Р1.7 Аэродинамический расчёт котельного агрегата

Р1.7.1 Расчёт аэродинамического сопротивления газового тракта КУ

Сопротивление газового тракта КУ состоит:

Δ h _ку = Δ h _т + Δh_I + Δh_II + Δ h _вп + Δ h _кв + Δ h _бор + Δ h _шиб + Δ h _д.тр , мм.в.ст (Р1.52)

где Δh_т – сопротивление топки, мм.в.ст; Δh_I – сопротивление I кипятильного пучка, мм.в.ст; Δh_II – сопротивление II кипятильного пучка, мм.в.ст; Δh_вп – сопротивление воздухоподогревателя, мм.в.ст; Δh_к.в – сопротивление контактного водяного экономайзера, мм.в.ст; Δh_бор – сопротивление боровов, мм.в.ст; Δh_шиб – сопротивление шиберов, мм.в.ст; Δh_д.тр – сопротивление дымовой трубы, мм.в.ст.

а) Сопротивление топки зависит от условий сжигания топлива, которые определяются выбранным способом сжигания: Δh_т = 2 мм.в.ст. = 20 Па

б) Сопротивление пучков складывается из сопротивления поперечно омываемых гладких труб и потерь давления в местных сопротивлениях:

                             Δ h_I = Δ h_I ^л + Δ h_I ^м                                     (Р1.53)

Δ h_I ^л =  , мм.в.ст                              (Р1.54)

где ξ_I – коэффициент сопротивления поперечно омываемых пучков гладких труб; w_{ср I} –средняя скорость движения дымовых газов в кипятильном пучке, 4м/с; r^ср _I –средняя плотность дымовых газов, кг/м³.

                   r^ср _I =r₀×273/(q ^ср _I +273), кг/м³                           (Р1.55)

где: r₀-плотность дымовых газов при нормальных условиях, r₀=1,29 кг/м³

q ^ср _I – средняя температура дымовых газов в I кипятильном пучке:

                                           q ^ср _I =(q ^“_т+q^“_I )/2, °С                                   (Р1.56)

q ^ср _I =(962+420)/2=691°С

                                     r^ср _I =1,29×273/(691+273)=0,40 кг/м³

w_{ср I} =Вр×V^ср_I (q ^ср _I +273) / 3600×F^ср_I×273. м/c                (Р1.57)

где В_р- расчетный расход топлива, Вр=221,8 кг/ч, F^ср_I- живое сечение для прохода дымовых газов , F^ср_I=0,9 м²;V_срI –средний объем дымовых газов в I кипятильном пучке, м3/кг:

V^ср_I =(V^“_т +V^“_I) /2, м³/кг                        (Р1.58)

V^ср_I =(11,412+11,889)/2=11,65 м³/кг

w_{ср I} =221,8×11,65×(691+273) / 3600×0,9×273=3,19 м/c

Коэффициент сопротивления поперечно омываемого пучка труб:

                                                          x_I =x₀×Z₂,                                              (Р1.59)

где: x₀-коэффициент сопротивления, отнесенный к 1-ому ряда пучка, зависящий от отношения:

                                       s₁=S₁/d;  s₂=S₂/d,                                    (Р1.60)

где S₁ , S₂ - шаг труб, по ширине и глубине пучка соответственно, м

S₁ =0,11 м; S₂ =0,10 м; d- наружный диаметр труб, d=0,051м;

                               s₁=0,11/0,051=2,16;    s₂=0,10/0,051=1,96

                                           x_I = x₀ ×Z₂=x _гр×Сs×Z₂,                                 (Р1.61)

где x_гр –графический коэффициент, зависящий от скорости потока, диаметра трубы и средней температуры потока, x_гр =0,466; Сs-поправочный коэффициент на расположение труб, определяется в зависимости от s1=2,16; Сs=0,73; Z₂-количество рядов труб по глубине пучка; Z₂ =42.

x _I =0,466×0,73×42=14,29

   Dh_л=14,29×3,19²×0,40 /2=38,3 Па

 Потери давления в местных сопротивлениях:

                                       Dh^I_м=x_м×w²_ср×r^ср_I /2, Па                               (Р1.62)

где x_м- суммарный коэффициент местных сопротивлений: x_м=2×1=2

   Dh^I_м=2×4²×0,4 /2=6,4 Па

   Dh_I=38,3+6,4=44,7 Па

Сопротивление II кипятильного пучка.

Dh_II=Dh^II_л+Dh^II_м, Па                             (Р1.63)

h^II_л=x_II×w²_{ср II}×r^ср_II/2, Па                                 (Р1.64)

Средняя плотность дымовых газов: r^ср _II =1,29×273/(360+273)=0,585 кг/м³

Средняя температура дымовых газов во II кипятильном пучке:

q ^ср _I =(420+300)/2=360°С

Средняя скорость движения дымовых газов во II кипятильном пучке:

w_{ср II} =Вр×J^ср_II (q ^ср _II +273) / 3600×F^ср_II×273 м/c     (Р1.65)

Средний объем дымовых газов:

J^ср_II =(J^“_I +J^“_II )/2, м³/кг

J^ср_II =(11,889+12,848)/2=12,37 м³/кг

w_{ср I} =221,8×12,37×(360+273) / 3600×0,63×273=3,21 м/c

Коэффициент сопротивления поперечно омываемого пучка труб находим по формуле:                                             x=x₀×Z₂,

Коэффициент сопротивления 1-го ряда труб: x₀=x _гр×Сs,

x _II =0,425×0,73×42=13,03

Dh^II_л=13,03×3,21²×0,585/2=39,3 Па

Потери давления в местных сопротивлениях:

Dh^II_м=x_м×w²_ср×r^ср_I /2, Па

x_м=x ë₉₀+x ë₉₀=2×x ë₉₀

x_м=2×1=2

Dh^II_м=2×3,21²×0,585/2=6,08 Па

Dh_II=39,3+6,08=45,38 Па

в) Сопротивление воздухоподогревателя рассчитывается по формуле:

                                         Dh_вп=0,5×n_вп×w²_вп×r^ср_вп/2, Па                              (Р1.66)

где n_вп - число рядов труб по ходу движения дымовых газов, n_вп=15;   w_вп-средняя скорость газов; w_вп=8 м/с; r^ср_вп - средняя плотность дымовых газов:    

r^ср _вп=1,29×273/(233+273)=0,78 кг/м³

где: q ^ср _вэ - средняя температура дымовых газов, q ^ср _вп=233°С

Dh_вп=0,5×15×8²×0,78/2=187,2 Па

г) Сопротивление контактного водяного экономайзера:

Dh_к.в.э=x_к.в×w²_{ср к.в.э} ×r^ср _к.в.э /2, Па                      (Р1.67)

Средняя плотность дымовых газов:

                              r^ср _к.в.э =r₀×273/(q ^ср _к.в.э +273), кг/м³                                       

где: q ^ср _вэ - средняя температура дымовых газов, q ^ср _вэ=98,85°С

r^ср _к.в.э=1,29×273/(98,85+273)=1,044 кг/м³

Средняя скорость движения дымовых газов:

w_{ср к.в.э.} = В_р×J^ср _к.в.э (q ^ср _к.в.э+273) / 3600×F^ср _к.в.э×273 м/c        (Р1.68)

                            w_{ср к.в.э} = 221,8×13,6×(98,85+273) / 3600×1,06×273=1,1 м/c

Условный коэффициент сопротивления, отнесённый к сечению цилиндрической части x = 35,2.

Dh_к.в=35,2×1,1²×1,044 /2=22,23 Па

д) Сопротивление борова составляет 1 Па на 1 погонный метр борова, так как скорость дымовых газов не более 12 м/с.

Длина наиболее удаленного участка – 30 м.

                                                Dh_б=30×1=30 Па

е) Сопротивление шиберов. Чтобы регулировать процесс прохождения дымовых газов на боровах устанавливают 6 заслонок или шиберов – на входе и выходе из воздухоподогревателя, на входе и выходе из контактного экономайзера, на входе и выходе из дымососа.

Dh_шиб=10Па × 6=60 Па

ж) Сопротивление дымовой трубы складывается из сопротивления трения и потери давления при выходе газов из трубы в атмосферу:

                                        Dh_д.тр=Dh_трен+Dh_м , Па                                 (Р1.69)

Сопротивление трения определяется по формуле:

                                    Dh_трен=l×w²×r_д.тр /2×8×i , Па                              (Р1.70)

где l- коэффициент сопротивления трению дымовой трубы, l=0,05; w- средняя скорость движения дымовых газов, w = 10 м/с; i- уклон (конусность) дымовой трубы, i=0,02; r_д.тр – плотность дымовых газов, кг/м³

r_д.тр =r₀×273/(q ^ср _д.тр+273), кг/м³                                      (Р1.71)

                                r_д.тр =1,29×273/(100+273)=0,94 кг/м³

                            Dh_трен=0,05×10²×0,94/16×0,02=14,69 Па

Потери давления в местных сопротивлениях:

Dh_м=x_м×w²×r^ср_дым.тр /2, Па                             (Р1.72)

где x_м- коэффициент местного сопротивления в выходном сечении трубы x_м=1

Dh_м=1×10²×0,94/2= 47 Па

Dh_д.тр.=14,69 +47=61,69 Па

з) Сопротивление газового тракта котельной установки равно:

Dh_ку=20+44,7+45,38+187,2+22,23+30+60+61,69=471,2 Па

 

Р1.7.2 Подбор дымососа

1. Производительность дымососа определяется по формуле:

                G_дым=1,1×В_р×J’_дым(273+q’_дым)/273, м³/ч,                    (Р1.73)

где: J’_дым- объем дымовых газов на входе в дымосос, J’дым=15,341м³/кг;

    q’_дым- температура дымовых газов на входе в дымосос, q’_дым =70°С.

G_дым=1,1×221,8×15,341×(273+70)/273=4702,6 м³/ч,

2. Напор дымососа:           H_дым^мех=1,1×h_ку, Па                                (Р1.74)

        H_дым^мех=1,1×471,2=518,32 Па

По [57] принимаем дымосос центробежного типа одностороннего всасывания ДН-9: КПД 74%; частота вращения (n) 740об/мин; производитель-ность 8000 м³/ч; мощность на валу 11 кВт.                                         

 

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: