General Terms of Sale DAF Trucks Rus LLC;pdf

Министерство образования и науки Российской ФедерацииТюменская государственная архитектурно-строительная академия
Кафедра ПТ
Методические указания
к курсовому проекту: "Промышленная котельная с паровыми котлами"
для студентов очного отделения специальности 140104
«Промышленная теплоэнергетика»
Часть III: Аэродинамический расчет котельной установки
Тюмень-2004
Методическое пособие к курсовому проекту «Промышленная котельная с паровыми
котлами» для студентов очного отделения специальности 140104 «Промышленная
теплоэнергетика» по дисциплине «Котельные установки и парогенераторы» - 3 курс, 6 семестр,
Тюмень, ТюмГАСА, 2004г.,
Рецензент _________________
Составил:__________________ доцент кафедры ПТ Погорельцев Е.Г.
Учебно-метедический материал утвержден на заседании кафедры:
Протокол №_____от «__»__________2004г.
Учебно-метедический материал утвержден УМС академии:
Пртокол №____от «__»____________2004г.
2
Содержание
Введение
1. Расчет топки и котельного пучка
2. Расчет газоходов
3. Расчет водяного экономайзера
4. Расчет и выбор золоуловителя
5. Расчет высоты и аэродинамического сопротивления дымовой трубы
6. Выбор дымососа и электродвигателя к нему
7. Расчет воздушного тракта, выбор дутьевого вентилятора и электродвигателя к нему
8. Список использованной литературы
3
4
4
6
12
13
14
17
17
18
Введение
Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки является частью курсового
проекта. Такой расчет позволяет определить гидродинамическое сопротивление газового и
воздушного трактов и выбрать соответствующие дымососы и дутьевые вентиляторы для
перемещения газовых и воздушных масс.
В аэродинамический расчѐт входят:
1. Расчет топки и котельного пучка;
2. Расчѐт газоходов;
3. Расчѐт водяного экономайзера;
4. Расчѐт и выбор золоуловителя;
5. Расчѐт дымовой трубы;
6. Выбор дымососа и электродвигателя к нему;
7. Расчѐт воздушного тракта, выбор дутьевого вентилятора и электродвигателя к нему.
Движение продуктов сгорания и воздуха рассматривается как движение вязких жидкостей,
имеющих турбулентный характер и происходящих при изменении температуры. При движении
продуктов сгорания, обладающих вязкостью, возникает сопротивление, препятствующее их
движению. На преодоление этих сопротивлений затрачивается часть энергии, которой обладает
движущийся поток жидкости. Возникает сопротивлении, обусловленное силами трения
движущегося потока о стенки канала и возрастают внутренние трения в потоке, при появлении на
его пути различных препятствий. При скорости дымовых газов менее 10-12 м/с сопротивлением
трения можно пренебречь и учитывать только местные сопротивления участков газовоздушного
тракта.
1. Расчет топки и котельного пучка.
Схема для расчета аэродинамического сопротивления котлов типа КЕ:
А
В
t
Е
F
'
Т
t
С
''
КП
D
Рис.2. Схема газовых потоков в теплогенераторе КЕ
Условно будем считать, что газовые потоки движутся с поворотами по линии АВСDEF.
Шаг труб пучка вдоль оси барабана SВД = 0,090 м.
Шаг труб пучка поперек оси барабана SПОП =0,110 м.
Наружный диаметр труб dH = 0.051 м.
Шаг труб поперек потока газа S1 , м.
Шаг труб вдоль потока газа S2 , м.
Аэродинамическое сопротивление котла:
hТГ
hT
hКП , Па.
Здесь hT - сопротивление топки. Принимают hT =10-30 Па,
hКП - сопротивление котельного пучка, Па:
2
hКП
i
2
Коэффициент запаса К = 1,15.
4
К , Па
Сумма коэффициентов местных сопротивлений включает учет поворотов потока газов и
сопротивление пучка труб на линиях ВС, CD, и DЕ
i
90
180
90
BC
CD
DE
2
90
180
2
BC
CD
.
Примем, что 90 1, 180 2 .
Линия ВС (DE) – движение газа поперек оси барабана.
Коэффициент сопротивления при движении газа вдоль линии ВС (DE)
ВС
0 z BC ,
где zВС - число рядов труб вдоль линии ВС.
Коэффициент 0 зависит от геометрии взаимного расположения труб в пучке и режима течения
потока газов. В данном случае шаг труб поперек потока газа
S1
S1 = SВД = 0,090 м
1
dН
А шаг труб вдоль потока газов
S2
S2 = SПОП = 0,110 м
2
dН
2
Для 1 2
Re 0.2 ,
0
1
1
где число Рейнольдса Re
dH
. Средняя скорость потока
, м/с, и кинематическая вязкость
, м2/с, при средней температуре потока берутся из теплового расчета котельного пучка.
Линия CD – движение газа вдоль оси барабана.
Здесь
СD
0 z CD ,
где zСD - число рядов труб вдоль линии СD.
В данном случае
S1
S1 = SПОП = 0,110 м
1
dН
S2
S2 = SВД = 0,090 м
2
dН
S1 d H
1
S2 d H
Для
0, 2
0,38
1
2
0
1
1
Re
0,94
0 , 59
Средняя плотность газов в котельном пучке определяется температурой потока газов t cр , которую
берут из теплового расчета котельного пучка, а также массой и объемом газов для нормальных
условий (смотри таблицу для котельного пучка)
г
G г Vг
КП
273
, кг/м3
273 t ср
Аналогично строят схему потоков газов в теплогенераторах типа ДЕ и проводят расчет с учетом
геометрии взаимного расположения труб в пучке и направления движения потока газов.
5
2. Расчёт газоходов
Схема газового тракта
участок
участок
1,5 м
7м
участок
1м
4м
500
550
3000
в
а
вэ
500
1200
зл
д
500
1000
с
d
1000
дт
600
зл
д
1500
1300
1000
470
Для удобства и упрощения расчетов газовый тракт разбивают на участки:
I участок – соединяет котельный пучок с водяным экономайзером;
II участок – соединяет водяной экономайзер с золоуловителем;
III участок – соединяет золоуловитель с дымососом;
IV участок – соединяет дымосос с кирпичным газоходом;
V участок – кирпичный газоход.
Следует учитывать, что участки могут состоять из подучастков.
Местное сопротивление участков газохода:
2
hгзх
, Па
2
i - сумма коэффициентов местных сопротивлений на всем участке;
, кг/м3 – средняя плотность дымовых газов на участке;
, м/с – гидродинамическая скорость.
Плотность дымовых газов на участке:
273
, кг/м3
о
273 t г
3
, где о, кг/м – плотность дымовых газов при нормальных условиях (0оС, 760 мм рт. ст.), t г средняя температура газов на участке.
Для I участка:
G
, кг/м3; t г t кп , оС
о
V кп
i
6
Для участков II-V:
G
V
о
t ух , оС
, кг/м3; t г
вэ
Для водяного экономайзера:
t вх t вых о
G
, кг/м3; t г
, С
2
V вэ
Коэффициенты местных сопротивлений учитывают местные сопротивления участков
газохода: повороты потока, сужения, расширения и т.д.
о
Поворот потока на:
45о
90о
135о
180о
0,5
1
0,5
2
Сужения, расширения:
1. Внезапное расширение:
2
Fб
1 ,
Fм
где Fб и Fм (м2) – большая и меньшая площади поперечных сечений участка расширения.
2. Внезапное сужение:
вн
расш
вн
суж
Fм
0,51 1
Fб
3
4
,
3. Плавное сужение, расширение:
суж, расш
к
вн
суж, расш
; к=f( )
l 2 l1
2
2 l
2
где l, l1, l2 – геометрические размеры участка местного сопротивления, к – коэффициент,
зависящий от величины угла при вершине участка местного сопротивления:
tg
к
10о
0,17
15о
0,27
20о
0,4
25о
0,6
30о
0,85
35о
0,93
>45о
1,0
Гидродинамическая скорость дымовых газов на участке зависит от живого сечения участка
газохода и объемного расхода продуктов сгорания:
Vд
, м/с
w
Fж
где Vд, м3/с – объемный расход продуктов сгорания, Fж, м2 – живое сечение участка газохода.
Для определения площади живого сечения сложного участка газохода, его необходимо разбить на
подучастки:
l1 l 2 ..... l n
l
Fж
, м2
n
ln
i1
l2
li
.....
F1 F2
Fn
i 1 Fi
где l1, l2, ln – длины подучастков, м; F1, F2, Fn – площади их живого сечения, м2.
Если длины подучастков одинаковы или приняты таковыми, тогда:
n
, м2
Fж
1
1
1
.....
F1 F2
Fn
где n – число подучастков.
7
Объемный расход продуктов сгорания на I участке:
273 t кп
VдI В р Vкп
, м3/с
273
где Вр, кг/с – расчетный расход топлива, Vкп, м3/кг – объем дымовых газов в котельном пучке.
Объемный расход продуктов сгорания в водяном экономайзере:
273 t г
Vдвэ В р Vвэ
, м3/с
273
где Vвэ, м3/кг – объем дымовых газов в водяном экономайзере.
Объемный расход продуктов сгорания на II участке:
273 t ух
о
VдII В р (Vвэ
, м3/с
м l II V в )
273
где
м=0,001/м– величина присосов холодного воздуха в металлические газоходы на 1 метр
длины, lII, м – длина II участка газохода, Vво, м3/кг - .теоретический объем воздуха.
Объемный расход продуктов сгорания на III участке:
273 t ух
о
VдIII В р (Vвэ
(
l
l
)
V
)
, м3/с
м
II
III
в
273
где lIII, м – длина III участка газохода.
Объемный расход продуктов сгорания на IV участке:
273 t ух
VдIV В р (Vвэ
l III l IV ) Vво )
, м3/с
м (l II
273
где lIV, м – длина IV участка газохода.
Объемный расход продуктов сгорания на V участке:
273 t ух
о
VдV В р (Vвэ [ м (l II l III l IV )
, м3/с
к lV ] V в )
273
где lV, м – длина V участка (кирпичного газохода),
к=0,005/м – величина присосов холодного
воздуха в кирпичные газоходы на 1 метр длины.
I участок.
Главный вид
Вид сверху
1,5 м
с
d
в
а
1500
1. Плотность газов:
G
V
2. Коэффициенты местных сопротивлений:
I
кп
273
, кг / м 3 ;
''
273 t КП
135
РАСШ
к
РАСШ
FБ
FМ
ВН
РАСШ
8
ВН
РАСШ
;
;
2
1 ;
b d , м 2 ; FМ
FБ
к
tg
f
а с, м 2 ;
;
d c
2 l
2
;
По таблице принимаем к;
3. Живое сечение:
FЖ
n
1
F1
F1 ; где n - количество подучастков.
а с
F1
в d
2
м2 ;
4. Гидродинамическая скорость:
VдI
,м/с;
FЖ
WI
5. Местное сопротивление:
h ГЗХI
W I2
, Па ;
2
II участок.
I
Главный вид
Вид сверху
1000
500
500
1000
500
1. Плотность газов:
G
273
V вэ 273 tУХ
2. Коэффициенты местных сопротивлений:
II
2
90
к
СУЖ
ВН
СУЖ
FБ
ух
0,51 1
СУЖ
ВН
СУЖ
K
tg
2
f
d 1
2 l
По таблице принимаем коэффициент к;
9
;
;
3
FМ
FБ
0,5 d ; FМ
, кг / м3 ;
4
;
0,5 1 ;
;

;
3. Живое сечение:
FЖ
F1
2
1
F1
0,5 d
, м2 ;
1
F2
0,5 1
, м2 ;
2
0,5 1 0,5м2 ;
F2
4. Гидродинамическая скорость:
V gII
W II
FЖ
,м/с;
5. Местное сопротивление:
h ГЗХII
Главный вид
WII2
, Па ;
2
III участок.
Вид сверху
II
4м
550
1000
3000
1200
д
д
1. Плотность газов:
III
ух
2. Коэффициенты местных сопротивлений:
2
СУЖ
;
2
FБ
FМ
1,2 1 1,2 м2; FМ
1 0,6
tg
2
2 3
K
СУЖ
ВН
СУЖ
FБ
ВН
РАСШ
90
ВН
РАСШ
FБ
, кг / м3 ;
1 ;
0,55 1 0,55 м2;
K;
ВН
СУЖ
;
3
FМ
0,51 1
FБ
0,6 1,2 0,72 м2; FМ
4
;
1,2 1 1,2 ;м2
3. Живое сечение:
F1
2
, м2 ;
1
1
F1 F2
1,2 1 0,6 1,2 2
, м ; F2 0,55 1, м 2 ;
2
FЖ
4. Гидродинамическая скорость:
WIII
VдIII
,м/с;
FЖ
10
600
5. Местное сопротивление:
III
h ГЗХIII
WIII2
, Па ;
2
IV участок.
Главный вид
Вид сверху
1300
470
625
800
1. Плотность газов:
IV
ух
, кг / м 3 ;
2. Коэффициенты местных сопротивлений:
ВН
РАСШ
K
ВН
РАСШ
FБ
FБ
FМ
;
2
1 ;
1,3 0,8 1,04 , м2; FМ 0,625 0,47 0,294 м2;
1,3 0,625
tg
K;
2
2 1
3. Живое сечение:
FЖ
0,625 0,47 1,3 0,8 2
,м ;
2
4. Гидродинамическая скорость:
WIV
VдIV
,м/с ;
FЖ
5. Местное сопротивление:
h ГЗХIV
WIV2
, Па ;
2
V участок.
IV
1300
дт
1300
800
11
1. Плотность газов:
V
ух
, кг / м 3 ;
2. Коэффициенты местных сопротивлений:
3
ВН
РАСШ
135
FБ
FМ
ВН
РАСШ
1 ;
1,5 1,3 1,95 м2; FМ
FБ
;
2
1,3 0,8 1,04 м2;
3. Живое сечение:
0,8 1,3 1,04 м2 ;
FЖ
4. Гидродинамическая скорость:
VдV
,м/с ;
FЖ
WV
5. Местное сопротивление:
V
h ГЗХV
WV2
, Па ;
2
Аэродинамическое сопротивление газоходов:
hгзх
hгзхI
hгзхII
hгзхIII
hгзхIV
hгзхV , Па
3. Расчет водяного экономайзера.
Схема водяного экономайзера
эк
Сопротивление труб водяного экономайзера рассматривается как местное сопротивление:
W2
hЭК
К , Па ;
2
K 1,4 - коэффициент запаса;
ЭК
2
90
ЭК
;
0,5 Z 2 ;
где Z 2 - число рядов труб водяного экономайзера;
G
273
;
V ВЭ 273 t г
t кп tУХ 
tг
, С;
2
Гидродинамическая скорость дымовых газов определена в разделе тепловой расчет и
конструирование водяного экономайзера.
ЭК
12
4. Расчет и выбор золоуловителя.
Для отчистки выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания и защиты рабочих колес
дымососов от уноса (летучей золы и частиц несгоревшего топлива) в промышленных и
отопительных котельных при сжигании твердого топлива устанавливаются золоуловители.
Качество работы золоуловителя принято характеризовать полным и фракционным КПД.
Полным КПД золоуловителя называют отношение массы уноса, уловленного в золоуловителе, к
массе входящего в него уноса. Фракционным КПД золоуловителя называется отношение
уловленного уноса определенной фракции к массе уноса той же фракции, поступившей в
золоуловитель. Полный КПД позволяет судить об эффективности отчистки продуктов сгорания от
уноса определенного фракционного состава в данной конструкции золоуловителя. Фракционный
КПД характеризует степень совершенства данной конструкции золоуловителя.
Все конструкции золоуловителей, применяемых для улавливания уноса, по принципу их
работы можно разбить на следующие группы: сухие инерционные золоуловители, мокрые
золоуловители, электрофильтры и комбинированные золоуловители. В сухих инерционных
золоуловителях отделение частиц уноса от продуктов сгорания происходит за счет центробежных
или инерционных сил. В мокрых золоуловителях частицы уноса отделяются путем промывки или
орошения продуктов сгорания водой и осаждения частиц на смачиваемую поверхность, а также
улавливанием частиц на водяной пленке. В электрофильтрах улавливание частиц происходит
путем осаждения их на электроды под действием электрического поля. В комбинированных
золоуловителях сочетаются различные методы.
Из различных конструкций инерционных золоуловителей в промышленных и отопительных
котельных применяют циклоны и батарейные циклоны. Очистка продуктов сгорания в циклоне
происходит за счет центробежной силы, развивающейся при сообщении потоку сложного
вращательного и поступательного движения.
Схема циклона
1
Очищенный
газ
2
Неочищенный
газ
3
4
5
6
7
1234567-
отвод продуктов сгорания,
винтообразная крышка,
центральный патрубок,
корпус циклона,
выпускное отверстие,
бункер,
устройство для удаления золы.
13
Золоуловитель устанавливается, если выполняется условие:
N В р А р 1,4
где Вр, кг/с – расчетный расход топлива; Ар, % - зольность топлива в рабочем состоянии.
