烟囱高度和直径的计算

网站编辑：admin │ 发表时间：2021-08-27 │

工业窑炉设计时烟囱的计算是必备的一部分，烟囱是为了将燃烧后产生的废烟气排出炉外。工业炉窑中一套完整的加热系统既需要不断供给加热所需要的燃料和燃烧所用的空气，又需要把废气排除系统。

计算烟囱参数时首先要了解烟囱的工作原理。气流在流动过程中存在摩擦阻力和局部阻力，要让烟气顺利地在烟囱内部流动，需要一定的能量支持。烟囱之所以能够把炉窑内的烟气抽出，使之通过烟道和烟囱排到外界，主要依靠烟囱中烟气本身的位压头所造成的抽力，帮助烟气克服流动中的阻力。

假设烟囱出口平面为基准面，此处的静压头为零，烟囱底部的静压头即负压，由于炉子内部炉底的静压头一般保持零压左右，即炉内压力大于烟囱底部的压力，所以炉内烟气能流向烟囱底部，并经烟囱排入大气。

对烟囱的基本要求是烟囱的抽力，其大小必须足够克服烟气在烟道流动的能量损失和动压头增量。

烟囱内部是密度小的热烟气，外面是密度大的冷空气，这就形成了两种密度不同气体并存的情况。当轻的气体位于重的气体中时，轻的气体必然产生线向上的运动，这是位压头造成的浮升力，依靠这个力烟气会产生向上的自然运动而排出烟囱口。

烟囱越高烟囱底部负压的绝对值越大，即烟囱的抽力越大。空气与烟气的密度差越大，烟囱的抽力也越大。所以在计算与设计烟囱时，应取夏季时空气密度的最小值，才能保证任何季节烟囱都有足够的抽力。

烟囱设计主要是确定烟囱的高度与直径，计算烟囱高度的公式参考大科技术支持部分常用公式。由公式可见，要计算烟囱高度，除了空气和烟气的温度及密度外，必须知道烟囱最低限度的抽力，烟囱的动压头增量和烟囱内部摩擦阻力所造成的压头损失。

烟囱底部最低限度的抽力应能克服烟气在烟道内流动时的全部阻力

由于考虑到烟道可能发生堵塞、漏气，炉子工作强化时燃烧消耗增加，烟气量将相应增加等因素，所以在计算烟囱时计算所得的值有20%-30%的余量；要计算烟囱底部的烟气流速和烟气密度，必须先知道该处烟气的温度，该处的温度又是根据烟气出炉温度减去烟道中的温降求得的。

烟囱的高度除了考虑有足够的抽力之外，还要考虑对周围环境的污染问题，一般应比附近最高建筑物高5m以上。所以，多数炉子的烟囱高度都有富裕。由于计算中是以假定炉底水平面的相对静压为零作为前提的，烟囱的抽力有富裕，就一定会在炉膛内造成负压。这样将会有大量冷空气被吸入，这是我们所不希望的。为了调节炉内的静压，通常在烟道内设置闸门来抵消剩余的抽力。当闸门插下时，烟道通道的局部阻力加大，烟囱对炉子的实际抽力则减小。有的工厂还采取人为地让冷空气吸入烟道的办法来调节抽力，冷空气吸入后，烟气量增大，烟气温度降低，这两个因素都使实际抽力减小。依靠人工调节闸门往往不及时，在现代化的炉子上，闸门的控制是通过压力参数输入自动调节系统进行调节的。