窑尾排风机出口管道出现大洞，高温热风持续外泄。若尾排风机出力不加大，高温风机出口就会出现正压；只有把尾排风机拉得更大，才能让高温风机出口压力恢复原有水平。很多人会疑惑，出现该现象的内在机理是什么，下面从现象本质、烟囱效应原理、量化计算、破洞带来的实际影响逐项展开分析。

一、烟囱效应基础原理

烟囱效应核心逻辑为：热空气密度小向上流动，冷空气密度大向下沉降，该现象常见于烟囱、楼梯井、电梯井等垂直通道。

窑尾烟囱内部为高温烟气，相比外界常温空气，烟气密度更低，热烟气会自然向上流动，这也是窑尾烟囱位置静压呈现负压的根本原因。烟囱效应会为尾排风机提供一部分天然抽力，辅助风机抽吸烟气。一旦尾排风机出口管道出现破洞，一部分热烟气直接从破洞外泄，不再进入烟囱，烟囱能够发挥的抽力就会下降。想要维持系统原有压力工况，尾排风机就必须提升自身出力，弥补消失的天然抽力。

烟囱效应抽力大小的量化计算

以现场工况举例：烟囱内部烟气温度 110℃，结合烟气组分，忽略海拔与烟囱内部压力，热烟气密度取 0.997 kg/m³；外界环境温度 25℃，相对湿度 60%，空气密度 1.16 kg/m³；窑尾烟囱高度 100 m。

烟囱抽力计算公式：\(ΔP= g×H×(ρ_{空气}-ρ_{烟气})\)代入参数：9.8 ×100 × (1.16‑0.997) = 160 Pa，即该烟囱可提供 160 Pa 的额外抽力。

补充说明：湿法脱硫系统后窑尾烟囱烟气温度降至约 50℃，烟气密度上升，烟囱抽力会出现明显衰减。

举例对比风机负荷变化：原本尾排风机需要提供 1500 Pa 全压，依托烟囱 160 Pa 天然抽力，风机实际仅需输出 1340 Pa 即可满足工况，风机压力降低 10.7%，电机轴功率随之下降约 15.6%。

二、管道破洞的量化估算

破洞尺寸不一样，烟气泄漏量不同，对整套系统的影响程度也存在差异。可以借助窑尾烟气在线监测数据，对比破洞前后烟囱实际工况风量，以此核算泄漏烟气量。举例：破洞之前烟囱工况风量 50 万 m³/h；管道破损之后，烟囱处实测工况风量下降至 45 万 m³/h，代表有 5 万 m³/h 的高温烟气直接从破洞位置排出，不再经过烟囱。

现场操作中，运维人员会提高尾排风机转速，保证高温风机、循环风机出口压力和破损前保持一致，尾排风机承担的总处理风量维持不变。

泄漏出去的 5 万 m³/h 烟气，原本可以享受烟囱 160 Pa 的天然抽力，直接外泄后这部分抽力完全失效。相当于尾排风机需要额外做功，克服 160 Pa 阻力来输送这部分泄漏风量。把该部分额外做功换算成功率，再结合风机 75% 运行效率，核算得出电机轴功率实际增加约 3 kW。尾排风机正常运行功率约 180 kW，功率增幅仅 1.6%。

风机维持总风量 Q 不变，风机功率近似满足 \(N≈Q×P\)，功率上涨 1.6%，对应风机全压同样需要提升 1.6%。依据风机相似定律，压力与转速平方成正比 \(P∝n²\)，据此可算出风机转速需要提升的幅度。

该数值变化幅度偏小，现场运行中很容易被工作人员忽略。本次计算仅为理论估算，真实工况会更加复杂：管道破洞还可能改变尾排风机入口负压、系统实际处理风量，风机运行工作点也会发生偏移，以上因素均未纳入本次简单计算，仅作参考。