В качестве золоуловителя принимается стандартный блок циклонов по справочнику []
стр.344, таблица №11.9 в зависимости от расхода дымовых газов на II участке (VдII, м3/с или тыс.
м3/час). При выборе золоуловителя необходимо указать его основные характеристика, а также
конструктивные особенности и габаритные размеры.
Следует учитывать, что табличное значение аэродинамического сопротивления
золоуловителя ( hтабл) указано при стандартных условиях (Vтабл и tгазов=150 оС). Для того, чтобы
найти сопротивление золоуловителя для своих условий (VдII, м3/с и tух, оС) необходимо
воспользоваться формулой:
hзл
hтабл
VдII
Vтабл
2
273 150
, Па
273 t ух
5. Расчет высоты и аэродинамического сопротивления дымовой трубы
В современных теплогенерирующих установках дымовая труба потеряла свою роль
основного создателя тяги, которую теперь выполняет дымосос, хотя самотяга трубы и уменьшает
требуемое полное давление, создаваемое дымососом. Сейчас дымовая труба играет роль
рассеивающего устройства, которое уменьшает концентрацию вредных выбросов до санитарных
норм в приземном, на уровне роста человека, слое.
Ниже приведена методика определения высоты дымовой трубы в соответствии с
санитарными нормами. Минимальная высота трубы принимается 30 м, чтобы уменьшить вредные
выбросы около близко стоящих современных зданий.
Из моделей точечного источника и приземной атмосферы выводится следующая формула
для определения высоты трубы по спанитарным соображениям (фоновое загрязнение атмосферы
на данном этапе учитывать не будем):
A F M m n
H
, м,
1
ПДК V Д Т 3
где А , сек2/3мг/К1/3 - коэффициент, связанный с вертикальным и горизонтальным перемешиванием
атмосферного воздуха из-за температурной неоднородности атмосферы; для Сибири А=200;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных частиц в
атмосферном воздухе: для газообразных веществ при сжигании любого топлива F=1, для частиц
золы и пыли, если КПД золоуловителя 90% F=2,5, а если КПД 90%, то F=2;
М, г/сек – количество данного вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу;
m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выброса газовоздушной смеси из
устья трубы;
ПДК, мг/м3 – предельно допустимая концентрация вредного вещества, лимитирующая
чистоту воздушного бассейна;
VД, м3/сек – суммарный расход дымовых газов всех теплогенераторов при установке одной
трубы на все котлы;
Т, оС – разность между температурой выбрасываемых газов (обычно температура уходящих
газов, tух, оС) и средней температурой воздуха tв, оС, под которой понимают среднюю температуру
самого жаркого месяца года в полдень (см. СниП климатологии).
Коэффициент т определяется следующим образом:
1
m
0,67 0,1 f 0,34 f
Где
2/3
1,33 10 3 вых
V Д1 / 2
f
Н2 Т
14
Здесь вых , м/сек - скорость выхода газов из устья трубы. Для оценки f рекомендуется
принять вых =15-20 м/сек, Н=30м. если в результате расчета величина Н будет отличаться от
предварительно принятой в высшую сторону более, чем на 5 м, то весь расчет следует уточнить.
Коэффициент п зависит от параметра Vм следующим образом:
1/ 3
VД Т
n 0,65
Н
VД
V ДЫМ nT , м3/сек
Где nT - число теплогенераторов;
V ДЫМ , м3/сек - расход газов одного котла после конвективного пучка перед дымососом. Этот
расход определяют по результатам теплового расчета котла:
273 t ух
о
V ДЫМ В Р V КП
, м3/сек
КП V В
273
где ВР , кг(м3)/сек - расчетный расход топлива;
VКП, м3/кг(м3) - обьем газов в конвективном пучке;
КП , доли - присосы воздуха в конвективном пучке;
о
V В , м3/кг(м3) - теоретический объем воздуха.
n = 3, если Vм 0,3
1/ 2
n = 3 - Vм 0,3 4,36 Vм
, если 0,3 Vм 2
n = 1, если Vм 2.
Количество выбрасываемой в атмосферу золы при сжигании твердого топлива
QР
Р
М зл 10 А
q4
ВР а ун 1 зл nT , г/сек
32,7
Где А Р , % - количество минеральных примесей в топливе,
q 4 , % - механический недожог,
QНР , МДж/кг - теплота сгорания топлива,
аун, доли - доля уносимой с газом золы,
зл , доли - КПД золоуловителя,
Т , шт., - число теплогенераторов.
