Расчёт воздушного тракта.

Расчёт воздушного тракта ведётся на номинальную нагрузку котлоагрегата.

Сопротивление воздушного тракта H_в.тр., Па, складывается из сопротивления всасывающего канала Δh_вс, Па, сопротивления воздухопроводов Δh_вв, Па, и сопротивления топочных устройств Δh_гор, Па:

.

 

Сопротивление всасывающего патрубка определяется как местное сопротивление, т.е. по формуле:

.

При скорости движения воздуха  и коэффициенте местного сопротивления ξ, зависящего от формы всасывающего патрубка, плотность среды определяем по формуле:

,

где  - плотность воздуха;

 - температура воздуха, подаваемого в топку, .

кг/м³.

Принимаем и  (при наличии заслонки).

Итого рассчитываем:

Па.

 

Сопротивление воздуховодов по длине и местным сопротивлениям определяются суммарно в зависимости от длины воздуховодов. Приняв сопротивление погонного метра воздуховода R = 1 Па/м и длину ориентировочно l = 10 м, высчитываем:

 

Сопротивление горелки также считаем как потери давления на местном сопротивлении. Коэффициент местного сопротивления горелки определяется типом горелки. Принимаем к установке горелку ГМГА [1, табл. 911], . Скорость вторичного воздуха принимаем 30 м/с.

Высчитываем потери давления на горелке:

.

 

Высчитываем общее сопротивление воздушного тракта:

Производим подбор дутьевого вентилятора, для этого определяем его производительность Q_в, м³/ч, по формуле:

 

где  - коэффициент запаса по производительности [1, 9.12];

V^o – теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м³ топлива;

α_Т – коэффициент избытка воздуха в топке;

Δα₁ – присос воздуха в топку;

 - температура воздуха, подаваемого в топку, ;

 - расчетный расход топлива.

Расчётное давление, создаваемое дутьевым вентилятором, определяем по формуле:

,

где  - коэффициент запаса по давлению [1, 9.12];

- температура, для которой составлена характеристика дутьевого вентилятора, [1, с. 105].

Зная производительность и давление, можем по схеме 6.1 подобрать дымосос и вентилятор. Принимаем в установке дымосос Д10 и вентилятор ВД10, частота вращения рабочего колеса n = 970 об/мин.

Схема 6.1. Поле типоразмеров дымососов и дутьевых вентиляторов.

 

Мощность приводного электродвигателя N^в_дв, кВт, для дутьевого вентилятора определяется по формуле:

где  - коэффициент запаса по мощности;

 - коэффициент сжимаемости газа в дымососе;

 - КПД по характеристике дымососа.

 

Расчёт газового тракта.

Сопротивление газового тракта H_п^гт, Па, состоит из суммы сопротивлений его отдельных элементов и в общем виде может быть записано формулой:

где  - разрежение в топке, принимаем ;

- сопротивление котельных пучков;

_. - сопротивление водяного экономайзера;

- сопротивление дымовой трубы;

- сопротивление газовых боровов;

 - величина самотяги дымовой трубы.

 

Суммарное сопротивление котельных пучков  в частном случае складывается из сопротивлений следующих видов:

· сопротивление поперечно омываемых труб I конвективного пучка;

· сопротивление поперечно омываемых труб II конвективного пучка;

· сопротивление газов при повороте на 180⁰ (выход из I к.п.);

· сопротивление газов при повороте на 90⁰ (выход из топки),

или:

.

 

Рассчитаем потери давления на выходе из топки (поворот 90^о):

,

где - местное сопротивление участка, для поворота на 90⁰ , на 180⁰ -

- скорость газового потока, определяется по формуле:

;

где  - расчетный расход топлива;

- объём дымовых газов, ;

- температура выхода из топки, ;

- приведенная площадь участка, м²:

,

где - различные площади участка, м²;

 - количество различных площадей участка;

 - плотность среды, кг/м³, рассчитывася по формуле:

где p_о – плотность газовой среды при н.у., принимаем ;

t_в – температура, при которой рассчитывает плотность, в данной случае – температура на выходе из топки.

Рассчитаем потери давления:

Рассчитаем сопротивление I конвективного пучка:

.

Коэффициенты сопротивления гладкотрубного коридорного пучка определяются из выражения:

где - количество рядов труб по глубине пучка;

 - коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду пучка, зависящий от значений σ₁ = S₁/d = 1,76, σ₂ = S₂/d = 2,16 и ϕ = (S₁ – d)/(S₂ – d) = 0,66.

 При  σ₁ ≤ σ₂ , где  принимаем по схеме 6.2.

 

    

Схема 6.2. Коэффициент сопротивления коридорного пучка при поперечном омывании.

Сопротивление поперечно омываемых пучков труб второго конвективного пучка определяем аналогично сопротивлению I-го пучка.

,

,

,

 

Сопротивление поворота газов на 180⁰ на входе во II конвективный пучок рассчитываем по формуле:

.

 

Рассчитаем сопротивление водяного экономайзера. Формула – та же, как для местного сопротивления:

,

Из теплового расчета водяного экономайзера

 

Сопротивление газовых боровов определяются суммарно в зависимости от их длины/ Приняв сопротивление погонного метра воздуховода R = 1 Па/м и длину ориентировочно l = 20 м, высчитываем:

 

Расчёт дымовой трубы.

Сопротивление дымовой трубы состоит из сопротивления трения и потери с выходной скоростью:

где - коэффициент сопротивления трения;

- уклон трубы по внутренней образующей , ;

и   - скорость газов, соответственно в конце и в начале трубы, ;

Скорости находим через секундный расход газов:

где  - температура уходящих газов, принимаемая из теплового расчёта .

По расходу топлива  принимаем высоту дымовой трубы котельной  [1, табл.9.9].

Для трубы высотой по  находим  [1, рис. 9.15]:

.

По значению экономической скорости дымовых газов на выходе из дымовой трубы определяется диаметр устья d_вых, м:

 

где V_дт – расход газов всех подключённых к дымовой трубе котлов, работающих при номинальной нагрузке.

 

Определим диаметр трубы на входе.

Примем ближайший унифицированный типоразмер труб  [1, рис. 9.14]. Труба – кирпичная.

 

Потеря давления с выходной скоростью рассчитывается по формуле для потерь местных сопротивлений с коэффициентом местного сопротивления выхода ξ = 1,1:

Самотяга дымовой трубы определяется как:

где  и  - плотность воздуха и газа соответственно.

 

Подбор дымососа и дутьевого вентилятора.

 

Выбор дымососа и дутьевого вентилятора сводится к выбору и подбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определённые при расчёте воздушного тракта и потребляющей наименьшее количество энергии при эксплуатации.

 

Производительность определяется по формуле:

 

 

Расчётное давление:

где  - температура, для которой составлена характеристика дымососа, составляет 200^оС.

 

Теперь по схеме 6.1. определяем дымосос. Принимаем к установке дымосос Д12 и вентилятор ВД12, частота вращения рабочего колеса n = 485 об/мин.

 

Мощность приводного электродвигателя N^в_дв, кВт, для дутьевого вентилятора определяется по формуле:

где  - коэффициент запаса по мощности;

 - коэффициент сжимаемости газа в дымососе;

 - КПД по характеристике дымососа.

 

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: