不锈钢烟囱的选型举例

　　摘要：在机电安装过程中，经常会涉及到设备排烟及烟囱的选型问题，比如锅炉或者发电机组等，而在这些排烟烟囱的选型问题中，涉及参数较多。如何正确的选型，本文在这里就发电机组的不锈钢烟囱给大家做一个选型举例。
　　关键词：不锈钢，烟囱选型，举例
　　1、项目概况
　　本项目设计发电机常用功率为1000KW，备用功率为1100KW，烟气量约为14700m3/h，发电机最大排烟背压≤6.8kpa，发电机支管尺寸为内Ф200mm变径至内Ф250mm，主管尺寸为内350*500mm，烟气温度为：T=460℃，环境温度取：T=20℃（暂估）；
　　2、参考标准
　　本项目设计发电机烟囱为SUS304双层不锈钢材质，根据施工现场限制，烟囱高度不超过屋顶4米，即加上屋顶以下距离烟囱总高度不易超过5米。
　　其余排烟阻力及外边面温度的计算根据建设部标准《烟囱设计规范》GB-50051-2002的相关标准要求，符合相关参数要求即可。
　　3、烟气密度的计算：
　　环境温度T℃时的烟气密度：
　　㎏/m3（ρ=1.34Kg/m3，烟气在0℃时的密度）
　　设备 烟气温度℃ 烟气密度Kg/m3
　　发电机 460 0.499
　　4、烟囱保温层厚度计算：
　　保温材料为硅酸铝纤维棉：烟气的平均温度：tp=0.514t+16
　　硅酸铝纤维棉的导热系数方程为：λ=0.032+0.00018tpw/m•k
　　烟囱外表面温度：
　　t：烟气温度；℃d：烟管内径，m；
　　t5：环境温度，20℃；t2：保温层外壁温度，℃；
　　D2：烟管外径，m；λ2：导热系数，w/m•k；
　　α2：放热系数:设备房内取23.71w/㎡kg，井洞内取11.63w/㎡kg（计算不利的状态井洞内）
　　经计算得：
　　设备 烟管内径mm 烟管外径mm 导热系数w/m•k 烟囱外表面温度℃ 保温厚度mm 备注
　　发电机 Φ200 Φ400 0.077 40.17 100 室内水平段
　　 Φ250 Φ450 0.077 41.09 100 室内水平段
　　 Φ400 Φ600 0.077 42.84 100 室内垂直段
　　 Φ400 Φ550 0.077 51.09 75 室外垂直段
　　 350*500 550*700 0.077 43.37 100 室内水平段
　　烟囱保温层材质为硅酸铝纤维棉时，烟囱外表面温度＜52℃。
　　5、烟气流速的计算：
　　根据烟囱截面直径计算公式：
　　 ：烟囱截面直径，mm
　　：通过烟囱的总烟气量，m3/h：烟囱的出口流速，m/s
　　设备 烟气排量m3/h 实际烟气流速m/s 烟囱内径mm
　　发电机 7350 64.94 Ф200
　　 7350 4.156 Ф250
　　 14700 23.32 350*500
　　 14700 32.47 Ф400
　　6、阻力验算（以最不利排烟一个出口计算为准）：
　　设备 烟囱内径mm 实际烟气流速m/s 水平管长度m 垂直管长度m
　　发电机 Ф200 64.94 1.2 /
　　 Ф250 41.56 1.4 /
　　 350*500 23.32 3.6 /
　　 Ф400 32.47 0.5 4
　　1）、垂直、水平管道沿程摩擦阻力
　　Pa
　　即：λ：烟囱壁阻力系数，取0.03 
　　H:烟囱水平段和竖直段总长度m
　　ρPJ：烟气密度（T烟气温度，1.34指标况下空气密度）
　　ωPJ：烟气流速m/s
　　dPJ:主烟管内径m
　　2）、出口阻力
　　Pa
　　A：出口阻力系数，伞形雨帽一般取1.1
　　ωC：烟气流速m/s
　　ρC：烟气密度(同上)
　　3）、局部阻力
　　Pa
　　ξ：局部阻力系数（90°弯头取0.7，三通取1.0）
　　ωPJ：烟气流速m/s
　　ρPJ：烟气密度(同上)
　　4）、烟囱的烟道总阻力：Pa
　　总阻力=摩擦阻力+出口阻力+弯头阻力
　　设备 烟囱内径mm 实际烟气流速m/s 水平管长度m 垂直管长度m 弯头三通个数 总阻力Pa
　　发电机 Ф200 64.94 1.2 / 2个弯头 1662.7
　　 Ф250 41.56 1.4 / / 72.41
　　 350*500 23.32 3.6 / / 39.53
　　 Ф400 32.47 0.5 4 1个三通 641.27
　　经计算知：发电机组烟囱烟道总阻力为2415.91Pa
　　5）、抽力
　　由“烟囱高度与抽力线算图”查烟囱的抽力S，当发电机烟气温度为500℃时，烟囱每米高度的抽力为7.169Pa，烟囱有效抽力高度为4.4米，烟囱的抽力S=31.544Pa。（环境温度20℃时）
　　7、结论
　　1）、发电机烟囱外表温度演算结论：
　　发电机烟囱烟气在环境温度T=20℃排出温度为T=460℃，室内采用100mm厚硅酸铝保温时，烟囱外表面温度为44℃以内。室外采用75mm硅酸铝保温时，烟囱外表面温度为52℃以内，满足环境温度要求。
　　2）、发电机排烟阻力演算结论：
　　发电机烟囱烟气正常排出的条件为：发电机总背压（烟道总阻力+消声器压降-烟囱抽力）＜发电机允许背压，则此时:2.42Kpa+1.0Kpa-0.32Kpa＜发电机最大允许背压（6.8Kpa），所以理论计算此时发电机烟囱烟气可以正常排出，能满足发电机组在满载负荷下的烟气排放！（消声器压降暂估1.0Kpa）。
　　参考文献：
　　GB50051-2002《烟囱设计规范》第1版出版地：北京

《不锈钢烟囱的选型举例》

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文章名称： 不锈钢烟囱的选型举例

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