Chơng 7
Hệ thống thoát khói, cấp gió
và thiết bị tận dụng nhiệt khói lò

7.1. Hệ thống thoát khói
7.1.1. Cấu trúc của hệ thống thoát khói
Thông thờng hệ thống thoát khói cho lò bao gồm các kênh khói, cống khói và
ống khói làm nhiệm vụ dẫn sản phẩm cháy từ lò ra ngoài trời.
Cấu trúc của hệ thống thoát khói rất đa dạng phụ thuộc cấu trúc lò và vị trí đặt hệ
thống thoát khói. Thông thờng các lò có công suất nhỏ hoặc không dùng thiết bị trao
đổi nhiệt, hoặc dùng thiết bị trao đổi nhiệt hình kim, thiết bị ống nhẵn kiểu ống thẳng,
ngời ta bố trí hệ thống khói ở ngay phía trên nóc lò. Những lò có công suất trung bình
và lớn, có thiết bị hoàn nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt bằng gốm ... thờng bố trí hệ thống
thoát khói đi chìm dới nền phân xởng. Cách bố trí hệ thống thoát khói đi chìm có u
điểm giải phóng đợc mặt bằng quanh lò, thuận tiện cho vận hành lò nhng gây khó
khăn và tốn kém trong xây dựng.
Đa số các lò luyện kim, do mục đích sử dụng nhiệt trong lò, thờng bố trí các
kênh khói dẫn khói từ buồng lò qua đáy hoặc tờng đi xuống phía dới và tập trung
vào cống khói để tới ống khói. Trên hình 7.1 trình bày cấu trúc điển hình của một hệ
thống thoát khói của lò nung liên tục.
Kênh khói thờng có tiết diện chữ nhật, làm nhiệm vụ dẫn khói từ không gian lò
tới cống khói. Miệng kênh khói có thể bố trí trên đáy lò hoặc trên tờng tùy theo yêu

đảm bảo thuận tiện cho việc xây thể xây.
- Những nơi có nhiều lò đặt gần nhau nên bố trí hệ thống thoát khói có chung
một ống khói để giảm chi phí xây dựng.
7.1.2. Tính hệ thống thoát khói
a) Tính lợng khí lò đi vào kênh
Lợng khí lò khi bắt đầu vào kênh khói:


= .VBVV
0nA
[m
3
/h] (7.1)
Trong dó:
B - lợng tiêu hao nhiên liệu [m
3
/h] hoặc [kg/h].
V
n
- lợng sản phẩm cháy khi đốt cháy một đơn vị nhiên liệu [m
3
/kg] hoặc
[m
3
/m
3
].

- tổng lợng khí lò mất qua cửa thao tác và cửa quan sát [m


V à=

Đối với cửa nằm






ữ> 43
H
B
:

t1
V
V
'
t
0
+
=
(7.3)

()
kkk
'
t
gH2BHV à=

b.aF
k
=
Biết F
k
ta xác định đợc các kích thớc a và b.
c) Tính diện tích tiết diện cống khói
C
A
C
W.3600
V
F =
[m
2
] (7.6)
Trong đó: W
c
- tốc độ khí lò đi trong cống, chọn trong khoảng 1,5 - 3 m/s.
Dựa vào tiết diện F
c
tra bảng chọn cống khói có tiết diện F F
c
.
7.1.3. Tính trở lực trên đờng dẫn khói
Tổng tổn thất áp suất ở hệ thống thoát khói xác định theo công thức:
- 133 -


L
.
2
W
.h

=

à=


(
i,kk0
i
i
n
1i
2
k0
ims
t1.
D
L
.
2
W
.h +à=

=
)

] và C
i
[m] là diện tích tiết diện và chu vi của dòng chảy tại đoạn khảo
sát.
T
0
- nhiệt độ ở điều kiện tiêu chuẩn
o
K.

ki
T
-
nhiệt độ trung bình trên đoạn thứ i:

2
TT
T
ki)1i(k
ki
+
=


Với

ii)1i(kki
l.TTT =



=
+=
n
1i
i,kk0
2
k0
icb
t1.
2
W
.h
)
(7.9)
Trong đó:

i
- hệ số trở lực cục bộ tại mặt cắt i.
T
k,i
- nhiệt độ tại mặt cắt i.
c) Tính tổn thất hình học
Tổn thất hình học xuất hiện khi khí lò nhẹ hơn không khí bao quanh chuyển
động từ trên xuống dới hoặc khi khí lò nặng hơn chuyển động từ dới lên trên. Công
thức xác định tổn thất do trở lực hình học khi khí lò nhẹ hơn không khí bao quanh
chuyển động từ trên xuống dới:


=


i,ki,kkihh
gHh
)
Trong đó:
H
i
- độ cao của đoạn kênh khảo sát [m].

- khối lợng riêng không khí và khí lò ở điều kiện tiêu chuẩn [kg/m
,kk0

k0

3
].

i,kk
T
,
i,k
T
- nhiệt độ trung bình của không khí và khí lò trên đoạn khảo sát [
o
K].
Trong trờng hợp ngợc lại, khí lò nhẹ đi lên hoặc khí lò nặng đi xuống, cột áp
hình học giảm tổn thất áp trên đờng dẫn (h
hh
mang dấu âm).
7.1.4. Tính ống khói
Thiết kế ống khói nhằm mục đích xác định chiều cao ống khói và các thông số cơ

2
0
2,k
2
k0
tb0
k
2
k0
0
k
2
1,k0
2
2,k0
k0
k
0
k0
kk
0
kk0
2,k0
k0
à







()
tb0
k
2
k0
k
0
k0
kk
0
kk0
0
2,k
2
k0
0
k
2
1,k0
2
2,k0
k0tt
d
1
.
T
T
.
2

+

+
=

[m] (7.13)
Trong đó:

, : khối lợng riêng khói lò và không khí ở điều kiện tiêu chuẩn [kg/m
k0

kk0

3
].

, , là tốc độ khói lò tại chân, đỉnh ống khói ở điều kiện tiêu chuẩn
[m/s].
1,k0
W
2,k0
W
k0
W
là tốc độ trung bình của khói lò trong ống khói ở điều kiện tiêu chuẩn:

2
WW
W
2,k01,k0

T
2,k
g
khói [
o
K].
à - hệ số ma sát trong ống khói.

- đờng kính trong trung bình của ống khói:
tb
d

2
dd
d
21
tb
+
=

Với d
1
, d
2
đờng kính trong ở chân và đỉnh ống
khói [m].
100
150
200
250

ống khói
- 136 -