新聞主題	柴油發電機排煙管溫度、背壓及直徑尺寸計算

 

摘要：根據康明斯官方給予數據，以康明斯柴油發電機組（發動機型號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℃。關于柴油發電機排煙系統的具體計算方法，康明斯公司在本文中進行了詳細的公示，供于參考。

 

一、排煙系統的計算公式

 

1、煙氣流速（常用數據）

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。

根據式（2）計算結果：

單臺柴油發電機截面積0.1562 m²（計算值）,實際φ450,截面積0.15896 m²；故選用φ450直徑排煙管。

3、煙氣在煙囪內溫度

（1）煙氣在煙囪內每米高度的降溫

?t=27A÷N^1/2...............................（公式3）

式中，A——修正系數,取A值為0.8；

N——柴油機功率，取值1000KW。

根據式（3）計算結果：

?t=0.68℃/m

（2）煙氣在煙囪內的總降溫

T=?t×H...............................（公式4）

式中，H——垂直煙囪高度，取值132米。

根據式（4）計算結果：

T=89.76℃

（3）煙氣在煙囪出口的溫度

t₁=t₀-?t...............................（公式5）

式中，t₀——煙氣進口溫度，取值520℃。

根據式（5）計算結果：

t₁=519.32℃

（4）煙氣平均溫度

t_p=（t₁₊t₀）÷2...............................（公式6）

根據式（6）計算結果：

t_p=519.66℃

（5）煙氣平均密度

ρ_p=ρ₀273÷（273+t_p）...............................（公式7）

式中，ρ₀——標準標態煙氣密度，取值1.34Kg/m³。

根據式（7）計算結果：

ρ_p=0.4615 Kg/m³

4、煙囪自然抽力

hz=（ρ_1-ρ_p）.（Z₂-Z₁)...............................（公式8）

式中，ρ₁——室外空氣密度1.293Kg/m³；

Ρ_p——煙氣平均密度0.4615 Kg/m³；

Z₂——煙囪頂標高；

Z₁——煙囪底部標高。

根據式（8）計算結果：

hz=109.758 Pa

5、煙囪阻力

（1）煙囪磨檫阻力

?h=λ×（L÷d）×（ρ_p×W²÷2)...............................（公式9）

式中，λ——磨檫阻力系數0.02 ；

L——煙道總長，取值144米；

D——煙囪當量直徑，取值0.45；

Ρ_p——煙氣平均密度0.4615Kg/m³；

W——煙氣流速，取值25m/s。

根據式（9）計算結果：

?h=923Pa

（2）90°彎頭阻力

ξ=0.7...............................（公式10）

根據式（10）計算結果：

?h₁=931.56 Pa

（3）阻力合計

根據式（9）、式（10）計算結果：

Σ?h=1854.56Pa

 

二、煙囪制作的技術要求

 

1、排煙管構造技術要求說明

（1）整條水平及垂直的排煙管道：內壁由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，屬于專供柴油發電機排煙用的預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，并按照發電機組廠家所提供的安裝要求進行施工。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有清掃口/排污裝置。

（5）每臺設備排煙口配有消音器（由發電機組廠家自配）。

（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所引起的相應位移不會影響建筑結構。

（7）煙道三通須采用互補式，以利于煙氣的排放流暢。

 

柴油發電機排煙管走向圖

柴油發電機房排煙管安裝圖

 

 

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）柴油發電機的排煙溫度為500℃，保溫后煙囪外壁溫度不高于60℃。

3、排煙管膨脹伸縮器

（1）須計算有關排煙管道的膨脹量和選取適當的膨脹補償器，在適當的位置設置。

（2）提供的膨脹補償器須為專供高溫排煙系統的設計，所用材料均適用于高溫操作，采用翻邊滿焊連接。

 

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