煙囪高度和直徑的計(jì)算
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時(shí)間:2021-08-27 │
工業(yè)窯爐設(shè)計(jì)時(shí)煙囪的計(jì)算是必備的一部分,煙囪是為了將燃燒后產(chǎn)生的廢煙氣排出爐外。工業(yè)爐窯中一套完整的加熱系統(tǒng)既需要不斷供給加熱所需要的燃料和燃燒所用的空氣,又需要把廢氣排除系統(tǒng)。
計(jì)算煙囪參數(shù)時(shí)首先要了解煙囪的工作原理。氣流在流動(dòng)過(guò)程中存在摩擦阻力和局部阻力,要讓煙氣順利地在煙囪內(nèi)部流動(dòng),需要一定的能量支持。煙囪之所以能夠把爐窯內(nèi)的煙氣抽出,使之通過(guò)煙道和煙囪排到外界,主要依靠煙囪中煙氣本身的位壓頭所造成的抽力,幫助煙氣克服流動(dòng)中的阻力。
假設(shè)煙囪出口平面為基準(zhǔn)面,此處的靜壓頭為零,煙囪底部的靜壓頭即負(fù)壓,由于爐子內(nèi)部爐底的靜壓頭一般保持零壓左右,即爐內(nèi)壓力大于煙囪底部的壓力,所以爐內(nèi)煙氣能流向煙囪底部,并經(jīng)煙囪排入大氣。
對(duì)煙囪的基本要求是煙囪的抽力,其大小必須足夠克服煙氣在煙道流動(dòng)的能量損失和動(dòng)壓頭增量。
煙囪內(nèi)部是密度小的熱煙氣,外面是密度大的冷空氣,這就形成了兩種密度不同氣體并存的情況。當(dāng)輕的氣體位于重的氣體中時(shí),輕的氣體必然產(chǎn)生線向上的運(yùn)動(dòng),這是位壓頭造成的浮升力,依靠這個(gè)力煙氣會(huì)產(chǎn)生向上的自然運(yùn)動(dòng)而排出煙囪口。
煙囪越高煙囪底部負(fù)壓的絕對(duì)值越大,即煙囪的抽力越大??諝馀c煙氣的密度差越大,煙囪的抽力也越大。所以在計(jì)算與設(shè)計(jì)煙囪時(shí),應(yīng)取夏季時(shí)空氣密度的最小值,才能保證任何季節(jié)煙囪都有足夠的抽力。
煙囪設(shè)計(jì)主要是確定煙囪的高度與直徑,計(jì)算煙囪高度的公式參考大科技術(shù)支持部分常用公式。由公式可見(jiàn),要計(jì)算煙囪高度,除了空氣和煙氣的溫度及密度外,必須知道煙囪最低限度的抽力,煙囪的動(dòng)壓頭增量和煙囪內(nèi)部摩擦阻力所造成的壓頭損失。
煙囪底部最低限度的抽力應(yīng)能克服煙氣在煙道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的全部阻力
由于考慮到煙道可能發(fā)生堵塞、漏氣,爐子工作強(qiáng)化時(shí)燃燒消耗增加,煙氣量將相應(yīng)增加等因素,所以在計(jì)算煙囪時(shí)計(jì)算所得的值有20%-30%的余量;要計(jì)算煙囪底部的煙氣流速和煙氣密度,必須先知道該處煙氣的溫度,該處的溫度又是根據(jù)煙氣出爐溫度減去煙道中的溫降求得的。
煙囪的高度除了考慮有足夠的抽力之外,還要考慮對(duì)周圍環(huán)境的污染問(wèn)題,一般應(yīng)比附近最高建筑物高5m以上。所以,多數(shù)爐子的煙囪高度都有富裕。由于計(jì)算中是以假定爐底水平面的相對(duì)靜壓為零作為前提的,煙囪的抽力有富裕,就一定會(huì)在爐膛內(nèi)造成負(fù)壓。這樣將會(huì)有大量冷空氣被吸入,這是我們所不希望的。為了調(diào)節(jié)爐內(nèi)的靜壓,通常在煙道內(nèi)設(shè)置閘門來(lái)抵消剩余的抽力。當(dāng)閘門插下時(shí),煙道通道的局部阻力加大,煙囪對(duì)爐子的實(shí)際抽力則減小。有的工廠還采取人為地讓冷空氣吸入煙道的辦法來(lái)調(diào)節(jié)抽力,冷空氣吸入后,煙氣量增大,煙氣溫度降低,這兩個(gè)因素都使實(shí)際抽力減小。依靠人工調(diào)節(jié)閘門往往不及時(shí),在現(xiàn)代化的爐子上,閘門的控制是通過(guò)壓力參數(shù)輸入自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。