Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Тягодутьевые машины котла — это дутьевой вентилятор и дымосос, которые создают искусственную тягу и дутьё, когда естественной тяги дымовой трубы недостаточно для устойчивого горения. Дутьевой вентилятор подаёт воздух в топку и преодолевает сопротивление воздушного тракта, дымосос удаляет продукты сгорания и преодолевает сопротивление газового тракта. Совместно они задают материальный баланс воздуха и газов, поддерживают разрежение в топке и обеспечивают заданную тепловую нагрузку агрегата.
Ниже разобраны назначение и принцип работы тягодутьевых машин, величина и смысл разрежения в топке, схемы тяги и дутья (уравновешенная тяга и наддув), способы регулирования производительности с оценкой энергоэффективности, компоновка тракта и требования к автоматической защите.
Для сжигания топлива в топку нужно непрерывно подавать воздух-окислитель, а образующиеся дымовые газы — отводить в атмосферу. Движение среды по газовоздушному тракту возможно только при перепаде давления между входом и выходом. В маломощных агрегатах этот перепад создаёт естественная тяга дымовой трубы. С ростом мощности и аэродинамического сопротивления тракта естественной тяги не хватает, и перепад создают тягодутьевые машины — вентиляторы и дымососы.
Вентилятор создаёт избыточное давление на входе тракта, дымосос — разрежение на выходе. Их согласованная работа удерживает нужный режим горения и тепловую нагрузку.
По физической сути обе машины — лопаточные нагнетатели одного класса. Различие функциональное и конструктивное: дымосос работает на запылённом горячем газе, поэтому получает усиленную улитку, износостойкое рабочее колесо и, при необходимости, теплоизоляцию; дутьевой вентилятор перемещает относительно чистый воздух.
При уравновешенной тяге топка и газоходы работают под небольшим разрежением. Это ключевой эксплуатационный и одновременно защитный параметр: разрежение косвенно характеризует баланс между подачей воздуха и топлива и удалением продуктов сгорания. Его поддерживают в верхней части топочной камеры на минимально достаточном уровне.
Топки котлов при уравновешенной тяге работают под разрежением порядка 20–40 Па в верхней части топки. Такой уровень исключает выбивание топочных газов в помещение котельной через неплотности обмуровки и одновременно ограничивает присосы холодного воздуха.
9,81 Па
20–40 Па
Занижать или завышать разрежение одинаково нежелательно. При недостаточном разрежении (или при переходе давления в топке в положительную область) горячие газы выбиваются наружу — это опасно для персонала и оборудования. При завышенном разрежении растут присосы воздуха через неплотности, увеличивается объём перекачиваемых дымососом газов, повышаются коэффициент избытка воздуха и расход электроэнергии на привод, снижается КПД котла.
Присосы воздуха по газовому тракту заметно увеличивают нагрузку на дымосос: сверх продуктов горения он вынужден перекачивать подсосанный воздух. Поэтому герметичность обмуровки и газоходов напрямую влияет на энергозатраты тягодутьевой установки.
Совместную работу воздушного и газового трактов организуют двумя основными способами.
Воздух подаёт дутьевой вентилятор, продукты сгорания удаляет дымосос. Топка и газоходы при этом находятся под разрежением. Точку контроля разрежения размещают на выходе из топки (в верхней части топочной камеры). Схема распространена в котлах малой мощности и является основной для агрегатов средней и большой мощности. Недостаток — неизбежные присосы холодного воздуха через неплотности тракта, увеличивающие объём удаляемых газов.
Транспорт воздуха и газов до выхода в атмосферу обеспечивает только высоконапорный дутьевой вентилятор, без дымососа. Топка и газоходы находятся под избыточным давлением — наддувом. Такая компоновка исключает присосы наружного воздуха и позволяет повысить экономичность, но предъявляет повышенные требования к герметичности газового тракта, чтобы дымовые газы не выбивались в помещение.
Функции тягодутьевых машин выполняют радиальные (центробежные) и осевые лопаточные машины. В котельной технике преобладают радиальные: у них спиральный корпус (улитка), внутри которого вращается рабочее колесо, а поток на входе направлен вдоль оси, на выходе — перпендикулярно ей.
Требования к аэродинамическим, акустическим и конструктивным параметрам радиальных машин, ряды диаметров рабочих колёс, термины и классификация закреплены общими стандартами на вентиляторы; для котельных дутьевых вентиляторов действует профильный стандарт с областью применения по паропроизводительности котла и предельному давлению.
