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多烟囱热处理炉中的倒吸现象

[来源:原创] [作者:gongyelu365] [日期:14-05-13] [热度:]

  排烟系统是工业炉设计中的一个重要环节,是保证热处理炉正常运行的一个先决条件。在较大的热处理炉设计中,根据烟气流量和烟气温度等参数计算出的烟囱直径很大且高度会很高。这就给安装及烟囱内调节阀的选择带来问题。一般的做法是将一根大烟囱分成几根直径小的烟囱来避开这一问题。
在实际的工作过程中,热处理炉未必都是按照设想的通道进行排烟。为了简化分析,下文把烟囱的数量减少到2根,并进行进一步的简化。由于在设计中,烟囱一般按照装载量且最高升温速度来设计,并且留有余量,所以在约98%的时间段内烟囱对于炉子来说都显得大了。
    由于排烟现象的根本原因在于温度的不均衡,热空气较轻,有向上运动的趋势,通过空气对流使得温度达到平衡。当热处理炉只有一根烟囱的时候,热空气只有一个通道,炉内不断燃烧的热空气产生压力迫使热空气向上动,同时这种炉内的正压也阻止了炉外冷空气顺着烟囱沉降的趋势。但是,当炉子具有两根或者更多的烟囱的时候情况就发生了改变。造成排烟现象的根本动力是空气密度不同。比如炉内温度为300℃时,根据热力学定律,炉内热空气密度是炉外常温空气密度的一半。如果说热空气有向上运动的趋势,同时也就意味着,冷空气有向下运动的趋势。当只有一根烟囱时,之所以冷空气没有发生沉降现象,是因为炉内持续不断地产生热空气,喷涌的压力阻挡了冷空气的下沉。当系统有两根或者两根以上排烟通道的时候,由于烟囱的排烟能力在绝大多数时间都是充分过剩的,热空气上升的过程可以轻松沿着一根烟囱进行,由于炉内压力的不平衡,另一根烟囱的压力不足以阻挡冷空气的沉降,于是沉降就顺着另一根烟囱进行。观察一台有4个烟囱炉子的情况,发现沉降烟囱和排烟烟囱的数量是不确定的,甚至在不同的运行阶段沉降烟囱和排烟烟囱的顺序也会发生改变。通常情况下是一根沉降烟囱,3根排烟烟囱,或者2根沉降烟囱2根排烟烟。当到了下一个炉次的时候,沉降烟囱的位置也能会发生改变。

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