ДУТЬЕВЫЕ И ТЯГОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Дутьевые устройства предназначены для подачи воздуха в топки котлов с целью организации сжигания топлива. Они состоят из дутьевых вентиляторов и воздуховодов с регулиру­ющими задвижками.

Тяговые устройства обеспечивают определенную скорость пе­ремещения дымовых газов по газоходам котлоагрегатов и после­дующее удаление их в атмосферу. Тяговые устройства состоят из газоходов, дымовых труб и дымососов.

Дутьевые вентиляторы. Расчетная подача (м³/с) вентилятора определяется по формуле

Q _в=β ₁В_р V ⁰(α _т-Δ α _т+Δ α -Δ α _пл) 1, 01· 10⁵/h _б,                                              (2.53)

где β ₁ —коэффициент запаса подачи: β ₁=1, 05 для котлоагрегатов с паропроизводительностью D > 5, 6 кг/с; β ₁=1, 1 для D< 5, 6 кг/с; Δ α  — утечка воздуха в воздухоподогревателе α _т — коэффициент избытка воздуха в топке; Δ α _т и Δ α _пл — присос воздуха в топке и в пылеприготовительной установке; t _кв — температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, °С; h _б— барометрическое давление воздуха, Па.

Мощность (кВт) электродвигателя для привода вентилятора

N =(β ₂ Q _в H _в /η )100,                                                                                          (2.54)

где β ₂=1, 1 —коэффициент запаса мощности электродвигателя; Н_в — расчетный полный напор вентилятора, кПа; η  — эксплуатационный кпд вентилятора, %.

Дымососы. Расчетная подача (м³/с) дымососа определяется по формуле

,                                                    (2.55)

где V  — теоретический объем продуктов полного сгорания м³/кг (м³/м³); α _д — коэффициент избытка воздуха перед дымососом; θ _д — температура газов перед дымососом, °С.

Мощность электродвигателя (кВт) для привода дымососа

N =(β ₂ Q _д H _д /η )100,                                                                                        (2.56)

где Н_д — расчетный полный напор дымососа, кПа; η  — эксплуатационный кпд дымососа, %.

Дымовая труба. Объем дымовых газов (м³/с), проходящий через дымовую трубу:

,                                                 (2.57)

где п— число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе; α _дт -коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой; θ _дт — температура газов перед дымовой трубой, °С. Диаметр устья дымовой трубы

,                                                                                                    (2.58)

где w _дт — скорость газов на выходе из трубы, м/с. Высота дымовой трубы (м) при естественной тяге

,                                                        (2.59)

где S — тяга, создаваемая трубой, Па; ρ _г, ρ _в — приведенные к нормальным условиям плотности газа и воздуха, кг/м³; θ _ср — средняя температура газов в дымовой трубе, °С; t _в — температу­ра окружающего воздуха, °С.

Приведенная к нормальным условиям плотность (кг/м³) газа

.                                                                                (2.60)

Задача 2.88. Определить расчетную подачу вентилятора ко­тельного агрегата паропроизводительностью D=13, 8 кг/с, рабо­тающего на природном газе с низшей теплотой сгорания Q =35700 кДж/м³, если давление перегретого пара р _nn=4 МПа; температура перегретого пара t _пп=430°С, температура питатель­ной воды t _пв=130°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =91%; те­оретически необходимый объем воздуха V ⁰=9, 48 м³/м³, коэф­фициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 15, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05. утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, t _вп=20°C и барометрическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па.

Ответ: Q _в=14, 6 м³/с.

Задача 2.89. Определить расчетную подачу вентилятора ко­тельного агрегата, работающего на донецком каменном угле марки Т состава: С^р=62, 7%; Н^р=3, 1%; S =2, 8%; N^p=0, 9%; О^р=1, 7%; А^р=23, 8%; W^p=5, 0%, если расчетный расход топлива В_р=3, 1 кг/с, коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 2, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 035, температура поступающего в вентилятор холодного воз­духа t _хв=25°С и барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: Q _в=28, 1 м³/с.

Задача 2.90. Определить мощность электродвигателя для привода вентилятора котельного агрегата паропроизводитель­ностью D=4, 16 кг/с, работающего на природном газе Дашавского месторождения состава: СО₂=0, 2%; СН₄=98, 9%; С₂Н₆=0, 3%; С₃Н₈=0, 1%; C₄H₁₀=0, l°/o; N₂=0, 4%, если давление перегретого пара р_пп=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=275°С, температура питательной воды t _пв=130°C, величина непрерывной продувки Р=3%, кпд котлоагрегата (брутто) η =90%, коэффициент запаса подачи β ₁=1, 1, коэффициент из­бытка воздуха в топке α _т=1, 1, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 04, те­мпература холодного воздуха, поступающего в вентилятор, t _хв=20°С, расчетный полный напор вентилятора Н_в=2, 1 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61% и барометрическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1.13):

Q =358CH₄+638C₂H₆+913С₃Н₈+1187С₄Н₁₀=358· 98, 9+638· 0, 3+913· 0, 1+1187· 0, 1=

=35807 кДж/м³.

