Тягові пристрої
Під час роботи котла необхідно забезпечити рух димових газів газоходами і видалення їх в атмосферу. При русі димових газів газоходами виникають опори
В результаті тертя газового потоку про поверхню нагріву та стінки газоходів, а також місцеві опори, у місцях поворотів та змін напрямку, перерізу та форми потоку. На подолання всіх цих опорів витрачається робота. Пристрої, що забезпечують рух димових газів газоходами котла, називаються тяговими. Вони просмоктують димові гази через газоходи котла, створюючи в газоходах рідше
Мал. 89. Дія природного потягу.
Ніє, або, як то кажуть, тягу. Величина повного розрідження, створюваного тяговими пристроями, повинна дорівнювати сумі опорів газового тракту котельної установки.
Тягові пристрої поділяються на дві групи: пристроїв З природною та пристроїв зі штучною (примусовою) тягою.
Природна тяга створюється димарем, що з'єднується з котлами за допомогою димоходу, що називається боровом.
Димова труба створює розрідження або тягу внаслідок різниці ваги стовпа зовнішнього повітря і стовпа димових газів у трубі (рис. 89).
Якщо висота димової труби дорівнює ІТР і середня питома вага димових газів, що заповнюють трубу, становить уг кг/м3, то тиск біля основи труби буде:
Рбар+НтрЪ KZIM2 АБО ММ В°А - СТ-
Де Р5ар - атмосферний барометричний тиск на висоті гирла димової труби в мм вод. ст.
З іншого боку, атмосферний тиск на рівні основи димової труби дорівнює:
Рбар +//тр'Г8 кг/м* АБО ММ ВОД. СТ.,
Де чв - середня питома вага зовнішнього повітря в кг [м'.
Різниця цих тисків викликає переміщення димових газів.газового тракту котла і долає газові опори димоходів, створюючи біля основи димової труби величину природної тяги, що дорівнює:
^тр бар Н"” Нпр Тв) (Рбар ^тр ^г)
= Ітр (Тв-Тг) ММ ВОД - СТ.
Питома вага зовнішнього повітря та димових газів можна виразити в залежності від температури та тиску за наступними формулами:
TOC o "1-5" h z 273 Ь, ,
Р г 273 + tcPp 760
У цих формулах: уд; г(г — питомі ваги повітря та димових газів у кг/нм3 при 0° та 760 мм рт. ст.;
1 * - зовнішня температура повітря в ° С; tc^p-середня температура газів у трубі, в ° С;
П-барометричний тиск у мм рт. ст.
Підставляючи ці вирази у формулу для підрахунку тяги димової труби, отримаємо:
273 + m + tc„?p/760
Припускаючи мізерну помилку, можна покласти:
Звідси одержуємо формулу для визначення висоти димової труби:
Я*
Ця формула показує, що розрідження Зтр, створюване димовою трубою, буде тим більше, чим нижче температура зовнішнього повітря (Про, чим вище температура димових газів, що проходять в трубі і чим більше показання бароме
Тра (Ь). Тяга збільшується також із збільшенням висоти димової труби Нтр. Таким чином, тяга дицевої труби покращується взимку, коли температура зовнішнього повітря знижується, а також у суху погоду, коли встановлюється барометричний тиск.
Висоту димаря опалювальних котелень розраховують за формулою (91) при температурі зовнішнього повітря /" = +10 ° С, а виробничих котелень - за літніми умовами роботи.
Висота димової труби повинна бути принаймні не нижче 14 - г - 16 м/а для котелень, що споживають понад 5 т палива на добу (за винятком дров та газу), відповідно до санітарнихнормами, - не менше 30 м.
Площа вихідного перерізу димової труби визначається з рівняння витрати:
У цьому рівнянні:
Утр-годинний обсяг димових газів у гирла труби в м3/годину, рівний:
У ^ВУЛ273 + - 4 м / сек.
При штучній тязі може бути допущена швидкість:
Чш = 10 – г – 20 м/сек.
Площа перерізу борова підраховується за тією самою формулою (92). В опалювальних котельнях рекомендується приймати
У сполучному борові від котла до збірного борову так = 2-н4 м/сек-, у збірному борові «> = Зн-4 м/сек. Для забезпечення можливості очищення збірний бор повинен мати переріз не менше 600 X 800 мм. Стінки димової труби і бору виконуються товщиною не менше ніж в 1*/г цегли.
Димова труба, як говорилося, є пристроєм створення природної тяги. У тих випадках, коли для отримання необхідного розрідження потрібно спорудження димової труби висотою понад 50 м, а також у деяких випадках, що визначаються місцевими умовами, встановлюють пристрої для штучної тяги. До таких тягових пристроїв належать димососні установки пря - Рис. 90. Димососна моя та непряма дія, встановлення непрямої Димососна установка п р я -
Дії. моєї дії складається з вентиля
Тора, іменованого в даному випадку димососом, який засмоктує з бору всі димові гази, що йдуть, і подає їх в димову трубу. У димососів, на відміну дутьових вентиляторів, доводиться влаштовувати водяне охолодження підшипників, а нерідко і валу.