Дутьевой вентилятор развивает напор, достаточный для преодоления сопротивления воздушного тракта; дымосос — для преодоления сопротивления газового тракта до дымовой трубы. У мощных агрегатов напор дутьевых машин и дымососов лежит в диапазоне единиц килопаскалей. Стандартные дымососы рассчитаны на перекачивание газа с ограниченной температурой; для более горячих сред применяют специальное жаростойкое исполнение.
Тепловая нагрузка котла переменна, поэтому производительность тягодутьевых машин нужно регулировать, сохраняя баланс «топливо — воздух — удаление газов» и заданное разрежение в топке. Применяют три группы способов.
Q ~ n
H ~ n²
N ~ n³
n₂/n₁ = 0,8
0,8³ ≈ 0,51
Частотный привод не отменяет правильного подбора типоразмера машины и её рабочей точки. Если вентилятор изначально выбран с большим запасом, ЧРП лишь частично компенсирует ошибку выбора, работая в невыгодной зоне характеристики.
Регулирование разрежения возлагают на регулятор, который по сигналу датчика разрежения в верхней части топки воздействует на орган управления дымососом — дроссельную заслонку, направляющий аппарат или частоту вращения — и удерживает заданное значение. При изменении нагрузки на регулятор разрежения через устройство динамической связи подаётся упреждающий сигнал от регулятора воздуха, что уменьшает отклонения разрежения в переходных режимах.
Помимо регулирования, тягодутьевой тракт охвачен технологическими защитами. Для котлов предусматривают устройства, автоматически прекращающие подачу топлива к горелкам при отклонениях параметров тракта. К защищаемым событиям, связанным с тягодутьевыми машинами, относятся:
При достижении предельных значений включается светозвуковая сигнализация. Конкретный перечень защит и уставок зависит от типа котла, вида топлива и мощности и определяется проектом и паспортом агрегата.
Тягодутьевую машину подбирают по расчётным подаче и напору с учётом плотности и температуры среды, режима регулирования и характеристик тракта. Игнорирование этих факторов ведёт к перерасходу электроэнергии, шуму, вибрации и преждевременному износу.
Каталожные аэродинамические характеристики машин приводятся для стандартного воздуха (плотность 1,2 кг/м³, температура 20 °C). При перекачивании горячего или иного по плотности газа развиваемый напор и потребляемая мощность отличаются от табличных, поэтому характеристику пересчитывают на действительные условия.
Обе машины — лопаточные нагнетатели одного класса. Дутьевой вентилятор подаёт чистый воздух в топку и работает в начале тракта под давлением; дымосос удаляет горячие запылённые продукты сгорания и работает в конце тракта, создавая разрежение. У дымососа усилены улитка и рабочее колесо, предусмотрена защита от износа и, при необходимости, теплоизоляция.
Рабочее колесо, вращаясь, передаёт механическую энергию потоку. Дутьевой вентилятор создаёт избыточное давление на входе газовоздушного тракта, дымосос — разрежение на выходе. Возникший перепад давления заставляет воздух и продукты сгорания двигаться через топку и газоходы, преодолевая их аэродинамическое сопротивление.
При уравновешенной тяге в верхней части топки поддерживают небольшое разрежение — порядка 20–40 Па. Этого достаточно, чтобы газы не выбивались в помещение через неплотности, и при этом не растут чрезмерно присосы холодного воздуха.
При уравновешенной тяге работают и вентилятор, и дымосос, топка находится под разрежением. При наддуве весь тракт обслуживает один высоконапорный вентилятор, топка и газоходы — под избыточным давлением, а дымосос не нужен. Наддув исключает присосы, но требует высокой герметичности тракта.
Тремя способами: дросселированием заслонкой или шибером, направляющим аппаратом на всасывании и изменением частоты вращения (гидромуфтой или частотно-регулируемым приводом). По энергоэффективности лучший вариант — частотное регулирование, поскольку при снижении оборотов мощность падает пропорционально их кубу.
Через неплотности обмуровки и газоходов в тракт подсасывается холодный воздух. Дымосос вынужден удалять не только продукты горения, но и этот дополнительный объём. Растут коэффициент избытка воздуха и расход электроэнергии на привод, снижается КПД котла.
В частности, при недопустимом уменьшении разрежения или повышении давления в топке, понижении давления воздуха за дутьевым вентилятором, погасании факела и прекращении питания привода. Точный перечень уставок задаётся проектом и паспортом котла в зависимости от вида топлива и мощности.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.