13. Розрахунок димової труби

Димові труби виконують цегляними, залізобетонними і сталевими. З цеглини звичайно споруджують труби заввишки до 80 м, більш високі – залізобетонні.

Згідно [9] висота димової труби при штучній тязі визначається відповідно до вказівок по розрахунку розсіювання в атмосфері шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств, і санітарними нормами проектування промислових підприємств. Висота димових труб повинна прийматися 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180 м, діаметр вихідних отворів цегляних труб – 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0 м.

Якщо в радіусі 200 м від котельні є будівлі заввишки більше 15 м, мінімальна висота труби приймається 45 м.

Для теплогенеруючих установок з годинною витратою палива до 10 т/год за відсутності додаткових вказівок слідує приймати висоту димової труби 30 м з обов'язковою подальшою перевіркою приземних концентрацій шкідливих викидів.

Порядок розрахунку димової труби

3.3.1 Висота димової труби Н, м (приймається).

3.3.2 Температура димових газів на вході в трубу –

Температура газів на вході в трубу (димову) приймається рівній температурі газів біля димососа:

(3.5)

де – температура димових газів, що йдуть ºС;

– коефіцієнт надлишку повітря газів, що йдуть;

– температура холодного повітря, ºС;

( – приймаються з теплового розрахунку теплогенератора);

– коефіцієнт надлишку повітря в димовій трубі.

– присос повітря в газохід від економайзера до димососа, приймаємо =0,1.

3.3.3 Витрата газів через трубу (на виході з труби) визначається для випадку роботи всіх підключених до труби теплогенераторів при їх розрахунковому навантаженні Vд.тр., м3/год.

(3.6)

де – розрахункова витрата палива, м³/год;

– об'єм димових газів при , м³/ м³;

– число працюючих теплогенераторів, шт.;

і приймаються їх теплового розрахунку теплогенератора.

3.3.4 Швидкість газів на виході з труби ωвих, м/с.

Швидкість газів на виході з труби, також як і висота труби, визначає умови розсіювання газів і летючої золи в районі розташування теплогенеруючої установки. Максимальна концентрація шкідливих газів і золи, що зноситься, в районі зменшується із збільшенням висоти труби і вихідної швидкості газів. Тому швидкість газів на виході з труби визначається розрахунком за умов забезпечення допустимої концентрації шкідливих домішок при граничній висоті труби.

У тих випадках, коли приймається висота труби забезпечує допустиму концентрацію шкідливих речовин при порівняно помірних швидкостях виходу (теплогенератори середньої і малої продуктивності), швидкість газів на виході з труби приймається при штучній тязі:

3.3.5 Внутрішній діаметр труби на виході димових газів гирла труби:

(3.7)

Для цегляної або залізобетонної труби одержана величина діаметру округляється з урахуванням вибраної висоти до найближчого типоразмеру.

3.3.6 Після округлення діаметру труби до найближчого типоразмеру (у разі цегляної або залізобетонної труби) швидкість закінчення газів з труби , м/с відповідним чином перераховується за формулою:

(3.8)

3.3.7 В цілях попередження проникнення димових газів в товщу конструкції цегляних труб не допускається позитивний статичний тиск на стінки газовідвідного стовбура.

Для цього повинна виконуватися умова R≤1,

де R – визначальний критерій, рівний

(3.9)

де – коефіцієнт опору тертю, для цегляних труб з обліком кільцевих виступів футеровки =0,05

– постійний ухил внутрішньої поверхні верхньої ділянки труби (при відсутності даних з конструкції труби) приймається рівним 0,002 [3];

– прискорення сили тяжіння =9,81 м/с²;

– густина зовнішнього повітря при розрахунковому режимі, кг/м³;

– густина димових газів при розрахунковому режимі, кг/м³.

Густина повітря і газів при температурах, відмінних від 0 ºС, визначається за формулою:

(3.10)

де – густина повітря (газів) за нормальних умов, кг/м³.

Густина повітря за нормальних умов .

Температуру повітря t приймаємо 20ºС, тоді .

Густину газів можна визначити за формулою ,

де – поправка на різницю густини газів і повітря визначаеться як функція від об'ємної частки водяної пари в газах, що йдуть, за рис. 8.9. [6].

Температура димових газів – .

При R>1 слід збільшити діаметр труби, за формулою (3.8.) визначити ωвих і знову перевірити умову R≤1. Якщо умова виконується, слід приступити до подальшого розрахунку.

3.3.8 Опір димової труби.

Опір димової труби складається на опори тертя і втрати тиску з вихідною швидкістю.

(3.11)

При постійному ухилі в трубі опір тертя визначається для бетонних і цегляних труб за формулою:

(3.12)

де – густина повітря, кг/м³, визначається при температурі .

Опір тертя в циліндрових трубах визначається за формулою (3.2).

Втрати тиску з вихідною швидкістю визначаються за формулою (3.3), з коефіцієнтом місцевого опору виходу ζ=1,0.

3.3.9 Самотяга димової труби.

Величина самотяги димової труби обчислюється за формулою:

(3.13)