Войти
Дымовая труба на ГРЭС-2 в Экибастузе, Казахстан, самая высокая в мире (420 метров) A дымоход -газовая труба, также известная как дымовая труба, дымовая труба или просто как дымовая труба, представляет собой тип дымовой трубы y, вертикальная труба, канал или аналогичная конструкция, через которую газы продуктов сгорания, называемые дымовые газы, выводятся в наружный воздух. Дымовые газы образуются, когда уголь, нефть, природный газ, древесина или любое другое топливо сжигается в промышленной печи, парогенерирующем котле электростанции или другом большом устройстве для сжигания. Дымовой газ обычно состоит из диоксида углерода (CO 2) и водяного пара, а также азота и избытка кислорода, остающегося на входе. Воздух для горения. Он также содержит небольшой процент загрязняющих веществ, таких как твердые частицы, оксид углерода, оксиды азота и оксиды серы. Дымовые трубы часто бывают довольно высокими, до 400 метров (1300 футов) или более, чтобы рассеивать выхлопные загрязнители по большей площади и тем самым снижать концентрацию загрязняющих веществ до уровней, требуемых государственная экологическая политика и экологическое регулирование.
Когда дымовые газы выводятся из печей, духовок, каминов или других небольших источников в жилых домах, ресторанах, гостиницах или других общественных зданиях и малых коммерческих предприятиях, их дымовые трубы называют дымовыми трубами.
Первые промышленные дымоходы были построены в середине 17 века, когда впервые стало понятно, как они могут улучшить горение печи с помощью увеличение тяги воздуха в зону горения. Таким образом, они сыграли важную роль в разработке отражательных печей и угольной металлургической промышленности, одного из ключевых секторов начала промышленной революции. Большинство промышленных дымоходов 18-го века (ныне обычно называемых дымовыми трубами ) были встроены в стены печи во многом как бытовые дымоходы. Первые отдельно стоящие промышленные дымоходы, вероятно, были воздвигнуты в конце длинных конденсационных дымоходов, связанных с плавкой свинца.
Мощная ассоциация промышленных дымоходов с характерными дымовыми ландшафтами Промышленная революция произошла благодаря повсеместному применению паровой машины для большинства производственных процессов. Дымоход является частью парового котла, и его развитие тесно связано с увеличением мощности парового двигателя. Дымоходы паровой машины Томаса Ньюкомена были встроены в стены машинного отделения. Более высокие, отдельно стоящие промышленные дымоходы, появившиеся в начале 19 века, были связаны с изменениями в конструкции котла, связанными с двигателями «двойной мощности» Джеймса Ватта, и они продолжали расти повсюду. Викторианский период. Декоративные украшения - это характерная черта многих промышленных дымоходов 1860-х годов, с заглушками и узорчатой кирпичной кладкой.
Изобретение в начале 20 века принудительной тяги с вентилятором устранило первоначальную функцию промышленных дымоходов - втягивание воздуха в парогенерирующие котлы или другие печи. С заменой парового двигателя в качестве первичного двигателя сначала дизельными двигателями, а затем электродвигателями, первые промышленные дымоходы начали исчезать из промышленного ландшафта. Строительные материалы были заменены камнем и кирпичом на сталь, а затем и железобетон, а высота промышленного дымохода была определена необходимостью рассеивания дымовых газов в соответствии с правительственными правилами контроля загрязнения воздуха.
Эффект дымовой трубы в дымоходах: манометры показывают абсолютное давление воздуха, а расход воздуха указывается светло-серыми стрелками. Стрелки манометра перемещаются по часовой стрелке с увеличением давления. Дымовые газы внутри дымовых труб намного горячее, чем окружающий наружный воздух, и, следовательно, менее плотные, чем окружающий воздух. Это заставляет нижнюю часть вертикального столба горячего дымового газа иметь более низкое давление, чем давление в нижней части соответствующего столба наружного воздуха. Это более высокое давление снаружи дымохода является движущей силой, которая перемещает необходимый воздух для горения в зону горения, а также перемещает дымовой газ вверх и из дымохода. Такое движение или поток воздуха для горения и дымовых газов называется «естественной тягой», «естественной вентиляцией», «эффектом дымохода» или «эффектом дымовой трубы ». Чем выше стопка, тем больше сквозняк.
Уравнение, приведенное ниже, дает приблизительное значение разницы давлений ΔP (между нижней и верхней частью дымовой трубы), создаваемой тягой:
где:
Вышеприведенное уравнение является приблизительным, поскольку оно предполагает, что молярная масса дымового газа и наружного воздуха равны, и что падение давления в дымовой трубе довольно мало. Оба предположения довольно хороши, но не совсем точны.
В качестве приближения "первого предположения" можно использовать следующее уравнение для оценки расхода дымовых газов, вызванных тягой дымовая труба. Уравнение предполагает, что молярная масса дымового газа и наружного воздуха равны и что сопротивление трения и тепловые потери пренебрежимо малы:
где:
Кроме того, это уравнение справедливо только в том случае, если сопротивление тяговому потоку вызывается одним отверстием, характеризуемым коэффициентом расхода C. Во многих, если не в большинстве ситуаций, сопротивление в первую очередь оказывает сама дымовая труба. В этих случаях сопротивление пропорционально высоте дымохода H. Это приводит к отмене H в приведенном выше уравнении, предсказывающем, что Q будет инвариантным по отношению к высоте дымохода.
Проектирование дымовых труб и дымовых труб, обеспечивающих правильную естественную тягу, включает в себя множество факторов, таких как:
Расчет многих из вышеуказанных проектных факторов требует повторных методов проб и ошибок.
Правительственные агентства в большинстве стран имеют специальные коды, которые регулируют выполнение таких расчетных расчетов. Многие неправительственные организации также имеют нормы, регулирующие конструкцию дымоходов и дымовых труб (в частности, коды ASME ).
Винтовая протяженность дымовой трубы Проектирование больших дымовых труб представляет собой значительные инженерные задачи. Вихрь при сильном ветре может вызвать опасные колебания в штабеле и может привести к его разрушению. Часто используется спиральная форма для предотвращения этого процесса, происходящего на резонансной частоте пакета или близко к ней.
Некоторое промышленное оборудование, работающее на топливе, не работает с естественной тягой. Во многих таких элементах оборудования используются большие вентиляторы или нагнетатели для достижения одних и тех же целей, а именно: потока воздуха для горения в камеру сгорания и потока горячих дымовых газов из дымохода или трубы.
Многие электростанции оснащены оборудованием для удаления диоксида серы (т. Е. десульфуризации дымовых газов ), оксидов азота (т.е. горелки селективного каталитического восстановления, рециркуляции выхлопных газов, термического deNOx или с низким уровнем NOx) и твердых частиц (то есть электростатические осадители ). На таких электростанциях можно использовать градирню в качестве дымовой трубы. Примеры можно увидеть в Германии на электростанции Staudinger Grosskrotzenburg и на электростанции в Ростоке. На электростанциях без очистки дымовых газов в таких трубах может возникнуть серьезная коррозия.
В США и ряде других стран требуется моделирование атмосферной дисперсии для определения высоты дымовой трубы, необходимой для соответствия местным загрязнению воздуха нормативные документы. Соединенные Штаты также ограничивают максимальную высоту дымовой трубы так называемой высотой дымовой трубы "надлежащей инженерной практики (GEP)". В случае существующих дымовых труб, которые превышают высоту дымовых труб GEP, при любых исследованиях моделирования рассеивания загрязнения воздуха для таких дымовых труб должна использоваться высота дымовых труб GEP, а не фактическая высота дымовых труб.
