Высота установки над уровнем моря и средняя температура участвующего в горении воздуха.

 

Область применения горелки даётся для определённого атмосферного давления, которое равно 1000 мбар (среднее атмосферное давление на высоте 100 метров над уровнем моря) и для температуры участвующего в горении воздуха равной 20°С. Эти сведения приводятся под графиком рабочего диапазона горелки.

Горелка, однако, нередко устанавливается на различной высоте над уровнем моря и/или работает при различной температуре участвующего в горении воздуха. Характеристики этих параметров могут отличаться от стандартных значений. Это влечёт за собой необходимость изменения производительности и напора вентилятора. Эти изменения вызваны тем обстоятельством, что увеличение температуры участвующего в горении воздуха и увеличение высоты над уровнем моря дают один и тот же эффект -уменьшение плотности воздуха. При уменьшении плотности воздуха снижается содержание кислорода в воздухе и, следовательно, уменьшается максимальное количество топлива, которое можно сжечь при работе горелки на максимальной мощности.

Кроме того, полный напор, развиваемый вентилятором, также прямо пропорционален уменьшению плотности воздуха. А именно, если плотность воздуха изменяется вследствие изменения температуры и/или давления, объёмный расход вентилятора останется прежним, но развиваемый напор и потребляемая мощность вентилятора изменяются по следующим законам:

 

где:

Ρ1 - общее давление, оказываемое на текучую среду с плотностью δ1;

Р2 - общее давление, оказываемое на текучую среду с плотностью δ2;

Ν1 - мощность, потребляемая при наличии текучей среды с плотностью δ1;

Ν2 - мощность, потребляемая при наличии текучей среды с плотностью δ2.

Для правильного подбора горелки необходимо убедиться в том, что даже при изменении высоты над уровнем моря и температуры окружающей среды значение полной тепловой мощности теплогенератора окажется внутри рабочего диапазона горелки.

Если теплогенератор будет установлен на отличных от стандартных высоты над уровнем моря и/или внешней температуре воздуха, следует вычислять виртуальную рабочую точку в которой мощность горелки будет больше, чем в реальной рабочей точке.

Увеличенная мощность горелки определяется как отношение полной тепловой мощности теплогенератора к коэффициенту F, который зависит от температуры и атмосферного давления:

 

Мощность, соответствующую максималь­ному напору вентилятора горелки Рmax, можно получить из графика рабочего диапазона. Это будет точка пересечения кривой, ограничивающей область применения, и вертикальной линии, проведённой вниз на ось координат от значения Qгорелки. Как говорилось выше, это значение соответствует стандартным тестовым условиям. Его необходимо подкорректировать с учётом изменения характеристик вентилятора, а именно:

 

Если напор Pгорелки больше, чем аэродинамическое сопротивление теплогенератора, то горелка удовлетворяет требованиям системы.

Если нет, то возможны два варианта:

· можно выбрать следующую по мощности горелку из имеющегося типоряда и повторить вышеописанную процедуру проверки;

· уменьшить расход топлива на горелке и, следовательно, её мощность для того, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление в камере сгорания и достичь максимально возможного напора вентилятора.

Аэродинамическое сопротивление изменяется пропорционально квадрату расхода дымовых газов, который пропорционален расходу топлива, а следовательно и мощности горелки. Эти две величины связаны следующим уравнением:

 

Каждое значение Qуменьшенное необходимо проверять до тех пор, пока напор не станет больше, чем аэродинамическое сопротивление в камере сгорания с учетом поправки.

Эта процедура показана в приведенном ниже примере. Коэффициент F берётся из таблицы 22. В таблице 30 указана величина, обратная коэффициенту F.

