temperatura gazelor de ardere. S. Golovaty, A.V. Lesnykh, K.A. Shtym, Analiza modurilor de funcționare ale coșului de fum la comutarea cazanului la arderea gazelor naturale. Reducerea temperaturii gazelor de ardere
O sobă emailată frumoasă implică un coș de fum emailat frumos.
Este posibil să instalați oțel inoxidabil?
Produs nou
Aceste coșuri emailate sunt acoperite cu un compus special de rezistență la temperaturi ridicate și la acizi. Emailul rezista la temperaturi foarte ridicate ale gazelor de ardere.
De exemplu, sisteme de coșuri modulare "LOKKI" producția fabricii din Novosibirsk „SibUniversal” au următoarele date:
- Temperatura de funcționare a coșului de fum este de 450°C, este permisă o creștere pe termen scurt a temperaturii până la 900°C.
- Capabil să reziste la temperatura „focului cuptorului” de 1160 ° C timp de 31 de minute. Deși standardul este de 15 minute.
Temperatura gazelor de ardere
În tabel, am colectat indicatorii de temperatură a gazelor de ardere a diferitelor aparate de încălzire.
După comparație, ne devine clar că temperatura de funcționare a coșurilor emailate 450°С nu este potrivit pentru sobele rusești și șeminee cu lemne, sobe de saună cu lemne și cazane pe cărbune, dar pentru toate celelalte tipuri de aparate de încălzire, acest coș de fum este destul de potrivit.
În descrierile coșurilor de fum ale sistemului "Locky" deci se precizează direct că sunt destinate conectării la orice tip de dispozitive de încălzire cu o temperatură de funcționare a gazelor de eșapament de la 80 ° C la 450 ° C.
Notă. Ne place să aprindem soba saună la roșu la maxim. Da, chiar și pentru mult timp. De aceea temperatura gazelor de ardere este atât de ridicată și de aceea incendiile apar atât de des în băi.
În aceste cazuri, mai ales cuptoare de saună, puteți folosi oțel cu pereți groși sau teava de fonta ca prim element după cuptor. Faptul este că partea principală a gazelor fierbinți este răcită la o temperatură acceptabilă (mai puțin de 450 ° C) deja pe primul element de țeavă.
Ce este smalțul rezistent la căldură?
Oțelul este un material durabil, dar are un dezavantaj semnificativ - o tendință la coroziune. Pentru ca țevile metalice să reziste la condiții nefavorabile, acestea sunt acoperite cu compuși de protecție. Una dintre opțiunile pentru compoziția de protecție este smalțul, și din moment ce vorbim despre cosurile de fum, smaltul trebuie sa fie rezistent la caldura.
Vă rugăm să rețineți: coșurile emailate au un strat de acoperire în două straturi, țeava metalică este acoperită mai întâi cu pământ și apoi cu smalț.
Pentru a conferi smalțului proprietățile necesare, în timpul preparării acestuia se introduc aditivi speciali în sarcina topită. Baza solului și a smalțului superior este aceeași; pentru fabricarea încărcăturii, se utilizează o topitură din:
- nisip de cuarț;
- Caolin;
- Potasiu și o serie de alte minerale.
Dar aditivii pentru acoperire și smalț măcinat sunt utilizați diferit. În compoziția solului se introduc oxizi de metal (nichel, cobalt etc.). Datorită acestor substanțe, se asigură aderența fiabilă a metalului la stratul de smalț.
La compoziția emailului de acoperire se adaugă oxizi de titan, zirconiu, precum și fluoruri ale unor metale alcaline. Aceste substanțe oferă nu numai rezistență crescută la căldură, ci și rezistența stratului de acoperire. Și să dea acoperire proprietăți decorativeîn procesul de pregătire a smalțului de acoperire, în compoziția topită se introduc pigmenți colorați
Materialul conductei
Atenţie. Greutatea redusă a metalului cu pereți subțiri și a vatei minerale face posibilă renunțarea la construcția unei fundații speciale pentru sistemul de coș. Conductele sunt montate pe suporturi pe orice perete.
Echipamente
Într-o versiune cu pereți dubli, spațiul dintre țevi este umplut cu vată minerală (bazalt), care este un material incombustibil cu un punct de topire de peste 1000 de grade.
Producătorii și furnizorii de sisteme de coș de fum emailate oferă o gamă largă de accesorii:
- Conducte cu dublu circuit și un singur circuit.
- Ramurile sunt cu dublu circuit și cu un singur circuit.
- Tricouri.
- (zăvoare) rotativ cu fixare.
- Tăieri acoperiș - noduri pentru trecerea acoperișului.
- Tăieri de tavan - noduri pentru trecerea tavanului.
- umbrele.
- Titluri.
- Prize.
- Flanse, inclusiv cele decorative.
- Ecrane de protectie.
- Elemente de fixare: cleme, console, curățarea geamurilor.
Montare
În orice caz, începem să montam hornul „de la sobă”, de la încălzitor, adică de jos în sus.
- Țeava interioară a fiecărui element următor merge în interiorul elementului anterior. Acest lucru previne intrarea condensului sau precipitațiilor în izolația de bazalt. DAR conductă exterioară, care este adesea numit o coajă, este pus pe țeava anterioară.
- Conform cerințelor standardelor de siguranță la incendiu, potrivirea țevii (adâncimea duzei) trebuie să fie de cel puțin jumătate din diametrul țevii exterioare.
- Punctele de andocare sunt sigilate cu cleme sau plantate pe un con. Acest lucru este determinat de producătorul de design. Pentru o etanșare fiabilă, există materiale de etanșare cu o temperatură de lucru de 1000 ° C.
- Îmbinările țevilor cu teuri sau coturi trebuie fixate cu cleme.
- Suporturile de montare pe perete sunt instalate la cel puțin 2 metri una dintre ele.
- Fiecare tee este montat pe un suport separat.
- Traseul coșului de fum nu trebuie să aibă secțiuni orizontale mai mari de un metru.
- În locurile în care trec pereții, tavanele și acoperișurile, este necesar să se utilizeze elemente care îndeplinesc cerințele de siguranță la incendiu.
- Traseele coșurilor nu trebuie să intre în contact cu gaz, electricitate și alte comunicații.
