4.16. Схемы подачи воздуха и удаления продуктов сгорания

Нормальная работа котла возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха, необходимого для горения топлива, и удаления в атмосферу продуктов горения после их охлаждения.

Схемы организации подачи воздуха в топку и перемещения продуктов горения в газоходах котельного агрегата показаны на рис. 4.52.1.

В системе с естественной тягой (рис. 4.52. 1, а) сопротивление потоков воздуха и продуктов горения преодолевается за счет разно­сти давлений воздуха, поступающего в топочную камеру, и продук­тов горения, удаляемых через дымовую трубу в атмосферу. В этом случае весь газовоздушный тракт находится под разрежением.

Рисунок 4.16.1. Схема подачи воздуха в котельный агрегат и удаления продуктов горения:

а — за счет естественной тяги, создаваемой дымовой трубой; б — за счет искусст­венной тяги, создаваемой дымососом; в — с помощью дутьевого вентилятора и дымовой трубы; г — с помощью дутьевого вентилятора и дымососа; Т — топливо; В — воздух; К — котел; В-р — вентилятор; ДТ — дымовая труба; Д — дымосос

Эта система применяется в котлах малой мощности при малых сопро­тивлениях движению потоков воздуха и продуктов горения.

В схеме, представленной на рис. 4.16.1 б, сопротивление воздуш­ного и дымового трактов преодолевается за счет разрежения, соз­даваемого дымососом и дымовой трубой.

В системе, приведенной на рис. 4.16.1 в, сопротивление воздуш­ного и дымового трактов преодолевается вентилятором. При этом газоходы котла находятся под давлением. Такая система использу­ется в котлах, работающих под наддувом.

Наибольшее распространение в настоящее время получила схе­ма (рис. 4.16.1 г), в которой подача воздуха в топку осуществляется вентилятором, а продукты горения удаляются дымососом. В этом случае воздушный тракт находится под давлением, а газовый тракт под разрежением. Такая схема используется в котлах с уравнове­шенной тягой.

4.16.1 Естественная и искусственная тяга. Принцип работы дымовой трубы.

Внешняя сила, которая принуждает воздух поступать в топку, а газообразные продукты горения двигаться по газоходам и дымо­вой трубе в атмосферу, называется тягой.

Различают естественную и искусственную тягу. Естественная тяга обеспечивается дымовой трубой, а искусственная создается дымо­сосом.

Естественная тяга возникает из-за разности давлений вследствие различия плотностей наружного холодного воздуха и горячих ды­мовых газов в трубе, в результате которой возникает движение потока дымовых газов по газоходам котла.

Действие дымовой трубы основано на законе сообщающихся сосудов. Вес столба атмосферного воздуха (рис. 4.16.1.1) больше веса такого же столба горячих продуктов горения в дымовой трубе. Вследствие этого наружный холодный воздух входит в топку, пре­одолевая сопротивление топки, газоходов, теплоиспользующих элементов.

Тяга Р_т, Па, создаваемая дымовой трубой, зависит от высоты трубы H, м, и разности плотностей атмосферного воздуха р_в и продуктов горения р_пг, кг/м³, и определяется следующим образом:

где § — ускорение свободного падения, м/с².

Естественная тяга тем больше, чем ниже температура атмосфер­ного воздуха, выше температура продуктов горения, барометри­ческое давление и высота дымовой трубы.

Наружный воздух выше дымовой трубы.

Рисунок 4.16.1.1. Схема к расчету естественной тяги

Дымовые трубы выполняются стальными при высоте до 35 м, кирпичными — до 100 м, железобетонными — более 100 м.