Лекция
Если тяга, которую создает дымовая труба, недостаточна для преодоления газового сопротивления котла, то для установления необходимого разрежения используют искусственную тягу. Для этого перед дымовой трубой устанавливается дымосос. Тягодутьевые машины - устройства, обеспечивающие принудительное (не зависящее от разницы плотностей нагретых газов в системе и наружного воздуха) перемещение воздуха и дымовых газов. Тягодутьевые машины делятся на две основных категории: это вентиляционное оборудование - для подачи воздуха - дутьевые вентиляторы (обозначение: ВД) и дымоотсасывающие установки - перемещающие продукты сгорания - дымососы (обозначение: Д). По конструктивным признакам тягодутьевые машины делятся на: осевые и центробежные. Центробежные машины могут быть одно- и двухсторонние, осевые одно- и многоступенчатые с горизонтально расположенной осью вращения. Дутьевой вентилятор – это специализированная тягодутьевая машина, предназначенная для подачи в топку котлов и систему пылеприготовления необходимого количества воздуха. Дутьевые вентиляторы работают на наружном воздухе, подавая его через систему воздуховодов и воздухоподогреватель в топочную камеру. В качестве дутьевых вентиляторов обычно используют центробежные вентиляторы среднего давления. Производительность дутьевого вентилятора должна обеспечивать с 10%-ным запасом подачу действительного объема воздуха, необходимого для горения с учетом его температуры, а напор вентилятора должен преодолеть сопротивление воздушного тракта. Дымосос – это специализированная тягодутьевая машина высокого или среднего рабочего давления, предназначенная для удаления дымовых газов из топок стационарных паровых и водогрейных котлов. Напор, созданный дымососом, расходуется на преодоление сопротивления газоходов и организации удаления газообразных продуктов сгорания топлива через дымовой трубы. Производительность дымососа должна быть на 10 % больше полного объема топочных дымовых газов, удаляемых из котла, с учетом их температуры, а напор должен преодолеть гидравлическое сопротивление всего газового тракта (топки, газохода, экономайзера, воздухоподогревателя, борова, шибера, дымовой трубы) за вычетом самотяги. При искусственной тяге в топку котла воздух подается дутьевым вентилятором, а продукты сгорания топлива удаляются в атмосферу дымососом. Дутьевой вентилятор состоит из следующих узлов: ходовой части, улиткообразного корпуса с всасывающим и нагнетательным патрубками, рабочего колеса и направляющего аппарата.
При вращении рабочего колеса вентилятора в центре рабочего колеса образуется разрежение. Воздух по воздуховоду подводится к центру колеса и за счет центробежной силы отбрасывается от центра к периферии, нагнетается в воздуховод и дальше подается к горелкам и в топку котла.
Направляющий аппарат устанавливается перед вентилятором на всасывающем патрубке и состоит из металлического патрубка с фланцами, внутри которого размещены поворотные лопатки. Все лопатки имеют общий поворотный механизм, с помощью которого могут поворачивается одновременно на одинаковый угол. Лопатки выполнены таким образом, что придают потоку воздуха предварительное закручивание в ту же сторону, в которую вращается ротор вентилятора, благодаря чему сопротивление входу воздуха уменьшается.
Наибольшее распространение получили центробежные дутьевые вентиляторы, которые выпускаются следующих марок: В Д-6; В Д-8; ВД-10; ВД-12; ВД-13,5; ВД-15,5; ВД-18; ВД-20, где В - вентилятор, Д - дутьевой, цифра указывает на диаметр рабочего колеса в дециметрах.
Дымосос предназначен для создания искусственной тяги и удаления продуктов сгорания в атмосферу. Дымососы выпускаются следующих марок: Д-8; Д-10; Д-12; Д-13,5; Д-15,5; Д-18; Д-20. В обозначении: Д - дымосос, цифра указывает диаметр рабочего колеса в дециметрах.
