Сопротивление горелочного устройства

Сопротивление горелочного устройства рассчитывается по формуле: ∆hгор = ξ ∙ ½ ∙rW²,

где W – скорость воздуха в горелке: W = V4-5 / 3600∙Fгор;

Fгор – площадь по которой двигается воздух в горелке:

Fгор = ¼ ∙πd² = ¼ ∙ π ∙ 0,82² = 0,528 м²;

Тогда W =32232,768 / 3600∙0,528 = 16,961 м/с

Динамический напор: ½∙r∙W² = ½∙0‚616∙16,961² = 88,604 Па

Сопротивлениё горелки:

∆hгор = 3,1 ∙ 88,604= 274,672 Па; [5,115-116]

Сопротивление всех горелочных устройств:

∆Ргор = 4 ∙ ∆hгор = 274,672∙ 4 =1098,69 Па

Выбираем дутьевой вентилятор.

Примерное аэродинамическое сопротивление воздушного тракта котлоагрегата:

∆Pв =853,024 +1098,69=1951,714 Па.

Напор, развиваемый вентилятором:

Hв = 1,1 ∙ 1951,714=2146,88 Па =218,846 мм. вод. ст.

Используя производительность Qв =78742,125 м³/ч дутьевого вентилятора и напор Hв =218,846 мм. вод. ст., создаваемый им по сводному графику характеристик выбираем вентилятор [2,215]: выбрали дутьевой вентилятор ВДН -17.

В таблице конструктивных характеристик вентилятора находим размеры входного и выходного отверстия вентилятора [2,113]: d = 1700 мм; a = 1105 мм; b = 630 мм.

После выбора вентилятора рассчитываем потери давления на участках 1-2 и 2-2'. Пересчитав потери давления, находим истинное значение, напора, который должен создавать вентилятор.

1.11 Перерасчету частка 1-2:

Размеры входного отверстия кармана:

a = 1,8 ∙ d = 1,8 ∙ 1700 = 3060 мм;

b = 0,92 ∙ d = 0,92 ∙ 1700 = 1564 мм.

Карман присоединяется к трубе участка 1-2 с помощью диффузора(1400*1000®3060*1564).

Коэффициент ξ местного сопротивления диффузора рассчитывается как

ξдиф = φp ∙ ξвых ,

Определяем углы раскрытия диффузора:

tg a1/2=(b2-b1)/2l=(3060-1400)/2∙3000=0,27 Þ a = 30,22° ,

По углу a определяем параметр φp:

ϕp = 0,82; [2,196]

Определяем отношение Fм / Fб:

Fм / Fб = 1,4 / 3,06∙1,564 = 0‚3 , теперь по графику определяем коэффициент местного сопротивления при резком расширении – ξвых = 0,55. [2,с. 16]

Тогда ξдиф =0,82 ∙ 0,55 = 0,451.

Тогда потери давления в диффузоре:

∆Р = 0,451 ∙ 128,956 = 58,16 Па.

Потери давления во всасывающем кармане рассчитываются по скорости потока воздуха в кармане: W =74992,5 / 3600∙3,06∙1,564 = 4,352 м/с.

Коэффициент местных сопротивлений в кармане равен 0,1 [2,33].

Тогда ∆Р = 0,1 ∙ ½ ∙ 1,165 ∙ 4,352² = 1,103 Па.

Потери давления от местных сопротивлений на участке:

∆Рм.с. =51,58+ 58,16 + 1,103 = 110,843 Па.

Суммарные потери на участке:

∆Р1-2 =31,338 + 110,843 =142,181 Па.

1.12 Перерасчет участка 2-2':

Труба соединяется с выходом вентилятора посредством резкого расширения (1700*630 ® 1400*1000 мм).

Коэффициент местного сопротивления при резком расширении трубы определяется в зависимости от отношения площадей малого и большого сечений:

Fм / Fб = 1,7∙0,63 / 1,4∙1 = 0,765

Тогда коэффициент местного сопротивления: ξвых = 0‚06;

Потеря давления от местного сопротивления после вентилятора определяется по формуле:

∆Р'м.с. =Sξ ∙ ½ ∙rW², где W – скорость воздуха на выходе из вентилятора;

Скорость воздуха на выходе из вентилятора:

W= Vв /3600∙1,7∙0,63 =74992,5 / 3600∙1,7∙0,63 =19,45 м/с;

Тогда ∆Р'м.с. = 0‚06 ∙ ½ ∙ 1‚165 ∙ 19,45² = 13,221 Па

Потери давления от местных сопротивлений на участке:

∆Рм.с. = 105,744 + 13,221 = 118,965 Па.

