Подбор дымососа по производительности и разрежению: методика

Какие два параметра определяют типоразмер дымососа

Подбор дымососа по производительности требует двух чисел из теплового расчёта котла: объёмный расход дымовых газов Q (м³/ч) при рабочей температуре и полное давление P (Па), которое дымосос обязан создать для преодоления сопротивления газового тракта. Оба числа нельзя брать из паспорта котла напрямую — их приводят к рабочим условиям расчётом.

Чем этот расчёт отличается от общего выбора дымососа

Общий алгоритм выбора между сериями Д и ДН, температурными исполнениями и комплектацией разобран в статье «Как выбрать дымосос для котельной». Здесь — только инженерная методика перевода двух исходных величин (Q и P) в конкретный типоразмер по аэродинамической характеристике, с нормативными запасами.

Разрежение — частный случай полного давления: именно за счёт разрежения на входе дымосос вытягивает газы из топки, преодолевая сопротивление котла, газоходов и золоуловителя. Производительность и разрежение связаны обратной зависимостью на любой аэродинамической характеристике — чем выше требуемое давление, тем меньше запас по расходу у конкретного типоразмера.

Аэродинамическая характеристика: зона КПД и запасы по ГОСТ

Аэродинамическая характеристика дымососа — кривая зависимости давления P от производительности Q при фиксированных оборотах рабочего колеса, которую завод прикладывает к паспорту серий Д и ДН. Рабочая точка расчёта должна попасть в среднюю треть этой кривой — зону максимального КПД, а не к её левому или правому краю.

Полный типоразмерный ряд серий Д и ДН с диаметрами рабочих колёс и типичными объектами — в статье «Характеристики дымососов Д и ДН». Здесь важна закономерность: у одного типоразмера повышение оборотов расширяет диапазон и по Q, и по P, но растёт и потребляемая мощность — переход с 1000 на 1500 об/мин у ДН-9 поднимает мощность двигателя с 5,5 до 18,5 кВт, то есть в 3,4 раза.

СП 89.13330.2016, п. 9.7 требует запас не менее +10% к расчётной производительности и +20% к расчётному давлению. Запасы разные не случайно: ошибка в расходе сдвигает рабочую точку вдоль кривой линейно, а ошибка в давлении быстрее выводит её к краю характеристики — в зону помпажа.

Пошаговый расчёт: от расхода топлива до типоразмера

Ниже — методика на числовом примере: котёл тепловой мощностью 8 МВт на природном газе, температура уходящих газов 180°С.

• 1
  Взять расход топлива и коэффициент избытка воздуха

  Расход топлива B (нм³/ч для газа, кг/ч для твёрдого или жидкого топлива) — из режимной карты или паспорта котла. Коэффициент избытка воздуха α — 1,05–1,15 для газовых горелок, 1,2–1,3 для твёрдого топлива. Для примера: B ≈ 800 нм³/ч, α = 1,10.

• 2
  Рассчитать объём газов и привести к рабочей температуре

  Формула: Gг = B × Vг × α × (1 + t_ух / 273), где Vг ≈ 9,5 нм³/нм³ — теоретический объём продуктов сгорания природного газа. Множитель (1 + t_ух/273) — это и есть приведение объёма к рабочей температуре: горячие газы физически занимают больший объём.

  Gг = 800 × 9,5 × 1,10 × (1 + 180/273) ≈ 13 900 м³/ч
• 3
  Добавить запас +10% к расходу

  Q_расч = Gг × 1,10 по СП 89.13330.2016, п. 9.7. Для примера: 13 900 × 1,10 ≈ 15 300 м³/ч. Это и есть расчётная производительность дымососа для подбора по характеристике.

• 4
  Просуммировать потери тракта и добавить запас +20% к давлению

  Складывают сопротивление котла, газоходов, золоуловителя (при твёрдом топливе или высокой зольности) и арматуры, прибавляют заданное разрежение в топке 5–20 Па (СП 89.13330.2016, п. 9.5). Для примера: котёл 350 Па + газоходы 25 м × 12 Па/м = 300 Па + шибер 80 Па + разрежение топки 15 Па = 745 Па. С запасом +20%: P_расч ≈ 894 Па.

• 5
  Нанести точку на характеристику и выбрать обороты

  Точка Q_расч = 15 300 м³/ч, P_расч = 894 Па укладывается в диапазон ДН-9 на 1000 об/мин (4 000–16 500 м³/ч, 450–1 260 Па) — двигатель 5,5 кВт. Переходить на 1500 об/мин (18,5 кВт) в этом примере не нужно: запас по обоим параметрам уже есть.

• 6
  Проверить рабочую точку на попадание в зону КПД

  Финальная проверка — точка должна лежать в средней трети кривой, не у края: работа при малом расходе и высоком давлении грозит помпажом. Полный алгоритм построения характеристики сети и поиска рабочей точки — в статье «Рабочая точка вентилятора».

Типичные ошибки при расчёте по производительности

Нормативные требования

ГОСТ 10616-2021 «Вентиляторы радиальные и осевые. Вентиляторы тягодутьевые» — задаёт классификацию и методы испытаний тягодутьевых машин. Максимальное давление по этому ГОСТу: серия Д — до 5 200 Па, серия ДН — до 10 100 Па; именно эти цифры определяют выбор серии на шаге 5 методики.

СП 89.13330.2016 «Котельные установки», п. 9.5 — задаёт разрежение в топке 5–20 Па, которое включают в сумму потерь тракта на шаге 4.

СП 89.13330.2016, п. 9.7 — устанавливает раздельные запасы: не менее +10% к расчётной производительности и +20% к расчётному давлению при подборе тягодутьевых машин.

Пример подбора: типоразмер ДН-9 по каталогу Аквент

Итог расчёта из раздела 3: котёл 8 МВт на газе даёт расчётную точку Q_расч ≈ 15 300 м³/ч, P_расч ≈ 894 Па. По аэродинамической характеристике эта точка попадает в рабочий диапазон дымососа ДН-9 на 1000 об/мин — с запасом и по расходу, и по давлению, при мощности двигателя всего 5,5 кВт.

Если тракт длиннее или в схему добавлен рекуператор — расчётное давление растёт, и та же точка может выйти за диапазон 1000 об/мин. Тогда без замены типоразмера переходят на 1500 об/мин (диапазон 6 000–25 000 м³/ч, 1 000–2 850 Па), принимая рост мощности двигателя до 18,5 кВт.

Часто задаваемые вопросы

Похожие статьи