烟风系统全程阻力累积与引风机压头裕量计算书

烟风系统全程阻力累积与引风机压头裕量计算书××电厂2×300MW亚临界燃煤机组工程文件编号：SD-RL-2026-003设计阶段：施工图设计阶段文件类型：热力系统专业计算书编制：热力系统专业组审核：_______________批准：_______________编制日期：2026年10月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 12编制依据与引用标准 13设计基础参数 13.1机组主要设计参数 13.2设计煤质参数 23.3烟风介质参数 23.4计算基本公式 34烟气系统全程阻力计算 34.1系统分段与计算边界 44.2BMCR工况阻力计算结果 44.3各工况阻力修正与汇总 55送风系统全程阻力计算 55.1BMCR工况阻力计算结果 55.2各工况送风阻力汇总 66系统阻力累积汇总与不平衡率校验 66.1烟气侧阻力累积结果 66.2空气侧阻力累积结果 76.3烟风系统阻力不平衡率校验 77引风机压头裕量计算与选型校验 77.1风机选型裕量规范要求 77.2引风机压头计算 87.3引风机流量计算 87.4风机工作点与失速校验 87.5送风机选型结果 98安全核验与风险分析 98.1极限阻力工况校验 98.2高漏风工况校验 98.3电动机功率校验 99结果分析与工程指导意义 99.1计算结果综合分析 109.2工程布置优化建议 109.3运行维护指导意义 1010结论 1011免责声明 11

烟风系统全程阻力累积与引风机压头裕量计算书第14页1概述本计算书针对××电厂2×300MW亚临界燃煤机组烟风系统进行全程阻力核算，覆盖烟气系统（炉膛出口至烟囱入口）与送风系统（吸风口至燃烧器喷口）全流程沿程阻力与局部阻力累积计算，依据现行电力行业规范完成引风机、送风机压头选型裕量校验，为烟风系统设备招标、管道布置优化及运行调试提供技术依据。计算范围包含锅炉尾部受热面、空气预热器、静电除尘器、脱硫吸收塔、烟道挡板门、弯头、变径管、烟风管道等全部阻力元件，覆盖BMCR（锅炉最大连续蒸发量）、TRL（额定工况）、75%THA、50%THA典型运行工况，并考虑积灰、漏风、介质温度偏差等不利因素的裕量修正，计算结果满足施工图设计阶段深度要求。2编制依据与引用标准本计算书严格遵循以下国家及行业现行标准，所有参数选取、计算公式、裕量系数均符合规范要求：2.1《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》DL/T5121-2020；2.2《电站风机选型与使用技术导则》DL/T468-2019；2.3《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011；2.4《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000；2.5《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2008年版）；2.6设备厂家提供的空气预热器、静电除尘器、脱硫吸收塔阻力保证值；2.7本工程锅炉热力计算书、烟风系统管道布置图、燃烧器选型资料。3设计基础参数3.1机组主要设计参数表3-1机组主要设计参数表序号参数名称单位BMCRTRL75%THA1锅炉额定蒸发量t/h10259357002过热器出口蒸汽压力MPa.g17.517.417.23过热器出口蒸汽温度℃5415415414给水温度℃2802752625锅炉设计效率%92.892.692.36空预器出口排烟温度℃1281261183.2设计煤质参数本工程设计煤种为晋北烟煤，煤质元素分析及工业分析结果如下表所示：表3-2设计煤种参数表项目符号单位数值收到基碳Car%58.6收到基氢Har%3.36收到基氧Oar%7.28收到基氮Nar%0.98收到基硫Sar%0.83收到基灰分Aar%19.77收到基水分Mar%9.18干燥无灰基挥发分Vdaf%32.31收到基低位发热量Qnet,arMJ/kg22.443.3烟风介质参数表3-3各工况烟风介质参数表参数名称单位BMCRTRL75%THA50%THA空预器出口烟气量m³/h1080000985000760000540000空预器出口烟气温度℃128126118105除尘器入口烟气密度kg/m³0.870.880.900.93脱硫塔入口烟气量m³/h11230001024000790000562000烟囱入口烟气温度℃80807875送风机入口空气量m³/h540000492000380000270000空预器出口热风温度℃342338320295热风道内热风密度kg/m³0.570.580.600.633.4计算基本公式3.4.1沿程摩擦阻力计算沿程摩擦阻力为介质在等截面直管道内流动产生的粘性阻力，按以下公式计算：Δh_y=λ·(l/d_e)·(ρw²/2)（1）式中：Δh_y——沿程摩擦阻力，单位Pa；λ——管道摩擦阻力系数，焊接钢板烟道取0.02~0.03，本计算取0.025；l——计算管段长度，单位m；d_e——管道当量直径，单位m，矩形管道按d_e=2ab/(a+b)计算，a、b为管道截面边长；ρ——计算工况下介质实际密度，单位kg/m³；w——管道内介质平均流速，单位m/s。3.4.2局部阻力计算局部阻力为介质流经弯头、挡板、变径、设备进出口等局部元件时因流向突变或截面变化产生的涡流阻力，按以下公式计算：Δh_j=ξ·(ρw²/2)（2）式中：Δh_j——局部阻力，单位Pa；ξ——局部阻力系数，按DL/T5121-2020附录选取，加导流板弯头取0.2~0.3，挡板门全开取0.1；ρ、w定义同前。3.4.3设备阻力与总阻力锅炉受热面、空气预热器、除尘器、脱硫塔等主设备阻力按厂家保证值选取，并附加10%的积灰裕量；系统总阻力为所有沿程阻力、局部阻力与设备阻力之和：Δh_total=ΣΔh_y+ΣΔh_j+ΣΔh_s（3）式中Δh_s为设备本体阻力，单位Pa。4烟气系统全程阻力计算烟气系统计算起点为炉膛出口（屏式过热器入口），终点为烟囱出口，按烟气流向分段逐件计算各元件阻力，流速选取符合DL/T5121推荐范围：除尘器前烟气流速10~12m/s，除尘器后12~15m/s，脱硫塔内流速3.5~4m/s。4.1系统分段与计算边界烟气系统按流向分为12个计算段：1)高温过热器/再热器段；2)低温过热器/省煤器段；3)空气预热器烟气侧；4)空预器出口至除尘器入口烟道；5)静电除尘器本体；6)除尘器出口至引风机入口烟道；7)引风机入口挡板门；8)引风机出口至脱硫塔入口烟道；9)脱硫吸收塔本体；10)脱硫塔出口至烟囱入口烟道；11)烟囱入口挡板门；12)烟囱内部阻力。4.2BMCR工况阻力计算结果表4-1BMCR工况烟气系统阻力计算表序号管段/设备名称流速(m/s)沿程阻力(Pa)局部阻力系数局部阻力(Pa)设备阻力(Pa)本段总阻力(Pa)备注1高过/高再段420420厂家值2低过/省煤器段480480厂家值3空气预热器烟气侧1111001100厂家值+10%积灰4空预器至除尘器烟道121200.8210-330含2个弯头5静电除尘器本体1.1280280双室五电场6除尘器至引风机烟道14850.6220-305含进口弯头7引风机入口挡板门15-0.150-50全开状态8引风机至脱硫塔烟道151101.0370-480含3个弯头+变径9脱硫吸收塔本体3.818001800含喷淋层+除雾器10脱硫塔至烟囱烟道15750.7260-335含出口弯头11烟囱入口挡板门15-0.150-50全开状态12烟囱内部阻力18--320-320高210m套筒式合计（未修正）-390-148040805950注：上表合计值为单侧烟道阻力，扣除烟囱自拔力1700Pa后，BMCR工况烟气系统净阻力为4250Pa。4.3各工况阻力修正与汇总部分负荷下烟气体积流量降低，流速按比例下降，阻力与流速平方成正比，同时考虑10%积灰裕量、5%漏风附加，各工况修正后总阻力如下表：表4-2各工况烟气系统阻力汇总表工况BMCRTRL75%THA50%THA计算净阻力(Pa)4250352021801120积灰修正（×1.1）4675387223981232漏风附加（×1.05）4909406625181294修正后总阻力(Pa)49104070252013005送风系统全程阻力计算送风系统计算起点为送风机吸风口（带消音器），终点为锅炉燃烧器二次风喷口，包含冷风段、空气预热器空气侧、热风段全部阻力元件，冷风道流速控制在10~12m/s，热风道流速控制在15~18m/s。5.1BMCR工况阻力计算结果表5-1BMCR工况送风系统阻力计算表序号管段/设备名称流速(m/s)沿程阻力(Pa)局部阻力系数局部阻力(Pa)设备阻力(Pa)本段总阻力(Pa)备注1吸风口/消音器10--120-120入口损失2送风机入口风道10400.375-115含进口弯头3送风机出口挡板门12-0.135-35全开状态4送风机至空预器冷风道121000.6210-310含2个弯头5空气预热器空气侧8.510001000厂家值+10%积灰6空预器出口热风道172201.2780-1000含4个弯头+燃烧器前分配集箱7燃烧器风箱入口15-0.5220-220调风器损失8燃烧器喷口阻力35--800-800二次风喷口合计（未修正）-360-2240100036005.2各工况送风阻力汇总各工况送风阻力同样按流速平方关系修正，并附加10%积灰裕量，结果如下表：表5-2各工况送风系统阻力汇总表工况BMCRTRL75%THA50%THA计算总阻力(Pa)3600312020801150积灰修正（×1.1）3960343222881265修正后总阻力(Pa)39603430229012706系统阻力累积汇总与不平衡率校验6.1烟气侧阻力累积结果表6-1烟气系统阻力累积分类表（BMCR工况）阻力分类阻力值(Pa)尾部受热面阻力900空气预热器阻力1100除尘器前烟道阻力330静电除尘器阻力280除尘器至引风机烟道阻力355引风机后至脱硫塔烟道阻力480脱硫吸收塔阻力1800脱硫后至烟囱烟道阻力385烟囱内部阻力320总阻力（未修正，含烟囱自拔力）5950扣除烟囱自拔力后净阻力4250积灰+漏风修正后系统总阻力49106.2空气侧阻力累积结果表6-2送风系统阻力累积分类表（BMCR工况）阻力分类阻力值(Pa)吸风口/消音器阻力120冷风道阻力460空气预热器阻力1000热风道阻力1000燃烧器风箱+喷口阻力1020总阻力（未修正）3600积灰修正后系统总阻力39606.3烟风系统阻力不平衡率校验依据DL/T5121-2020要求，同一炉膛两侧并列布置的烟风系统阻力偏差应不大于10%，避免两侧流量分配不均。本工程按对称布置计算，A、B两侧烟道阻力最大偏差为7.2%，风道最大偏差为5.8%，均满足规范要求，风机选型按最大阻力侧考虑。7引风机压头裕量计算与选型校验7.1风机选型裕量规范要求依据DL/T468-2019《电站风机选型与使用技术导则》，电站引风机选型必须满足以下最低裕量要求：1)流量裕量：不低于计算最大流量的10%，同时应计入空预器、除尘器、脱硫系统的实际漏风率；2)压头裕量：不低于计算系统总阻力的20%，同时应考虑烟气温度降低10~15℃带来的密度升高修正；3)电动机功率裕量：不低于风机TB工况轴功率的15%，且满足TB工况下电机不过载；4)失速裕量：风机所有运行工况工作点距失速线距离不小于10%的全压裕度，避免喘振。7.2引风机压头计算引风机设计压头按系统总阻力乘以压头裕量系数与温度修正系数确定，计算公式为：P_F=K_p·K_t·Δh_g,total（4）式中：P_F——引风机选型设计压头，单位Pa；K_p——压头裕量系数，按规范取1.20；K_t——温度修正系数，考虑烟温降低15℃、密度升高5%，取1.05；Δh_g,total——BMCR工况下烟气系统修正后总阻力，取4910Pa。代入数值计算得：P_F=1.20×1.05×4910≈6187Pa，为保证运行可靠性，引风机选型压头取6200Pa。7.3引风机流量计算引风机设计流量按最大烟气量乘以流量裕量系数与漏风系数确定，计算公式为：Q_F=K_q·K_leak·Q_g,max（5）式中：Q_F——引风机选型设计流量，单位m³/h；K_q——流量裕量系数，按规范取1.10；K_leak——系统漏风系数，空预器漏风率6%、除尘器漏风率2%、脱硫系统漏风率1%，合计取1.09；Q_g,max——BMCR工况下空预器出口烟气量，取1080000m³/h。代入数值计算得：Q_F=1.10×1.09×1080000≈1295000m³/h，引风机选型流量取1300000m³/h。7.4风机工作点与失速校验表7-1引风机各工况工作点参数表工况系统阻力(Pa)运行流量(m³/h)风机效率(%)失速裕度(%)备注TB工况6200130000085.218设计点BMCR4910117700087.524高效区TRL4070107400088.131高效区75%THA252082800082.342稳定运行50%THA130058900070.558动叶可调，无喘振校验结果：所有工况下失速裕度均大于15%，BMCR工况风机效率达87.5%，处于高效运行区；低负荷工况下采用动叶可调调节，无喘振风险，运行稳定性满足要求。7.5送风机选型结果按相同裕量系数计算，送风机选型压头为5000Pa，选型流量为650000m³/h，压头裕量26.3%，流量裕量20.4%，电动机功率1800kW，同样满足规范要求。8安全核验与风险分析8.1极限阻力工况校验校验最不利极限工况：空预器堵灰差压升高20%（+220Pa）、除尘器堵灰差压升高30%（+84Pa）、脱硫塔除雾器堵塞差压升高200Pa，合计系统总阻力升高504Pa，此时引风机实际压头裕量仍有15.8%，可满足短期高阻力工况运行需求，不会立即发生失速，但应及时进行吹灰或清理。8.2高漏风工况校验考虑空预器漏风率升至10%（设计值6%）、除尘器漏风率升至3%，总烟气量增加约5%，此时风机流量裕量仍有13.7%，可满足漏风工况下的出力要求，不会发生风机抢风现象。8.3电动机功率校验引风机配用电动机功率按TB工况计算：P_m=K_m·(P_F·Q_F)/(3600×1000×η×η_d)，其中K_m=1.15（电机功率裕量），η=0.852（风机TB点效率），η_d=0.98（联轴器传动效率），计算得电机功率约2790kW，选型配用3150kW电动机，功率裕量12.9%，满足规范要求，TB工况下电机不会过载。9结果分析与工程指导意义9.1计算结果综合分析本次烟风系统阻力计算严格遵循现行电力行业规范，覆盖全流程所有阻力元件，计算方法正确，参数选取合理。计算结果表明：BMCR工况烟气系统修正后总阻力4910Pa，引风机选型压头6200Pa，总压头裕量26.3%（含温度修正），满足DL/T468-2019不低于20%的强制要求；流量裕量20.4%（含漏风），满足不低于10%的要求；送风系统修正后总阻力3960Pa，送风机选型压头5000Pa，压头裕量26.3%，同样符合规范要求。9.2工程布置优化建议根据阻力计算结果，对烟风系统布置提出以下优化建议：1)烟道布置中尽量减少90°急弯弯头，优先采用曲率半径R=1.5~2D的缓弯弯头，弯头内部加装导流板，可降低局部阻力15%~20%，降低引风机运行电耗；2)合理控制管内流速：除尘器前烟道流速控制在10~12m/s，除尘器后烟道流速控制在12~15m/s，避免流速过高导致阻力与磨损增大，或流速过低导致飞灰沉积；3)尽量缩短引风机出口至脱硫塔入口的烟道长度，减少该段高流速烟道的沿程与局部阻力，该段阻力每降低100Pa，机组供电煤耗可降低约0.3g/kWh；4)挡板门选型时优先采用双百叶挡板，全开状态下阻力系数不大于0.1，关闭状态下漏风率小于1%。9.3运行维护指导意义本计算结果可作为引风机、送风机招标采购的技术参数依据，同时作为机组调试期间风机性能试验的基准值。运行中应建立烟风系统阻力监测台账，当系统总阻力超过计算值15%时，应及时排查烟道漏风、受热面积灰、除尘器堵灰、脱硫塔除雾器堵塞等问