煙囪高度和直徑的計算
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時間:2021-08-27 │
工業(yè)窯爐設(shè)計時煙囪的計算是必備的一部分,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)。
計算煙囪參數(shù)時首先要了解煙囪的工作原理。氣流在流動過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,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,幫助煙氣克服流動中的阻力。
假設(shè)煙囪出口平面為基準面,此處的靜壓頭為零,煙囪底部的靜壓頭即負壓,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的能量損失和動壓頭增量。
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。當輕的氣體位于重的氣體中時,輕的氣體必然產(chǎn)生線向上的運動,這是位壓頭造成的浮升力,依靠這個力煙氣會產(chǎn)生向上的自然運動而排出煙囪口。
煙囪越高煙囪底部負壓的絕對值越大,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。所以在計算與設(shè)計煙囪時,應(yīng)取夏季時空氣密度的最小值,才能保證任何季節(jié)煙囪都有足夠的抽力。
煙囪設(shè)計主要是確定煙囪的高度與直徑,計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,要計算煙囪高度,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)流動時的全部阻力
由于考慮到煙道可能發(fā)生堵塞、漏氣,爐子工作強化時燃燒消耗增加,煙氣量將相應(yīng)增加等因素,所以在計算煙囪時計算所得的值有20%-30%的余量;要計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,還要考慮對周圍環(huán)境的污染問題,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。由于計算中是以假定爐底水平面的相對靜壓為零作為前提的,煙囪的抽力有富裕,就一定會在爐膛內(nèi)造成負壓。這樣將會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)置閘門來抵消剩余的抽力。當閘門插下時,煙道通道的局部阻力加大,煙囪對爐子的實際抽力則減小。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,這兩個因素都使實際抽力減小。依靠人工調(diào)節(jié)閘門往往不及時,在現(xiàn)代化的爐子上,閘門的控制是通過壓力參數(shù)輸入自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)的。