Искусственные способы тяги и дутья

Естественная и принудительная тяга.

Для сжигания топлива в топку котла необходимо непрерывно подавать воздух, а образующиеся дымовые газы удалять в атмосферу.

При движении воздуха и газов в котле возникает аэродинамическое сопротивление. Для его преодоления котлы оборудуются тяговыми и дутьевыми устройствами.

Аэродинамическое сопротивление газового и воздушного тракта обусловлено силами трения, возникающими при движении потока в канале и при преодолении различного рода препятствий. Для преодоления сопротивлений необходимо создать некоторый избыточный напор, достаточный для преодоления сопротивления трения. Чтобы правильно выбрать дымосос или вентилятор, необходимо выполнить аэродинамический расчет газового или воздушного тракта, задача которого - определение аэродинамического сопротивления.

Различают котлы с естественной тягой, уравновешенной тягой и наддувом.

В котлах с естественной тягой сопротивление газового тракта преодолевается за счет разности плотности атмосферного воздуха и газов в дымовой трубе. Естественная тяга зависит от высоты дымовой трубы и температуры воздуха и дымовых газов. Чем выше труба, тем больше естествен-пая тяга. Воздух становится более тяжелым при понижении температуры, а газы тем легче, чем выше их температура. Естественная тяга улучшается в ясную зимнюю погоду. Наоборот, тяга хуже в летнее время, а также в сырую (влажную) погоду. Кроме того, на естественную тягу влияют направление и сила ветра, барометрическое давление.

В котлах с уравновешенной тягой давление в топке поддерживается близким к атмосферному совместной работой дутьевого вентилятора и дымососа. В системе, где присутствует тягодутьевая установка, состоящая из вентилятора, воздуховодов, дымососа, газоходов и дымовой трубы, на создание тяги расходуется электрическая энергия, идущая на привод тягодутьевых машин. Дымовая труба служит лишь для выброса дымовых газов в верхние слои атмосферы. Искусственная тяга мало зависит от метеорологических факторов, легко регулируется и способна обеспечить устойчивую работу котла.

В котлах с наддувом сопротивление газового тракта преодолевается работой дутьевых вентиляторов (при этом давление в топке и газовом тракте котла поддерживается выше атмосферного).

Естественная тяга.

 

Устройством для создания естественной тяги служит дымовая труба (рис.1).

 

Рис. 1. Схема действия естественной тяги:

1 – столб холодного воздуха; 2 – котел; 3 – шибер; 4 – дымовая труба.

Тяга в котельной есть разность давлений воздуха р_В на входе в котел и давления газов р_Г у корня дымовой трубы:

s = р_В – р_Г.

Для хорошей тяги нужно, чтобы температура воздуха была низкой, а барометрическое давление воздуха – высоким. Кроме того, тяга улучшается с повышением температуры газов, так как при этом уменьшается их плотность. Естественная тяга проста по устройству, но зависит от погодных условий и требует высоких температур газов (250 – 300 ⁰С). Регулирование тяги (изменение расходов воздуха и газов) производится шибером.

При естественной тяге дымовые трубы имеют высоту до 30–60 м и создают тягу до 300–400 Па. При выборе высоты дымовой трубы учитывается ее способность рассеивать в атмосфере вредные вещества, содержащиеся в дымовых газах.

Искусственные способы тяги и дутья.

Искусственная тяга создается дутьевыми вентиляторами и дымососами. Роль дымовой трубы в создании тяги незначительна. Основное назначение трубы – рассеивать продукты сгорания в атмосфере для снижения концентрации вредностей в приземном слое воздуха.

 

 

Рис. 2. Схемы тяги и дутья с механическими тягодутьевыми устройствами:

а - схема тяги с одним дымососом;

б – уравновешенная тяга:

1 – дутьевой вентилятор; 2 – котел: 3 – дымосос; 4 – дымовая труба.

 

Тягу также можно создать одним дымососом, который удаляет газы через трубу в атмосферу. Воздух поступает в котел за счет разрежения, которое создается дымососом в топке котла (рис. 9,а). Однако с ростом расходов воздуха требуется и большая величина разрежения. Одновременно возрастают присосы холодного воздуха в топку и газоходы, ухудшается горение, возрастают объемы газов и нагрузка на дымосос.

При одновременной работе вентилятора и дымососа тяга называется уравновешенной (рис. 9, б). Чтобы избежать выброса горячих газов из котла, в топке поддерживается минимальное разрежение (20 - 40 Па). Уравновешенная тяга нашла широкое применение в котлах малой мощности и является основой в котлах средней и большой мощности.

В некоторых котлах газы движутся по газовому тракту за счет избыточного давления в топке, которое создается дутьевым вентилятором (компрессором). Дымосос не применяется. Такой способ тяги называется наддувом. Во избежание выхода горячих газов из котла, конструкция котла должна быть газоплотной.

Тяга расходуется на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений (повороты, сужения, расширения, конвективные пучки и водяные экономайзеры.)

 

Контрольные вопросы:

1.Что называется аэродинамическим сопротивлением котла?

2. Объясните принцип работы котла с естественной тягой.

3. Объясните принцип работы котла с искусственной тягой.

4. Какой способ тяги называется наддувом?