烟囱的工作原理是什么
2013-11-09 10:42阅读：
烟囱能够自然排烟的原理是由于烟囱中的热烟气收到浮力的作用，使之由下而上自然流动，在烟囱底部形成负压。
接下来让我们看下烟囱中涉及到的流体学知识，也可以更好的了解烟囱的结构。
从窑内火焰空间到烟囱底部的两个截面列出伯努利方程：
（a）ΔP1+0+ ρ=ΔP2+H1g(ρa-ρ)+ ρ+
令ΔP1=0得-ΔP2=H1g(ρa-ρ)+ ρ+
（b） =ΔP2+H1g(ρa-ρ)+ ρ+
（说明了总压损来自于几何压头增量、动压头增量，还有摩擦阻力和局部阻力）
再列出烟囱底部和顶部两截面的伯努利方程式：
（c）ΔP2+Hg(ρa-ρm)+ ρm=ΔP3+0+ ρm+hf
Ρm -------------------烟囱中热烟气的平均密度
Hf——————————烟气在烟囱中的摩擦阻力 （hf=λ
）
λ——————烟囱的摩阻系数，对砖烟囱和混凝土烟囱，可取λ=0.05，钢板烟囱λ=0.02
dav————————————烟囱的平均内径 （dav= ）
-ΔP2=Hg(ρa-ρm)+ ρm- ρm-hf
（d）Hg(ρa-ρm)= + ρm- ρm+hf
（式中表明烟囱的抽力是由于其几何压头形成的，钢烟囱安装烟囱越高，烟气温度越高，空气温度越低则烟囱的抽力越大，反之则小）
（烟囱中热烟气的几何压头是推动力，他用于克服气体在窑炉系统中的总阻力，以及烟气在烟囱中的摩擦阻力与动压头增量）
烟囱的设计
首先介绍下烟囱设计小知识：
砖烟囱具有取材方便、造价低和使用年限长等优点，在中小型锅炉中得到广泛的应用。砖烟囱高度一般在50m以下，筒身用砖砌筑，筒壁坡度为2%~3%，并按高度分为若干段，每段高度不宜超过15m。筒壁厚度由下至上逐段减薄，但每一段内的厚度应相同。烟囱顶部应向外侧加厚，加厚部分的上部应用水泥砂浆抹出向外的排水坡，内衬到顶的烟囱，烟囱平台安装其顶部宜设钢筋混凝土的压顶板，造于地震烈度为七度及以下的地区。
钢筋土烟囱具有对地震的造应性强、使用年限长等优点，但需耗用较多的钢材、造价较高。钢筋混凝土烟囱筒身高度一般为60~250m，底部直径7~16m，筒壁坡度常采用2%，筒壁厚度可随分段高度自下而上呈阶梯形减薄，但同一分段内的厚度应相同，分段高度一般不大于15m，当采用滑模施工时筒壁厚度不宜小于160mm。筒壁混凝土内的纵向钢筋最小直径为10mm，间距为300~500mm，环向钢筋最小直径为8mm，最大间距为250mm，且不得大于筒壁厚。筒身顶部4~5m为筒首，为防止排出气体对钢筋混凝土的侵蚀，该段断面一般均要加厚，外表增做装饰花格。或地震烈度在七度以上的地区。
钢板烟囱的优点是：自重轻、占地少、安装快、有较好的抗震性能。但耗用钢材较多，而且易受烟气腐蚀和氧化锈蚀。如用燃用含硫分高的燃料时，腐蚀会更严重。因此，必须经常维护保养，否则会缩短使用年限。钢板烟囱一般用于容量较小的锅炉、临时性锅炉房。以及要求迅速投产供热的快装锅炉上。要求煤的含硫量为每4187kJ/kg不大于0.3%~0.4%
。钢板烟囱的高度不宜超过30m。钢板烟囱由多节钢板圆筒组成，筒身厚度一般为3~15mm。为了防止筒身钢板受烟气腐蚀，可在烟囱内壁敷设耐热砖衬或耐酸水泥。
为了维持烟囱的稳定性，要用钢丝绳固定。钢丝绳可用三根，间隔120。对称布置；也可用四根，间隔90。对称布置。
囱遭到雷击，烟囱外部应设避雷设施。烟囱外部还应设爬梯，供检修烟囱、避雷设施等使用。
使用过厚的绝热衬里，一般要求烟气的温度应低于773K。工业炉辐射室通常维持负2mmH2O柱的压力，以使高温烟气不致泄漏于炉外。
双筒或多筒式烟囱：一些高度较大的烟囱工程，钢烟囱制作已由钢筋混凝土烟囱逐步发展成双筒或多筒（集束）式烟囱。此类烟囱具有综合造价低、自重轻、地基处理费用省、可避免筒壁产生温度裂缝等优点，故在大、中型发电厂中推广使用。双筒或多筒式烟囱的构造，一般外筒为钢筋混凝土结构，筒体结构向上呈双坡变截面，最小厚度一般为280mm，外筒体主要承受风荷载。内筒为钢结构，用高耐候性结构钢制作，外包矿渣棉等保温隔热材料，钢内筒主要起排烟除尘作用。钢内筒为自立式，但在钢内筒与钢筋混凝土外筒之间每隔一定高度要设置横向钢平台支撑结构，并兼作施工安装及检修平台。
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