Тягодутьевые машины

Тягодутьевые машины — устройства, обеспечивающие принудительное (не зависящее от разницы плотностей нагретых газов в системе и наружного воздуха) перемещение воздуха и дымовых газов в технологических системах котельных установок, промышленных печей и других системах сжигания топлива в топках. В настоящее время, как правило, представляют собой ротационные лопастные нагнетательные машины с 1—2 ступенями, повышающие давление среды на 0,7—3 кПа. Если требуется большее повышение давления и большее число ступеней, говорят уже о компрессорной технике.

Применение

Тягодутьевые машины позволяют обеспечить горение топлива вне зависимости от внешних условий, влияющих на тягу. Топки и другие элементы газовоздушного тракта топливопотребляющих установок можно сделать более компактными, отказаться от высоких труб (для паровозов и крупных энергетических котлов устроить естественную тягу достаточной силы было бы очень сложно). Рециркуляция газов, применяемая в современных установках, без специальной машины была бы невозможна. Работа некоторых типов горелок невозможна без принудительной подачи воздуха под давлением (нагнетатель может быть встроен в горелку); принудительное дутьё позволяет распределить подачу воздуха по зонам горения оптимально, без него немыслимо сжигание в кипящем слое.

В небольших установках (бытовых печах, маломощных котлах на жидком и газообразном топливе или со слоевым сжиганием твёрдого топлива) применение тягодутьевых машин может быть неоправданно — они усложняют конструкцию и требуют энергии (как правило, электрической) для своей работы.

Вентиляторы перемещают воздух, забираемый в установку снаружи.

Дымососы работают над продуктами сгорания, удаляемыми из установки. Также в некоторых котлах на газообразном и жидком топливе есть специальные дымососы, возвращающие часть дымовых газов в топку для подавления окислов азота.

Внешне дымосос можно отличить от вентилятора по наличию на нём теплоизоляции.

Чем меньше объём перекачиваемой среды, тем меньше работа машины, а объём газов зависит от температуры. Поэтому вентиляторы стремятся поставить перед любыми устройствами подогрева воздуха (кроме необходимых для предотвращения обмерзания машины), а дымосос — после всех поверхностей нагрева, отбирающих теплоту от газов. Поскольку уходящие газы, как правило, значительно теплее воздуха, а их массовый и молярный расход больше, дымососы требуют большей энергии на привод, чем вентиляторы, на одной и той же технологической установке.

Условия работы дымососов гораздо тяжелее, чем у вентиляторов, по причине коррозионной активности дымовых газов, содержания в них абразивных золовых частиц, проскакивающих через улавливатели (для твердотопливных котлов), высоких температур, его износ часто происходит очень быстро. Проще было бы для создания принудительного движения газов обойтись только вентиляторами. Однако, если тяга трубы не позволяет поддерживать по всему газовому тракту давление ниже наружного (котёл с наддувом), для предотвращения утечек газов в котельное помещение при этом требуется делать топку и тракт газоплотными (герметичными). Крупные установки работают, как правило, с уравновешенной тягой — совместная работа вентиляторов и дымососов поддерживает в топке давление около атмосферного, в воздушном тракте наддув и в газовом тракте разрежение. Газовый тракт всё равно при этом стремятся сделать по возможности газоплотным, поскольку присасываемый воздух создаёт дополнительную нагрузку на дымососы.

Конструкция

Тягодутьевые машины, как и компрессоры, делятся на осевые (газ нагнетается вдоль оси вращения) и центробежные (вход среды по оси, лопатками она разбрасывается к периферии). Центробежные машины могут иметь на рабочем колесе лопатки, загнутые вперёд или лопатки, загнутые назад. Машины с лопатками, загнутыми вперёд, наиболее компактны и позволяют развивать больший напор при меньшей скорости вращения, однако их КПД низок (60—70 %). Поэтому на современных энергетических установках ставят машины с лопатками, загнутыми назад (КПД 83—87 %), или осевые машины с промежуточными между ними значениями напора и КПД.

