
煙囪高度和直徑的計算
網站編輯:admin │ 發表時間:2021-08-27 │
工業窯爐設計時煙囪的計算是必備的一部分,煙囪是為了將燃燒后產生的廢煙氣排出爐外。工業爐窯中一套完整的加熱系統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。
計算煙囪參數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部流動,需要一定的能量支持。煙囪之所以能夠把爐窯內的煙氣抽出,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,由于爐子內部爐底的靜壓頭一般保持零壓左右,即爐內壓力大于煙囪底部的壓力,所以爐內煙氣能流向煙囪底部,并經煙囪排入大氣。
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。空氣與煙氣的密度差越大,煙囪的抽力也越大。所以在計算與設計煙囪時,應取夏季時空氣密度的最小值,才能保證任何季節煙囪都有足夠的抽力。
煙囪設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能克服煙氣在煙道內流動時的全部阻力
由于考慮到煙道可能發生堵塞、漏氣,爐子工作強化時燃燒消耗增加,煙氣量將相應增加等因素,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,還要考慮對周圍環境的污染問題,一般應比附近最高建筑物高5m以上。所以,多數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。為了調節爐內的靜壓,通常在煙道內設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節抽力,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。依靠人工調節閘門往往不及時,在現代化的爐子上,閘門的控制是通過壓力參數輸入自動調節系統進行調節的。