Расчетный расход топлива, по формуле (2.25),

=

=0, 316 м³/с

Теоретически необходимый объем воздуха, по формуле (1.28),

V⁰=0, 0478[0, 5(CO+H₂)+1, 5H₂S+2CH₄+Σ (m+n/4)C_mH_n-O₂]=

=0, 0478(2· 98, 9+3, 5· 0, 3+5· 0, 1+6, 5· 0, 1)=9, 56 м³/м³.

Расчетная подача вентилятора, по формуле (2.53),

Q _в=β ₁В_р V ⁰(α _т-Δ α _т+Δ α -Δ α _пл) 1, 01· 10⁵/h _б=

1, 1· 0, 316· 9, 56(1, 1-0, 05+0, 04) =4, 1 м³/с.

Мощность электродвигателя для привода вентилятора, формуле (2.54),

N =(β ₂ Q _в H _в /η )100=(1, 1· 4, 1· 2, 1/61)100=15, 5 кВт.

Задача 2.91. Определить мощность электродвигателя привода вентилятора котельного агрегата, работающего на ром угле состава: С^р=41, 6%; Н^р=2, 8%; S =0, 2%; N^p=0, 7%; О^р=11, 7%; А^р=10, 0%; W^p=33, 0%, если коэффициент запаса подачи β ₁=1, 1, расчетный расход топлива В_р=2, 1 кг/с, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 25, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 06, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, t _хв=20°C, расчетный полный напор вентилятора Н_в=1, 9 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β ₂=1, 13 эксплуатационный кпд вентилятора η =62% и баромет­рическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: N =43, 8 кВт.

Задача 2.92. Определить мощность электродвигателя для привода вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D=13, 9 кг/с, работающего на подмосковном угле с низшей теплотой сгорания Q =10 636 кДж/кг, если температура топлива на входе в топку t_T=20°С, теплоемкость рабочей, массы топлива c =2, 1кДж/(кг· К), давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=450°С, температура питательной воды t _пв=150°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =86%, теоретически необходимый объем воздуха V ⁰=2, 98 м³/кг, коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 25, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 04, температура холодного воздуха, поступающего в вен­тилятор, t _хв=25°С, расчетный полный напор вентилятора Н_в=1, 95 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61 %, баромет­рическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па и потери теплоты от механической неполноты, сгорания топлива q ₄=4%.

Ответ: N =60, 3 кВт.

Задача 2.93. Определить расчетный полный напор вентилято­ра котельного агрегата, работающего на фрезерном торфе со­става: С^р=24, 7%; Н^р=2, 6%; S =0, 1%; N^p=1, 1%; O^p=15, 2%; А^р=6, 3%; W^p=50, 0%, если расчетный расход топлива В_р=4, 6 кг/с, коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 25, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 045, температура холодного воздуха, поступающего в вен­тилятор, t _хв=20°С, мощность электродвигателя для привода вен­тилятора N =60 кВт, коэффициент запаса мощности электро­двигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд вентилятора η =60% и барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: H _в=1, 96 кПа.

Задача 2.94. Определить расчетный полный напор вентилято­ра котельного агрегата, работающего на буром угле с низшей теплотой сгорания Q =15 800 кДж/кг, если коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, условный расход топлива B _у=1, 45 кг/с, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 25, присос воздуха в то­почной камере Δ α _т=0, 05, теоретически необходимый объем воз­духа V ⁰ =4 м³/кг, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α =0, 04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, t _хв=25°C, мощность электродвигателя для привода вен­тилятора N =54 кВт, коэффициент запаса мощности электро­двигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61%, барометрическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па и потери теп­лоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=5%.

Ответ: H _в=2, 06 кПа.

Задача 2.95. Определить расчетную подачу дымососа котель­ного агрегата, работающего на природном газе состава: СО₂=0, 2%; СН₄=97, 9%; С₂Н₄=0, 1%; N₂=1, 8%, если коэффици­ент запаса подачи β ₁=1, 1, расчетный расход топлива B _р=0, 32 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом α _д=1, 45, температура газов перед дымососом θ _д=188°С и баро­метрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: Q _д=9 м³/с.

