2024年6月3日发(作者：曹鸿轩)
15.
烟道阻力损失及烟囱计算根据实例计算
烟囱是工业炉自然排烟的设施， 在烟囱根部造成的负压一一抽力是能够吸引并排烟的动
而烟囱是靠烟气在大气中 力。在上一讲中讲到的喷射器是靠喷射气体的喷射来造成抽力的，
的浮力造成抽力的，其抽力的大小主要与烟气温度和烟囱的高度有关。
为了顺利排出烟气，烟囱的抽力必须是足够克服烟气在烟道内流动过程中产生的阻力损
失，因此在烟囱计算时首先要确定烟气总的阻力损失的大小。
Axtlf
。
15. 1
烟气的阻力损失
烟气在烟道内的流动过程中造成的阻力损失有以下几个方面：
损失，此外，还有烟气由上向下流动时需要克服的烟气本身的浮力
由小变大时所消耗的速度头——动压头等。
qOADR
摩擦阻力损失、局部阻力
——几何压头，流动速度
15.1.1
摩擦阻力损失
摩擦阻力损失包括烟气与烟道壁及烟气本身的粘性产生的阻力损失，计算公式如下：
h
m
(mmHO)
d
h
t
2
h
4
―-
0
（1
2g
L
—计算段长度，（
m
d
—水力学直径
t）
（mmHO）
=0.05
式中： 一摩擦系数，砌砖烟道
.4F
d （m）
u
其中
F
—通道断面积
（m
2
）；
u
—通道断面周长（
m
；
h
t
—烟气温度
t
时的速度头（即动压头）
（
mmHO）
;
W
o
—标准状态下烟气的平均流速（
Nm/s
）;
3
0
—标准状态下烟气的重度（
kg /NM
）；
—体积膨胀系数，等于——
273
t
—烟气的实际温度
（C）
15.1.2
局部阻力损失
局部阻力损失是由于通道断面有显著变化或改变方向，
起的能量损失，计算公式如下：
Z7brl
。
2
使气流脱离通道壁形成涡流而引
w
0
h Kh
t
K - o(1 t)
( mm HO)
2g
式中
K
—局部阻力系数，可查表。
15. 1.3
几何压头的变化
烟气经过竖烟道时就会产生几何压头的变化， 下降烟道增加烟气的流动阻力， 烟气要克
服几何压头，此时几何压头的变化取正值，上升烟道与此相反，几何压头的变化取负值。几
何压头的计算公式如下：
xghRt
。
h
j
H (
k y
) (m
H^O
)
式中
H
—烟气上升或下降的垂直距离(
m
3
k
—大气(即空气)的实际重度
(kg/m
)
y
—烟气的实际重度
(
kg/m)
图
15.1
为大气中每米竖烟道的几何压头，曲线是按热空气算出的，烟气重度与空气重
度差别不大时，可由图
15.1
查取几何压头值。
PlnEa
。
图
15.1
每米高度引起几何压头变化的数值
15.2
烟道计算
15.2. 1
烟气量
烟气在进入烟道时过剩空气量较燃烧时略大， 而且在烟道内流动过程中由于不断地吸入
空气而烟气量在不断地变化， 尤其在换热器、烟道闸板和人孔等处严密性较差， 空气过剩量 都有所提高，在
烟囱根处空气过剩量变得最大。因此，在计算烟道时，
上根据烟道严密性的好坏应做适当的调整，
在正常烟气量的基础
以使计算烟气量符合实际烟气量。 空气吸入量大
约可以按炉内烟气量的
10
〜
30
%计算，炉子附近取下限，烟囱附近取上限。
piNmQ
15.2.2
烟气温度
烟气温度指烟气出炉时的实际温度， 而不是炉尾热电偶的测定值， 应是用抽气热电偶测
出的烟气本身的温度。烟气温度与炉型及炉底强度有关。连续加热炉的烟气温度比较稳定， 均热炉和其他热处
理炉等周期性的间歇式工作的炉子不单烟气量随着加热工艺变化，
气温度也有较大的变化，因此，烟道计算时应采用典型工艺段的烟气出炉温度。
烟气在烟道内的流动过程中由于空气的吸入和散热、
而且烟
isDKO
。
吸热现象的发生，使烟气温度不断
发生变化，因此烟道计算中采用每算阶段的实际温度，一般采用计算算段的平均烟气温度。
nHO7g
一般情况下，烟道内烟气温降可参照图
15.2
选用。
图
15.2
每米烟道烟气温降
1-
地下烟道，无冷风吸入口
2-
地上烟道，带绝热层，无冷风吸入口
3-
地上烟道，不带
绝热层，无冷风吸入口
4-
用于四台井式炉、四台台车式热处理炉的地下烟道，烟道全长约
40
米，分布有三个不太严密的检查口， 烟囱底部带有喷射排烟装置时的实测烟气温降。
E9DHQ
15.2.3
烟气流速与烟道断面
烟道内烟气流速可参考下列数据采用：
烟道烟气流速
表
15.1
烟气温度
（C）
烟气流速（
Nm/s
）
V
400
2.5
〜
3.5
400
〜
500
2.5
〜
1.7
500
〜
700
1.7
〜
1.4
700
〜
800
1.4
〜
1.2
烟道为砌砖烟道时，根据采用的烟气流速计算烟道断面积，
标准烟道断面，再以此断面为基础计算出该计算段的烟气流速。
然后按砌砖尺寸选取相近的
81PZ0b
15.2.4
烟道计算
【例题】混合煤气发热量
燃料燃烧图表得烟气量为
Q=2000Kcal/Nm
,
煤气消耗量
B=7200N^h
。当
=1.1
时，查
3
333
2.87Nm
/ Nm
煤气，烟气重度
=1.28 Kg/ Nm
。排烟系统如图
15.3
pe2IH
。
图
15.3
排烟系统图
当
=1.1
时，出炉烟气量为
段进行。
aChM
K
V=7200
X
2.87=20660 Nm
/h=5.75 Nm /S.
计算分四个计算
33
第
I
计算段：炉尾下降烟道，烟道长
2.5m
，竖烟道入口烟气温度为
速
w
1
900
C
K
采用烟气流
2.5m/s
时，烟道断面
3 2.5
5.75
2
1
0.77m
，选用
1044
x
696
断面，
f
1
5 75
w
,
3 0.727
2.64m/s
； 当
0.727m
,
2
d
1
t
1
4F 4 0.727
2(1.04 0.696)
温降
t
1
0.835m
；
ULEbO
°C /m
时
,
第
I
计算段内烟气平
均温度
900 0.5(5 2.5)
2
894 C,
末端温度
t
1
900 5 2.5
型)
1.94mmH
2
O
888 C
；此计算段烟气速
度头
h
t1
c 0
(1)
动压头增量
2g
w_
(1
1
(
t
1
)
迓
1.28(1
273 19.6
h
t
:
273
炉尾烟气温度为
900
C
, 流速为
1.2m/s
时，动压头
19.6
h
t
空
1.28 1
900
273
0.40mmH
2
O
动压头增量
h
t
h
t1
h
t
1.94 0.40 1.54mmH
2
O
(2
)几何压头山
:
h
i
H(
k y
)
1.28 0.3kg/m
3
‘ 894 3
1 -
273
h
ji
也可以查图
15.1
计算
1
3
2.5(1.293 0.3) 2.48 mm HO
(3
)局部阻力损失
h
ji
:
由炉尾进入三个下降烟道，查表得局部阻力系数
K=2.3,
W
h
j
k ?h
t
1
2.3 1.94 4.46mmH
2
O
⑷
摩擦阻力损失
h
m1
:
h
m1
L
1
d
1
0.05
2.5
0.835
1.94
0.29mmH
2
O
第
I
计算段阻力损失为
h
I
1.54 2.48 4.46 0.29 8.77mmH
2
O
第
n
计算段：换热器前的水平烟道，烟道长
9m
烟道断面为
1392
X
1716
，其面积
F
2
=2.18
「当量直径查表得
d
2
=1.55m
t
2
4 C
/m
时平均温度
t
2
888 0.5(4 9)
870 C
末端温度
h
t2
2.64
2
870
)
1.28(1
273
19.6
)
1.91mmH
2
O
；此计算段动压头
t
2
852 C
。
(1
)动压头增量
h
t
：
h
t2
h
t2
h
t1
1.91 1.94 0.03mmH
2
O
(2
)局部阻力损失
h
j2
：
h
j2
K h
t2
2.6 1.91
(
3
)摩擦阻力损失
h
m2:
4.97mmH
2
O
h
m
2
L
h
t2
0.05
d
9
1.4
1.91 0.61mmH
2
O
第
n
计算段阻力损失为:
h 0.03 4.97 0.61
第川计算段：换热器部分
5.55mmH
2
O
在上一讲换热器的计算中己表述过换热器部分烟气的阻力损失计算，另外还用图
的方法进行计算。要注意的是，由于换热器安装时烟道封闭不严，吸入部分冷空气，因此,
计算此段烟气量时，应考虑增加的过剩空气量。
在本例题计算中设定换热器内烟气阻力损失
Xz8y3
。
15.4
h
=8 mm H2Q
m
图
15.4
烟气通过管群的阻力计算图表
第
W
计算段：换热器出口至烟囱入口，烟道长
2
11m,
设有烟道闸板。
烟道断面为
1392
X
1716
，面积
F
3
=2.18m
,
当量直径
d
4
=1.55m,
温降
t=2.5
C
/m
;烟气经换
热器后温度降为
500
C
，考虑换热器与闸板处吸风， 由
1.1
增为
1.4
,
vJKbG
即烟气量增加至
24700Nn
n
/h(6.85Nm
/s),
此时烟气温度可由下式计算:
3
V
|
t
1
C
j
V
2
1
2
C
2
V
1
G V
2
C
2
式中
v t
1
C
1
――计算段开始烟气量、温度和比热;
V
2
t
2
C
2
――吸入空气量、温度和比热
还可以从煤气燃烧计算图查取烟气温度。
降为
440
C,
因此，此计算段烟气平均温度
500
C
的烟气由
1.1
增至
1.4
后其温度
t
4
440 0.5(2.5 11) 426 C,
末端温度
气速度头
t
4
413 C
,
烟气流速
W
4
3.14
2
0.85
2.18
3.14m/s
, 此计
算段烟
h
t4
426
1.28(1 ) 1.65mmH
2
O
UHGUC
19.6 273
(1)
动压头增量
h
t4
1.65 1.91
h
t4
:
0.26mmH
2
。
(2)
局部阻力损失
h
j4
：
I »
K K
1
K
2
1.1 1.45 2.55
K
1
=1.1
h
j4
K ?h
t4
2.55 1.65 4.21mmH
2
O
(3)
摩擦阻力损失
h
m4
:
K2=1.45
L 11
h
m4
h
t4
0.05 1.65 0.58mmH
2
O
d 1.55
第
IV
计算段阻力损失为
h
IV
0.26 4.21 0.58 4.53mmH
2
O
烟道总阻力系数为:
h h
'
+h
+冲
+h
w
=8.77+5.55+8.00+4.53=26.85
n
伽冲
O
总阻力损失是计算烟囱的主要依据，因此，要采取合理的措施，尽量减小烟道阻力损 失。
15. 3
烟囱计算
15. 3. 1
计算公式
_烟囱有效抽力
H=—
烟囱内速度头增量 K h (h
1
h
2
)
匚B ―
h
ji
— h
760 d
每米高几何压头-烟囱每米摩擦损失
式中
H—
烟囱高度(
m
)
K
—抽力系数，计算烟囱高度时必须考虑富余抽力，
按计算阻力增大
20
〜
30
%,估计高度大于
40
米的烟囱按计算阻力增大
对于计算高度低于
40
米的烟囱，
15
〜
20
%;
HPCTh
h
—烟道总阻力损失（伽
H
2
O
）
h
i
、
h
2
—分别为烟囱顶部和底部烟气速度头（
mm
HbO
）
,
烟囱出口速度一般取
4.0Nm/s
;
h
—烟囱内烟气平均速度头，按平均速度和平均温度求得（
2.5
〜
m
H
2
O）
;
h
ji
---
烟囱每米高度的几何压头（
m
H
2
O）
;
h
m
烟囱每米高度的摩擦损失，
h
m
h（mmH
2
。）；
d
烟囱摩擦系数，可取0.05
；
d
—烟囱平均直径
d=0.5
（
d
i
+d
2
）
（m）
d
i
、
d
2
分别为烟囱顶部和底部直径
15. 3. 1. 2
计算例题
在烟道计算例题中烟道总阻力损失
3 3
h=26.85
m
HO,
烟囱底部温度
t=413
C
/m,
烟囱底
3 3 3
部
=1.6
，此时烟气量为
3.84Nm/m
X
7200m=27500N/m=7.62Nm/s
，烟囱温降
t 1
C
/m
, 夏季平均温度
t
0
=30
C
，当地大气压
B 760mmhg,
烟气重度
v
0
1.28kg/ Nm
3
.