 

Таблица 22. Корректирующий коэффициент F для расчета напора и производительности вентилятора горелки (в зависимости от высоты над уровнем моря и температуры)

Высота над уровнем моря	Атмосферное давление	Коэффициент F
		ВОЗДУХ °С
Μ	мбар	0	5	10	15	20	25	30	40
0	1013	1,087	1,068	1,049	1,030	1,013	0,996	0,979	0,948
100	1000	1,073	1,054	1,035	1,017	1,000	0,983	0,967	0,936
200	989	1,061	1,042	1,024	1,006	0,989	0,972	0,956	0,926
300	978	1,049	1,031	1,012	0,995	0,978	0,961	0,946	0,915
400	966	1,037	1,018	1,000	0,983	0,966	0,950	0,934	0,904
500	955	1,025	1,006	0,989	0,971	0,955	0,939	0,923	0,894
600	944	1,013	0,995	0,977	0,960	0,944	0,928	0,913	0,884
700	932	1,000	0,982	0,965	0,948	0,932	0,916	0,901	0,872
800	921	0,988	0,971	0,953	0,937	0,921	0,905	0,891	0,862
900	910	0,977	0,959	0,942	0,926	0,910	0,895	0,880	0,852
1000	898	0,964	0,946	0,930	0,913	0,898	0,883	0,868	0,841
1200	878	0,942	0,925	0,909	0,893	0,878	0,863	0,849	0,822
1400	856	0,919	0,902	0,886	0,871	0,856	0,842	0,828	0,801
1600	836	0,897	0,881	0,865	0,850	0,836	0,822	0,808	0,783
1800	815	0,875	0,859	0,844	0,829	0,815	0,801	0,788	0,763
2000	794	0,852	0,837	0,822	0,808	0,794	0,781	0,768	0,743

 

 

Пример подбора моноблочной горелки.

 

Выбор модели горелки.

Итак, у нас запрашивают горелку которая должна использовать два вида топлива (природный газ + дизельное топливо). Этим требованиям для данной мощности

удовлетворяют комбинированные двухступен­чатые горелки серии RLS.

Выбор мы должны сделать в рамках рассчитанного нами виртуального рабочего диапазона, начав с реальной полной тепловой мощности. Как мы помним она зависит от высоты установки над уровнем моря.

Из таблицы 22 следует что для высоты 1000 метров над уровнем моря и температуры 20°С корректирующий коэффициент F равен 0,898. Реальная мощность горелки будет равна:

 

Из каталога или графиков подбора выбираем те модели горелок, у которых параметр Qгорелки равен 501,1 кВт

Из таблицы 25 следует, что этим требованиям удовлетворяют две горелки: RLS 50 и RLS 70.

Выбор между этими двумя моделями должен быть сделан с учетом аэродинамического сопротивления котла. Это необходимо проверить с помощью графика рабочего диапазона горелки.

 

Таблица 23. Пример уменьшения аэродинамического сопротивления в горелке

Рисунок 93. Комбинированная горелка (диз. топливо - газ) серии RLS

 

Таблица 25. Технические характеристики моноблочных горелок серии RLS

Модель		RLS28	RLS 38	RLS50	RLS70	RLS 100	RLS 130
Тепловая мощность (*) (2-я ступень)	кВт	163-325	232-442	290-581	465-814	696-1163	930-1395
	Мкал/час	192-378	270-513	337-676	541-947	812-1352	1081-1622
Расход топлива (2-я ступень)	кг/час	13,7-27,4	18,6-37,3	24,5-49	39-69	59-98	78-118
Тепловая мощность (*) (мин 1-я ступень)	кВт	100	116	145	232	349	465
	Мкал/час	116	135	169	270	406	541
Расход топлива (мин 1-я ступень)	кг/час	8,5	8.8	12,3	19	29,5	39
Топливо	Дизельное топливо, вязкость при 20°С: 6 мм²/с макс (1.5°? - 6 сСт)
	Природный газ: G20 (метан) - G21 - G22 - G23 - G25
	Сжиженный нефтяной газ GPL - G30 (пропан) - G31 (бутан)
Давление газа при максимальном расходе: G20/G25/G31	мбар	11/16,2/9,5	13/19,2/12	14/20,8/10.5	6.2/7,5/7,8	10/13/12	11,5/14,4/15
Температура среды	°С	0-40
Макс, температура поддерживающего горение воздуха,	°С	60
Электропитание	Фаза - Гц -В	1 - 50 -230		3 N - 50 - 400/230
Электрические двигатели	Об/мин	2800
Двигатель вентилятора	Вт	250	420	650	1100	1500	2200
	А	2,1	2,9	3-1,7	4,8-2,8	5,9-3,4	8,8-5,1
Двигатель насоса	Вт	90			370
	А	0.8			2,4
Насос
Производительность (при 12 бар)	кг/час	67			164
Диапазон давлений	Бар	4-18			10-20
Максимальная температура топлива	°С	60
Расход электроэнергии	Вт макс.	530 760 810 1800 2200 3000
Электрическая защита		IP44
Аттестация	СЕ	0063AR4637			0063AS4863
	DIN				5G835/97M
Уровни шума (**)	ДБ	68	70	72	74	77,5	80
Соответствие директивам ЭЕС (СЕЕ)		90/396 - 89/336 - 73/23 - 92/42			90/396 - 89/336 - 73/24
(*) Базовые условия: Температура среды 20Х Атмосферное давление 1000 мбар- Высота над уровнем моря 1000 метров. (**) Звуковое давление измерено в лаборатории производителя, горелка была установлена на тестовый котел на максимальной мощности.