Количество выбрасываемого в воздух сернистого газа при сжигании любого топлива:
'
М SO2 20 S Р ВР 1 SO
T , г/сек,
2
где S Р , % - количество летучей золы в топливе,
'
SO2 , доли - доля сернистого газа, поглощаемого в газоходах золой топлива: для канскоачинских =0,2, для экибастузских =0,02, для всех остальных углей =0,10.
Количество выбрасываемых в атмосферу окислов азота, приведенных к NO2:
q4
М NO 2 0,034 К ВР Q 1
1
T , г/сек,
100
где К - коэффициент, характеризующий выход окисло азота в зависимости от условий сжигания.
Для водогрейных котлов с теплопроизводительностью Q, Гкал/час, К=2,5.Q/(20+ Q);
коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота содержащегося в топливе
1
азота. Для природного газа 1 =0,85; для мазута 1 =0,8; для твердого топлива при
NГ 1%
Г
Г
Г
2% 1 =1,4.
1 =0,55, при N = 1 – 1,4%
1 =0,70, при N = 1,4 – 2,0%
1 =1,0, при N
Среднесуточные ПДК, утвержденные Минздравом РФ, следующие: для золы
ПДКзл=0,5мг/м3, для сернистого газа ПДКSO2 =0,5 мг/м3, для двуокиси азота ПДК NO2=0.085 мг/м3.
Учитывается совместное действие вредных веществ согласно условию
С SO2
С SO2
1
ПДК NO 2 ПДК SO2
15
Где С - концентрации i-того вещества в атмосфере.
Количество газообразных выбросов суммируется и приводится к выбросам сернистого
ангидрида по формуле:
ПДК SO2
М ГАЗ М SO2
М NO 2 , г/сек
ПДК NO 2
Прежде чем рассчитывать высоту трубы по основной формуле, подсчитывает комплексе для
золы Fзл.Мзл/ПДКзл и для газов Fгаз.Мгаз/ПДКгаз. Расчет ведут по большему комплексу (обратить
внимание на правильное определение коэффициента F: для газов F = 1 при сжигании любого
топлива).
Если высота трубы оказалась меньше предварительно заданных 30 м, то оставляют высоту
трубы равной 30 м. если рассчитанная высота трубы Н превосходит более чем на 5 м
предварительно заданную высоту, то расчет уточняют. Новую высоту трубы Н находят по
формуле
m1 n1
, м,
Н1 Н
m n
где коэффициенты m1 и n1 вновь находят для полученной в расчете высоты H , а коэффициенты m
и n получены ранее для высоты 30 м.
В соответствии со СНиП II-35-76 следует выбирать дымовую трубу из кирпича или
железобетона из следующего ряда диаметров выходного отверстия:1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м и т.д.
Высота дымовых труб должна приниматься 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 и 180 м. Минимальный
диаметр выходных отверстий кирпичных труб 1,2 м, монолитных железобетонных – 3,6 м.
Рекомендуемая скорость выхода газов из устья трубы dвых для труб с высотой до 45 м – (15-20)
м\сек, а при высоте более 45 м –(20-25) м/сек.
Аэродинамическое сопротивление конических кирпичных и железобетонных труб есть
сумма сопротивления трения прямой конической части и местного сопротивления устья из-за
изменения сечения потока газов в момент выхода его в атмосферу:
h ДТ hТР hвых , Па,
причем сопротивление трения есть
2
0,004 г вых
hТР
, Па,
i
2
где i = 0,02 – средний уклон внутренней части трубы,
3
г
ух , кг/м – плотность газов за конвективным пучком, приближенно
г
1,300
273
, кг/м3
273 t ух
, м/сек – скорость выхода газов через устье трубы,
а местное сопротивление
вых
hвых
г
2
вых
, Па
2
1,1 коэффициент местного сопротивления устья трубы.
где
Рассчитываем сопротивление, приняв диаметр устья трубы из рекомендуемого ряда
значений и уточнив скорость выхода газов из устья трубы:
VД
, м/сек
вых
2
d вых
4
Самотяга дымовой трубы определяется по формуле
hc H g 1,21
ух , Па
где Н, м – рассчитанная геометрическая высота трубы,
g , м/с2 – ускорение свободного падения,
1,21, кг/м3 – плотность воздуха при 20 оС,
3
ух , кг/м – плотность дымовых при температуре уходящих газов.
