Расчет мощности дымососа угольной котельной. Рекомендации по выбору дымососа для твердотопливного котла

Расчетная \(\)производительность (м 3 /ч)

\({Q}_{р}={\beta }_{1}V\frac{\text{101080}}{{h}_{б}}\text{3600}\),(6.2.27)

где V – расход продуктов сгорания, определяемый по формуле (6.2.17) для дымососа, или расход воздуха, определяемый по формуле (6.2.24) при t в = 30 °С для дутьевого вентилятора;  1 – коэффициент запаса по производительности, принимаемый из табл. 6.2.9; h б – барометрическое давление в месте установки дымососа или вентилятора.

Расчетное полное давление (мм вод. ст.), которое должен создавать дымосос (вентилятор), определяется по формуле

\({H}_{р}={\beta }_{2}{\mathit{\Delta H}}_{п}/\mathrm{9,}\text{81},\) (6.2.28)

где  2 – коэффициент запаса по напору, принимается из табл. 6.9; H п – перепад полных давлений в газовом тракте, определяемый для дымососа по формуле (6.2.22), а для вентилятора по формуле (6.2.25).

Таблица 6.2.9

Коэффициенты запаса при выборе дымососов и дутьевых вентиляторов, рекомендуемые СНиП II-35-76

В связи с тем, что напорные характеристики машин, приводимые в каталогах, составлены для работы на воздухе при абсолютном давлении 101 080 Па, необходимо полное расчетное давление привести к условиям, указанным в каталоге, по формуле (мм вод. ст.)

\({H}_{р}^{\text{пр}}=\frac{\mathrm{1,}\text{293}}{{\rho }_{0}}{H}_{р}\frac{\text{273}+t}{\text{273}+{t}_{\text{хар}}}-\frac{\text{101}\text{080}}{{h}_{б}}\) ,(6.2.29)

где  0 – плотность перемещаемых газов при 0 °С и 101 080 Па, кг/м 3 ; t – температура продуктов сгорания (воздуха) перед машиной, °С; t хар – температура, для которой составлена приведенная в каталоге напорная характеристика.

Выбор дымососа (вентилятора) следует производить так, чтобы точка с параметрами Q p и \({H}_{р}^{\text{пр}}\) располагалась на напорной характеристике, приведенной в каталоге, в зоне КПД не меньше 90% максимального значения.

Мощность (кВт), потребляемая дымососом (вентилятором), определяется по формуле

\(N=\frac{{Q}_{р}{H}_{р}^{\text{пр}}}{{\eta }_{э}3\text{670}}\frac{{\rho }_{0}}{\mathrm{1,}\text{293}}\frac{\text{273}+{t}_{\text{хар}}}{\text{273}+t}\frac{{h}_{б}}{\text{101}\text{080}}\),(6.2.30)

где  э – КПД машины в рабочей точке, определяемый по напорной характеристике, приведенной в каталоге, %.

Расчетная мощность электродвигателя (кВт) определяется по потребляемой мощности с коэффициентом запаса  3 = 1,05\[{N}_{\text{дв}}=N{\beta }_{3}\]. (6.2.31)

Электродвигатель выбирается по мощности N дв из перечня двигателей, рекомендованных заводом-изготовителем.

Согласно [ 2 ] при проектировании котельных тягодутьевые установки (дымососы и дутьевые вентиляторы) следует принимать в соответствии с техническими условиями заводов-изготовителей. Как правило, тягодутьевые установки должны предусматриваться индивидуальными к каждому котлоагрегату.

Групповые (для отдельных групп котлов) или общие (для всей котельной) тягодутьевые установки допускается применять при проектировании новых котельных с котлами производительностью до 1 Гкал/ч и при проектировании реконструируемых котельных.

Групповые или общие тягодутьевые установки следует проектировать с двумя дымососами и двумя дутьевыми вентиляторами. Расчетная производительность котлов, для которых предусматриваются эти установки, обеспечивается параллельной работой двух дымососов и двух дутьевых вентиляторов.

При проектировании тягодутьевых установок для регулирования их производительности следует предусматривать направляющие аппараты, индукционные муфты и другие устройства, обеспечивающие экономичные способы регулирования и поставляемые комплектно с оборудованием.

Для встроенных, пристроенных и крышных котельных в стенах следует предусматривать проемы для подачи воздуха на горение, расположенные, как правило, в верхней зоне помещения. Размеры живого сечения проемов определяются, исходя из обеспечения скорости воздуха в них не более 1,0 м/с.

Для эффективной работы бытовых отопительных установок и оптимизации процесса горения твердого топлива, воздух в камеру сжигания стали подавать принудительно с помощью вентилятора – нагнетателя. Еще более рациональное решение – использовать дымосос для твердотопливного котла или оба способа одновременно.

Что дает внедрение тягового вентилятора?

В действительности эти технические решения далеко не новы. В промышленных теплосиловых установках давно используются тяговые и дутьевые машины. Ведь при больших объемах сжигаемого топлива эффективность этого процесса играет огромную роль. Можно сказать, что дымососы для бытовых твердотопливных котлов перекочевали туда из промышленного оборудования относительно недавно, это связано с массовым повышением спроса на этот вид отопителей. Применение вентилятора тяги в котлах на твердом топливе дает следующие преимущества:

• Повышение эффективности работы агрегата в целом благодаря управляемому сжиганию топлива.
• Более точная регулировка температуры теплоносителя за счет регулирования интенсивности горения.
• Возможность устойчивой работы отопительной установки в условиях, когда имеется плохая тяга дымохода.
• Исключение попадания дыма в помещение топочной при открывании любой дверцы топки.

В отличие от дутьевых машин дымососы для бытовых котлов располагаются не в начале газовоздушного тракта, а в его конце, сразу перед дымоходной трубой. Они представляют собой вентилятор, рабочая часть которого защищена от воздействия высокой температуры (до 250ºС) и мелких летучих включений, содержащихся в продуктах горения.

По предназначению тяговые машины схожи с дутьевыми, отличие в том, что первые обеспечивают разрежение в топке, оно требуется для нормального функционирования любого твердотопливного агрегата и составляет порядка 16-25 Па для различных модификаций. Дутьевые же вентиляторы создают в топке повышенное давление, а разрежение должен создать . По разным причинам это не всегда возможно, а устройство новой трубы для выброса продуктов сжигания может оказаться делом весьма затратным.

Также существенные удобства создает действие тяговой машины для подкладывания дров в топку «на ходу». Обычно это действие сопровождается открыванием главной дверцы и выбросом части продуктов горения в помещение. Дымосос, создающий разрежение во всем газовоздушном тракте, ограждает от выделения и скапливания дыма в топочной при открытой дверце камеры сгорания.

По этой причине ведущий немецкий производитель теплосилового оборудования BUDERUS во всех своих теплогенераторах, сжигающих твердое топливо, устанавливает именно дымососы, а не нагнетатели.

Виды дымососов

Если в вашем доме построена дымоходная шахта, тяги которой недостаточно для функционирования нового отопительного агрегата, то эту задачу поможет решить простейший дымосос для котла. Вовсе не обязательно сразу приобретать электромеханические аппараты, бывает достаточно установить на конец трубы специальный дефлектор, создающий дополнительную естественную тягу. Но когда все подобные варианты испробованы, можно приобрести и установить одно из предлагаемых устройств:

• вентилятор – усилитель естественной тяги;
• проточный дымосос;
• центробежная тяговая машина.

Усилитель тяги – это устройство, снабженное осевым вентилятором, ставится оно на конец вытяжной шахты или трубы. Производительность устройства можно регулировать вручную с помощью блока управления на тиристорах.

Проточные дымососы для котлов устанавливаются сразу на выходном патрубке агрегата и тоже служат для увеличения силы тяги. Конструкция аппарата такова, что внутри дымового канала находится только рабочее колесо, не перекрывающее его сечение. Электродвигатель и прочие элементы находятся снаружи, что позволяет включать устройство когда это необходимо, а в остальное время шахта может успешно удалять дым с помощью естественной тяги. Управлять включением и производительностью аппарата можно как в ручном режиме, так и в автоматическом, присоединив его к автоматике котельной установки.

В действительности этот вид дымососов не всегда может служить как полноценный тяговый агрегат, а только лишь как усилитель вытяжки. Причина – недостаточно высокое давление, развиваемое рабочим колесом аппарата в силу своей конструкции. Чтобы получить хороший результат, на лучше поставить дымосос центробежного типа. При этом управление всеми функциями аппарата следует завязать на электронный блок теплогенератора, тогда работа всех элементов системы будет согласованной. Кроме того, центробежные вентиляторы способны не только создавать разрежение в камере сгорания, но и развивать высокое давление, что заставит действовать любой дымоход.

В отопительных агрегатах большой мощности используется принудительная тягово-дутьевая схема с двумя вентиляторами, это идеальный вариант. Но реализация подобной схемы связана с определенными сложностями, так как для сбалансированной работы системы требуется произвести расчет дымососа и нагнетателя, количества воздуха для горения и сопротивления всего газовоздушного тракта, включая вытяжной канал.

Заключение

Дымосос для твердотопливных котлов прямого горения – вариант более предпочтительный, нежели нагнетатель. Другое дело, что приобретение и монтаж аппарата обойдутся вам недешево, особенно если понадобится покупать управляющий контроллер. Поэтому есть смысл рассмотреть более доступные способы улучшить вытяжку, если вопрос заключается только в этом.