QrgQo
。
假设烟囱高度为
45m
时烟囱顶部温度
t
1
t
2
（45 1）
368 C，
烟囱内烟气平均温度
t 0.5(t
1
t
2
) 391 C；
采用烟囱
出 口速度
w
1
3Nm/s
时烟囱顶部直径
d
0
1.13 1.13
W
1
V
7 62
----- 1
.8m
，底部直径
d
2
1.5d
1
1.5 1.8 2.7m
，烟囱平均直
2.7
2
径
d 0.5(1.8 2.7)
2.25m
，烟囱底部烟气速度
w
2
豎述輕
1.33Nm/s
，
df
烟气平均速度
w
0.5(w
1
w
2
) 0.5(3 1.33) 2.17Nm/s
；
烟囱顶部烟气速度头
h
1
1.28 (1
喪)
1.37mmH
2
O
，烟
273
2
囱底部烟气速度头
h
2
W
2
0
(1
t
2
)
1.33
2
196
2g
度头增量
413
)
0.29mmH
2
O
，烟囱内速
1.28(1
273
)
h h
1
h
2
2.17
2
19.6
1.37 0.29
391
)
273
)
1.08mmH
2
O
烟气平均速度头
w_
(1
2
c
t)
1.28 (1
0.75mmH
2
O
；
h 1.15 26.85 30.87mmH
2
O
；
2g
0
(l
抽力系数采用
K=1.15
时
,
有效抽力
h
y
K
烟囱每米摩擦损失
h
m
-h
005
0.75 0.017mmH
2
O
；
d 2.25
烟囱每米几何压头查图
计算烟囱高度
15.1
得 g
0.63mmH
2
O
h
y
⑴
h
2
)
30.87 1.08
0.63
型匹
0.75
760 2.25
烟囱计算
52.12m,
取
H 52m
表
15.2
项目
烟道总阻力
抽力系数
有效抽力
代号 公式
由烟道计算
取
K=1.15
〜
1.30
数值 单位
伽
H
2
O
备注
h
k
h
y
26.85
1.15
h
y
k h 1.15 26.85
查燃烧计算图
30.87
7.62
413
伽
H
2
O
烟气量
烟囱底部烟气温度
顶部烟气温度
V
t
2
1
1
t
3.84
X
7200
由烟道计算
Nni/s
C
C
t
r
t
2
45 1
368
391
t 1
C
/m,
预
设
H=45m
烟气平均温度
t
。.比
t
2
)
C
烟囱出口速度
w
采用
2.5
〜
4.0
3 Nm/s
烟囱顶部直径
d
1
d 1.13
仁
1.13 J
762
W
1
3
1.8 m
烟囱底部直径
d
2
d
d
2
1.5d
1
15.8 1.8
2.7
2.25
m
烟囱平均直径
d 0.5(d
1
d
2
)
1.27v 1.27 7.62
d
；
2.7
2
m
底部烟气速度
W
W2 ―— ---------------
2
——
1.33 Nm/s
烟气平均速度
w
w 0.5(d
1
d
2
)
2
2.17 Nm/s
顶部烟气速度头
h
1
h
1
o
(1
2g
W
t
1
)
1.37
伽
H
2
0
w
|
底部烟气速度头
h
2
h
2
2
2g
V
o
(1
2
t
2
)
0.29
伽
H
2
0
平均烟气速度头
h
h v(1 t)
2g
w
0.75
伽
H
2
0
大气温度
t
o
夏天最高月平均温度
当地气压
30
760
0.017
0.63
C
大气压力
mmHg
每米摩擦损失
h
m
h
m
- -0.05 0.75
h
d 2.25
查图
15.1
伽
H
2
0
每米几何压头
h
11
ji
伽
H
2
0
烟囱计算高度
H
H
,,h
y
(h
1
h
2
)
h
ji
j
760 d
h
52.12 m
米用烟囱咼度
52 m
15. 3. 2. 1
烟囱高度计算图表
用图表查取烟囱高度免取了烟囱计算的烦琐，较为简便，图
确定烟囱的有效抽力后， 根据烟囱底部的温度就可查取烟囱高度。
若与计算图的条件不相符，
15.5
就是其中一例。
利用图
15.5
查取烟
则对查取的高度进行修 囱高度时计算数据应符合计算图的条件，
正，计算图的计算条件如下：
26YfG
1.
烟囱出口速度
w
1
4Nm/s
；
2.
大气温度
t
0
30 C；
3.
大气压
B=750mmHg
；
4.
烟气重度
V 1.32kg/Nm
3
。
当烟囱出口速度或大气压与计算图的条件不相符合时查表
速度修正系数
1
表
15.3
15.2
及表
15.3
进行补正。
w
1
.Nm/s
1
3
0.85
〜
0.90
3.5
0.90
〜
0.95
气压修正系数
4
1
4.5
1.05
〜
1.10
5
1.10
〜
1.15
表
15.4
BmmHg
2
600
〜
640
1.30
〜
1.22
650
〜
690
1.20
〜
1.12
700
〜
740
1.10
〜
1.02
750
〜
760
1.00
〜
0.98
15. 3. 2. 2
计算举例
烟囱出口速度
W
1
3.5Nm/s
，有效抽力
h
y
11.38mmH
2
。，烟囱底部烟气温度
t
2
380 C,
当地大气压
B 700mmHg
，求烟囱高度。
查图
15.5
,
H=26.5m,
烟囱出口速度得
w
1
3.5Nm/s
时，查表
15.3
得
1
=0.95
;
大气压
B=700mmH
时，查表
15.4
得：
2
=1.1
则
H=26.5
X
0.925
X
1.
仁
27m,
取
H=30m
FHJU
Q
2024年6月3日发(作者：曹鸿轩)
15.
烟道阻力损失及烟囱计算根据实例计算
烟囱是工业炉自然排烟的设施， 在烟囱根部造成的负压一一抽力是能够吸引并排烟的动
而烟囱是靠烟气在大气中 力。在上一讲中讲到的喷射器是靠喷射气体的喷射来造成抽力的，
的浮力造成抽力的，其抽力的大小主要与烟气温度和烟囱的高度有关。
为了顺利排出烟气，烟囱的抽力必须是足够克服烟气在烟道内流动过程中产生的阻力损
失，因此在烟囱计算时首先要确定烟气总的阻力损失的大小。
Axtlf
。
15. 1
烟气的阻力损失
烟气在烟道内的流动过程中造成的阻力损失有以下几个方面：
损失，此外，还有烟气由上向下流动时需要克服的烟气本身的浮力
由小变大时所消耗的速度头——动压头等。
qOADR
摩擦阻力损失、局部阻力
——几何压头，流动速度
15.1.1
摩擦阻力损失
摩擦阻力损失包括烟气与烟道壁及烟气本身的粘性产生的阻力损失，计算公式如下：
h
m
(mmHO)
d
h
t
2
h
4
―-
0
（1
2g
L
—计算段长度，（
m
d
—水力学直径
t）
（mmHO）
=0.05
式中： 一摩擦系数，砌砖烟道
.4F
d （m）
u
其中
F
—通道断面积
（m
2
）；
u
—通道断面周长（
m
；
h
t
—烟气温度
t
时的速度头（即动压头）
（
mmHO）
;
W
o
—标准状态下烟气的平均流速（
Nm/s
）;
3
0
—标准状态下烟气的重度（
kg /NM
）；
—体积膨胀系数，等于——
273
t
—烟气的实际温度
（C）
15.1.2
局部阻力损失
局部阻力损失是由于通道断面有显著变化或改变方向，
起的能量损失，计算公式如下：
Z7brl
。
2
使气流脱离通道壁形成涡流而引
w
0
h Kh
t
K - o(1 t)
( mm HO)
2g
式中
K
—局部阻力系数，可查表。
15. 1.3
几何压头的变化
烟气经过竖烟道时就会产生几何压头的变化， 下降烟道增加烟气的流动阻力， 烟气要克
服几何压头，此时几何压头的变化取正值，上升烟道与此相反，几何压头的变化取负值。几
何压头的计算公式如下：
xghRt
。
h
j
H (
k y
) (m
H^O
)
式中
H
—烟气上升或下降的垂直距离(
m
3
k
—大气(即空气)的实际重度
(kg/m
)
y
—烟气的实际重度
(
kg/m)
图
15.1
为大气中每米竖烟道的几何压头，曲线是按热空气算出的，烟气重度与空气重
度差别不大时，可由图
15.1
查取几何压头值。
PlnEa
。
图
15.1
每米高度引起几何压头变化的数值
15.2
烟道计算
15.2. 1
烟气量
烟气在进入烟道时过剩空气量较燃烧时略大， 而且在烟道内流动过程中由于不断地吸入
空气而烟气量在不断地变化， 尤其在换热器、烟道闸板和人孔等处严密性较差， 空气过剩量 都有所提高，在
烟囱根处空气过剩量变得最大。因此，在计算烟道时，
上根据烟道严密性的好坏应做适当的调整，
在正常烟气量的基础
以使计算烟气量符合实际烟气量。 空气吸入量大
约可以按炉内烟气量的
10
〜
30
%计算，炉子附近取下限，烟囱附近取上限。
piNmQ
15.2.2
烟气温度
烟气温度指烟气出炉时的实际温度， 而不是炉尾热电偶的测定值， 应是用抽气热电偶测
出的烟气本身的温度。烟气温度与炉型及炉底强度有关。连续加热炉的烟气温度比较稳定， 均热炉和其他热处
理炉等周期性的间歇式工作的炉子不单烟气量随着加热工艺变化，
气温度也有较大的变化，因此，烟道计算时应采用典型工艺段的烟气出炉温度。
烟气在烟道内的流动过程中由于空气的吸入和散热、
而且烟
isDKO
。
吸热现象的发生，使烟气温度不断
发生变化，因此烟道计算中采用每算阶段的实际温度，一般采用计算算段的平均烟气温度。
nHO7g
一般情况下，烟道内烟气温降可参照图
15.2
选用。
图
15.2
每米烟道烟气温降
1-
地下烟道，无冷风吸入口
2-
地上烟道，带绝热层，无冷风吸入口
3-
地上烟道，不带
绝热层，无冷风吸入口
4-
用于四台井式炉、四台台车式热处理炉的地下烟道，烟道全长约
40
米，分布有三个不太严密的检查口， 烟囱底部带有喷射排烟装置时的实测烟气温降。
E9DHQ
15.2.3
烟气流速与烟道断面
烟道内烟气流速可参考下列数据采用：
烟道烟气流速
表
15.1
烟气温度
（C）
烟气流速（
Nm/s
）
V
400
2.5
〜
3.5
400
〜
500
2.5
〜
1.7
500
〜
700
1.7
〜
1.4
700
〜
800
1.4
〜
1.2
烟道为砌砖烟道时，根据采用的烟气流速计算烟道断面积，
标准烟道断面，再以此断面为基础计算出该计算段的烟气流速。
然后按砌砖尺寸选取相近的
81PZ0b
15.2.4
烟道计算
【例题】混合煤气发热量
燃料燃烧图表得烟气量为
Q=2000Kcal/Nm
,
煤气消耗量
B=7200N^h
。当
=1.1
时，查
3
333
2.87Nm
/ Nm
煤气，烟气重度
=1.28 Kg/ Nm
。排烟系统如图
15.3
pe2IH
。
图
15.3
排烟系统图
当
=1.1
时，出炉烟气量为
段进行。
aChM
K
V=7200
X
2.87=20660 Nm
/h=5.75 Nm /S.
