Для обеспечения нормальной работы котла необходимо непрерывно подавать в топку к горящему топливу воздух, обеспечивать определённую скорость движения горючих газов по газоходам котла и удалять из котла в атмосферу продукты горения. Движение воздуха и дымовых газов в котле осуществляется с помощью тягодутьевых устройств. Тягодутьевые устройства котельной включают в себя дутьевой вентилятор, дымосос и дымовую трубу.

ВЕНТИЛЯТОРНОЕ ДУТЬЁ

  1. Вентиляторное дутьё применяют в зависимости от рода сжигаемого топлива, конструкции топки и величины теплового напряжения. Статическое давление в воздухоподводящих устройствах должно быть в среднем 60÷80 мм вод. ст. при сжигании твёрдых топлив и достигать значительно больших значений – до 300 мм вод. ст. - при сжигании газообразных и особенно жидких топлив.
  2. Вентиляторное дутьё при сжигании твёрдых топлив служит для преодоления сопротивления топочной решётки, слоя топлива и его шлака.
  3. Для большинства топочных устройств воздух, подаваемый для горения, не подогревается. В ряде случаев, например при сжигании топлива на механических решётках или в виде пыли, воздух необходимо подогревать; в таких случаях, как правило, устанавливают воздухоподогреватели.
  4. Воздух следует забирать как непосредственно из котельной, так и снаружи, чтобы не создавать в помещении повышенного разрежения.
  5. Дутьевые вентиляторы (как правило центробежные) подбирают по производительности и необходимому напору, для преодоления сопротивления на выходе из воздухоподводящего устройства (динамическое давление) и суммы сопротивлений установки, складывающихся из местных сопротивлений и сопротивления трения в воздуховодах, зольнике и решётке со слоем топлива (статическое давление).
  6. При подборе вентилятора полное давление рекомендуется увеличить на 10%.
  7. Усиливая дутьё воздуха под решётку и тягу, можно ввести в топку больше воздуха. Кислород воздуха, проходя по слою топлива и вступая в реакцию, распределяется на большое количество струек и увеличивает скорость горения. Забрасывая в топку больше топлива, получаем больше теплоты. Однако необходимую толщину слоя топлива следует держать в установленных пределах, чтобы избежать неполноты горения или большого избытка воздуха. Увеличить количество сжигаемого топлива, т.е. повысить мощность топки, можно в результате увеличения разрежения в топочном пространстве или давления в воздухоподводящем устройстве. При сжигании газообразных, жидких и твёрдых не шлакующихся видов топлива, в частности дров, мощность топок увеличивается с повышением разрежения в топочном пространстве (но не более 8 мм вод.ст ); во всех остальных случаях увеличивают давление в воздухоподводящем устройстве, т.е. устраивают искусственное вентиляторное дутьё.
  8. Для уменьшения длины воздухоподводящих каналов дутьевые агрегаты располагают по возможности вблизи обслуживаемых ими котлов. Для осмотра, ремонта и обслуживания агрегатов между ними оставляют проходы шириной не менее 700мм.
  9. Каждый вентилятор для отключения от общей сети воздуховодов должен иметь заслонку, как на всасывающем, так и на нагнетательном патрубке.
  10. Воздуховоды, присоединяемые к дутьевым вентиляторам и котлам, могут быть подземными или надземными. Подземные воздуховоды выполняют прямоугольного сечения из кирпича или бетона. Надземные воздуховоды чаще всего бывают металлические прямоугольного или круглого сечения.
  11. Воздуховоды рассчитывают исходя из скорости движения воздуха в пределах 6÷10 м/сек.
  12. Воздуховоды, подводимые к отдельным котлам, снабжают заслонками, позволяющими регулировать и прекращать подачу воздуха.
  13. В котельных устанавливают индивидуальные (по агрегатному принципу) и групповые вентиляторы. По групповой установке предусматривают два дутьевых вентилятора, каждый из которых рассчитывают на 60%-ную от максимальной нагрузки (в отопительно – производственных) и на 100%-ную нагрузку (в производственных котельных).
  14. В отопительных котельных применяют вентиляторы низкого или среднего давления.
Вентиляторы общепромышленные (стандартное исполнение)

Общий вид

Типоразмер вентилятора, (консруктивное исполнение)

Параметры в рабочей зоне(для синхрон­ной частоты вращения двигателя)

Двигатель

 

Частотавращения,(об./мин)

Масса*,(кг)

Производитель­ность,(м³/час) Полноедавление,(Па) Типоразмер* Мощность,(кВт)

Вентиляторы низкого давления ВР80-75 (ВЦ4-75) 85-77, исполнение 1

2,5

420 – 1100 260 – 120   0,25 1500  
900 – 1700 550 – 200   0,37

3000

 
800 – 1800 740 – 310   0,55  
880 – 2300 1050 – 440 АДМ71А2 0,75 23,1

Вентиляторы среднего давления ВР280-46 (ВЦ14-46), исполнение 1

2,5

1000 – 2000 415 - 460 АДМ 71А4 0,55

1500

35,0

900 – 2800 1000-1300 АИР 80В2 2,2

3000

47,0

2000 – 3200 1700-2000 АИР 90L2 3,0 47,0
2000 – 4200 1700-2000 АИР 100S2 4,0 65,0
2000 – 4500 1700-2000 АИР 100L2 5,5

71,0

Вентиляторы дутьевые ВД

 