Суммарные потери на участке

∆Р_2-2´=47,007 + 313,135 +118,965 =479,107 Па

Пересчитав потери давления на участках 1-2 и 2-2' получаем истинное значение потерь давления по воздушному тракту.

Объединим полученные результаты при расчёте потерь давления на всех участках в таблицу:

№ участка	VB, м3/ч	l, м	a*b, мм	dэ, м	W, м/с	ᶓ	∆Ртр , Па	∆Рм.с , Па	∆Р , Па
1-2	74992,5		1*1,4	0,823	14,879	0,4	31,338	110,843	142,181
2-2'	74992,5		1*1,4	0,823	14,879	0,82	47,007	118,965	479,107
2'-3	128931,075		1,8*1,25	1,475	15,917	1,39	15,871	108,464	124,335
3-4			4,5	1,25*0,9	1,046	15,917	1,07	6,714	83,494	90,208	97,575
		5,5	1*0,56	0,717	12,487		7,367		7,367
4-5				1*0,56	0,717	15,988	0,77	10,98	71,33	82,31	82,31
			1*0,56	0,717	15,988	0,5	10,98	51,647	62,627

S∆P=142,181 + 479,107 + 124,335 + 97,575 +82,31 = 925,508 Па

∆P_в= 925,508 +1098,69= 2024,198 Па

Hв = 1,1 ∙ 2024,198=2226,62,313 Па = 226,97 мм вод.ст.

Используя производительность дутьевого вентилятора Qв =78742,125 м³/ч и напор Hв =226,97 мм вод.ст.,создаваемый им,по графику аэродинамических характеристик дутьевого вентилятора ВДН-17 [2,с.29] с частотой вращения 740 об/мин находим значение КПД вентилятора: Ƞ_в=0.74

Затрачиваемая вентилятором мощность N_в, кВт, рассчитывается по формуле:

N_в= Qв∙ Hв / 3600∙ Ƞ_в ,

Где Qв – производительность вентилятора, м³/ч; Hв – напор создаваемый вентилятором, Па; Ƞ_в – КПД ветилятора,%.

N_в=78742,125∙2226,62 / 3600∙ 74 =658,14 кВт.

Аэродинамический расчёт газового тракта котлоагрегата.

Целью расчёта является подбор дымососа и дымовой трубы. Для подбора дымососа необходимо знать его производительность Qд и создаваемое насосом давление Hд.

Производительность дымососа определяется по формуле:

Qд = β1 ∙ Vд.г., м³/ч [1,9]

где β1– коэффициент запаса по производительности β1 = 1,05;

Vд.г. – объём дымовых газов, удаляемых дымососом из котлоагрегата, м³/ч

Vд.г. = Bр ∙ Vух ∙ (273 + Jух) / 273, м³/ч [1,9]

где Вр – расчётный расход топлива на котлоагрегат, кг/ч;

Vух – объём уходящих газов, м³/м³ или м³/кг;

Jух – температура уходящих из котлоагрегата газов, °С.

Величины Bр ,Vух, Jух беруться из теплового расчёта.

Объём дымовых газов, удаляемых дымососом:

Vд.г. = 13650 ∙ 7,8∙ (273 + 130) / 273 = 157170 м³/ч,

Тогда производительность дымососа равна:

Qд = 1,05 ∙157170 = 165028,5 м³/ч.

Давление, создаваемое дымососом определяется по формуле:

Hд = β2 ∙ k2 ∙ ∆Pк.а. [1,9]

где β2 – коэффициент запаса по расходу β2 = 1,1;

k2 – коэффициент, учитывающий отличия условия работы дымососа от условий, для которых составлена аэродинамическая характеристика дымососа;

k2 = (273 +Jух ) / (273 + tхар), где tхар = 100°С – температура дымовых газов, для которой составлена характеристика дымососа [2], тогда

k2 = (273 + 135) / (273 + 100) = 1,08043;

∆Pк.а. – потери давления по газовому тракту котлоагрегата;

∆Pк.а. = ∆Pк + ∆Pп/п + ∆Pв.эк. + ∆Pв/п + ∆Pг/х +∆Pд.тр. + ∆Pс/т , Па

где ∆Pк – аэродинамическое сопротивление самого котла, Па;

∆Pп/п – аэродинамическое сопротивление пароперегревателя, Па;

∆Pв.эк. – аэродинамическое сопротивление водяного экономайзера, Па;

∆Pв/п – аэродинамическое сопротивление воздухоподогревателя, Па;

∆Pг/х – аэродинамическое сопротивление газоходов, соединяющих котёл с хвостовыми поверхностями нагрева, а также дымосос и дымовую трубу между собой, Па;

∆Pд.тр.– аэродинамическое сопротивление дымовой трубы, Па;

∆Pс/т – самотяга развиваемая дымовой трубой, Па;