计算分四个计算
33
第
I
计算段：炉尾下降烟道，烟道长
2.5m
，竖烟道入口烟气温度为
速
w
1
900
C
K
采用烟气流
2.5m/s
时，烟道断面
3 2.5
5.75
2
1
0.77m
，选用
1044
x
696
断面，
f
1
5 75
w
,
3 0.727
2.64m/s
； 当
0.727m
,
2
d
1
t
1
4F 4 0.727
2(1.04 0.696)
温降
t
1
0.835m
；
ULEbO
°C /m
时
,
第
I
计算段内烟气平
均温度
900 0.5(5 2.5)
2
894 C,
末端温度
t
1
900 5 2.5
型)
1.94mmH
2
O
888 C
；此计算段烟气速
度头
h
t1
c 0
(1)
动压头增量
2g
w_
(1
1
(
t
1
)
迓
1.28(1
273 19.6
h
t
:
273
炉尾烟气温度为
900
C
, 流速为
1.2m/s
时，动压头
19.6
h
t
空
1.28 1
900
273
0.40mmH
2
O
动压头增量
h
t
h
t1
h
t
1.94 0.40 1.54mmH
2
O
(2
)几何压头山
:
h
i
H(
k y
)
1.28 0.3kg/m
3
‘ 894 3
1 -
273
h
ji
也可以查图
15.1
计算
1
3
2.5(1.293 0.3) 2.48 mm HO
(3
)局部阻力损失
h
ji
:
由炉尾进入三个下降烟道，查表得局部阻力系数
K=2.3,
W
h
j
k ?h
t
1
2.3 1.94 4.46mmH
2
O
⑷
摩擦阻力损失
h
m1
:
h
m1
L
1
d
1
0.05
2.5
0.835
1.94
0.29mmH
2
O
第
I
计算段阻力损失为
h
I
1.54 2.48 4.46 0.29 8.77mmH
2
O
第
n
计算段：换热器前的水平烟道，烟道长
9m
烟道断面为
1392
X
1716
，其面积
F
2
=2.18
「当量直径查表得
d
2
=1.55m
t
2
4 C
/m
时平均温度
t
2
888 0.5(4 9)
870 C
末端温度
h
t2
2.64
2
870
)
1.28(1
273
19.6
)
1.91mmH
2
O
；此计算段动压头
t
2
852 C
。
(1
)动压头增量
h
t
：
h
t2
h
t2
h
t1
1.91 1.94 0.03mmH
2
O
(2
)局部阻力损失
h
j2
：
h
j2
K h
t2
2.6 1.91
(
3
)摩擦阻力损失
h
m2:
4.97mmH
2
O
h
m
2
L
h
t2
0.05
d
9
1.4
1.91 0.61mmH
2
O
第
n
计算段阻力损失为:
h 0.03 4.97 0.61
第川计算段：换热器部分
5.55mmH
2
O
在上一讲换热器的计算中己表述过换热器部分烟气的阻力损失计算，另外还用图
的方法进行计算。要注意的是，由于换热器安装时烟道封闭不严，吸入部分冷空气，因此,
计算此段烟气量时，应考虑增加的过剩空气量。
在本例题计算中设定换热器内烟气阻力损失
Xz8y3
。
15.4
h
=8 mm H2Q
m
图
15.4
烟气通过管群的阻力计算图表
第
W
计算段：换热器出口至烟囱入口，烟道长
2
11m,
设有烟道闸板。
烟道断面为
1392
X
1716
，面积
F
3
=2.18m
,
当量直径
d
4