Задача 2.96. Определить расчетную подачу дымососа котель­ного агрегата паропроизводительностью D=13, 9 кг/с, работа­ющего на подмосковном угле состава: С^p=28, 7%; Н^р=2, 2%; S =2, 7%; N^p=0, 6%; О^р=8, 6%; A ^р=25, 2%; W^p=32, 0%, если тем­пература топлива на входе в топку t_T=20°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, давление перегретого пара p _пп=4 МПа, тем­пература перегретого пара t _пп=450°С, температура питательной воды t _пв=140°С, величина непрерывной продувки Р=3%, коэф­фициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха перед дымососом α _д=1, 55, температура газов перед дымососом θ _д=180°С, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=4, 5% и барометрическое давление h _б=98· 10³ Па.

Ответ: Q _д=41, 5 м³/с.

Задача 2.97. Определить мощность электродвигателя для привода дымососа котельного агрегата паропроизводительно­стью D=9, 73 кг/с, работающего на челябинском буром угле состава: C^p=37, 3%; Н^р=2, 8%; S =1, 0%; N^p=0, 9%; O^p=10, 5%; А^р=29, 5%; W^p =18, 0%, если температура топлива на входе в топ­ку t_T=20°С, давление перегретого пара p _пп=1, 4 МПа, температу­ра перегретого пара t _пп=275°С, температура питательной воды t _пв=100°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =86%, величина не­прерывной продувки Р=3%, коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, коэффициент избытка воздуха перед дымососом α _д=1, 6, температура газов перед дымососом θ _д=182°С, расчетный пол­ный напор дымососа H _д=2, 2 кПа, коэффициент запаса мощ­ности электродвигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд дымососа η =65%, барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па и по­тери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=4%.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1.12):

Q =338C^p+1025H^p-108, 5(O^p-S )-25W^p=338· 37, 3+1025· 2, 8-108, 5(10, 5-1, 0)-25· 18, 0=

=13542 кДж/кг.

Теплоемкость рабочей массы топлива находим по формуле (2.5):

=1, 65 кДж/(кг· К).

Физическую теплоту топлива определяем по формуле (2.4):

Q _тл=с /t_T=1, 65· 20=33 кДж/кг.

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Q =Q +Q _тл =13542+33=13575 кДж/кг.

Натуральный расход топлива, по формуле (2.25),

=

= 2, 06 кг/с.

D_ne = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Расчетный расход топлива, по формуле (2.26),

B_p = B(1-q ₄/100)=2, 06(1-4/100)=1, 98 кг/с.

Теоретически необходимый объем воздуха, по формуле (1.27),

V⁰=0, 089C^p+0, 226H^p+0, 033(S -O^p)=0, 089· 37, 3+0, 266· 2, 8+0, 033(1, 0-10, 5)=3, 75 м³/кг.

Теоретический объем продуктов полного сгорания, по фор­муле (1.36),

V =0, 0187(C^P+0, 375S ) +0, 0124(9H^p+W^p)+0, 0161V⁰=

=0, 0187(37, 3+0, 375· 1, 0)+0, 79· 3, 75+0, 8· 0, 9/100+0, 0124(9· 2, 8+18)+0, 0161· 3, 75=4, 26 м³/кг.

Расчетная подача дымососа, по формуле (2.55),

= =23, 5 м³/с.

Мощность электродвигателя для привода дымососа, по фор­муле (2.56),

N =(β ₂ Q _д H _д /η )100=(1, 1· 23, 5· 2, 2/65)100=88 кВт.

Задача 2.98. Определить мощность электродвигателя для привода дымососа котельного агрегата, работающего на малосе­рнистом мазуте состава: С^р=84, 65%; Н^р=11, 7%; S =0, 3%; О^р=0, 3%; A ^р=0, 05%; W^p= 3, 0%, если коэффициент запаса по­дачи β ₁=1, 05, расчетный расход топлива B _р=1, 05 кг/с, коэффи­циент избытка воздуха перед дымососом α _д=1, 5, температура газов перед дымососом θ _д=195°С, расчетный полный напор ды­мососа H _д=2, 14 кПа, коэффициент запаса мощности электро­двигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд дымососа η =63% и барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³Па.

Ответ: N =122 кВт.

Задача 2.99. Определить расчетный полный напор дымососа котельного агрегата, работающего на природном газе состава: СО₂=0, 1%; СН₄=98%; С₂Н₆=0, 4%; С₃Н₆=0, 2%; N₂=1, 3%, если коэффициент запаса подачи β ₁=1, 1, расчетный расход топлива B_p=1 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом α _д=1, 45, температура газов перед дымососом θ _д=177°С, мощ­ность электродвигателя для привода дымососа N =80 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β ₂=1, 1, эксплу­атационный кпд дымососа η =62% и барометрическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па.

