9. Тягодутьевые машины

Каждый котельный агрегат должен иметь индивидуальный вентилятор и дымосос, и только при производительности котлов до 1 Гкал/ч (1,16 МВт) допускается установка групповых тягодутьевых машин, состоящих из одного дымососа и одного вентилятора, обслуживающего все котлы. Для регулирования производительности вентиляторов и дымососа устанавливают направляющие аппараты, которые закручивают поток в направлении вращения колеса..

Основными параметрами тягодутьевых машин являются их производительность и создаваемый напор. Напор, создаваемый вентилятором или дымососом, должен с 10%-ным запасом преодолевать суммарное гидравлическое сопротивление воздушного или газового тракта, которое определяется в соответствии с требованиями нормативного метода аэродинамических расчетов котельных установок [5].

Учитывая марку котельного агрегата (ДКВР-4-13, можно сделать вывод о наличии в его стандартной комплектации тягодутьевых машин, т.е. вентилятора и дымососа (табл. 8.22 [2]), параметры которых сведем в таблицу.

Таблица 11

Тягодутьевое оборудование котлоагрегата

Топливо	Расчетная паропроизводительность., т/ч	Дымосос			Вентилятор
Газ, мазут	14,65	Марка	Электродвигатель		Марка	Электродвигатель
			Марка	Мощность, кВт		Тип	Мощность, кВт
		ВДН-9	4А-160S-6	15	ВДН-9	4А-160S-6	15

10. Дымовые трубы

Из дымовых труб котельных в атмосферу выбрасываются продукты сгорания, которые содержат токсичные вещества, оказывающие вредное воздействие на биосферу (оксиды углерода, серы и азота и др.). Содержание вредных веществ в воздухе определяется их концентрацией – количеством вещества, мг, находящегося в 1 м³ воздуха (мг/м³). Максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающая вредного влияния на здоровье человека, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Количество основных, вредных веществ М, г/с, выбрасываемых в атмосферу с продуктами сгорания, рассчитывают на основании имеющихся рекомендаций и санитарных норм следующим образом.

• Оксиды серы: или,

где - расчетный расход жидкого и газообразного топлива (кг/с, м³/с);

- рабочая масса серы в топливе, %;

–содержание сероводорода в газообразном топливе, % (при отсутствии

данных принимается 0,01%).

г/с,

• Оксиды углерода: ,

где - доля потерь теплоты от химического недожога, % (для газа,

мазута =0,5);

–коэффициент, равный 0,5 для газа и 0,65 для мазута;

–низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м³.

г/с,

• Оксиды азота:

где – коэффициент, равный 0,9 для газа и 1 для мазута;

–коэффициент, характеризующий выход оксидов азота (ориентировочно

принимается 0,1).

г/с,

Минимально допустимая высота дымовой трубы определяется из условия обеспечения отвода продуктов сгорания и рассеивания их в атмосфере. Это такая высота трубы, когда концентрация вредных веществ у поверхности земли будет меньше максимальной разовой предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вещества в атмосферном воздухе, утвержденной Минздравом РФ. Предварительная минимальная высота дымовой трубы H, м, из условия выброса и рассеивания в атмосфере с учетом суммарного действия оксида углерода и диоксида серы и азота будет равна:

,

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

F- безмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных ве-

ществ в атмосферном воздухе;

–полный объемный расход дымовых газов, м³/с;

–перепад между температурой выбрасываемых (уходящих) дымовых га-

зов и температурой окружающего атмосферного воздуха, которая равна

максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года;

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу време-

ни, г/с;

ПДК – максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного

вещества в атмосферном воздухе, лимитирующая частоту воздушного бассей-

на, мг/м³.

Значения коэффициента А принимается равным: 140—для Ивановской области.

Безразмерный коэффициент F принимается равным единице для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыль, зола, газ).

Полный объемный расход дымовых топочных газов, м³/с, удаляемых в атмосферу через трубу, определяется по формуле

,

м³/с,

где – расчетный расход топлива в котельной, м³/с, кг/с;

- теоретическое количество топочных газов , м/м³, м/кг;

- теоретическое необходимое количество воздуха для сжигания топлива

м/м³, м/кг;

- коэффициент избытка воздуха в уходящих топочных газах;

–температура уходящих топочных газов, ^оС.

м

Предельно допустимые концентрации, мг/м³, для газов составляют:

; ;

После расчета минимальной высоты дымовой трубы H, м, имея значения ,, необходимо предварительно принять скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубыW₀ = 20 м/с и определить диаметр устья дымовой трубы , м, а также коэффициентыпо формулам:

,

,

,

.

В зависимости от параметра V находят безразмерный коэффициент n:

,

,

,

м,

,

,

,

.

Далее рассчитываем минимальную высоту трубы в метрах, во втором приближении . Если разница междуH₁ и H больше 5%, выполняют второй уточняющий расчет, который производится по формуле:

,

где – коэффициенты, определяемые при значенияхи уточненной высо-

те дымовой трубы H₁.

м,

В данном случае , значит расчет стоит пересмотреть.

,

,

,

,

м.

При высоте дымовой трубы H₂ определяют максимальную приземную концентрацию каждого из вредных веществ мг/м³, по формулам:

; ;,

,

,

,

Проверяют условие, при котором безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1, т.е.

,

Если указанные условия не соблюдаются, следует увеличить высоту дымовой трубы до значения, при котором безразмерная концентрация будет меньше или равна 1.

Окончательно минимальная допустимая высота дымовой трубы принимается из условий, что труба должна быть выше конька кровли зданий (расположенной в радиусе 25 м от здания котельной) не менее чем на 5 м, при наличии зданий высотой более 15 м в радиусе 200 м – высота не ниже 35 м, что обеспечит рассеивание в атмосфере летучей золы и газов, содержащих соединения серы, азота и углерода. Высота устья дымовых труб для встроенных, пристроенных и крышных котельных должна быть выше границы ветрового подпора, но не менее 2 м над кровлей более высокой части здания или самого высокого здания в радиусе 10 м.

Принимаю высоту трубы равной 30 м.

Диаметры выходных отверстий кирпичных и железобетонных труб определяю на основании требований §7.16 [4]. Диаметр основания дымовой трубы (кирпичной)

,

где - средний уклон внутренних стенок трубы.

м.

В соответствии с [4] следует выбрать дымовую трубу из кирпича или железобетона из следующего ряда значений диаметров выходного отверстия: 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м и т.д. до 9,6 м. Высота дымовых труб должна приниматься 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 и 180 м.Принимаю к установке железобетонную трубу диаметром выходного отверстия 1,5 м и высотой 30 м.