Вдвічі більше, ніж витрата на димосос прямої дії. Тому штучні тягові пристрої непрямої дії застосовуються порівняно рідко - у тих, наприклад, випадках, коли в димову.трубу спрямовуються димові гази з особливо високою температурою понад 350 ° С і димова труба не може створити необхідної підвищеної тяги.
Розрахунок димососної установки прямої дії в основному зводиться до визначення продуктивності та напору димососа, а також необхідної потужності електродвигуна.
Продуктивність димососа підраховується за формулою, аналогічною (87), а саме:
/ух-температура газів, що проходять через димосос, в ° С;
Уг - обсяг димових газів перед димососом в нм3/кг, що підраховується за формулою (29), (30) або (31);
Вмвкс-максимальна годинна витрата палива в кг/годину;
Кпр-коефіцієнт запасу за продуктивністю, зазвичай складовий Кпр = 1,05 - г - 1,15 і в середньому прийнятий Кпр = 1,1.
Розрахунковий напір, що створюється димососом, при температурі
Димових газів дорівнює:
$тр - тяга димовою трубою в мм вод. ст.;
Кн - коефіцієнт запасу за натиском, який може бути прийнятий: Кн = 1,2.
У заводських каталогах характеристики димососів наводяться для певної температури газів, що переміщуються (зазвичай
Де: т ® = 1,293 кгнм, Ь0 = 760 мм рт. ст., ^ = 200°С.
Для того, щоб привести напір димососа до номінальної питомої ваги, можна скористатися такою формулою:
У формулах (93) і (94): т° - питома вага димових газів
При 0° та 760 мм рт. ст. кг/нм3;
Тух - 273 - f - tyx - дійсна абсолютна температура газів, що йдуть у димососа в ° абс;
Тд = 273 - j - te-абсолютна температура газів за заводською характеристикою в ° абс;
Ь-барометричний тиск у мм рт. ст.;
НдГим - напір димососа при температурі t8, мм вод. ст.
З формули (94) видно, що вища температурагазів, тим менше натиск, який розвиває вентилятор за однакової його продуктивності.
Нехай, наприклад, при заданій продуктивності відцентрового вентилятора (димососа) та дійсних умов його роботи: 1°гпз= 1,34 кг/нм3; tyx = 185 ° С; b = 730 мм рт. ст. напір димососа дорівнює Ндіа = 120 мм вод. ст.
Напір димососа при тій же продуктивності та температурі te = 200^ С буде:
НдРим = К-, Ідим = 0 975 '120 = 117 ММ вод. ст.,
Де K = = h293 185 + 273 J60 = g
Т 1,34200 + 273730 '
Потужність на валу димососа підраховується за такою формулою:
«г г дим*л дим г//лг
МДИМ = -,СПЛ 1 АТ..------ До КвШ, (95)
V дим^ дим
Де: де-к. п. д. димососа при повному натиску, що має, в залежності від конструкції і характеристики димососа, значення в межах 0,5-0,65; у димососів сучасних конструкцій Г1дим має бути не нижче 0,60;
/^—'коефіцієнт запасу потужності, рівний за нормами 1,15.
Якщо кілька котлів котельної установки працюють із загальним димососом, слід передбачати резервний димосос. При паралельній роботі двох чи кількох димососів тяговий режим котельної установки погіршується; такої роботи димососів слід уникати.
Димосос повинен бути підключений до димаря таким чином, щоб димові гази можна було перепускати в димову трубу крім димососа у разі його зупинки. Заслінки,
Встановлювані на обхідному газовому каналі повинні надійно відключати обхідний канал під час роботи димососа. Засувки у димососа встановлюються як на всмоктувальній, так і на стороні нагнітання. Слід передбачати заходи проти вібрацій під час роботи димососа; для запобігання вібрації фундамент повинен мати необхідну масу. Прирозташування димососа має передбачатися можливість його вільного обслуговування.
приклад. Підрахувати висоту та діаметр димової труби, якщо потрібно створити розрідження 5т/) = 25 мм вод. ст. для наступних умов роботи:
Середня температура димових газів у трубі-£^ = 280 ° С; температура зовнішнього повітря - = 25 ° С; барометричний тиск - Ь = 745 мм рт. ст.; витрата палива (підмосковного вугілля) - В = 1290 кг / год-, обсяг димових газів - I / = 6,2 нм3/кг.
Рішення. Висота димової труби визначається за формулою (91):
I 273 + 25 273 + 280/
Перетин гирла димової труби визначається згідно з формулою (92):