16
6. Выбор дымососа и электродвигателя к нему.
Вентиляторы, предназначенные для удаления продуктов сгорания и преодоления
сопротивлений газового тракта котельной установки, называются дымососами.
В качестве дымососов и вентиляторов для промышленных паровых и водогрейных котлов
применяются центробежные машины, которые бывают одностороннего и двустороннего
всасывания.
Обозначение типа дымососа и вентилятора принято производить в зависимости от его
аэродинамической схемы. Первая цифра в обозначении указывает относительный диаметр входа
машины. Под этой величиной понимают отношение диаметра входного отверстия в диске
рабочего колеса к наружному диаметру рабочего колеса. Вторая цифра обозначает угол лопаток на
выходе с рабочего колеса. Номер машины соответствует диаметру рабочего колеса в дециметрах.
Основными величинами, характеризующими работу - вентилятора (дымососа), являются:
производительность (м3/с или м3/ч), полный напор (Па), потребляемая электродвигателем
мощность (кВт), частота вращения (об/мин) и КПД по полному напору (%).
Производительность и полный напор дымососа (вентилятора) связаны между собой
зависимостью, называемой напорной характеристикой. Каждая машина в зависимости от ее
аэродинамической схемы при постоянной скорости вращения имеет свою напорную
характеристику, определяемую экспериментально. Напорные характеристики машин приводятся в
каталогах заводов-изготовителей.
Для выбора дымососа необходимо знать приведѐнное полное давление газового тракта и
приведѐнный расход дымососа:
273 tУХ
hПРИВ
hТГУ
, Па ;
2
273 t ЗАВ
где 2 1,1 - коэффициент запаса для сопротивления;
t ЗАВ 100 С - температура газов при которой производят испытания дымососа, для
определения технических характеристик;
hТГУ
hТ
hКП
hЭК
hЗЛ
hГЗХ
hДТ
hС , Па ;
VПРИВ
1
VgIII
273 tУХ
, м3 / с ;
273 t ЗАВ
где 1 1,05 - коэффициент запаса;
Дымосос выбирают по [2] стр. 411 таблица 14.4. Необходимо привести характеристики
выбранного дымососа.
Мощность электродвигателя дымососа:
VПРИВ hПРИВ
N ДЫМ
, Вт ;
3
ДЫМ
N ДЫМ
1,1
5,86 1602
0,83
12441,1Вт ;
где 3 1,1 - коэффициент запаса;
Выбор электродвигателя производится по ближайшей большей мощности и синхронной
частоте вращения 1000 об/мин из [2] стр143 таблица 5.28. Необходимо привести характеристики
выбранного электродвигателя.
7. Расчёт воздушного тракта, выбор дутьевого вентилятора
и электродвигателя к нему
Обычно сопротивление воздушного тракта рассчитывается по методике той же, что и для
газового тракта. В рамках курсового проекта допускается применять упрощенную методику.
Дутьевой вентилятор должен преодолевать сопротивление воздуховодов и горящего слоя угля на
решетке. Для выбора дутьевого вентилятора необходимо знать приведенное сопротивление
воздушного тракта и приведенный расход холодного воздуха.
17
Приведѐнное сопротивление:
ВОЗД
hПР
2
hВОЗД .ТР , Па ;
hВОЗД .ТР 1,5 hТ , Па ;
Приведѐнная производительность вентилятора:
ВЕН
3
VПРИВ
1 V Х . В. , м / с ;
где 1 1,1 - коэффициент запаса;
Расход холодного воздуха:
t Х .В. 273
VХ .В. ВР VВО Т
, м/с ;
Т
ВОЗД
273
0,1 - присос воздуха в топочную камеру;
где
Т
0,1 - присос воздуха в воздуховод;
ВОЗД
Дутьевой вентилятор выбирают по [2] стр. 406 таблица 14.1. Необходимо привести
характеристики выбранного вентилятора.
Мощность вентилятора:
ВЕН
ВЕН
VПРИВ
hПРИВ
N ВЕН
, Вт ;
3
ВЕН
где 3 1,1 - коэффициент запаса;
Выбор электродвигателя производится по ближайшей большей мощности и синхронной
частоте вращения 1000 об/мин из [2] стр143 таблица 5.28. Необходимо привести характеристики
выбранного электродвигателя.
Литература:
1. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. –
М.: энергостойиздат, 1984.
2. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой
производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
18