ВД – 2,8

1300 700 АДМ100S4 3,0 1500

73,0

2600 2288 АИРМ112М4 7,5 3000

ДЫМОСОСЫ

  1. Дымососы в котельной обычно устанавливают поагрегатно на один или два спаренных котла.
  2. Групповые дымососы устанавливают лишь в котельных малой мощности и там, где установлены групповые экономайзеры или золоуловители.
  3. Число устанавливаемых дымососов и их производительность, обуславливаются мощностью котельной установки.
  4. Необходимое разрежение, создаваемое тяговым устройством, зависит от суммы сопротивлений отдельных элементов, входящих в состав котельной установки (аэродинамические сопротивления: топки, котла, воздухоподогревателя, золоуловителя, шиберов, борова и дымовой трубы), и должно быть на 20% больше последней. Сопротивления определяют при максимальной (номинальной) нагрузке котельной установки. Сопротивление топок (слоя топлива, топочной решётки, горелок и т. п.), оборудованных дутьём, преодолевается при помощи вентиляторов, на долю же тягового устройства приходится лишь создание небольших разрежений в топочном пространстве (2÷4 мм вод. ст.). При сжигании твёрдого, жидкого и газообразного топлива без дутья необходимое разрежение в топочном пространстве должно быть в пределах 4÷8 мм вод. ст.
  5. Температура отсасываемых газов при искусственной тяге должна быть не ниже 100°С и не выше 280°С, т.к. при температуре ниже 100ºС происходит ржавление дымососов, а температура выше 280°С отрицательно влияет на их прочность.Если температура дымовых газов выше 250°С, следует подмешивать холодный воздух.
  6. В небольших котельных установках в качестве дымососов можно устанавливать центробежные вентиляторы среднего давления.
  7. Дымососы присоединяют всасывающими патрубками или прямо к газоходу, отводящим газы в боров, или к борову перед дымовой трубой. Нагнетательный патрубок дымососа присоединяют диффузором непосредственно к дымовой трубе или к борову, идущему к дымовой трубе.
  8. Каждый дымосос должен иметь на всасывающем и нагнетательном патрубках по заслонке для отключения их от газоходов, когда это необходимо.
  9. Размещение дымососов можно выполнить как внутри здания котельной, так и за его пределами. Не рекомендуется устанавливать тягодутьевые машины на открытом воздухе при расположении котельных среди жилого массива.
  10. Наиболее простым способом регулирования тягодутьевых машин является регулирование шибером в тракте. Однако этот способ наименее экономичен, т.к. шибер не влияет на производительность и напор машины, а лишь искусственно повышает сопротивление тракта. Хотя при шиберном регулировании потребляемая мощность и падает с уменьшением расхода, этот способ регулирования, как правило, применять не следует. К.п.д. установки при шиберном регулировании (учитывающий потерю напора в шибере) резко снижается, пропорционально отношению требуемого напора по характеристике тракта к напору, развиваемому машиной (при данном расходе). В случае установки шиберов расположение их, в целях снижения расхода мощности при дросселировании тракта, должно быть таким, чтобы при частичном прикрытии их поток отжимался в направлении вращения ротора.
  11. Более экономичными являются способы регулирования:
    • изменение числа оборотов двигателя;
    • установка на всасе машины направляющего аппарата с поворотными лопатками (осевого или радиального типа) или
    • установка направляющего аппарата упрощенного типа, создающих закручивание входящего потока по направлению вращения ротора.
  12. Для случаев работы котельной установки на многозольном топливе при сжигании его во взвешенном состоянии и отсутствии золоулавливания, следует предпочитать установку дымососа с меньшим числом оборотов, даже если этот вариант оказывается менее экономичным, т.к. из-за быстрого износа дымососа летучей золой при большем числе оборотов резко снижается срок службы дымососа и тем самым уменьшается надёжность агрегата.
Из этих соображений рекомендуется принимать число оборотов дымососов не выше 730 об/мин.
Дымососы центробежные котельные тип ДН
Общий вид Заводское обозначение (ТУ 108. 1360-85) Параметры в рабочей зоне Двигатель Частотавращения,(об./мин) Масса*,(кг)
Производительность,(м³/час) Полное давление, (Па) Типоразмер* Мощность, (кВт)
 
Д-3,5М 4300 450 4АМ100S4 3,0 1500 100,0
ДН 6,3 5102 880 4А112М4 5,5 370,0
ДН 8 10460 1430 4АМ160S4 15,0 520,0
ДН 9 14900 1810 4АМ160S4 15,0 592,0
ДН 10 20430 2230 4АМ180М4 30,0 742,0
ДН 11,2 28700 2810 4АМ200L4 45,0 1 048,0
ДН 12,5 39900 3510 4АМ250S4 75,0 1 329,0
ДН 13 60000 3270 4АМ250М4 90,0 1 560,0
 
