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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(dòng)機(jī)型號(hào)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(tái)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(zhǎng)，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(shuō)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(tái)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(huì)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。
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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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