙道三通須采用互補(bǔ)式,以利于煙氣的排放流暢。
柴油發(fā)電機(jī)排煙管走向圖 |
柴油發(fā)電機(jī)房排煙管安裝圖 |
2、排煙管保溫
(1)水平及垂直排煙管道須加以隔熱和保溫材料,保溫材料需采用100mm厚的硅酸鋁纖維棉隔熱保溫。
(2)柴油發(fā)電機(jī)的排煙溫度為500℃,保溫后煙囪外壁溫度不高于60℃。
3、排煙管膨脹伸縮器
(1)須計(jì)算有關(guān)排煙管道的膨脹量和選取適當(dāng)?shù)呐蛎浹a(bǔ)償器,在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置。
(2)提供的膨脹補(bǔ)償器須為專供高溫排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì),所用材料均適用于高溫操作,采用翻邊滿焊連接。
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