Ответ: H _д=1, 62 кПа.

Задача 2.100. Определить расчетный полный напор дымососа котельного агрегата, работающего на высокосернистом мазуте состава: С^p=83, 0%; H^p=10, 4%; S =2, 8%; O^p=0, 7%; A ^р=0, 1%; W^p=3, 0%, если коэффициент запаса подачи β ₁=1, 05, условный расход топлива В_у=1, 36 кг/с, коэффициент избытка воздуха пе­ред дымососом α _д=1, 5, температура газов перед дымососом θ _д=192°С, мощность электродвигателя для привода дымососа N =102 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β ₂=1, 1, эксплуатационный кпд дымососа η =66% и баромет­рическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: H _д=2 кПа.

Задача 2.101. Определить объем дымовых газов, проходящих через дымовую трубу котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на донецком угле марки Д состава: С^р=49, 3%; Н^р=3, 6%; S =3, 0%; N^p=1, 0%; O^p=8, 3%; А ^p=21, 8%; W^p=13, 0%, если расчётный расход топлива B_p=1, 12 кг/с, температура газов перед дымовой трубой θ _{д m} =185°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой α _{д m}=1, 5 и барометрическое давление воздуха h _б=98· 10³ Па.

Ответ: V =32, 4 м³/с.

Задача 2.102. Определить диаметр устья дымовой трубы и объем газов, проходящих через дымовую трубу котельной, в которой установлены три одинаковых котлоагрегата, работа­ющих на карагандинском угле марки К состава: С^p=54, 7%; Н^р=3, 3%; S =0, 8%; N^p=0, 8%; О^р=4, 8%; А ^p=27, 6%; W^p=8, 0%, если расчетный расход топлива B_p=2, 1кг/с, температура газов перед дымовой трубой θ _{д m} =187°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой α _{д m}=1, 5, скорость газов на выходе из трубы w _{д m}=8, 8 м/с и барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па.

Ответ: d _{д m} =3, 8 м; V =98, 3 м³/с.

Задача 2.103. Определить высоту и диаметр устья дымовой трубы котельной, в которой установлены два одинаковых котло­агрегата, работающих на малосернистом мазуте состава: С^p=84, 65%; Н^р=11, 7%; S =0, 3%; O^p=0, 3%; А^р=0, 05%; W^p=3, 0%, если тяга, создаваемая трубой, S=231 Па, расчетный расход топлива B _р=1, 05 кг/с, температура газов перед дымовой трубой θ _{д m} =182°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой α _{д m}=1, 5, средняя температура газов в трубе θ _ср=187°С, темпера­тура окружающего воздуха t _в=20°С, скорость газов на выходе из трубы w _{д m}=10 м/с, барометрическое давление воздуха h _б=97· 10³ Па и приведенная к нормальным условиям плотность воздуха ρ _в=1, 205 кг/м³.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха опреде­ляем по формуле (1.27):

V⁰=0, 089C^p+0, 226H^p+0, 033(S -O^p)=0, 089· 84, 65+0, 266· 11, 7+0, 033(0, 3-0, 3)=

=10, 62м³/кг.

Теоретический объем продуктов полного сгорания, по фор­муле (1.36),

V =0, 0187(C^P+0, 375S ) +0, 0124(9H^p+W^p)+0, 0161V ⁰=

=0, 0187(84, 65+0, 375· 0, 3)+0, 79· 10, 62+0, 8/100+0, 0124(9· 11, 7+3, 0)+0, 0161· 10, 62=11, 48 м³/кг.

Объем газов, проходящих через дымовую трубу, по формуле (2.57),

= =62, 4 м³/с.

Приведенную к нормальным условиям плотность газа находим по формуле (2.60):

=0, 33 кг/м³.

Высота дымовой трубы, по формуле (2.59),

=

=26, 5 м.

Диаметр устья дымовой трубы, по формуле (2.58),

=2, 8 м.

Задача 2.104. Определить высоту дымовой трубы котельной если тяга, создаваемая трубой, S =192 Па, температура газов на входе в дымовую трубу θ _{д m} =180°С, температура газов на выходе из дымовой трубы θ =186°С, температура окружающего воздуха t _в=20°С, приведенная к нормальным условиям плотности газа ρ _г=0, 52 кг/м³, приведенная к нормальным условиям плотность воздуха ρ _в=1, 205 кг/м3 и барометрическое давление в духа h _б=98· 10³ Па.

Ответ: Н=25 м.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: