Методика расчёта рассеивание вредных примесей в атмосфере и выбор высоты дымовой трубы.
Дымовые трубы. Действие дымовой трубы основано на разности давлений, создаваемых воздухом, окружающим дымовую трубу, и горячими дымовыми газами внутри самой трубы. При одном и том же давлении нагретые газы всегда легче холодных, поэтому столб горячих газов в дымовой трубе будет легче соответствующего ему по высоте столба наружного воздуха.
Работу дымовой трубы можно уподобить поведению U-образной трубки, в которую налиты две жидкости: тяжелая (например, ртуть) и более легкая (например, вода). В силу большого удельного веса ртуть будет вытеснять более легкую воду из такой трубки вверх. Аналогичное явление происходит и в дымовой трубе.
С
хема
действия дымовой трубы парового котла
представлена на рис.
При сжигании топлива в топке 1 горячие продукты горения устремляются в газоходы 2 парового котла, а затем по дымоходу 3 — в дымовую трубу 4. Движение газов по этому пути, или, как говорят, по газовому тракту происходит под действием следующих сил. Вне котла действуют две силы: давление столба наружного холодного воздуха высотой Н на плоскость колосниковой решетки с силой Нγв (где γв — удельный вес холодного воздуха) и Ву — барометрическое давление воздуха на высоте выходного отверстия (устья) дымовой трубы.
Рабочий процесс в котлоагрегате связан с непрерывной подачей воздуха в топочную камеру и перемещении продуктов сгорания с определенной скоростью по газоходам с последующим удалениям их из агрегата.
При движении воздуха по воздуховодам и продуктов сгорания по воздуховодам возникает аэродинамическое сопротивление, зависящее от скорости воздуха и продуктов сгорания. На преодоление этих сопротивлений затрачивается энергия. В котельных агрегатах используются различные способы организации подачи воздуха и удаления продуктов сгорания в атмосферу. Возможны два способа подачи воздуха и отводов продуктов сгорания:
За счет естественной тяги, создаваемой дымовой трубой
За счет искусственной тяги с помощью тягодутьевых устройств
Естественная тяга возможна при повышении температуры продуктов сгорания, которые могут, поднимаясь вверх, создать тягу, достаточную для преодоления небольшого сопротивления 50-60 Па. Это возможно только для котлоагрегатов малой мощности.
При создании искусственной тяги для преодоления аэродинамического сопротивления воздушного тракта и подачи воздуха устанавливаются дутьевые вентиляторы. Для преодоления аэродинамического сопротивления по всему тракту котельного агрегата применяют дымососы. Они создают во всех газоходах разрежение, минимальная величина которого в верхнее части топочной камеры должна составлять 20Па. Благодаря разрежению в котлоагрегатах создаются благоприятные сантехнические условия для работы персонала. Однако при искусственной тяге наблюдается появление присосов в топке и газоходах агрегатов.
Схема действия естественной тяги
естественная тяга – движущая сила, обусловленная разностью статических давлений между поступающим в топочную камеру воздухом и покидающими котлоагрегат продуктами сгорания.
Во время работы установки все газоходы котлоагрегата до ее верхнего устья заполнены продуктами сгорания с высокой температурой и плотностью. Дымовая труба создает движущую силу тяги, необходимую для преодоления гидравлического сопротивления газового тракта.
Сила
тяги:
Сила тяги тем больше, чем выше дымовая труба и больше температура уходящих газов и чем ниже температура наружного воздуха.
Можно отметить, что наблюдается явление самотяги в газоходах котельных агрегатов, т.е. газоход, заполненный продуктами сгорания, можно рассматривать как дымовую трубу небольшой высоты, в которой развивается собственная тяга.
Когда продукты сгорания имеют восходящее движение, то величина требуемой силы тяги уменьшается на величину самотяги. Однако в газоходах, где газы движутся сверху вниз, величина необходимой силы тяги должна быть увеличена на величину самотяги, т.к. она препятствует движению продуктов сгорания. Это нежелательно в современных котлоагрегатах, имеющих значительную протяженность газоходов.