În cursul munca de instalare trebuie avută o grijă rezonabilă. Se recomandă utilizarea numai a unui instrument cauciucat, aceasta va evita încălcarea integrității acoperirii țevii (așchii, fisuri). Acest lucru este foarte important, deoarece un proces de coroziune începe să se dezvolte la locul deteriorării smalțului, distrugând țeava.
In general, putem spune ca astfel de cosuri de fum au avantaje estetice incontestabile fata de cele din inox. Dar nu există avantaje tehnice, operaționale și de instalare.
Reducerea temperaturii gazelor arse poate fi realizată prin:
Selectarea dimensiunilor optime și a altor caracteristici ale echipamentului în funcție de puterea maximă necesară, ținând cont de marja de siguranță estimată;
Intensificarea transferului de căldură către procesul tehnologic prin creșterea fluxului de căldură specific (în special cu ajutorul turbizoarelor-turbulizatoare care măresc turbulența fluxurilor fluidului de lucru), mărirea suprafeței sau îmbunătățirea suprafețelor de schimb de căldură;
Recuperarea căldurii gazelor arse folosind un proces tehnologic suplimentar (de exemplu, încălzirea apei de alimentare suplimentare cu ajutorul unui economizor);
. instalarea unui încălzitor de aer sau apă sau organizarea preîncălzirii combustibilului datorită căldurii gazelor de ardere. Trebuie remarcat faptul că încălzirea aerului poate fi necesară dacă proces tehnologic necesită o temperatură ridicată a flăcării (de exemplu, în industria sticlei sau a cimentului). Apa incalzita poate fi folosita pentru alimentarea cazanului sau in sistemele de alimentare cu apa calda (inclusiv incalzirea centralizata);
Curățarea suprafețelor de schimb de căldură de acumularea de cenușă și particule de carbon pentru a menține o conductivitate termică ridicată. În special, suflantele de funingine pot fi utilizate periodic în zona de convecție. Curățarea suprafețelor de schimb de căldură din zona de ardere se efectuează de obicei în timpul opririi echipamentelor pentru inspecție și întreținere, dar în unele cazuri se utilizează curățarea fără oprire (de exemplu, în încălzitoarele de rafinărie);
Asigurarea nivelului de producere de căldură corespunzător nevoilor existente (nedepășirea acestora). Puterea termică a cazanului poate fi reglată, de exemplu, selectând capacitatea optimă a duzelor pentru combustibil lichid sau presiunea optimă sub care este furnizat combustibilul gazos.
Posibile probleme
Reducerea temperaturii gazelor de ardere în anumite condiții poate intra în conflict cu obiectivele privind calitatea aerului, de exemplu:
Preîncălzirea aerului de ardere duce la creșterea temperaturii flăcării și, ca urmare, la o formare mai intensă de NOx, ceea ce poate duce la depășirea standardelor de emisie stabilite. Implementarea preîncălzirii aerului în instalațiile existente poate fi dificilă sau rentabilă din cauza lipsei de spațiu, a necesității de ventilatoare suplimentare și a sistemelor de suprimare a NOx (dacă există riscul depășirii reglementărilor). De remarcat faptul că metoda de suprimare a formării de NOx prin injectarea de amoniac sau uree presupune riscul introducerii amoniacului în gazele de ardere. Prevenirea acestui lucru poate necesita instalarea unor senzori scumpi de amoniac și a unui sistem de control al injecției, precum și, în cazul variațiilor semnificative de sarcină, a unui sistem complex de injecție care să permită injectarea substanței într-o zonă cu temperatura corectă (de exemplu, sisteme de două grupe de injectoare instalate la diferite niveluri);
Sistemele de curățare a gazelor, inclusiv sistemele de suprimare sau eliminare a NOx și SOx, funcționează numai într-un anumit interval de temperatură. Dacă standardele de emisie stabilite impun utilizarea unor astfel de sisteme, organizarea funcționării lor în comun cu sistemele de recuperare poate fi dificilă și ineficientă din punct de vedere al costurilor;
În unele cazuri, autoritățile locale stabilesc o temperatură minimă a gazelor de ardere la ieșirea din țeavă pentru a asigura o dispersie adecvată a gazelor arse și absența unei arși de ardere. În plus, companiile pot, din proprie inițiativă, să aplice astfel de practici pentru a-și îmbunătăți imaginea. Publicul larg poate interpreta prezența unui penaj de fum vizibil ca un semn de poluare mediu inconjurator, în timp ce absența unui penaj de fum poate fi văzută ca un semn de producție mai curată. Prin urmare, în anumite condiții meteorologice, unele întreprinderi (de exemplu, incineratoarele de deșeuri) pot încălzi în mod special gazele de ardere înainte de a fi eliberate în atmosferă, folosind gaze naturale pentru aceasta. Acest lucru are ca rezultat pierderea de energie.
eficienta energetica
Cu cât temperatura gazelor arse este mai mică, cu atât este mai mare nivelul de eficiență energetică. Cu toate acestea, reducerea temperaturii gazelor sub un anumit nivel poate fi asociată cu unele probleme. În special, dacă temperatura este sub punctul de rouă acid (temperatura la care apa și acidul sulfuric se condensează, de obicei 110-170°C în funcție de conținutul de sulf al combustibilului), acest lucru poate duce la coroziunea suprafețelor metalice. Acest lucru poate necesita utilizarea materialelor rezistente la coroziune (asemenea materiale există și pot fi utilizate în instalații care utilizează petrol, gaz sau deșeuri drept combustibil), precum și organizarea colectării și procesării condensului acid.
Perioada de amortizare poate varia de la mai puțin de cinci ani până la cincizeci de ani, în funcție de mulți parametri, inclusiv dimensiunea instalației, temperatura gazelor de ardere etc.
Strategiile enumerate mai sus (cu excepția curățeniei periodice) necesită investiții suplimentare. Perioada optimă pentru luarea unei decizii cu privire la utilizarea lor este perioada de proiectare și construcție instalatie noua. Totodată, este posibilă implementarea acestor soluții la o întreprindere existentă (cu condiția să fie disponibil spațiul necesar pentru instalarea echipamentelor).
Unele aplicații ale energiei gazelor arse pot fi limitate din cauza diferenței dintre temperatura gazelor și cerințele specifice de temperatură la intrarea procesului consumator de energie. Valoarea acceptabilă a acestei diferențe este determinată de echilibrul dintre considerentele de economisire a energiei și costul echipament optional necesare utilizării energiei gazelor de ardere.
Posibilitatea practică de recuperare depinde întotdeauna de disponibilitatea unei posibile aplicații sau consumator pentru energia recuperată. Măsurile de reducere a temperaturii gazelor arse pot duce la creșterea formării unor poluanți.
Un coș de fum modern nu este doar o țeavă pentru îndepărtarea produselor de ardere, ci o structură inginerească, de care depind direct randamentul cazanului, eficiența și siguranța întregului sistem de încălzire. Fum, tiraj și, în cele din urmă, un incendiu - toate acestea se pot întâmpla ca urmare a unei atitudini prost concepute și iresponsabile față de coș. De aceea ar trebui să luați în serios selecția materialului, componentelor și instalarea coșului de fum. Scopul principal al coșului de fum este eliminarea produselor de ardere a combustibilului în atmosferă. Coșul de fum creează tiraj, sub influența căruia se formează aer în cuptor, care este necesar pentru arderea combustibilului, iar produsele de ardere sunt îndepărtate din cuptor. Coșul de fum trebuie să creeze condiții pentru arderea completă a combustibilului și o tracțiune excelentă. Și totuși trebuie să fie fiabil și durabil, ușor de instalat și durabil. Și prin urmare, alegerea unui coș de fum bun nu este atât de ușoară pe cât credem.
Cosuri de caramida si cazane moderne
Rezistențe locale într-un coș dreptunghiular
Puțini oameni știu că singura formă corectă a coșului de fum este un cilindru. Acest lucru se datorează faptului că vârtejurile formate în unghi drept împiedică îndepărtarea fumului și duc la formarea funinginei. Toate coșurile de fum de casă de forme pătrate, dreptunghiulare și chiar triunghiulare nu numai că se dovedesc a fi mai scumpe chiar și chiar și un coș de fum rotund din oțel, dar creează și o mulțime de probleme și, cel mai important, pot reduce eficiența celui mai bun cazan de la 95 până la 60%
Secțiune rotundă a coșului de fum
Cazane vechi funcționate fără control automat și cu temperaturi ridicate ale gazelor arse. Ca urmare, coșurile de fum aproape niciodată nu s-au răcit, iar gazele nu s-au răcit sub punctul de rouă și, ca urmare, nu au stricat coșurile de fum, dar în același timp s-a irosit multă căldură în alte scopuri. In plus, acest tip de cos are un tiraj relativ redus datorita suprafetei poroase si rugoase.
Cazanele moderne sunt economice, puterea lor este reglată în funcție de nevoile spațiilor încălzite și, prin urmare, nu funcționează tot timpul, ci doar în perioadele în care temperatura din cameră scade sub cea setată. Astfel, sunt perioade de timp cand centrala nu functioneaza, iar cosul de fum se raceste. Pereții coșului de fum, care lucrează cu un cazan modern, aproape niciodată nu se încălzesc la o temperatură peste punctul de rouă, ceea ce duce la o acumulare constantă de vapori de apă. Și acest lucru, la rândul său, duce la deteriorarea coșului de fum. Un coș vechi de cărămidă se poate prăbuși în condiții noi de lucru. Deoarece gazele de evacuare conțin: CO, CO2, SO2, NOx, temperatura gazelor de evacuare a cazanelor pe gaz montate pe perete este destul de scăzută - 70 - 130 °C. Trecând printr-un coș de cărămidă, gazele de evacuare se răcesc și când punctul de rouă atinge ~ 55 - 60 ° C, condensul cade. Apa, care se așează pe pereții din partea superioară a coșului de fum, le va face să se ude, în plus, atunci când sunt conectate
SO2 + H2O = H2SO4
format acid sulfuric, ceea ce poate duce la distrugerea canalului de cărămidă. Pentru a evita condensul, este recomandabil să folosiți un coș de fum izolat sau să instalați o țeavă de oțel inoxidabil într-un canal de cărămidă existent.
Condensare
La conditii optime funcționarea cazanului (temperatura gazelor arse la intrare 120-130°C, la ieșirea din gura țevii - 100-110°C) și un coș de fum încălzit, vaporii de apă sunt transportați împreună cu gazele de ardere către in afara. Când temperatura de pe suprafața interioară a coșului de fum este sub temperatura punctului de rouă a gazelor, vaporii de apă se răcesc și se așează pe pereți sub formă de picături mici. Dacă acest lucru se repetă frecvent, zidăria pereților coșului de fum și a coșului de fum se va uda de umiditate și se va prăbuși, iar pe suprafețele exterioare ale coșului vor apărea depuneri negre de gudron. În prezența condensului, curentul de aer slăbește brusc, mirosul de ars se simte în încăperi.
Gazele de ardere care ies, pe măsură ce se răcesc în coșuri, scad în volum, iar vaporii de apă, fără a modifica masa, saturează treptat gazele de ieșire cu umiditate. Temperatura la care vaporii de apă saturează complet volumul gazelor de eșapament, adică atunci când umiditatea relativă a acestora este egală cu 100%, este temperatura punctului de rouă: vaporii de apă conținuti în produsele de ardere încep să se transforme în stare lichidă. Temperatura punctului de rouă a produselor de ardere diverse gaze- 44 -61 ° С.
Condensare
Dacă gazele care trec prin canale de fum, sunt puternic răcite și își scad temperatura la 40 - 50 ° C, apoi vaporii de apă, formați ca urmare a evaporării apei din combustibil și arderii hidrogenului, se depun pe pereții canalelor și pe coșul de fum. Cantitatea de condens depinde de temperatura gazelor de ardere.
Crăpăturile și găurile din țeavă, prin care pătrunde aerul rece, contribuie, de asemenea, la răcirea gazelor și la formarea condensului. Când secțiunea transversală a conductei sau a canalului de coș este mai mare decât cea necesară, gazele de ardere se ridică lent și rece prin el. aerul exterior le raceste intr-o teava. Suprafața pereților coșurilor are o mare influență și asupra forței de tracțiune, cu cât acestea sunt mai netede, cu atât tirajul este mai puternic. Rugozitatea țevii ajută la reducerea tracțiunii și la captarea funinginei pe ea însăși. Formarea condensului depinde și de grosimea peretelui coșului de fum. Pereții groși se încălzesc lent și rețin bine căldura. Pereții mai subțiri se încălzesc mai repede, dar rețin slab căldura, ceea ce duce la răcirea lor. Grosimea pereților de cărămidă de zidărie ai coșurilor de fum care trec prin pereții interiori clădire, trebuie să fie de cel puțin 120 mm (jumătate de cărămidă), iar grosimea pereților de fum și canale de ventilație amplasate în pereții exteriori ai clădirii trebuie să fie de 380 mm (o cărămidă și jumătate).
Temperatura aerului exterior are o mare influență asupra condensării vaporilor de apă conținute în gaze. ÎN ora de vara ani, când temperatura este relativ ridicată, condensul pe suprafețele interioare ale coșurilor de fum este prea mic, deoarece pereții lor se răcesc mult timp, prin urmare, umiditatea se evaporă instantaneu de pe suprafețele bine încălzite ale coșului de fum și nu se formează condens. În sezonul de iarnă, când temperatura exterioară este negativă, pereții coșului de fum sunt foarte rece și crește condensarea vaporilor de apă. În cazul în care coșul de fum nu este izolat și devine foarte rece, pe suprafețele interioare ale pereților coșului se produce o condensare crescută a vaporilor de apă. Umiditatea este absorbită în pereții țevii, ceea ce provoacă umiditatea zidăriei. Acest lucru este deosebit de periculos iarna, când se formează dopuri de gheață în secțiunile superioare (la gură) sub influența înghețului.
Glazură pentru horn
Nu se recomandă atașarea cu balamale cazane pe gaz la coșuri de secțiuni transversale și înălțimi mari: tirajul slăbește, se formează condens crescut pe suprafețele interioare. Formarea condensului se observă și atunci când cazanele sunt conectate la coșuri foarte înalte, deoarece o parte semnificativă a temperaturii gazelor de ardere este cheltuită pentru încălzirea unei suprafețe mari de absorbție a căldurii.
Izolarea cosului de fum
Pentru a evita suprarăcirea gazelor de ardere și condensul pe suprafețele interioare ale conductelor de fum și ventilație, este necesară menținerea grosimii optime a pereților exteriori sau izolarea acestora din exterior: tencuială, acoperire cu plăci de beton armat sau cinder-beton, scuturi. sau cărămizi de lut.
Țevi din oțel trebuie să fie preizolate sau izolate. Tipul și grosimea izolației vă vor ajuta să alegeți orice producător.
Masa. B.2
| t, C | , kg/m3 | , J/(kgK) | , [W/(m K)] | , m2 /din | Relatii cu publicul |
| 100 | 0,950 | 1068 | 0,0313 | 21,54 | 0,690 |
| 200 | 0,748 | 1097 | 0,0401 | 32,80 | 0,670 |
| 300 | 0,617 | 1122 | 0,0484 | 45,81 | 0,650 |
| 400 | 0,525 | 1151 | 0,0570 | 60,38 | 0,640 |
| 500 | 0,457 | 1185 | 0,0656 | 76,30 | 0,630 |
| 600 | 0,505 | 1214 | 0,0742 | 93,61 | 0,620 |
| 700 | 0,363 | 1239 | 0,0827 | 112,1 | 0,610 |
| 800 | 0,330 | 1264 | 0,0915 | 131,8 | 0,600 |
| 900 | 0,301 | 1290 | 0,0100 | 152,5 | 0,590 |
| 1000 | 0,275 | 1306 | 0,0109 | 174,3 | 0,580 |
| 1100 | 0,257 | 1323 | 0,01175 | 197,1 | 0,570 |
| 1200 | 0,240 | 1340 | 0,01262 | 221,0 | 0,560 |
Sarcina numărul 5. Transferul de căldură prin radiație
Diametrul peretelui conductei d= …[mm]încălzit la temperatură t1 =…[°С] si are un coeficient de radiatie termica.Conducta este asezata intr-un canal cu sectiune transversala bXh[mm] a căror suprafaţă are o temperatură t2 =…[°С]și emisivitate c2 = … [W/(m2 K4 )] .Calculează emisivitatea redusă și pierderile de căldură Q conductă datorită transferului de căldură radiantă.
Condițiile sarcinii sunt prezentate în tabelul 5.
Valorile emisivității termice a materialelor sunt date în Tabelul B.1 din Anexa B.
Opțiuni de sarcină
Masa. cinci
| №sarcini | d, [mm] | t1 , [°С] | t2 , [°С] | c2 ,[W/(m2 K4 )]. | bXh, [mm] | Materialul conductei |
| 1 | 400 | 527 | 127 | 5,22 | 600x800 | otel oxidat |
| 2 | 350 | 560 | 120 | 4,75 | 480x580 | aluminiustare brută |
| 3 | 300 | 520 | 150 | 3,75 | 360x500 | beton |
| 4 | 420 | 423 | 130 | 5,25 | 400x600 | fontă |
| 5 | 380 | 637 | 200 | 3,65 | 550x500 | alama oxidata |
| 6 | 360 | 325 | 125 | 4,50 | 500x700 | cupru oxidat |
| 7 | 410 | 420 | 120 | 5,35 | 650x850 | otel lustruit |
| 8 | 400 | 350 | 150 | 5,00 | 450x650 | aluminiu oxidat |
| 9 | 450 | 587 | 110 | 5,30 | 680x580 | alamă lustruită |
| 10 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 480x600 | cupru lustruit |
| 11 | 350 | 523 | 103 | 5,20 | 620x820 | oțel brut |
| 12 | 370 | 557 | 125 | 5,10 | 650x850 | fontă turnată |
| 13 | 360 | 560 | 130 | 4,95 | 630x830 | aluminiu lustruit |
Continuarea tabelului. cinci
| 14 | 250 | 520 | 120 | 4,80 | 450x550 | rulare de alama |
| 15 | 200 | 530 | 130 | 4,90 | 460x470 | otel lustruit |
| 16 | 280 | 540 | 140 | 5,00 | 480x500 | fontă brută |
| 17 | 320 | 550 | 150 | 5,10 | 500x500 | aluminiu oxidat |
| 18 | 380 | 637 | 200 | 3,65 | 550x500 | alamă lustruită |
| 19 | 360 | 325 | 125 | 4,50 | 500x700 | cupru lustruit |
| 20 | 410 | 420 | 120 | 5,35 | 650x850 | oțel brut |
| 21 | 400 | 350 | 150 | 5,00 | 450x650 | fontă turnată |
| 22 | 450 | 587 | 110 | 5,30 | 680x580 | aluminiu lustruit |
| 23 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 480x600 | rulare de alama |
| 24 | 350 | 523 | 103 | 5,20 | 620x820 | otel oxidat |
| 25 | 370 | 557 | 125 | 5,10 | 650x850 | aluminiustare brută |
| 26 | 450 | 587 | 110 | 5,30 | 450x650 | beton |
| 27 | 460 | 547 | 105 | 5,35 | 680x580 | fontă |
| 28 | 350 | 523 | 103 | 5,20 | 480x600 | alama oxidata |
| 29 | 370 | 557 | 125 | 5,10 | 620x820 | cupru oxidat |
| 30 | 280 | 540 | 140 | 5,00 | 480x500 | otel lustruit |
Fișierele vecine din articol [UNSORTED]
Sursa: https://StudFiles.net/preview/5566488/page:8/
7. Cale gaz-aer, cosuri de fum, curatarea gazelor de ardere
Gasman - industrial echipamente de gaz Director GOST, SNiP, PB SNiP II-35-76 Centrale de cazane
7.1. La proiectarea camerelor cazanelor, instalațiile de tiraj (aspiratoare de fum și suflante) trebuie adoptate în conformitate cu specificațiile producătorilor. De regulă, unitățile de tiraj ar trebui să fie furnizate individual pentru fiecare unitate de cazan.
7.2. Grup (pentru grupuri individuale centrale termice) sau instalații comune (pentru întreaga centrală termică) pot fi utilizate la proiectarea cazanelor noi cu cazane cu o capacitate de până la 1 Gcal/h și la proiectarea cazanelor reconstruite.
7.3. Instalațiile de tiraj de grup sau comune ar trebui proiectate cu două aspiratoare de fum și două ventilatoare de tiraj. Capacitatea de proiectare a cazanelor, pentru care sunt prevazute aceste instalatii, este asigurata de functionarea in paralel a doua aspiratoare de fum si doua suflante.
7.4. Alegerea unităților de tiraj trebuie făcută ținând cont de factorii de siguranță pentru presiune și performanță în conformitate cu Ap. 3 la prezentele reguli și regulamente.
7.5. La proiectarea instalațiilor de tiraj pentru a controla performanța acestora, este necesar să se prevadă palete de ghidare, cuplaje de inducție și alte dispozitive care să ofere metode economice de reglare și să fie furnizate complet cu echipament.
7.6.*
Proiectarea traseului gaz-aer a cazanelor este realizată în conformitate cu metoda standard de calcul aerodinamic al centralelor de cazane ale TsKTI im. I. I. Polzunova.
Pentru cazanele încorporate, atașate și de acoperiș, în pereți trebuie prevăzute deschideri pentru alimentarea cu aer de ardere, de obicei situate în zona superioară a încăperii. Dimensiunile secțiunii deschise a deschiderilor sunt determinate pe baza asigurării că viteza aerului în acestea nu este mai mare de 1,0 m/s.
7.7. Rezistența la gaz a cazanelor produse în serie ar trebui luată conform datelor producătorului.
7.8. În funcție de condițiile hidrogeologice și de soluțiile de amenajare ale unităților de cazan, conductele exterioare de gaz trebuie prevăzute subterane sau supraterane. Conductele de gaze ar trebui să fie făcute din cărămidă sau beton armat. Utilizarea conductelor de gaz metalice supraterane este permisă ca excepție, sub rezerva unui studiu de fezabilitate corespunzător.
7.9. Conductele de gaz și aer din interiorul camerei cazanelor pot fi proiectate ca oțel, secțiune rotundă. Conductele de gaz dreptunghiulare pot fi prevăzute la joncțiunea cu elemente de echipament dreptunghiulare.
7.10. Pentru secțiunile de conducte de gaz în care este posibilă acumularea de cenușă, trebuie prevăzute dispozitive de curățare.
7.11. Pentru cazanele care funcționează cu combustibil acru, dacă există posibilitatea formării condensului în conductele de gaz, protecția împotriva coroziunii suprafețelor interioare ale conductelor de gaz trebuie asigurată în conformitate cu codurile de construcție și regulile de protecție a structurilor clădirii împotriva coroziunii.
ȘEMINEU
7.12. Coșurile din încăperile cazanelor trebuie construite în conformitate cu proiecte standard. Atunci când dezvoltați proiecte individuale de coșuri, este necesar să vă ghidați solutii tehnice adoptate în proiecte standard.
7.13. Pentru camera cazanului, este necesar să se prevadă construcția unui coș de fum. Este permisă furnizarea a două sau mai multe conducte cu o justificare corespunzătoare.
7.14.* Înălțimea coșurilor de fum cu tiraj artificial este determinată în conformitate cu Ghidurile pentru calcularea dispersiei în atmosferă Substanțe dăunătoare cuprinse în emisiile întreprinderilor și Standardele sanitare pentru proiectarea întreprinderilor industriale. Înălțimea coșurilor de fum sub tiraj natural se determină pe baza rezultatelor calculului aerodinamic al conductei gaz-aer și se verifică în funcție de condițiile de dispersie a substanțelor nocive în atmosferă.
Atunci când se calculează dispersia substanțelor nocive în atmosferă, trebuie luate concentrațiile maxime admise de cenușă, oxizi de sulf, dioxid de azot și monoxid de carbon. În acest caz, cantitatea de emisii nocive emise este de obicei luată în funcție de datele producătorilor de cazane, în lipsa acestor date, se determină prin calcul.
Înălțimea gurii coșurilor de fum pentru cazanele încorporate, atașate și de acoperiș trebuie să fie deasupra limitei vânturilor, dar nu mai puțin de 0,5 m deasupra acoperișului și, de asemenea, nu mai puțin de 2 m deasupra acoperișului celui mai înalt. parte a clădirii sau cea mai înaltă clădire pe o rază de 10 m.
7.15.* Diametrele orificiilor de evacuare ale coșurilor de fum din oțel sunt determinate din starea vitezei optime a gazului pe baza calculelor tehnice și economice. Diametrele ieșirilor de cărămidă și țevi din beton armat sunt determinate pe baza cerințelor clauzei 7.16 din prezentele reguli și reglementări.
7.16. Pentru a preveni pătrunderea gazelor de ardere în grosimea structurilor din cărămidă și țevi din beton armat, presiunea statică pozitivă pe pereții puțului de evacuare nu este permisă. Pentru a face acest lucru, trebuie îndeplinită condiția R1: măriți diametrul țevii sau utilizați o țeavă cu un design special (cu un arbore intern de evacuare a gazului etanș la gaz, cu contrapresiune între arbore și căptușeală).
7.17. Formarea condensului în trunchiurile de cărămidă și țevi din beton armat care evacuează produse de ardere a combustibililor gazoși este permisă în toate modurile de funcționare.
7.18.*
Pentru cazanele care funcționează pe combustibili gazoși este permisă utilizarea coșurilor de fum din oțel dacă nu este fezabilă din punct de vedere economic creșterea temperaturii gazelor arse.
Pentru camerele de cazane autonome, cosurile de fum trebuie să fie etanșe la gaze, din metal sau materiale incombustibile. Conductele trebuie sa aiba, de regula, izolatie termica exterioara pentru a preveni formarea condensului si camine de vizitare pentru inspectie si curatare.
7.19.
Deschiderile pentru conductele de gaz dintr-o secțiune orizontală a arborelui conductei sau a manșonului de fundație trebuie să fie uniform distanțate în jurul circumferinței.
Suprafața totală de slăbire într-o secțiune orizontală nu trebuie să depășească 40% din suprafața totală a secțiunii pentru un puț de beton armat sau sticlă de fundație și 30% pentru un puț de țeavă de cărămidă.
7.20. Conductele de alimentare cu gaz de la joncțiunea cu coșul de fum trebuie proiectate în formă dreptunghiulară.
7.21. În conjugarea conductelor de gaz cu un coș de fum, este necesar să se prevadă cusături sau compensatoare de decontare a temperaturii.
7.22. Necesitatea utilizării căptușelii și izolației termice pentru a reduce tensiunile termice în puțurile de cărămidă și țevi din beton armat este determinată de calculul termic.
7.23. În conductele concepute pentru a elimina gazele de ardere din arderea combustibilului acru, în cazul formării condensului (indiferent de procentul de conținut de sulf), trebuie prevăzută o căptușeală din materiale rezistente la acizi pe toată înălțimea puțului. În absența condensului pe suprafața interioară a conductei de evacuare a gazelor arse, în toate modurile de funcționare, este permisă utilizarea căptușelii din cărămidă de lut pentru coșuri sau cărămidă obișnuită de lut din material plastic presat de un grad de cel puțin 100 cu apă. absorbție de cel mult 15% pe un mortar de argilă-ciment sau complex de grad de cel puțin 50.
7.24. Calculul înălțimii coșului de fum și alegerea designului pentru protejarea suprafeței interioare a puțului său de efectele agresive ale mediului trebuie efectuate pe baza condițiilor de ardere a combustibilului principal și de rezervă.
7.25. Înălțimea și amplasarea coșului de fum trebuie convenite cu Biroul local al Ministerului Aviației Civile. Protecția ușoară a coșurilor de fum și colorarea marcajului extern trebuie să respecte cerințele Manualului privind serviciul de aerodrom în aviația civilă al URSS.
7.26. Proiectele ar trebui să prevadă protecția împotriva coroziunii a structurilor externe din oțel ale coșurilor de fum din cărămidă și beton armat, precum și a suprafețelor țevilor de oțel.
7.27. În partea inferioară a coșului de fum sau a fundației trebuie prevăzute cămine de vizitare pentru inspectarea coșului de fum și, dacă este necesar, dispozitive care asigură eliminarea condensului.
CURĂȚARE GAZE arse
7.28. Cazanele proiectate să funcționeze cu combustibili solizi (cărbune, turbă, șisturi petroliere și deșeuri de lemn) trebuie să fie echipate cu instalații de curățare a gazelor de ardere de cenușă în cazurile în care
Notă. Când se aplică combustibil solid deoarece nu este necesară instalarea de urgență a colectoarelor de cenușă.
7.29.
Alegerea tipului de colectoare de cenusa se face in functie de volumul de gaze de curatat, gradul de purificare necesar si posibilitatile de amenajare pe baza comparatiei tehnico-economice a optiunilor de instalare a colectoarelor de cenusa. tipuri variate.
Deoarece dispozitivele de colectare a cenușii trebuie luate:
- blocuri de cicloane TsKTI sau NIIOGAZ - cu un volum de gaze de ardere de la 6000 la 20000 m3 / h.
- cicloni de baterie - cu un volum de gaze de ardere de la 15.000 la 150.000 m3 / h,
- cicloane de baterii cu recirculare si precipitatoare electrostatice - cu un volum de gaze de ardere peste 100.000 m3/h.
Colectatoarele de cenusa "umede" cu tevi Venturi cu calorii reduse cu eliminatoare de picaturi pot fi utilizate in prezenta unui sistem de hidrocenusa si a zgurii si a dispozitivelor care exclud deversarea in corpurile de apa a substantelor nocive continute in cenusa si pulpa de zgura.
Volumele de gaze sunt preluate la temperatura lor de funcționare.
7.30. Coeficienții pentru curățarea dispozitivelor de colectare a cenușii se iau prin calcul și trebuie să se încadreze în limitele stabilite de Ap. 4 la prezentele reguli și regulamente.
7.31. Instalarea colectoarelor de cenușă trebuie să fie prevăzută pe partea de aspirație a extractoarelor de fum, de regulă, în zone deschise. Cu o justificare adecvată, este permisă instalarea colectoarelor de cenușă în interior.
7.32. Colectatoarele de cenusa sunt furnizate individual pentru fiecare unitate de cazan. În unele cazuri, este permisă asigurarea unui grup de colectoare de cenuşă sau un aparat secţionat pentru mai multe cazane.
7.33. Atunci când funcționează un cazan cu combustibil solid, colectoarele individuale de cenușă nu trebuie să aibă conducte de gaz bypass.
7.34.
Forma și suprafața interioară a buncărului de colectare a cenușii trebuie să asigure evacuarea completă a cenușii prin gravitație, în timp ce unghiul de înclinare a pereților buncărului față de orizont se presupune a fi de 600 și, în cazuri justificate, este permis nu mai puțin de 550.
Captatoarele de cenusa trebuie sa aiba sigilii ermetice.
7.35. Viteza gazelor în conducta de admisie a gazelor din instalațiile de colectare a cenușii trebuie luată la cel puțin 12 m/s.
7.36. Descărcătoarele „umede” trebuie utilizate în cazanele proiectate să lucreze cu deșeuri de lemn, în cazurile în care ApB≤5000. După colectoarele de cenușă nu sunt instalate parascântei.
Sursa: https://gazovik-gas.ru/directory/add/snip_2_35_76/trakt.html
Condens coș și punct de rouă
14.02.2013
A. Batsulin
Pentru a înțelege formarea condensului în coșurile cuptorului, este important să înțelegeți conceptul de punct de rouă. Punctul de rouă este temperatura la care vaporii de apă din aer se condensează în apă.
La fiecare temperatură, în aer nu se poate dizolva mai mult de o anumită cantitate de vapori de apă. Această cantitate se numește densitatea vaporilor de saturație pentru o anumită temperatură și este exprimată în kilograme pe metru cub.
Pe fig. 1 prezintă o diagramă a densității vaporilor saturați în funcție de temperatură. Presiunile parțiale corespunzătoare acestor valori sunt marcate în dreapta. Pe baza datelor din acest tabel. Pe fig. 2 prezintă secțiunea inițială a aceluiași grafic.
Orez. unu.
Presiunea vaporilor de apă saturată.
Orez. 2.
Presiunea vaporilor de apă saturată, interval de temperatură 10 - 120 * C
Să explicăm cum să folosiți graficul cu un exemplu simplu. Luați o oală cu apă și acoperiți cu un capac. După ceva timp, sub capac, se va stabili un echilibru între apă și vaporii de apă saturați. Lasa temperatura tigaii sa fie de 40*C, apoi densitatea vaporilor sub capac va fi de aproximativ 50 g/m3. Presiunea parțială a vaporilor de apă sub capac conform tabelului (și graficului) va fi de 0,07 atm, restul de 0,93 atm va fi presiunea aerului.
(1 bar = 0,98692 atm). Începem să încălzim încet tigaia, iar la 60 * C densitatea aburului saturat sub capac va fi deja de 0,13 kg / m3, iar presiunea sa parțială va fi de 0,2 atm. La 100 * C, presiunea parțială a aburului saturat sub capac va atinge o atmosferă (adică presiunea externă), ceea ce înseamnă că nu va mai fi aer sub capac. Apa va începe să fiarbă, iar aburii vor scăpa de sub capac.
În acest caz, densitatea aburului saturat sub capac va fi de 0,59 kg/m3. Acum închidem strâns capacul (adică îl transformăm într-o autoclavă) și introducem o supapă de siguranță în el, de exemplu, la 16 atm, și continuăm să încălzim tigaia în sine. Apa se va opri din fierbere, iar presiunea și densitatea aburului de sub capac vor crește, iar când se atinge 200*C, presiunea va ajunge la 16 atm (vezi graficul). În acest caz, apa va fierbe din nou, iar de sub supapă vor ieși aburi.
Acum densitatea aburului sub capac va fi de 8 kg/m3.
În cazul precipitării condensului din gazele de ardere (FG), doar o parte a graficului este de interes până la o presiune de 1 atm, deoarece cuptorul comunică cu atmosfera și presiunea din acesta este egală cu cea atmosferică până la o putini Pa. De asemenea, este evident că punctul de rouă al DG este sub 100*C.
vapori de apă în gazele de ardere
Pentru a determina punctul de rouă al gazelor de ardere (adică temperatura la care condensul cade din DG), este necesar să se cunoască densitatea vaporilor de apă din DG, care depinde de compoziția combustibilului, conținutul de umiditate al acestuia, excesul. coeficientul si temperatura aerului. Densitatea vaporilor este egală cu masa de vapori de apă conținută în 1 m3 de gaze de ardere la o temperatură dată.
Formulele pentru volumul DW au fost derivate în această lucrare, secțiunea 6.1, formulele P1.3 - P1.8. In urma transformarilor se obtine o expresie a densitatii vaporilor din gazele de ardere in functie de continutul de umiditate al lemnului, de coeficientul de exces de aer si de temperatura. Umiditatea aerului sursă face o mică corecție și nu este luată în considerare în această expresie.
Formula are o semnificație fizică simplă. Dacă înmulțim numărătorul fracției mari cu 1/(1+w), obținem masa de apă în DW, în kg per kg de lemn. Și dacă înmulțim numitorul cu 1/(1+w), obținem volumul specific al DG în nm3/kg. Multiplicatorul cu temperaturi servește la transformarea metrilor cubi normali în metri reali la o temperatură T. După înlocuirea numerelor, obținem expresia:
Acum este posibil să se determine grafic punctul de rouă al gazelor de ardere. Să suprapunem graficul densității vaporilor din DW pe graficul densității vaporilor de apă saturați. Intersecția graficelor va corespunde punctului de rouă al DG la umiditatea corespunzătoare și excesul de aer. Pe fig. 3 și 4 arată rezultatul.
Orez. 3.
Punctul de rouă al gazelor de ardere cu exces de aer este unul și diferit conținutul de umiditate al lemnului.
Din fig. 3 rezultă că, în cel mai nefavorabil caz, atunci când lemnul este ars cu un conținut de umiditate de 100% (jumătate din masa probelor este apă) fără exces de aer, condensarea vaporilor de apă va începe la aproximativ 70*C.
În condiții tipice pentru cuptoarele discontinue (umiditatea lemnului 25% și excesul de aer aproximativ 2%), condensul va începe când gazele de ardere se răcesc la 46*C. (vezi fig. 4)
Orez. 4.
Punct de rouă a gazelor arse la un conținut de umiditate a lemnului de 25% și diverse excese de aer.
Din fig. 4 arată, de asemenea, clar că excesul de aer scade semnificativ temperatura de condensare. Adăugarea de aer în exces la coș este o modalitate de a elimina condensul în țevi.
Corecție pentru variabilitatea compoziției combustibilului
Toate considerațiile de mai sus sunt valabile dacă compoziția combustibilului rămâne neschimbată în timp, de exemplu, gazul este ars în tolivnik sau peleții sunt alimentați continuu. În cazul arderii lemnelor de foc într-un cuptor discontinuu, compoziția gazelor de ardere se modifică în timp. În primul rând, substanțele volatile se ard și umezeala se evaporă, iar apoi reziduurile de cărbune se ard. Evident, în perioada inițială, conținutul de vapori de apă din DG va fi semnificativ mai mare decât cel calculat, iar în stadiul de ardere a reziduului de cărbune, acesta va fi mai mic. Să încercăm să estimăm aproximativ temperatura punctului de rouă în perioada inițială.
