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烟囱是简称,专业术语是蒸汽机的乏汽喷口和送风气喷嘴,它是是烟箱通风系统的核心部件,其结构参数直接影响炉膛负压与燃烧效率。
而据林言根据从图纸以及脑海中的记忆得知,目前1954年的烟囱设计依旧采用单孔直喷结构,喷口直径300mm、高度300mm,乏汽以80m/s速度垂直上排,依靠喷射引射作用形成烟箱负压。
该结构虽简单可靠,但喷口截面积偏大导致蒸汽流速不足,抽力有限,严重限制了炉床通风强度与煤炭燃烧充分性。
听到林言的话,翟工摸着下巴,沉吟道:“改烟囱吗?”
此前他考虑的是高压动能,机械蒸汽能,材料性能等等,还真没考虑过这些方面,
林言点点头,在脑海里用数据模型瞬间估算上百遍后,小脸正经地和对方探讨:“送风气喷嘴的直径和高度决定了乏汽排出时的速度和抽力,这不是不能动的东西。”
我建议把喷口直径缩到220毫米左右,喷口高度从现在的300毫米加到800毫米左右,再让喷嘴中心线偏移三度,这样子应该比现在的还要好。“
翟旭一愣:“还要偏移3度?“
“对。“
林言用手指在图纸上画了一道斜线,“乏汽斜着往上喷,能在烟箱里形成旋流,抽力更均匀,通风效率反而比直喷高。而且这个改动没什么技术难度,焊一个锥形套筒套上去就行了,都不用重做整个烟筒。“
虽然翟工不清楚林言为什么像开挂般随口就能报出这样的精确数据,但在听到林言的构想并在脑海里验证其合理性后,二话不说拿过稿纸就开始算。
笔尖刷刷地划着,公式一行一行列下来:
【喷口面A69=π×(0.15)05=0.0707m05;改后D60=220mm,A60=π×(0.11)05=0.0380m05。假定蒸汽流量不变,速度与截面积成反比:v60/v69=A69/A60=0.0707/0.0380≈1.86。原喷气速度约80m/s,改进后149m/s......】
翟工笔尖一顿,猛地抬起头:
“将近一百五十米每秒?比原来快了将近一倍!”
林言点头:“而且喷气速度上来了,烟箱里的负压也就跟着上来了,到时候抽力什么的数据都能跟上,到时候既能提速又能省煤。”
翟旭立刻埋头继续算。
烟箱负压来源于喷口抽力,与速度平方成正比:Δp=kv05/2,原本的烟箱负压大约100mm水柱。速度从80m/s提升到150m/s,速度平方之比为(15005(8005)=22500/6400≈3.52。假设效率系数不变:p2=100×3.52x0.44≈155mm。
炉膛燃烧效率η69≈70%,
改进后燃烧更充分,按经验曲线,抽力提升50%......
“节煤将近百分之十五!”
翟工激动的猛拍大腿,眸子里异彩连连。
然而林言并没有就此停下建议,在对方计算的同时,心分多用的在脑海里构建数据模型,并报着自己算出的数据供对方检验:
“还有爬坡的时候,因为喷口偏移三度,乏汽有了一个横向分速度,对蒸汽在烟箱里的扩散路径产生了改变,瞬间爬坡速度也会有变化,例如你算一下千分之二十坡道的情况。“
翟工埋头又算了一页:
机车牵引力与锅炉蒸发能力正相关,蒸发能力又受通风效率影响。原来在20%坡道上稳定速度约15km/h,改进后效率提升约12%,速度为......
“快了将近两公里!“翟旭抬头,看着林言的眼神已经有点发直了。
林言又把图纸往外拉了拉:“炉篦子间距也可以动一下。你们现在是十五毫米间距,调大到二十五毫米吧。间隙大了,灰渣落得快,通风阻力减少,炉床上的火层能烧得更透。”
“还有气阀开度——现在满开100%吧?调到75%就够了,喷口缩径之后,乏汽流速已经上来了,不需要开那么大浪费蒸汽压力。喷口缩径、炉篦间距、气阀开度,这三个改装配在一起,你重新算一下。“
翟旭深吸一口气,重新拿了一张白纸,把三个变量叠加进去:
抽力提升:烟箱负压100→155mm水柱,增幅55%;
燃烧效率提升:70%→85%,节煤约15%;
气阀开度从100%降至75%,蒸汽利用率提高约8%;
炉篦通风阻力下降,热交换效率再改善约5%......
2⑥2𝐗𝑆 .𝒞o𝙼
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