Уникальная труба эжекторного типа

Петербургские специалисты разработали уникальную дымовую трубу эжекторного типа
для использования в котельных установках с котлами типа Е, ДКВР, ДЕ, ТВГ, ПТВМ, КВ, КВН, КВВА, КАВ или с импортными котлами, имеющими аналогичные характеристики.

Эффективность использования котельной установки выражается через ее коэффициент полезного действия (к.п.д.) и определяется как произведение к.п.д. составляющих ее элементов:
hкот. уст.= hка × hска × hтдс × hтдс × h1 × h2 ×.... × hn,%(1), где hкот. уст. – к.п.д. использования котельной установки в целом, %,
hка – к.п.д. котельного агрегата, %,
hска – к.п.д. систем, обеспечивающих работу котельного агрегата, %,
hтдс – к.п.д. тягодутьевой системы котельной установки, %,
h1, h2,... ( n – к.п.д. других элементов котельной установки, %.

Выражение (1) свидетельствует, что повышение к.п.д. котельной установки (hкот. уст.) может быть достигнуто в том числе и за счет увеличения к.п.д. ее тягодутьевой системы (hтдс). Она обеспечивает работу газовоздушного тракта, подавая воздух на горение и удаляя продукты сгорания, чем оказывает влияние на качество процесса сгорания углеводородного топлива в топочном объеме. Таким образом, тягодутьевая система замыкает через атмосферу газовоздушный, тепловой, физико-химический и другие циклы работы котельного комплекса.
Эффективность использования тягодутьевой системы (hтдс) в свою очередь определяется эффективностью работы ее составных элементов:
hтдс= hвп × hвв × hдс × hгп × hдым. труба, % (2), где hвп – к.п.д. воздухопроводов, %,
hвв – к.п.д. воздушного вентилятора, %,
hдс – к.п.д. вентилятора дымовых газов (дымососа) при его наличии, %,
hгп – к.п.д. газопроводов, %,
hдым. труба– к.п.д. дымовой трубы, %.

Из выражения (2) очевидно, что к.п.д. тягодутьевой системы зависит, наряду с другими, и от к.п.д. дымовой трубы. Работа дымовой трубы оказывает непосредственное влияние на эффективность использования всей котельной установки: hкот. уст. = f (hдым. труба), %.

Котельные комплексы Pоссии оборудованы стальными, кирпичными и железобетонными дымовыми трубами и включают фундамент, цоколь и ствол.

Используемые для изготовления материалы и геометрические характеристики дымовой трубы выбираются с учетом вида сжигаемого топлива, суммарного часового расхода уходящих из котлов дымовых газов, их химического состава (количества сажи, золы и серы), температуры уходящих газов и количества в них коррозионно-активных элементов.
Ухудшение качества нефтяного топлива, экономическая необходимость перевода котельных установок на отопление более дешевыми видами энергоносителей, в частности на мазут М-100, и ужесточение в Российской Федерации экологических требований заставляют искать технические решения, позволяющие повысить эффективность использования тягодутьевой системы.

Авторами разработана уникальная дымовая труба эжекторного типа для использования в тягодутьевой системе котельных установок с отечественными котлами типа Е, ДКВР, ДЕ, ТВГ, ПТВМ, КВ, КВН, КВВА, КАВ или с импортными котлами, аналогичными отечественным котлам по характеристикам.
Дымовая труба эжекторного типа представляет собой газоструйный аппарат (эжектор) (см. рис. 1) с всасывающим, рабочим и выходным патрубками, рабочей средой которого является атмосферный воздух, подаваемый воздушным вентилятором, а всасываемой средой – дымовые, уходящие газы – продукты сгорания, образующиеся при горении углеводородного топлива. В рабочей камере дымовой трубы эжекторного типа происходит смешение и разбавление дымовых уходящих газов с воздухом. В итоге на срезе трубы уменьшается не только температура дымовых уходящих газов, но и концентрация экологически вредных веществ, химических соединений и элементов, входящих в состав газообразных продуктов сгорания.

Рис. 1. Дымовая труба эжекторного типа для котельной установки.
1– топка котла; 2 – воздушный электровентилятор; 3 – всасывающий патрубок вентилятора;
4 – напорный патрубок вентилятора; 5 – трубопровод рабочего воздуха; 6 – дымовая труба эжекторного типа; 7 – выходной патрубок трубы; 8 – всасывающий патрубок трубы

Использование дымовой трубы эжекторного типа обеспечивает повышение экономичности, надежности, маневренности топливосжигающих установок и экологической чистоты котельного комплекса в целом.
Технология, реализованная в дымовой трубе эжекторного типа, основана на принудительной вытяжке продуктов сгорания углеводородного топлива из топки (камеры сгорания) за счет эффекта самовсасывания (разрежения), возникающего в рабочей камере данной дымовой трубы при прокачке ее проточной части атмосферным воздухом под давлением, создаваемым вентилятором или компрессором.

Использование дымовой трубы эжекторного типа, наряду с улучшением организации процесса сгорания топлива, позволяет:
· уменьшить в 3–4 и более раз концентрацию экологически опасных химических соединений, веществ и элементов, выбрасываемых в атмосферу в составе дымовых газов;
· снизить в зависимости от кратности разбавления газов воздухом на 30–350С и более температуру уходящих из котла газов;
· уменьшить в 2 и более раз массу, высоту и материалоемкость дымовой трубы и т. д.

Использование дымовой трубы эжекторного типа актуально и перспективно на всех объектах энергетики: от маленьких модульных котельных до крупных ТЭЦ.
Широкое внедрение разработанной дымовой трубы эжекторного типа позволит не только снизить эксплуатационные расходы котельных комплексов на собственные нужды, но и уменьшить сметную стоимость их строительства и ремонта.

И. Р. Дубровин, к. т. н.,
Е. Р. Дубровин, к. т. н.