Дымовые трубы, их назначение и расчет

Дымовые трубы необходимы для того, чтобы отводить токсичные продукты сгорания на такую высоту, рассеиваясь с которой их концентрация в приземном слое жилой зоны не превышала бы ПДК. Для котлов с естественной тягой высота дымовой трубы должна развивать такую самотягу, которая преодолевала бы сопротивление газовоздушного тракта. Дымовые трубы выполняются стальными, кирпичными и из монолитного железобетона.

Определение сопротивления дымовой трубы при искусственной тяге принципиально не отличается от расчета прочих элементов газового тракта.

(16.7.)

Сопротивление трения для цилиндрических труб определим по формуле:

(16.8.)

Сопротивление трения для конических труб

(16.9.)

где – уклон трубы (0,02).

Потеря напора с выходной скоростью определим

(16.10.)

Самотяга развиваемая трубой равна

(16.11.)

Высоту дымовой трубы для ТЭС выбирают по результатам расчета рассеивания для каждого конкретного случая. Для котельных пользуются таблицей 16.1.

Таблица 16.1. Определение высоты дымовой трубы.

Расход топлива, т/ч	Высота дымовой трубы, м
< 1
1 – 5
5 – 10
10 – 15

Указана минимальная высота трубы. При наличии в радиусе 200 м зданий высотой более 15 м минимальная высота трубы принимается равной 45 м. Количество труб – 1, установка труб в большем количестве требует обоснования.

Таблица16.2. Типоразмеры железобетонных и кирпичных труб.

Нтр, м	Диаметр трубы на выходе, м
0,75	0,9	1,05	1,2	1,5	1,8	2,1	2,4	3,0

Температура газов в дымовой трубе принимается равной температуре газов у дымососа. Охлаждение газов в трубе не учитывается.

На рис. 16.1. указана экономическая скорость дымовых газов на выходе из дымовой трубы высотой от 30 до 45 метров.

Рис. 16.1. Экономическая скорость дымовых газов на выходе из дымовой трубы.

Порядок расчета дымовой трубы при искусственной тяге:

1. По часовому расходу топлива, приведенной зольности и приведенной сернистости определяется высота дымовой трубы.

2. По расходу газов определяется экономическая скорость на выходе.

3. По экономической скорости и расходу газов определятся диаметр трубы на выходе и подбирается ближайший по ГОСТу (см. табл. 16.2).

4. С учетом диаметра по ГОСТу уточняется выходная скорость.

5. По высоте дымовой трубы и выходному диаметру определяются диаметр и скорость на входе в трубу.

6. Определяется сопротивление трения трубы по формуле 16.9.

7. Определяется потеря напора с выходной скоростью по формуле 16.10.

8. Определяется самотяга дымовой трубы по формуле 16.11.

9. Определяется сопротивление дымовой трубы по формуле 16.7.

Расчет дымовой трубы при естественной тяге:

При естественной тяге необходимо уточнять температуру газов с учетом их охлаждения в дымовой трубе. Охлаждение газов в трубе на один метр высоты определяется по приближенным формулам:

- для стальных нефутерованных труб ;

- для стальных футерованных труб ;

- для малых кирпичных труб ,

где D – суммарная паропроизводительность (т/ч) всех одновременно работающих котлов, подключенных к данной трубе.

Скорость газов на выходе из трубы при естественной тяге принимается не менее 6 – 10 м/c для предупреждения задувания при пониженных нагрузках.

Высота трубы (м), обеспечивающая необходимую тягу определится:

(16.12)

где – сопротивление газового (и воздушного) трактов без учета сопротивления дымовой трубы;

– потеря напора с выходной скоростью;

– сопротивление трения трубы;

– плотность окружающего воздуха;

– плотность газов при температуре уходящих газов с учетом .

Расчет производится отдельно для летних и зимних условий.