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1、 引导气体流动的设备有自然通风设备（烟囱）和人工通风设备（风机和喷射器）两类。人工通风设备产生的抽力大、调节范围不受限制、能改善燃烧作业、抽力稳定而不受自然条件的影响，但要消耗动力，还要受到机电设备损坏和停电的威胁。自然通风设备情况正相反。1.6 1.6 烟囱烟囱1骄阳书屋1.6.11.6.1烟囱的工作原理烟囱的工作原理1.1.原理原理：由于热气体受到外界由于热气体受到外界空气的浮力空气的浮力而向上流动产生一定的几何而向上流动产生一定的几何压头，在烟囱底部产生负压（抽力）。压头，在烟囱底部产生负压（抽力）。 如抽力能克服窑炉系如抽力能克服窑炉系统的总阻力，就能使烟气从窑内不断地流至烟囱底部，通
2、过统的总阻力，就能使烟气从窑内不断地流至烟囱底部，通过烟囱而排入大气。烟囱而排入大气。烟囱底部负压的绝对值烟囱底部负压的绝对值即烟囱底部的真空度即烟囱底部的真空度 抽力抽力2骄阳书屋3骄阳书屋1、2截面，hg2= 0， hs1+hg1+hk1=hs2+hk2+hl1-22、3截面，hg3= 0，hs2+hg2+hk2= hs3+hk3+hl2-33、4截面，hg3 = hg4，hs3 +hk3 = hs4+hk4+hl3-44、5截面，hg4 = 0， hs4+hk4= hs5+hg5+hk5+hl4-5将上述4式相加，得：hs1-hs5 = hk5-hk1+hg5-hg1-hg2+hl1-5
3、4骄阳书屋 将基准面取在66面，其柏努利公式为： -hs5 = hg5-(hk6-hk5)-hl5-6 由上式可知，烟囱几何压头转变为动压头增量和阻力损失，其余转变为烟囱的负压，以引导窑内气体运动，这就是烟囱工作的基本原理。5骄阳书屋 Z20，Z1H，p2pa，烟囱抽力计算：烟囱抽力计算：w2 p2 w1 av a p1 221100H烟囱抽力烟囱抽力等于烟囱的几何压头减去烟等于烟囱的几何压头减去烟囱内气体动压头的增量和烟囱内气体囱内气体动压头的增量和烟囱内气体的摩擦阻力损失。的摩擦阻力损失。烟囱抽力也就是窑炉系统的总阻力烟囱抽力也就是窑炉系统的总阻力以2-2断面为基准面，断面 1-2的伯努利
4、方程式：6骄阳书屋2.2.影响烟囱抽力的因素影响烟囱抽力的因素 （5 5）海拔高度）海拔高度（1）烟囱的高烟囱的高度度HH，h hc c（2 2）烟气的温度）烟气的温度t，h hc c（3 3）空气温度）空气温度t ta a，a a， h hc c（4 4）空气的湿度）空气的湿度湿度湿度，a a， hchc海拔海拔，a a， hchc7骄阳书屋1.6.2 1.6.2 烟囱的热工计算烟囱的热工计算1 1烟囱的直径烟囱的直径（1 1）烟囱顶部直径）烟囱顶部直径 自然通风：自然通风：w w0 02 24 Bm/s4 Bm/s机械通风：机械通风：w w0 08 815 Bm/s15 Bm/s施工要求：
5、施工要求：砖烟囱和混凝土烟囱砖烟囱和混凝土烟囱d d0.8m0.8m 顶部砖厚度顶部砖厚度24cm24cm。 排烟速度过大时，烟排烟速度过大时，烟囱本身阻力增大，影响囱本身阻力增大，影响排排烟烟能力；能力；排烟速度排烟速度太小时，太小时，容易产生例风现象使窑容易产生例风现象使窑炉排气不畅而影响失产。炉排气不畅而影响失产。8骄阳书屋 烟囱分砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢板烟囱三种。1）烟囱出口直径（内径）0.7米时采用钢板烟囱。 进钢板烟囱的烟气温度 500时，烟囱内壁不衬耐火砖； 烟气温度500 时，需衬耐火砖。2）圆形砖烟囱的最小出口直径为0.7米,常用出口直径范围为0.8-1.8米；3）钢筋混
6、凝土烟囱常用出口直径范围为1.4-3.6米。9骄阳书屋（2）烟囱底部直径烟囱底部直径小型铁皮烟囱通常上下直径一般大圆筒形，小型铁皮烟囱通常上下直径一般大圆筒形， 也有用砖砌成的方形。也有用砖砌成的方形。大型的砖、混凝土烟囱是底部直径大的锥体形，大型的砖、混凝土烟囱是底部直径大的锥体形， 斜率为斜率为1 12%2%。底部直径底部直径或或10骄阳书屋2烟囱高度的计算烟囱高度的计算近似计算：近似计算： （1 1）烟囱高度确定的方法：）烟囱高度确定的方法： 据烟囱抽力公式计算据烟囱抽力公式计算因烟囱本身的摩擦因烟囱本身的摩擦阻力及动压头的增量阻力及动压头的增量比窑炉系统的总阻力比窑炉系统的总阻力小得多
7、。小得多。11骄阳书屋或或烟囱底部抽力烟囱底部抽力窑炉系统总阻力窑炉系统总阻力h h a a、克服窑炉沿途的摩擦阻力；、克服窑炉沿途的摩擦阻力；b b、克服各种局部阻力；、克服各种局部阻力；c c、当气体由上向下流动时，要克服几何压头作用；、当气体由上向下流动时，要克服几何压头作用；d d、满足动压头的增量。、满足动压头的增量。在确定烟囱高度时必须考在确定烟囱高度时必须考虑到窑炉后期的阻力增大以虑到窑炉后期的阻力增大以及窑炉生产能力的扩大、故及窑炉生产能力的扩大、故而对计算值加大而对计算值加大20%-30%20%-30%。作。作为储备能力。为储备能力。12骄阳书屋（2 2）烟囱高度计算的步骤）
8、烟囱高度计算的步骤估算高度估算高度 计算烟囱出口温度计算烟囱出口温度 计算烟囱内平均温度计算烟囱内平均温度 计算烟囱高度计算烟囱高度H H计算烟气的平均密度计算烟气的平均密度 计算计算H H与估计高度与估计高度HH的误差的误差 要求要求5%5%储备系数储备系数K=1.2K=1.21.31.3 温度降温度降(/m/m ) )13骄阳书屋烟囱类别烟囱类别不同烟气温度下的每米温降不同烟气温度下的每米温降/m/m300-400 300-400 400-500 400-500 500-600 500-600 600-800 600-800 砖、混凝土砖、混凝土烟囱烟囱1.52.51.52.52.52.3
9、2.52.33.54.53.54.54.56.54.56.5钢板钢板烟囱烟囱带耐带耐火衬火衬砖砖2323343445455757不带不带耐火耐火衬砖衬砖4646686881081010141014烟囱每米高度上烟囱每米高度上烟气温度降烟气温度降14骄阳书屋3 3设计烟囱高度须注意设计烟囱高度须注意1）几台窑炉合用一个烟囱烟囱抽力应按几台窑炉中系统阻力最大的进行计算， 烟道L增长，系统阻力增大，H增大。 一般 L=2/3H烟囱直径应按总烟气量计算； 同时操作 V=V1+V2+V3+ 错开操作 V=V (max)15骄阳书屋2）空气的密度应按该地区全年最高气温时密度计算，以保证烟囱在任何季节都有足
10、够的抽力；3）考虑到环境卫生的要求，烟囱高度应高于周围最高建筑物5m以上，烟囱高度一般不低于16m。16骄阳书屋【例例】已知某窑炉排烟系统阻力为已知某窑炉排烟系统阻力为160.0Pa160.0Pa，烟气流量为，烟气流量为3.25Bm3/s3.25Bm3/s，烟囱底部烟气为，烟囱底部烟气为300300，空气温度为，空气温度为2020，烟气密，烟气密度为度为1.3kg/Nm31.3kg/Nm3，计算砖砌烟囱直径和高度。，计算砖砌烟囱直径和高度。【解解】（1 1）求出烟气的平均温度和平均温下的密度：）求出烟气的平均温度和平均温下的密度：估算烟囱高度，并考虑估算烟囱高度，并考虑30%30%的富余抽力的
11、富余抽力 底部烟气为底部烟气为300300，对于砖砌烟囱查表，对于砖砌烟囱查表2-42-4得每米温度降为得每米温度降为1.5 1.5 ，则烟囱出口处温度为，则烟囱出口处温度为17骄阳书屋烟囱内烟气平均温度：烟囱内烟气平均温度：烟气平均温度下的密度：烟气平均温度下的密度：（2 2）求烟囱的直径：）求烟囱的直径：取烟气出口流速为取烟气出口流速为2.5Nm/s2.5Nm/s，则烟囱的出口直径，则烟囱的出口直径为为18骄阳书屋烟囱底部直径：烟囱底部直径：烟囱平均直径：烟囱平均直径：（3 3）求烟囱的实际高度：）求烟囱的实际高度：烟囱顶部烟气实际流速为烟囱顶部烟气实际流速为19骄阳书屋烟囱底部烟气的实际流速：烟囱底部烟气的实际流速：烟囱烟气平均流速：烟囱烟气平均流速：根据式（根据式（2-432-43）得）得相对误差相对误差=4.4%=4.4%5%5%，说明计算结果可用，说明计算结果可用20骄阳书屋