ДН 6,3 3400 390 4А112М6 3,0 1000 370,0
ДН 8 6970 630 4АМ160S6 11,0 515,0
ДН 9 9930 800 4АМ160S6 11,0 592,0
ДН 10 13620 990 4АМ160S6 11,0 742,0
ДН 11,2 19130 1240 4АМ200М6 22,0 1 048,0
ДН 12,5 26600 1550 4АМ200L6 30,0 1 329,0
ДН 13 40000 1450 4АМ200L6 30,0 1 560,0

ТРУБА ДЫМОВАЯ

Дымовая труба и дымосос служат для создания тяги в котельной установке. Существуют два вида тяги: естественная и искусственная (принудительная).

  1. Естественная тяга создаётся дымовой трубой вследствие разности плотностей наружного (холодного) воздуха и горячих (тёплых) уходящих газов. Более тяжёлый холодный воздух поступает в топку и вытесняет более горячие газы (продукты сгорания), в результате чего возникает движение газов по газоходам котла и дымовой трубе. То же объяснение - Действие котельной тяги (движение воздуха через топочную решётку, слой топлива, шлака и продуктов сгорания через газоходы, борова, циклоны и дымовую трубу наружу) основано на том, что давление столба продуктов сгорания (дымовых газов) в трубе меньше давления соответствующего по высоте столба наружного воздуха, имеющего большую плотность. В результате наружный воздух вытесняет из котла дымовые газы.
    Величина тяги прямо пропорциональна высоте трубы, чем выше дымовая труба, тем тяга больше. Скорость движения дымовых газов в трубе при естественной тяге должна находиться в пределах 6 – 10 м/с. Для котельных малой мощности проектируют одну (для всех котлов) дымовую трубу. В соответствии с пожарными требованиями дымовая труба должна быть не менее чем на 5 м выше всех окружающих зданий, расположенных в радиусе 25 м. Высота дымовой трубы котельной, оборудованной золоулавливающими устройствами, должна быть не менее 20 м при среднесуточном расходе топлива до 0,278 кг/с (1001 кг/ч), и не менее 30 м при расходе топлива 0,278 – 1,38 кг/с (1001 – 4968 кг/ч). Эти соотношения не относятся к котельным, работающим на древесном топливе и газе. При использовании газообразного топлива высоту дымовой трубы можно уменьшить до 20 м. При расположении зданий высотой более 10 м в радиусе 200 м от котельной минимальную высоту трубы принимают 45 м.
  2. Искусственная тяга создаётся дымососами. Она применяется в тех случаях, когда дымовая труба не может обеспечить необходимой тяги или получается слишком высокой. Котельные с отопительными котлами, работающими на твёрдом топливе, должны быть оборудованы золоулавливающими устройствами, имеющими очень высокое сопротивление 390 – 590 Па (40 – 60 мм вод.ст.). Для преодоления такого сопротивления требуется дымовая труба высотой 40 – 50 м, которую соорудить весьма сложно. В этом случае сооружают минимально возможную (исходя из санитарных норм) по высоте трубу с дымососом. При малых нагрузках в целях экономии электроэнергии следует работать без дымососа. Максимальная скорость газов на выходе из трубы при искусственной тяге допускается до 20 м/с, минимальная не должна быть меньше 6 м/с. При искусственной тяге температура уходящих газов на выходе из трубы принимается равной температуре перед дымососом.
При сжигании топлива с малым содержанием серы (Sс < 0,5 %) трубы, если их размеры не превышают определённых пределов (Н ≤ 35 м и d ≤ 1000 мм), могут быть стальными. Стальные дымовые трубы при естественной тяге имеют обычно цилиндрическую форму и устанавливаются на кирпичном фундаменте. Для большей устойчивости стальные дымовые трубы дополнительно закреплены несколькими растяжками на 1/2 и 1/3 высоты от её основания. Сечение подводящих газоходов к трубам должно быть на 25% больше площади выходного сечения трубы. При введении в трубу нескольких боровов направляющие перегородки (рассечки) устанавливают только в тех случаях, когда скорость в нижней части трубы равна скорости выхода из подводящих боровов или больше их. В дымовых трубах, работающих с естественной тягой, разделяющие перегородки не выкладывают. У основания дымовой трубы предусматривают устройство для удаления золы. Лазы для удаления золы должны быть хорошо утеплены.

ТРУБА ДЫМОВАЯ СТАЛЬНАЯ
Общий вид Внутренний диаметр ствола Dу, (мм) Высота ствола Н, (м) Расход газов, (м³/ч) Число ярусов растяжек Число растяжек в ярусе Угол между растяжками в плане, аº Расстояние крепления растяжек в плане В, (м) Масса, (т)
min max
ТД - 0,3х33*

300 33 1620 4860 3 3 120 15,0 3,77
ТД - 0,5х15*(25,5*)
500 15 4240 12720 1 3 120 8,1 2,04
25,5 2 11,0 4,17