=1.55m,
温降
t=2.5
C
/m
;烟气经换
热器后温度降为
500
C
，考虑换热器与闸板处吸风， 由
1.1
增为
1.4
,
vJKbG
即烟气量增加至
24700Nn
n
/h(6.85Nm
/s),
此时烟气温度可由下式计算:
3
V
|
t
1
C
j
V
2
1
2
C
2
V
1
G V
2
C
2
式中
v t
1
C
1
――计算段开始烟气量、温度和比热;
V
2
t
2
C
2
――吸入空气量、温度和比热
还可以从煤气燃烧计算图查取烟气温度。
降为
440
C,
因此，此计算段烟气平均温度
500
C
的烟气由
1.1
增至
1.4
后其温度
t
4
440 0.5(2.5 11) 426 C,
末端温度
气速度头
t
4
413 C
,
烟气流速
W
4
3.14
2
0.85
2.18
3.14m/s
, 此计
算段烟
h
t4
426
1.28(1 ) 1.65mmH
2
O
UHGUC
19.6 273
(1)
动压头增量
h
t4
1.65 1.91
h
t4
:
0.26mmH
2
。
(2)
局部阻力损失
h
j4
：
I »
K K
1
K
2
1.1 1.45 2.55
K
1
=1.1
h
j4
K ?h
t4
2.55 1.65 4.21mmH
2
O
(3)
摩擦阻力损失
h
m4
:
K2=1.45
L 11
h
m4
h
t4
0.05 1.65 0.58mmH
2
O
d 1.55
第
IV
计算段阻力损失为
h
IV
0.26 4.21 0.58 4.53mmH
2
O
烟道总阻力系数为:
h h
'
+h
+冲
+h
w
=8.77+5.55+8.00+4.53=26.85
n
伽冲
O
总阻力损失是计算烟囱的主要依据，因此，要采取合理的措施，尽量减小烟道阻力损 失。
15. 3
烟囱计算
15. 3. 1
计算公式
_烟囱有效抽力
H=—
烟囱内速度头增量 K h (h
1
h
2
)
匚B ―
h
ji
— h
760 d
每米高几何压头-烟囱每米摩擦损失
式中
H—
烟囱高度(
m
)
K
—抽力系数，计算烟囱高度时必须考虑富余抽力，
按计算阻力增大
20
〜
30
%,估计高度大于
40
米的烟囱按计算阻力增大
对于计算高度低于
40
米的烟囱，
15
〜
20
%;
HPCTh
h
—烟道总阻力损失（伽
H
2
O
）
h
i
、
h
2
—分别为烟囱顶部和底部烟气速度头（
mm
HbO
）
,
烟囱出口速度一般取
4.0Nm/s
;
h
—烟囱内烟气平均速度头，按平均速度和平均温度求得（
2.5
〜
m
H
2
O）
;
h
ji
---
烟囱每米高度的几何压头（
m
H
2
O）
;
h
m
烟囱每米高度的摩擦损失，
h
m
h（mmH
2
。）；
d
烟囱摩擦系数，可取0.05
；
d
—烟囱平均直径
d=0.5
（
d
i
+d
2
）
（m）
d
i
、
d
2
分别为烟囱顶部和底部直径
15. 3. 1. 2
计算例题
在烟道计算例题中烟道总阻力损失
3 3
h=26.85
m
HO,
烟囱底部温度
t=413
C
/m,
烟囱底
3 3 3
部
=1.6
，此时烟气量为
3.84Nm/m
X
7200m=27500N/m=7.62Nm/s
，烟囱温降
t 1
C
/m
, 夏季平均温度
t
0
=30
C
，当地大气压
B 760mmhg,
烟气重度
v
0
1.28kg/ Nm
3
.