Мельницы-вентиляторы

Это устройства для размола твёрдого топлива, в процессе работы создающие на входе разрежение, достаточное для забора из топки газов с температурой 900—1000 °C, которые нужны для сушки топлива. Используются в индивидуальных системах пылеприготовления энергетических котлов с камерными топками при сжигании высоковлажных углей (W^r>50 %); позволяют держать б́ольшую часть топливного тракта под разрежением, что уменьшает запылённость помещений. Ротор представляет собой кольцевой (в который подаётся топливо и присасываются сушильные газы) и сплошной (со стороны привода) диски, соединённые плоскими радиальными лопатками с броневыми плитами на лобовой стороне; он вращается в корпусе, состоящем из броневых плит и сверху открывающемся в сепаратор пыли.

Эжекционные дымовытяжные установки

Эжекционные дымовытяжные установки применялись на паровозах и получили название конусное устройство. В таких установках для создания тяги использовался выброс в дымовую трубу отработанного пара. Преимуществом эжекционной установки перед ротационными машинами является её предельная простота и отсутствие движущихся частей, что обеспечивало очень большой срок службы. Недостаток — создание противодавления на выходе пара из машины и снижения общего КПД паровоза.

Отрывок, характеризующий Тягодутьевые машины

– Ну прощай! – сказал князь Андрей, нагибаясь к Алпатычу. – Уезжай сам, увози, что можешь, и народу вели уходить в Рязанскую или в Подмосковную. – Алпатыч прижался к его ноге и зарыдал. Князь Андрей осторожно отодвинул его и, тронув лошадь, галопом поехал вниз по аллее.
На выставке все так же безучастно, как муха на лице дорогого мертвеца, сидел старик и стукал по колодке лаптя, и две девочки со сливами в подолах, которые они нарвали с оранжерейных деревьев, бежали оттуда и наткнулись на князя Андрея. Увидав молодого барина, старшая девочка, с выразившимся на лице испугом, схватила за руку свою меньшую товарку и с ней вместе спряталась за березу, не успев подобрать рассыпавшиеся зеленые сливы.
Князь Андрей испуганно поспешно отвернулся от них, боясь дать заметить им, что он их видел. Ему жалко стало эту хорошенькую испуганную девочку. Он боялся взглянуть на нее, по вместе с тем ему этого непреодолимо хотелось. Новое, отрадное и успокоительное чувство охватило его, когда он, глядя на этих девочек, понял существование других, совершенно чуждых ему и столь же законных человеческих интересов, как и те, которые занимали его. Эти девочки, очевидно, страстно желали одного – унести и доесть эти зеленые сливы и не быть пойманными, и князь Андрей желал с ними вместе успеха их предприятию. Он не мог удержаться, чтобы не взглянуть на них еще раз. Полагая себя уже в безопасности, они выскочили из засады и, что то пища тоненькими голосками, придерживая подолы, весело и быстро бежали по траве луга своими загорелыми босыми ножонками.
Князь Андрей освежился немного, выехав из района пыли большой дороги, по которой двигались войска. Но недалеко за Лысыми Горами он въехал опять на дорогу и догнал свой полк на привале, у плотины небольшого пруда. Был второй час после полдня. Солнце, красный шар в пыли, невыносимо пекло и жгло спину сквозь черный сюртук. Пыль, все такая же, неподвижно стояла над говором гудевшими, остановившимися войсками. Ветру не было, В проезд по плотине на князя Андрея пахнуло тиной и свежестью пруда. Ему захотелось в воду – какая бы грязная она ни была. Он оглянулся на пруд, с которого неслись крики и хохот. Небольшой мутный с зеленью пруд, видимо, поднялся четверти на две, заливая плотину, потому что он был полон человеческими, солдатскими, голыми барахтавшимися в нем белыми телами, с кирпично красными руками, лицами и шеями. Все это голое, белое человеческое мясо с хохотом и гиком барахталось в этой грязной луже, как караси, набитые в лейку. Весельем отзывалось это барахтанье, и оттого оно особенно было грустно.
Один молодой белокурый солдат – еще князь Андрей знал его – третьей роты, с ремешком под икрой, крестясь, отступал назад, чтобы хорошенько разбежаться и бултыхнуться в воду; другой, черный, всегда лохматый унтер офицер, по пояс в воде, подергивая мускулистым станом, радостно фыркал, поливая себе голову черными по кисти руками. Слышалось шлепанье друг по другу, и визг, и уханье.
На берегах, на плотине, в пруде, везде было белое, здоровое, мускулистое мясо. Офицер Тимохин, с красным носиком, обтирался на плотине и застыдился, увидав князя, однако решился обратиться к нему:
– То то хорошо, ваше сиятельство, вы бы изволили! – сказал он.
– Грязно, – сказал князь Андрей, поморщившись.
– Мы сейчас очистим вам. – И Тимохин, еще не одетый, побежал очищать.
– Князь хочет.
– Какой? Наш князь? – заговорили голоса, и все заторопились так, что насилу князь Андрей успел их успокоить. Он придумал лучше облиться в сарае.
«Мясо, тело, chair a canon [пушечное мясо]! – думал он, глядя и на свое голое тело, и вздрагивая не столько от холода, сколько от самому ему непонятного отвращения и ужаса при виде этого огромного количества тел, полоскавшихся в грязном пруде.
7 го августа князь Багратион в своей стоянке Михайловке на Смоленской дороге писал следующее:
«Милостивый государь граф Алексей Андреевич.
(Он писал Аракчееву, но знал, что письмо его будет прочтено государем, и потому, насколько он был к тому способен, обдумывал каждое свое слово.)
Я думаю, что министр уже рапортовал об оставлении неприятелю Смоленска. Больно, грустно, и вся армия в отчаянии, что самое важное место понапрасну бросили. Я, с моей стороны, просил лично его убедительнейшим образом, наконец и писал; но ничто его не согласило. Я клянусь вам моею честью, что Наполеон был в таком мешке, как никогда, и он бы мог потерять половину армии, но не взять Смоленска. Войска наши так дрались и так дерутся, как никогда. Я удержал с 15 тысячами более 35 ти часов и бил их; но он не хотел остаться и 14 ти часов. Это стыдно, и пятно армии нашей; а ему самому, мне кажется, и жить на свете не должно. Ежели он доносит, что потеря велика, – неправда; может быть, около 4 тысяч, не более, но и того нет. Хотя бы и десять, как быть, война! Но зато неприятель потерял бездну…
Что стоило еще оставаться два дни? По крайней мере, они бы сами ушли; ибо не имели воды напоить людей и лошадей. Он дал слово мне, что не отступит, но вдруг прислал диспозицию, что он в ночь уходит. Таким образом воевать не можно, и мы можем неприятеля скоро привести в Москву…
Слух носится, что вы думаете о мире. Чтобы помириться, боже сохрани! После всех пожертвований и после таких сумасбродных отступлений – мириться: вы поставите всю Россию против себя, и всякий из нас за стыд поставит носить мундир. Ежели уже так пошло – надо драться, пока Россия может и пока люди на ногах…
Надо командовать одному, а не двум. Ваш министр, может, хороший по министерству; но генерал не то что плохой, но дрянной, и ему отдали судьбу всего нашего Отечества… Я, право, с ума схожу от досады; простите мне, что дерзко пишу. Видно, тот не любит государя и желает гибели нам всем, кто советует заключить мир и командовать армиею министру. Итак, я пишу вам правду: готовьте ополчение. Ибо министр самым мастерским образом ведет в столицу за собою гостя. Большое подозрение подает всей армии господин флигель адъютант Вольцоген. Он, говорят, более Наполеона, нежели наш, и он советует все министру. Я не токмо учтив против него, но повинуюсь, как капрал, хотя и старее его. Это больно; но, любя моего благодетеля и государя, – повинуюсь. Только жаль государя, что вверяет таким славную армию. Вообразите, что нашею ретирадою мы потеряли людей от усталости и в госпиталях более 15 тысяч; а ежели бы наступали, того бы не было. Скажите ради бога, что наша Россия – мать наша – скажет, что так страшимся и за что такое доброе и усердное Отечество отдаем сволочам и вселяем в каждого подданного ненависть и посрамление. Чего трусить и кого бояться?. Я не виноват, что министр нерешим, трус, бестолков, медлителен и все имеет худые качества. Вся армия плачет совершенно и ругают его насмерть…»