内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法及内燃的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法及内燃机，所述确定方法包括以下步骤：S1，测定排烟管道内的压强和烟气温度，计算得排烟管道内的烟气密度；S2，测定排烟管道的烟气流量，计算得排烟管道的烟气流速；S3，根据所述的烟气密度和烟气流速确定排烟管道的烟气损失；S4，测定空气密度及内燃机排烟管道入口断面和出口断面的绝对压强，并根据所述的空气密度、绝对压强、烟气密度、烟气流速、烟气损失获得排烟管道的能量守恒方程；S5，根据排烟管道的能量守恒方程确定排烟管道的高度和截面直径。本发明可以实现对内燃机排烟管道的高度和管径的精确确定，从而使得经济和环境协调的效益相统一。
【专利说明】内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法及内燃机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法及内燃机，属于燃气分布式能源热工领域。
【背景技术】[0002]燃气分布式能源是国家正在大力发展的一种新的清洁能源利用形式，该能源利用形式具有节能减排的显著效果。由于城市分布式能源站隶属于楼宇式或者是区域式，燃气内燃机是主要设备之一，一般额定功率小于5MW。其中，排烟管道是燃气内燃机中的重要结构之一，其排烟管道的作用:一是产生自生抽力，克服烟、风道的阻力；二是把燃气产生的尾气引向高空。对于燃煤电厂来说，排烟管道的高度越高，烟气中的有害污染物扩散程度越大，对环境的危害程度越小。但是建设过高的排烟管道对企业投资是一种负担，排烟管道的造价大体上与排烟管道高度的平方成正比，另外，过高的排烟管道对周围景观环境也会造成不协调的影响；即使燃气内燃机的尾气为无污染气体，但内燃机的排烟管道一般为不锈钢管道，所以排烟管道的高度和直径直接影响企业分布式能源的投资。因此，排烟管道高度和直径应设置在合理范围才能达到经济和环境协调的效益相统一。
[0003]目前，排烟管道高度的计算主要是针对燃煤电厂的，比如兰涛等学者在2011年《环境科学与管理》上发表的文章“锅炉排烟管道高度设置合理性论证的实例分析”等，对燃煤电厂的排烟管道高度与直径进行了设计，但是上述方法对于内燃机排烟管道高度和直径的合理尺寸的设计并不适用。因此，当前急需一种应用于内燃机排烟管道的高度和直径的设计方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法及内燃机，它可以有效解决现有技术中存在的问题，实现对内燃机排烟管道的高度和管径的精确确定，从而使得经济和环境协调的效益相统一。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，包括以下步骤:
[0006]SI，测定排烟管道内的压强和烟气温度，计算得排烟管道内的烟气密度；
[0007]S2，测定排烟管道的烟气流量，计算得排烟管道的烟气流速；
[0008]S3，根据所述的烟气密度和烟气流速确定排烟管道的烟气损失；
[0009]S4，测定空气密度及内燃机排烟管道入口断面和出口断面的绝对压强，并根据所述的空气密度、绝对压强、烟气密度、烟气流速、烟气损失获得排烟管道的能量守恒方程；
[0010]S5，根据排烟管道的能量守恒方程确定排烟管道的高度和截面直径。
[0011]优选的，步骤SI中所述的计算得排烟管道内的烟气密度的方法是:
[0012]P=-^T[0013]其中，p为燃气内燃机排烟管道的烟气密度，p为排烟管道内的压强，R为热力学常数，T为排烟管道的烟气温度。
[0014]具体的，步骤S2中所述的计算得排烟管道的烟气流速的方法是:
【权利要求】
1.内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，包括以下步骤: Si，测定排烟管道内的压强和烟气温度，计算得排烟管道内的烟气密度； S2，测定排烟管道的烟气流量，计算得排烟管道的烟气流速； S3，根据所述的烟气密度和烟气流速确定排烟管道的烟气损失； S4，测定空气密度及内燃机排烟管道入口断面和出口断面的绝对压强，并根据所述的空气密度、绝对压强、烟气密度、烟气流速、烟气损失获得排烟管道的能量守恒方程； S5，根据排烟管道的能量守恒方程确定排烟管道的高度和截面直径。
2.根据权利要求1所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，步骤SI中所述的计算得排烟管道内的烟气密度的方法是: P =上 RT 其中，P为燃气内燃机排烟管道的烟气密度，P为排烟管道内的压强，R为热力学常数，T为排烟管道的烟气温度。
3.根据权利要求2所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，步骤S2中所述的计算得排烟管道的烟气流速的方法是: V·A.P 其中，V为内燃机排烟管道的烟气流速m/s，Q为排烟管道的烟气流量kg/s，A = ^为
4截面积m2，d为排烟管道的截面直径，R为热力学常数，T为排烟管道的烟气温度，P为排烟管道内的压强。
4.根据权利要求3所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，步骤S3中所述的根据所述的烟气密度和烟气流速确定排烟管道的烟气损失的方法是:H pV2 pw=^-n—-—r- d 2 其中，Pw为烟气损失，α为漏风系数，α的取值为0.01~0.30，η为变截面损失系数，H为排烟管道的高度，d为排烟管道的截面直径，P为燃气内燃机排烟管道的烟气密度，V为内燃机排烟管道的烟气流速。
5.根据权利要求4所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，步骤S4中所述的排烟管道的能量守恒方程为:
"丨 + + (A, - P) K (4 - z丨)=p2 + + P,.其中，P1和P2为排烟管道入口断面和出口断面的绝对压强，P为燃气内燃机排烟管道的烟气密度，V1和V2为排烟管道入口断面和出口断面的烟气流速，Pa为空气密度，g为重力加速度，Z2-Z1为排烟管道的高度，Pw为烟气损失。
6.根据权利要求5所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，步骤S5中，所述的根据排烟管道的能量守恒方程确定排烟管道的高度和截面直径，通过以下方法进行确定:
7.根据权利要求4~6任一所述的内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法，其特征在于，所述的漏风系数α为0.01~0.30。
8.如权利要求1~7任一所述内燃机排烟管道的高度和管径的确定方法确定排烟管道的高度和管径的内燃机。
【文档编号】F01N13/08GK103821601SQ201310642034
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】李和平, 邱兆国 申请人:中国华电工程(集团)有限公司, 华电分布式能源工程技术有限公司