QrgQo
。
假设烟囱高度为
45m
时烟囱顶部温度
t
1
t
2
（45 1）
368 C，
烟囱内烟气平均温度
t 0.5(t
1
t
2
) 391 C；
采用烟囱
出 口速度
w
1
3Nm/s
时烟囱顶部直径
d
0
1.13 1.13
W
1
V
7 62
----- 1
.8m
，底部直径
d
2
1.5d
1
1.5 1.8 2.7m
，烟囱平均直
2.7
2
径
d 0.5(1.8 2.7)
2.25m
，烟囱底部烟气速度
w
2
豎述輕
1.33Nm/s
，
df
烟气平均速度
w
0.5(w
1
w
2
) 0.5(3 1.33) 2.17Nm/s
；
烟囱顶部烟气速度头
h
1
1.28 (1
喪)
1.37mmH
2
O
，烟
273
2
囱底部烟气速度头
h
2
W
2
0
(1
t
2
)
1.33
2
196
2g
度头增量
413
)
0.29mmH
2
O
，烟囱内速
1.28(1
273
)
h h
1
h
2
2.17
2
19.6
1.37 0.29
391
)
273
)
1.08mmH
2
O
烟气平均速度头
w_
(1
2
c
t)
1.28 (1
0.75mmH
2
O
；
h 1.15 26.85 30.87mmH
2
O
；
2g
0
(l
抽力系数采用
K=1.15
时
,
有效抽力
h
y
K
烟囱每米摩擦损失
h
m
-h
005
0.75 0.017mmH
2
O
；
d 2.25
烟囱每米几何压头查图
计算烟囱高度
15.1
得 g
0.63mmH
2
O
h
y
⑴
h
2
)
30.87 1.08
0.63
型匹
0.75
760 2.25
烟囱计算
52.12m,
取
H 52m
表
15.2
项目
烟道总阻力
抽力系数
有效抽力
代号 公式
由烟道计算
取
K=1.15
〜
1.30
数值 单位
伽
H
2
O
备注
h
k
h
y
26.85
1.15
h
y
k h 1.15 26.85
查燃烧计算图
30.87
7.62
413
伽
H
2
O
烟气量
烟囱底部烟气温度
顶部烟气温度
V
t
2
1
1
t
3.84
X
7200
由烟道计算
Nni/s
C
C
t
r
t
2
45 1
368
391
t 1
C
/m,
预
设
H=45m
烟气平均温度
t
。.比
t
2
)
C
烟囱出口速度
w
采用
2.5
〜
4.0
3 Nm/s
烟囱顶部直径
d
1
d 1.13
仁
1.13 J
762
W
1
3
1.8 m
烟囱底部直径
d
2
d
d
2
1.5d
1
15.8 1.8
2.7
2.25
m
烟囱平均直径
d 0.5(d
1
d
2
)
1.27v 1.27 7.62
d
；
2.7
2
m
底部烟气速度
W
W2 ―— ---------------
2
——
1.33 Nm/s
烟气平均速度
w
w 0.5(d
1
d
2
)
2
2.17 Nm/s
顶部烟气速度头
h
1
h
1
o
(1
2g
W
t
1
)
1.37
伽
H
2
0
w
|
底部烟气速度头
h
2
h
2
2
2g
V
o
(1
2
t
2
)
0.29
伽
H
2
0
平均烟气速度头
h
h v(1 t)
2g
w
0.75
伽
H
2
0
大气温度
t
o
夏天最高月平均温度
当地气压
30
760
0.017
0.63
C
大气压力
mmHg
每米摩擦损失
h
m
h
m
- -0.05 0.75
h
d 2.25
查图
15.1
伽
H
2
0
每米几何压头
h
11
ji
伽
H
2
0
烟囱计算高度
H
H
,,h
y
(h
1
h
2
)
h
ji
j
760 d
h
52.12 m
米用烟囱咼度
52 m
15. 3. 2. 1
烟囱高度计算图表
用图表查取烟囱高度免取了烟囱计算的烦琐，较为简便，图
确定烟囱的有效抽力后， 根据烟囱底部的温度就可查取烟囱高度。
若与计算图的条件不相符，
15.5
就是其中一例。
利用图
15.5
查取烟
则对查取的高度进行修 囱高度时计算数据应符合计算图的条件，
正，计算图的计算条件如下：
26YfG
1.
烟囱出口速度
w
1
4Nm/s
；
2.
大气温度
t
0
30 C；
3.
大气压
B=750mmHg
；
4.
烟气重度
V 1.32kg/Nm
3
。
当烟囱出口速度或大气压与计算图的条件不相符合时查表
速度修正系数
1
表
15.3
15.2
及表
15.3
进行补正。
w
1
.Nm/s
1
3
0.85
〜
0.90
3.5
0.90
〜
0.95
气压修正系数
4
1
4.5
1.05
〜
1.10
5
1.10
〜
1.15
表
15.4
BmmHg
2
600
〜
640
1.30
〜
1.22
650
〜
690
1.20
〜
1.12
700
〜
740
1.10
〜
1.02
750
〜
760
1.00
〜
0.98
15. 3. 2. 2
计算举例
烟囱出口速度
W
1
3.5Nm/s
，有效抽力
h
y
11.38mmH
2
。，烟囱底部烟气温度
t
2
380 C,
当地大气压
B 700mmHg
，求烟囱高度。
查图
15.5
,
H=26.5m,
烟囱出口速度得
w
1
3.5Nm/s
时，查表
15.3
得
1
=0.95
;
大气压
B=700mmH
时，查表
15.4
得：
2
=1.1
则
H=26.5
X
0.925
X
1.
仁
27m,
取
H=30m
FHJU
Q