Lăsați substanțele volatile să se ardă din marcaj în prima treime a procesului de încălzire, iar toată umezeala conținută în marcaj se evaporă în acest timp. Atunci concentrația de vapori de apă în prima treime a procesului va fi de trei ori mai mare decât media. La 25% umiditate din lemn și un exces de aer de 2 ori, densitatea vaporilor va fi de 0,075 * 3 = 0,225 kg/m3. (vezi FIG. graficul albastru). Temperatura de condensare va fi apoi de 70-75*C. Aceasta este o estimare aproximativă, deoarece nu se știe cum se modifică compoziția DG în realitate pe măsură ce marcajul se epuizează.
În plus, volatilele nearse se condensează din gazele de ardere împreună cu apa, ceea ce, aparent, va crește ușor punctul de rouă al DW.
Condens în coșuri
Gazele de ardere se ridică șemineu se răcește treptat. Când este răcit sub punctul de rouă, condensul începe să se formeze pe pereții coșului de fum. Viteza de răcire a DG în coș depinde de aria de curgere a țevii (zona suprafeței sale interioare), de materialul țevii și de plantarea acesteia, precum și de intensitatea arderii. Cu cât viteza de ardere este mai mare, cu atât debitul gazelor arse este mai mare, ceea ce înseamnă că, toate celelalte lucruri fiind egale, gazele se vor răci mai lent.
Formarea condensului în coșurile sobelor sau sobelor cu semineu intermitent este ciclică. În momentul inițial, în timp ce conducta nu s-a încălzit încă, condensul cade pe pereții săi, iar pe măsură ce conducta se încălzește, condensul se evaporă. Dacă apa din condens are timp să se evapore complet, atunci se impregnează treptat zidărie coș de fum, iar pe pereții exteriori apar depozite de gudron negru. Dacă acest lucru se întâmplă pe secțiunea exterioară a coșului de fum (pe stradă sau într-o încăpere rece de mansardă), atunci umezirea constantă a zidăriei în timpul iernii va duce la distrugerea cărămizii sobei.
Scăderea temperaturii în coș depinde de proiectarea acestuia și de cantitatea debitului DG (intensitatea arderii combustibilului). În coșurile de cărămidă, scăderea T poate ajunge la 25 * C pe metru liniar. Acest lucru justifică cerința de a avea o temperatură DG la ieșirea din cuptor („la vedere”) de 200–250*C, pentru a o face 100–120*C la capul conductei, care este evident mai mare decât punct de condensare. Scăderea temperaturii în coșurile izolate sandwich este de doar câteva grade pe metru, iar temperatura la ieșirea cuptorului poate fi redusă.
Condensul, format pe pereții unui coș de cărămidă, este absorbit în zidărie (datorită porozității cărămizii) și apoi se evaporă. În coșurile de fum din oțel inoxidabil (sandwich), chiar și o cantitate mică de condens format în perioada inițială începe imediat să curgă în jos. „pentru condens”.
Cunoscând viteza de ardere a lemnului în sobă și secțiunea transversală a coșului de fum, este posibil să se estimeze scăderea temperaturii în coș pe metru liniar folosind formula:
q - coeficientul de absorbție a căldurii pereților coșului de cărămidă, 1740 W/m2 S - aria suprafeței de primire a căldurii de 1 m a coșului de fum, m2s - capacitatea termică a gazelor de ardere, 1450 J/nm3*СF - coș de fum debit de gaz, nm3/hV - volum specific al generatorului diesel, la 25% umiditate lemn și de 2 ori exces de aer, 8 Nm3/kgBh - consum orar de combustibil, kg/h
Coeficientul de absorbție a căldurii a pereților coșului de fum este considerat condiționat ca 1500 kcal / m2 h, deoarece pentru ultimul coș al cuptorului, literatura dă o valoare de 2300 kcal/m2h. Calculul este orientativ și are scopul de a arăta modele generale. Pe fig. 5 prezintă un grafic al dependenței scăderii temperaturii în coșurile de fum cu secțiunea de 13 x 26 cm (cinci) și 13 x 13 cm (patru) în funcție de viteza de ardere a lemnului în focarul sobei.
Orez. cinci.Scăderea temperaturii într-un coș de cărămidă pe metru liniar, în funcție de viteza de ardere a lemnului în sobă (debit de gaze arse). Se ia coeficientul de exces de aer egal cu doi.
Cifrele de la începutul și de la sfârșitul graficelor indică viteza DG în coș, calculată pe baza debitului DG, redus la 150 * C, și secțiunea transversală a coșului. După cum se poate observa, pentru viteze recomandate GOST 2127-47 de aproximativ 2 m/s, scăderea temperaturii DG este de 20-25*C. De asemenea, este clar că utilizarea coșurilor de fum cu o secțiune mai mare decât este necesar poate duce la răcirea puternică a DG și, ca urmare, la condensare.
După cum rezultă din Fig. 5, o scădere a consumului orar de lemn de foc duce la o scădere a debitului gazelor de evacuare și, ca urmare, la o scădere semnificativă a temperaturii în coș. Cu alte cuvinte, temperatura gazelor de eșapament, de exemplu, la 150 * C pentru un cuptor de cărămidă cu acțiune periodică, în care lemnul de foc arde activ, și pentru o sobă cu ardere lentă (mocnit) nu sunt deloc același lucru. Cumva a trebuit să observ o asemenea imagine, fig. 6.
Orez. 6.
Condens într-un coș de cărămidă de la o sobă ardere lungă.
Aici, un cuptor mocnit a fost conectat la o conductă de cărămidă cu o secțiune de cărămidă. Rata de ardere într-un astfel de cuptor este foarte scăzută - un marcaj poate arde timp de 5-6 ore, adică. viteza de ardere va fi de aproximativ 2 kg/h. Desigur, gazele din conductă s-au răcit sub punctul de rouă și au început să se formeze condens în coș, care a înmuiat conducta și a picurat pe podea când soba a fost aprinsă. Astfel, sobele cu ardere lungă pot fi conectate doar la coșuri izolate tip sandwich.