Конструкция дымососа типа Д аналогично конструкции вентилятора типа ВД, но имеет следующие особенности:
- корпус, рабочее колесо, ступица рабочего колеса, направляющий аппарат выполняются из жаропрочной стали, это вызвано тем, что дымососы рассчитаны на работу при температуре газов 200-250 ° С;
- в масляной ванне размещен змеевик с подводом воды для охлаждения масла;
- корпус дымососа обязательно покрывается тепловой изоляцией.
Дымосос, как правило, выбирается по производительности больше, чем дутьевой вентилятор, так как продуктов сгорания по объему больше, чем воздуха и рассчитывается на полную нагрузку котла с некоторым запасом: по производительности на 10 % и по напору - на 15%.
Производительность дутьевых вентиляторов Vв, м3/с, определяют по формуле
Vв = 1,1 αт βр Vo(273 + tв)760/(273 * в).
где 1.1 - коэффициент запаса, учитывают утечки воздуха через неплотности; αт - коэффициент избытка воздуха в толке; βр - максимальный расход топлива, кг/с; Vo - количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива при О°С и 101,3 кПа (760 мм рт.ст. м3\кг; tв - температура подаваемого воздуха °С; в - барометрическое давление воздуха Па,(мм рт, ст.).
Дутьевые вентиляторы (как правило, центробежные) подбирают по каталогам по производительности, необходимому напору, для преодоления сопротивления на выходе из воздухоподводящего устройства (динамическое давление) и местных сопротивлений в воздуховодах, зольнике, решетке со слоем топлива, в форсунке или горелке (статическое давление) увеличенному по сравнению с расчетными данными на 10 %.
В котельных с чугунными и стальными котлами устанавливают индивидуальные тягодутьевые устройства (по агрегатному принципу) и групповые вентиляторы. При групповой установке предусматривают два дутьевых вентилятора, каждый из которых рассчитывают на 60%-ную от максимальной нагрузку (в отопительно-производственных котельных) и на 100 %-ную нагрузку (в производственных котельных). Мощность по валу вентилятора Nв, Вт, определяют по формуле:
Nв = 1,1 Vв Hr,/ ȵв,
где 1.1 - коэффициент запаса. Vв - подача вентилятора, м /с; Hr - полное расчетное давление вентилятора, Па; ȵв - КПД вентилятора при полном давлении.
Подачу дымососов Vд, м3/с, определяют по формуле
Vд = 1.1 BрVr, (ѳл + 273)/273.
где Bр - расчетное количество сжигаемого топлива, кг/с; Vr - объем дымовых газов перед дымососом. м3/кг; ѳл - температура газов перед дымососом,°С.
Мощность дымососа Nд, Вт определяют по формуле
Nд=1,1VлHд/ⱨл,
где Vл подача дымососа, м /с; Hд - полное расчетное давление дымососа, Па; ⱨл - КПД дымососа.
Дымососы в котельной с чугунными котлами обычно устанавливают поагрегатно на один или два спаренных котла. При установке групповых дымососов их подачу определяют по аналогии с расчетом производительности дутьевых вентиляторов. Дымососы отличаются от обычных центробежных вентиляторов лишь тем, что отсасывают дымовые газы со значительно более высокой температурой. Поэтому их конструкция должна быть более прочной, а подшипники обязательно должны иметь охлаждение. При искусственной тяге температура уходящих газов, поступающих в тягодутьевое устройство, не должна быть выше 250оС, так как более высокая температура снижает прочность дымососа. Если температура дымовых газов выше 250°С, к ним следует подмешивать холодный воздух. Дымососы и дутьевые вентиляторы котельных с чугунными котлами можно располагать внутри или снаружи помещений. При расположении котельных в жилом массиве устанавливать тягодутьевые устройства снаружи не рекомендуется. Регулирование нагрузки осуществляется с помощью направляющего аппарата, устроенного аналогично направляющему аппарату вентилятора. В данное время промышленностью выпускаются вентиляторы и дымососы новой унифицированной серии 0,55-40-1 с загнутыми назад лопатками.