 

На графике для выбранных моделей вертикальную линию необходимо провести из точки, соответствующей максимальной требуемой мощности 501,1 кВт. Отсюда мы получим максимально возможное аэродинамическое сопротивление котла, которое может преодолеть вентилятор горелки.

Из графика диапазона применения горелок мы получаем следующие максимальные значения напора:

· RLS 50. Рmax = 4 мбар

· RLS 70. Рmax = 9 мбар

Теперь максимальный напор необходимо скорректировать на коэффициент F, который зависит от высоты расположения установки над уровнем моря, после чего мы получим следующие значения:

Для горелки RLS 50:

 

Для горелки RLS 70:

 

Аэродинамическое сопротивление котла равно 4,5 мбар (450 Па), это больше, чем может развить горелка модели RLS 50 и меньше, чем напор, который может развить горелка RLS 70.

Возможны два варианта:

1. Можно использовать горелку RLS 50, но необходимо уменьшить максимальную мощность, которую она может развивать, за счёт уменьшения максимального напора;

2. Можно использовать горелку RLS 70.

 

Используя итерационный метод (см. табл. 26) мы можем рассчитать, насколько в первом случае уменьшится тепловая мощность.

 

 

Таблица 26. Итерационная таблица

Qполное (кВт)	R (%)	Qуменьш. (кВт)	Pуменьш. (мбар)	Qгорелки (кВт)	Pмакс. (мбар)	Pгорелки (мбар)
450	1%	446	4,41	496	4,1	3,68
450	2%	441	4,32	491	4,2	3,77
450	3%	437	4,23	486	4,3	3,86
450	4%	432	4,15	481	4,4	3,95
450	5%	428	4,06	476	4,5	4,04
450	6%	423	3,98	471	4,6	4,013
450	7%	419	3,89	466	4,7	4,22

 

Максимальная мощность, которую может развить горелка, указана в той строчке, где напор горелки перекроет аэродинамическое сопротивление в камере сгорания котла:

Числа в столбцах имеют следующие значения:

(1) исходная полная мощность Qполная;

(2) процент уменьшения полной мощности R;

(3) уменьшенная полная мощность

(4) напор котла при уменьшенной мощности;

 

(5) мощность, которую должна развивать горелка

 

(6) максимальный развиваемый напор, соответствующий Qгорелки. обозначаемый Pmax; (7) реальный напор горелки

 

Отсюда следует: чтобы напор вентилятора стал больше, чем аэродинамическое сопротивление теплогенератора, мощность надо уменьшить на 6%.

Если система выдержит такое уменьшение максимальной мощности, то можно применить горелку RLS 50.

На графике диапазона работы горелки (см. рис. 14) рабочая точка указана для стандартных условий (высота установки -100 метров над уровнем моря, температура - 20°С) не требующих корректировки.

Из примера видно, что максимальную требуемую мощность можно достичь и с помощью горелки меньшего типоразмера RLS 50, не теряя в производительности. Это показывает, насколько важно оценить геодезические параметры места установки, и насколько это влияет на величину мощности и давления.

Для дальнейших расчётов воспользуемся всё-таки горелкой RLS 70.

 

 

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Поделиться: