|
Навигация: Естественная тяга Естественная тяга Необходимым условием для обеспечения нормальной работы котлов и печей или других установок, в которых производится сжигание газообразного топлива, является непрерывная подача в пх горелки и топки достаточного количества воздуха. Образующиеся при сгорании горючих газов продукты горения — дымовые газы, проходя по газоходам котла или пёчи, отдают значительную часть своего тепла их поверхностям нагрева и выходят по борову в дымовую трубу. Движение воздуха и газов в котельной или другой установке создается тягой. Тяга может быть естественной или искусственной. Естественная тяга получается при помощи дымовых труб, которые бывают железными, кирпичными и бетонными. Сила тяги, создаваемая дымовыми трубами, зависит от их высоты и температуры отходящих газов. Чем больше высота трубы и выше температура дымовых газов в ней, тем легче будет их столб в трубе и тем меньше его давление против такого же столба наружного воздуха, тем с большей силой он будет вытеснять дымовые газы из трубы. Вследствие того, что отходящие газы, заполняющие дымовую трубу, легче воздуха, в нижней части ее больше будет сила тяги. Сила тяги в установках расходуется на преодоление различных сопротивлений или препятствий, имеющихся на пути воздуха и дымовых газов при их движении от входа в топку до выхода в дымовую трубу. Такими сопротивлениями являются: сама топка, дымоходы установки, боров, шиберы и т. д. Наибольшее разрежение, или сила тяги, будет всегда в основании дымовой трубы, и наименьшее — в топке. Наличие достаточной силы тяги в установках, отапливаемых газообразным топливом, является особенно необходимым. Рис. 1. Схема естественной тяги. Рис. 2. Простой тягомер: Недостаток тяги может быть также причиной неполного сгорания газа из-за недостатка вторичного воздуха. Образующаяся при неполном сгорании окись углерода сама по себе может быть причиной взрыва газов в дымоходах или борове в случае подсоса в них воздуха. Котлы и печи, постоянно имеющие недостаток тяги, дымящие через неплотности в кладке, вообще не могут работать на газообразном топливе до переделки их тяговых устройств. Разрежение в топках котлов и печей в зависимости от их мощности и нагрузки должно быть в пределах от 0,5 до 3 мм вод. ст. (наиболее часто 1—2 мм вод. ст.). За котлом перед шибером (дымовой заслонкой), которым регулируется сила тяги, разрежение может быть от 5 до 20 мм вод. Согласно требованию правил Госгазтехпнспекции на котлах и печах и других агрегатах, работающих на газообразном топливе, для проверки наличия и силы тяги обязательна установка тягомеров за агрегатом перед его шибером. Кроме этого тягомера, нужно иметь второй на фронте топки агрегата для постоянного наблюдения за разрежением в топке как во время разжига горелок, так и во время их работы. Излишне сильная тяга в топке не нужна и даже вредна, так как способствует большим присосам в топку и дымоходы холодного воздуха, в результате чего работа топки будет происходить с большим избытком воздуха, чем это необходимо, и потеря тепла с отходящими газами в трубу увеличится, а температура в топке понизится. Кроме того, сильная тяга в топке способствует отрыву пламени от горелки. Сильная тяга хороша только при проветривании (вентиляции) топок н дымоходов установки перед растопкой и в случае их за-газования. Работа с давлением в топке выше атмосферного, сопровождающаяся небольшим выбиванием пламени через неплотности, допускается, как исключение, в некоторых печах, оборудованных специальной вытяжкой, цеховой или местной вентиляцией с установкой зонтов и других вытяжных устройств. Величина давления, поддерживаемого в печи, предусматривается эксплуатационной инструкцией. Регулирование силы тяги в топке путем изменения величины открытия шибера за установкой следует делать осторожно, наблюдая за пламенем горелок и показанием топочного тягомера, поддерживая в топке необходимое разрежение в 1—3 мм вод. ст. В практике работы газифицированных котельных были случаи отравления персонала котельных окисью углерода (угарным газом), образовавшейся и проникшей из топки в помещение котельной из-за недостатка тяги вследствие недостаточного открытия шибера котла. На силу естественной тяги оказывают свое влияние атмосферное давление и температура окружающего воздуха. Так, при понижении давления атмосферы, сопровождающемся ухудшением погоды, тяга становится хуже. При более высоком давлении атмосферы в хорошую погоду тяга улучшается. С другой стороны, зимой, в морозное время, тяга бывает значительно лучше, чем в жаркое время лета; это объясняется изменением разности температуры дымовых газов в трубе и наружного воздуха. Так, например, в зимнее время при температуре наружного воздуха, равной —20 °С, и температуре отходящих газов в дымовой трубе +200 °С разница температур будет в 220 °С, а летом при температуре воздуха +20 °С и такой же температуре в трубе разница температур будет только в 180° С. Следовательно, в зимнее время разница между весом холодного воздуха и дымовых газов в трубе будет больше, чем летом, а поэтому и сила тяги зимой лучше. Величина силы естественной тяги уменьшается также от присосов воздуха в дымоходы и боров установки и в случае появления в борове сырости в результате Действия подпочвенных вод или подъема канализационных вод при неисправности канализации. Присос воздуха легко устранить замазыванием всех неплотностей в кладке глиной, асбесто-глиняной массой и т. д. Отыскание неплотностей можно сделать 1!о время работы агрегата при помощи пламени свечи, которое будет втягиваться при поднесении его к местам возможных неплотностей — трещинам в кладке, изъянам и т. д. Борьба с поступлением влаги в боров в дымоходы более сложна и производится различными способами в зависимости от местных условий — при помощи устройства различного типа дренажей для отвода вод, бетонирования дымоходов и т. д. На ухудшение тяги дымовых труб может оказать влияние ветер, который в некоторых случаях в небольших установках может вызвать опрокидывание тяги, т. Если дымовые трубы проходят в стенах зданий, то наружная часть их должна выводиться выше конька крыши здания не менее чем на 0,5 м при расположении ее на расстоянии в 1,5 м от него или на одном уровне с коньком крыши при удалении от него на расстояние в 3 м и более. Учитывая указанные выше возможности ухудшения естественной тяги и опасность работы на газообразном топливе при плохой тяге, персонал котельных никогда не должен приступать к разжигу горелок, не убедившись в наличии достаточной тяги. Рис. 3. Дымосос. Похожие статьи: Навигация:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
ст. и более, в зависимости от мощности установки. У крупных котлов электростанций разрежение за установкой достигает нескольких десятков и даже сотен миллиметров водяного столба.
Так как часть воздуха, а иногда и весь воздух необходимый для сгорания газа, засасывается в горелки при помощи инжекции или подается в них вентилятором, то на долю тяги приходится обеспечение топки вторичным воздухом и удаление из установки отходящих газов. Поэтому на котлах и печах, работающих на газе, нет необходимости в поддержании в топке большого разрежения. Оно должно быть возможно меньшим, однако таким, чтобы обеспечить необходимую подачу вторичного воздуха для получения полного сгорания газа. В то же время оно не должно уменьшаться до нуля во избежание проникновения топочных газов в помещение котельной. Возможны даже случаи выбрасывания пламени из смотровых и других отверстий топок.
Расчет дымовой трубы
Расчет дымовой трубы
Элементарное объяснение явления тяги в котле было дано в предыдущей статье.
Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.
В этой формуле удельный вес воздуха и уходящих газов γв и γг принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.
Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γг = γв=1,3 кг/нм3, ошибка получается ничтожной), получают
Когда шибер открыт и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное
По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха.
Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.
Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:
а) для железных нефутерованных труб
где D – суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.
Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Ттр значением (Ттр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.
Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.
Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:
откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.
Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле
Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :
Расчет дымовой трубы для водогрейного котла, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных и модульных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при tв= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.
Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.
В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл.
52.
Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.
| 1) Перепад давления – основной механизм тяги. где:
С = 0,0342 a = атмосферное давление, Па h = высота дымовой трубы, м To = абсолютная температура наружного воздуха, K Ti = абсолютная средняя температура дымовых газов, K  Оба предположения довольно хороши, но не совсем точны.Для нас важно отметить, что тяга прямо пропорциональна высоте дымохода, температуре дымовых газов и атмосферному давлению. Дымоход высотой двадцать футов создает перепад давления в два раза больше, чем дымоход десяти футов. Дымоход на уровне моря, где a = 14,7 фунтов на кв. фут. имеет перепад давления почти в полтора раза больше, чем аналогичный дымоход на высоте 10 000 футов над уровнем моря, где a – 10 фунтов на кв. фут. 2) Пропускная способность или скорость – получение достаточной тяги. где:
A = площадь поперечного сечения дымохода, м² C = коэффициент расхода (обычно от 0,65 до 0,70) g = ускорение свободного падения на уровне моря, 9,807 м/с² H = высота дымовой трубы, м Ti = абсолютная средняя температура дымовых газов в дымовой трубе, K To = абсолютная температура наружного воздуха, K  умножить на большое число. Другими словами, высота дымохода и температура дымовых газов, хотя и прямо пропорциональны перепаду давления в вышеописанном статическом случае, немного менее важны из-за трения или сопротивления и энергии, необходимой для ускорения газов. 3) Дымоход по отношению к дому. В доме имеет значение перепад давления воздуха в нижней части дымохода по сравнению с давлением на том же уровне внутри дома. Поток тоже имеет значение. В плотно закрытом доме без включенных вентиляторов, утечек или открытых окон не может быть чрезмерно отрицательного давления воздуха в помещении, но также должен быть достаточный расход (Q) для горения и отвода дыма в камин. Эффекты высоты Высота над уровнем моря не влияет на скорость потока, но влияет размер дымохода. Эмпирический совет обычно состоит в том, чтобы увеличить площадь дымохода на больших высотах, но если вы хотите компенсировать уменьшенный перепад давления, следует увеличить высоту дымохода. В наших рекомендациях по задымлению камина мы рекомендуем при нормальных бытовых условиях (печные, ванные и кухонные вентиляторы на окнах, открытые или закрытые и т. д.) в холодном дымоходе должен быть восходящий поток воздуха при отсутствии огня в камине. Это испытание на перепад давления. Мы также рекомендуем, чтобы в дом поступало достаточно наружного воздуха, чтобы компенсировать весь воздух, просачивающийся или выпускаемый всеми приборами и вентиляторами, которые, вероятно, будут включены, и достаточно дополнительно для камина – не менее одного кубического фута в минуту ( CFM) на каждый квадратный дюйм площади дымохода. Это для проверки адекватного потока. С практической точки зрения мы рекомендуем не регулировать высоту над уровнем моря, потому что на самом деле имеет значение тяга дымохода по сравнению с давлением воздуха в помещении. Так же, как и на уровне моря, если дымоход будет тянуть в холодном состоянии, имитируя один кубический фут в минуту на квадратный дюйм. Статьи по теме |
Если дом выше дымохода, тяга дома может быть лучше, чем у дымохода, и наружный воздух будет проходить через дымоход в дом. Если включается прибор, например кухонный вентилятор, это может снизить давление воздуха в помещении и вызвать нисходящий поток, даже если дымоход достаточно высокий.
площади дымохода с вентилятором, камин будет хорошо работать на любой высоте. Но на высоте, если у вас есть проблемы с получением перепада давления (восходящего потока), вы можете увеличить высоту дымохода, а если вы не можете получить достаточный поток, вы можете использовать дымоход большего размера.УТЕЧКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ: ПРИЧИНЫ И ОПАСНОСТИ
Некоторые системы отопления, такие как газовые печи, производят побочные продукты горения, которые люди называют дымовыми газами. Дымовые газы обычно выходят из дома и рассеиваются в атмосфере. Однако иногда возникают проблемы, и дымовые газы попадают обратно в дом.
Возможные причины
Все, что препятствует оттоку дымовых газов из дома, может вызвать утечку. Ниже приведены некоторые возможные причины.
Неправильная установка вентиляции
Вентиляция печи отвечает за безопасный вывод дымовых газов из дома. Размер и конструкция вентиляционного отверстия определяют, насколько эффективно оно выполняет свою работу. Например, вентиляция зависит от гравитации, чтобы вывести газы из дома. Для этого вентиляционное отверстие не должно провисать или провисать. Например, вентиляционное отверстие с длинной горизонтальной секцией может неэффективно выполнять свою работу.
Несоответствие дымохода и вентиляционного отверстия
Если вентиляционное отверстие выходит в дымоход, то в нем должно быть достаточно тяги, чтобы вывести дымовые газы на оставшуюся часть пути наружу. Скажем, у вас есть котельная для горячей воды и отопления дома, которая выходит через дымоход. Если вы установите высокоэффективную печь с вентиляцией через стену дома, водонагревателю может не хватить тяги для отвода газов из дома.
Засорение вентиляционных отверстий
Проблемы с вентиляционными отверстиями являются распространенной причиной утечки дымовых газов. Например, когда что-то блокирует поток газов из вентиляционных отверстий, газы могут попасть обратно в дом. Накопившийся снег, заражение вредителями (такими как пчелы или птицы) и листья — вот некоторые вещи, которые могут заблокировать вентиляционное отверстие.
Разгерметизация здания
Вентиляционное отверстие вашей печи зависит от атмосферного давления, чтобы выталкивать дымовые газы из дома. Таким образом, дымовые газы могут попасть обратно в пространство вокруг топки, так как нет давления для вытеснения газов. Такая ситуация может возникнуть, если другие приборы или установки отводят газы от топки. Приборы, которые могут это сделать, включают:
- Камины
- Вентиляторы
- Приборы для приготовления пищи, такие как вытяжка
- Сушилки для белья
Это лишь несколько примеров.
Все, что снижает давление в здании или на участке вокруг печи, может привести к утечке дымовых газов.
Недостаточная подача воздуха
Неправильная циркуляция воздуха, приводящая к недостаточному количеству воздуха для горения, также может привести к утечке дымовых газов. Рассмотрим пример, когда вы заключаете свою печь в небольшой комнате. Установка будет лишать печь воздуха. Дымовые газы могут циркулировать в помещении вместе с небольшим количеством свежего воздуха в нем.
Проблемы при запуске
Наконец, утечка дымовых газов не всегда означает, что что-то не так с системой отопления или вентиляции. Например, многие системы отопления выпускают дымовые газы обратно в дом в первые несколько минут после запуска.
Аномалия возникает из-за того, что когда вы запускаете нагреватель, вентиляционное отверстие недостаточно горячее, чтобы создать тягу, чтобы поднять газы. Однако ситуация обычно разрешается сама собой после прогрева дефлектора. Вам нужно беспокоиться только в том случае, если ситуация не исправится сама собой.