ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ

ТЯГОДУТЬЕВЫЕ УСТРОЙСТВА

Подача воздуха в топку для горения топлива (дутье) и удаление топочных дымовых газов (тяга) мо­гут быть естественными - с помощью дымовой трубы и искусственными - с применением дутьевого вентилятора и дымососа. Дымовые газы, пройдя газоходы теплогенератора, направляются в боров, ды­мосос и дымовую трубу.

Дымовые трубы предназначены для удаления топочных дымовых газов и рассеивания вредных со­единений (содержащихся в продуктах сгорания) в атмосферном воздухе, с целью снижения их концен­трации в атмосфере на уровне дыхания до необходимых параметров.

Продукты сгорания содержат токсичные вещества, оказывающие вредное воздействие на биосферу (оксиды углерода, серы и азота и др.). Содержание вредных веществ в воздухе определяется их концен­тра-

Цией - количеством вещества (мг), находящегося в 1 м3 воздуха (мг/м3). Максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающих вредного влияния на здоровье человека, называется предельно до­пустимой концентрацией (ПДК). Высота дымовой трубы проектируется таким образом, чтобы преду­предить недопустимое загрязнение воздушного бассейна в районе котельной.

Дымовая труба, сама по себе и всегда, создает естественную тягу, а движение топочных газов при этом происходит за счет гравитационных сил, обусловленных разностью плотностей холодного наруж­ного атмосферного воздуха и горячих газообразных продуктов сгорания, заполняющих газоходы, ды­мовую трубу, считая от уровня горелки до устья трубы. Чем ниже температура наружного воздуха и выше его атмосферное давление, выше температура продуктов сгорания топлива, выше дымовая труба - тем естественная тяга больше. В ясную морозную погоду тяга лучше, а в туманную, ветреную, влаж­ную - хуже.

При работе котельных агрегатов с давлением в топочной камере выше давления атмосферного воз­духа или при небольшой производительности котельной, когда оказывается достаточной тяга, разви­ваемая дымовой трубой, дымососы не устанавливаются. В котельных малой производительности иногда для обеспечения тяги и дутья достаточно использования только дымовой трубы и ее самотяги, и тогда можно обойтись и без дутьевых вентиляторов. Естественная тяга (измеряется в Па, мм вод. ст., кгс/м2) в этом случае регулируется шибером, установленным в газоходе за котлом, а управление выведено на фронт котла, где должен быть фиксатор и указатель открывания заслонки. В верхней части шибера должно быть отверстие диаметром не менее 50 мм для вентиляции топки неработающего котла (при за­крытом шибере).

Дымовые трубы работают в сложных условиях: при перепадах температуры, давления, влажности, агрессивном воздействии дымовых газов, ветровых нагрузках и нагрузках от собственного веса. Для ко­тельной проектируется обычно одна общая для всех котлов дымовая труба. Дымовые трубы сооружа­ются по типовым проектам из кирпича, железобетона или металла.

Кирпичная дымовая труба имеет фундамент (цоколь) и ствол в виде усеченного конуса. Минималь­ная толщина стенок 250 мм. Нижнюю часть трубы футеруют огнеупорным кирпичом для защиты от действия горячих газов. В цоколе предусматривают окна для газоходов (боровов), а также направляю­щие перегородки (пандусы), в боровах и у основания трубы - лазы для удаления золы. Кирпичные ды­мовые трубы сооружают диаметром не менее 0,6 м, высотой 30.75 м, они применяются при сжигании любого топлива (газа, мазута).

Железобетонные трубы обладают высокой механической прочностью, однако они не способны про­тивостоять воздействию сернистых соединений, влаги и повышенной температуре дымовых газов. По­этому внутреннюю поверхность железобетонного ствола футеруют красным или кислотоупорным кир­пичом либо покрывают изоляцией (стеклотканью).

Металлические дымовые трубы изготавливают из стальных листов толщиной 3.15 мм. Труба со­стоит из отдельных звеньев, соединенных между собой сварными швами. Ствол трубы устанавливают на чугунной плите, а для устойчивости на высоте, равной 2/3 трубы, крепят растяжки из стального прутка диаметром 5.7 мм.

Для предупреждения проникновения дымовых газов в толщу стен кирпичных и железобетонных труб не допускается положительное статическое давление на стенки ствола дымовой трубы. Для устра­нения избыточного статического давления наиболее целесообразно устанавливать диффузоры в верхней части трубы. Они позволяют уменьшить сопротивление газового тракта в случае его заноса золой или при подключении дополнительных котлов, а также снизить расход энергии на транспортировку дымо­вых газов по тракту.

Высота дымовых труб зависит от высоты застройки, предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК) и может быть от 30 до 180 м. При сжигании природного газа возможна установка любых труб, а для мазута и твердого топлива - только кирпичные или железобетонные трубы. Однако приме­нение высоких труб не всегда оправдано и поэтому чаще используют невысокие трубы с установкой дутьевого вентилятора и дымососа.

Установка дутьевого вентилятора и дымососа обеспечивает более надежную и эффективную работу котельных установок, позволяет поддерживать заданное разрежение или давление в топке, автоматизи­ровать подачу воздуха и топлива в топку, а также использовать КИПиА.

Дутьевой вентилятор имеет металлический корпус в виде улитки, в котором установлен ротор с лопатками, а на оси - электродвигатель. При вращении рабочего колеса в центре создается разрежение, куда через круглое отверстие поступает новая порция воздуха, и за счет центробежных сил он отбрасы­вается к стенкам корпуса и переходит в нагнетательное прямоугольное отверстие. 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 (воздуховода, заслонки, горелки, направляющего аппарата). В качестве дутьевых вентиляторов обычно используют центробежные вентиляторы среднего давления. Забор воз­духа для дутья осуществляется из верхней зоны котельного зала и частично снаружи с помощью специ­ального клапана.

Дымосос - центробежный вентилятор, только с массивными лопатками ротора. 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 дымовой трубы.

Дутьевой вентилятор и дымосос должны синхронно работать так, чтобы в топке котла поддержива­лось разрежение 1,5.3 мм вод. ст., а за котлом 4.6 мм вод. ст. и при открытых дверках или гляделках пламя не выбрасывалось из топки. При разрежении в топке более 8.10 мм вод. ст. происходит значи­тельный подсос холодного воздуха в топку, что резко снижает температуру топочных газов и увеличи­вает расход топлива. Для измерения небольших давлений или разрежений и получения точных показа­ний применяют жидкостный тягонапоромер с наклонной трубкой (ТНЖ).

Отдельные котельные агрегаты (МЗК-7АГ и др.), имеющие герметичную стальную обшивку, рабо­тают с наддувом воздуха и обеспечивают избыточное давление внутри котла 40 мм вод. ст., а сопротив­ление воздушного и газового трактов (воздуховода, горелок, газохода, дымовой трубы) преодолевается за счет напора, создаваемого только дутьевым вентилятором.