Назначение и виды тягодутьевых устройств. Аэродинамическое сопротивление ТГУ

Тягодутьевые устройства служат для непрерывной подачи в топку котла воздуха, необходимого для горения топлива и удаления из котла в атмосферу продуктов сгорания. С помощью создаваемого устройствами напора (тяги) преодолеваются сопротивления газовоздушного тракта (газоходов и воздуховодов) и обеспечивается движение воздуха и продуктов сгорания в котле. Тяга бывает двух видов: естественная и искусственная (принудительная). Естественная тяга образуется вследствие разности плотностей холодного наружного воздуха и горячих дымовых газов и создается с помощью дымовой трубы. Естественная тяга тем больше, чем выше дымовая труба и больше разность температур наружного воздуха и дымовых газов. Следует заметить, что газоход ТГ-а, заполненный продуктами сгорания, можно рассматривать как дымовую трубу небольшой высоты, в которой развивается собственная сила тяги, называемая – самотягой.

Силу тяги определяют по формуле

 [Па].                        (4.1)

Естественная тяга применяется в основном в тех случаях, когда высота трубы не превышает 50м, однако окончательно в каждом отдельном случае вопрос решается в зависимости от конкретных условий.

Искусственную (механическую) тягу применяют в тех случаях, когда естественной тяги оказывается недостаточно. Такую тягу создают с помощью тягодутьевых машин. При искусственной тяге подача воздуха в топку и преодоление сопротивления воздушного тракта котла осуществляется дутьевыми вентиляторами, а удаление газов из котла и преодоление сопротивления газового тракта — дымососами.

В маркировку вентиляторов и дымососов входят следующие обозначения: В — вентилятор; Д — дутьевой; Н — с загнутыми назад лопатками рабочего колеса; Г — горячего дутья (подает в топку котла горячий воздух для сжигания топлива); М—мельничный; Д — дымосос; О — осевой; Ш — широкие лопатки. В котельных малой и средней мощности применяют чаще всего дутьевые вентиляторы и дымососы типов ВДН и ДН.

Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения газов в газоходах ТГУ составляется из местных сопротивлений, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов, и из сопротивления, возникающего вследствие трения и вследствие сопротивления пучков труб.

Полное сопротивление газового тракта ТГУ определяется после подсчета сопротивлений отдельных элементов установки их суммированием, Па:

(4.2)

 

где элементы, входящие в формулу, соответствуют сопротивлениям топочного оборудования: самого котлоагрегата; пароперегревателя; экономайзера; воздухоподогревателя; золоуловителей; шиберов и заслонок; газоходов (боровов); дымовой трубы. Сопротивление топок, оборудованных дутьем, преодолевается при помощи вентиляторов, на долю же тягового устройства приходится лишь создание небольших разрежений в топочном пространстве (20-40 Па). При сгорании топлива без дутья необходимое разряжение в топке должно быть в пределах 40 - 80 Па.

Все сопротивление принято делить:

- сопротивление трения при течении в прямом канале постоянного сечения;

- местные сопротивления, связанные с изменением формы или направления канала;

- сопротивления поперечно омываемых труб.

Потери напора на трения, Па, определяются по формуле

,                                      (4.3)

где l - коэффициент трения, зависящий от характера движения потока;

l - длина участка, м;

d_э - эквивалентный диаметр участка, м;

w - скорость газов на участке, м/с;

r - плотность газов, кг/м³.

Сопротивление отдельных элементов ТГУ, которые зависят от местных сопротивлений, Па

,                                    (4.4)

где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Значение коэффициента  при поворотах для наиболее часто встречающихся в котельной практике случаев: 45^о - 0,5; 90^о - 1;135^о -1,5; 180^о –2.

Сопротивление каждого шибера (заслонки) может быть принято 5…15 Па при скорости движения газов 3…4 м/с.

Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы определяется по формуле

,                         (4.5)

где

                                           ,         (4.6)

w - скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы, принимается 15…25 м/с;

r - плотность продуктов сгорания в дымовой трубе, кг/м³;