Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования

5.1.Расчет высоты дымовой трубы.

Примем Н= 45 м

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru - скорость дымовых газов в оголовке трубы, рассчитывается по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Тогда внутренний диаметр трубы:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ;

где:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru - действительный объем продуктов сгорания топлива от одного работающего котла, м33, вычисляется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = 10,9 + 0,01616∙(1,3 - 1) ∙9,7 = 10,94 м3/ м3

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru - температура уходящих газов в оголовке трубы, 0С (по формуле

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =tух- Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru t=155-5=1500С ); Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru t=5 0С – табличный перепад температур, зависящий от типа дымовой трубы, принимается для кирпича.

Примем W0 =8 м/с , тогда

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru м

5.2.Сопротивление дымовой трубы. Самотяга.

1.Сопротивление дымовой трубы складывается из сопротивления трения и потери с выходной скоростью.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

где:

1) Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru - сопротивление трения в трубе, вычисляется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =7,2 Па, где:

а) Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =0,890 кг/м3,

б) Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru 0С- средняя температура газового потока на данном участке, принимается постоянной по всей длине газоходов, берется средней между значениями температуры на выходе из экономайзера и на входе в дымовую трубу.

2) Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Па, где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =1- коэффициент местного сопротивления выхода.

3) Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =7,2+28,48=35,68 Па

2.Величина самотяги для дымовой трубы вычисляется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

5.3. Сопротивления участков тракта дымовых газов.

Сопротивление газового тракта от топки котла до дымососа и от дымососа до выхода газов из дымовой трубы будет складываться из суммы сопротивлений участков (см. план компоновки котельной):

hг = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru hк + hвэк + hБ + hз + h Д.ТР – HС, Па

где:

hк – сопротивление котла принимается равным 916 Па;

hвэк – сопротивление водяного экономайзера

hвэк=nв∙w2∙ρ=20∙68∙0,890= 1139,2 Па

hБ – суммарное сопротивление боровов-газоходов котла (считается), Па;

hз– сопротивление заслонки на дымососе (принимается равным 20 Па);

h Д.ТР – сопротивление дымовой трубы (принимается равным 35,68 Па );

HС– самотяга дымовой трубы, Па;

Аэродинамическое сопротивление какого-либо участка тракта складывается из сопротивления трения и местных сопротивлений:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Па

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru сопротивление трения на отдельном участке, Па;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru местные сопротивления на участке данного газохода, Па.

Для изотермического потока (при постоянной плотности и вязкости протекающей среды) сопротивление трения определяется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru , Па

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент сопротивления трения, принимается равным 0,02

l – суммарная длина газохода – канала, м, вычисляется по чертежу, l=a+b+c+d+0,5+hвэк=25,8 м;

w – скорость протекающей среды ,принимается Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = 8 м/с;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – эквивалентный (гидравлический) диаметр, м;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – плотность протекающей среды, кг/м3.

Суммарную длину газохода-канала (борова) l измеряют от котла до дымовой трубы по чертежу.

Для расчета скорости газового потока необходимо знать: сечение борова

Fав = а∙в, м2; Эквивалентный диаметр борова подсчитывается по формуле Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ,

где F – площадь живого сечения канала, м2;

U – полный периметр сечения, омываемый протекающей средой (для цилиндрического канала dэ = d) , м.

Площадь живого сечения канала:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Тогда, a=b= Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Эквивалентный диаметр Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru 0,21 м

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =0,02* Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =69,76Па

Местные сопротивления рассчитываются по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru , Па

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент местного сопротивления, зависящий от геометрической формы участка принимается по справочнику.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент местного сопротивления, зависящий от геометрической формы участка.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =5*1,2+0,3+2,65+2,5=11,45

n- число поворотов на 90º;

ζ90- коэффициент местного сопротивления колена 90º;

ζш- коэффициент местного сопротивления шибера;

ζт- коэффициент местного сопротивления тройника;

ζд-коэффициент местного сопротивления диффузора;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =11,45* Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =69,77+326,09=395,86Па

Тогда, сопротивление газового тракта:

hг = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru hк + hвэк + hБ + hз + h Д.ТР – HС=916+1139,2+395,86+20+35,68-138,47=2368,27Па

5.4. Сопротивления участков воздушного тракта.

Суммарное сопротивление воздушного тракта hв считается по формуле

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Па

где hсл – сопротивление горелочного устройства, Па; для газообразного топлива принимаем hсл = 800 Па;

hш – сопротивление регулирующего шибера,принимается равным 50 Па.

hВВ– сопротивление отдельных элементов воздушного тракта, Па;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Сопротивление отдельных элементов воздушного тракта рассчитывается по формулам, приведенным выше как для элементов газового тракта. Основные формулы:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ; Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ;где

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – плотностьвоздуха при температуре tхв, кг/м3, вычисляется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru кг/м3;

Скорость воздуха принимается равной 8м/с, коэффициент сопротивления Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =0,02. Расчетная схема воздушного тракта:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Суммарную длину воздуховода измеряют от сетки, через которую производится забор воздуха, до горелки.

При расчете воздушного тракта расход воздуха определяется по формуле, м3

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – расчетный расход топлива, м3/с;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – теоретическое количество воздуха, м33;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент расхода воздуха в топке котла;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =20 Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – температура холодного воздуха, принимается по заданию, °С.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru м3

Сечение воздуховодов подбирается по скорости движения воздуха, для всего воздушного тракта( от сетки до горелки) принимаем , что скорость воздуха одна и та же w=7 м/c;Тогда, площадь живого сечения:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Тогда, a=b= Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Эквивалентный диаметр Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru м,

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =0,02* Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ,

Местные сопротивления рассчитываются по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru , Па

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент местного сопротивления, зависящий от геометрической формы участка принимается по справочнику.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =5*1,2+0,3+2,65+2,5=11,45

n- число поворотов на 90º;

ζ90- коэффициент местного сопротивления колена 90º;

ζш- коэффициент местного сопротивления шибера;

ζт- коэффициент местного сопротивления тройника;

ζд-коэффициент местного сопротивления диффузора;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =11,45* Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ,

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

5.5.Выбор дымососа и вентилятора.

Дымосос и вентилятор должны преодолеть суммарные сопротивления газового и воздушного трактов при соответствующих расходах дымовых газов и воздуха для одного котла.

Расчетная производительность для дымососа( вентилятора), м3

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

где :

V – расход продуктов сгорания для дымососа или расход воздуха для вентилятора, м3

При подборе дымососа расход продуктов сгорания рассчитывается по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Где : Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – присосы воздуха в газоходах за водяным экономайзером; принимается равным 0,15м33;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =141,034 °С - температура продуктов сгорания у дымососа, на выходе из экономайзера.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru =9,78– теоретическое количество воздуха,м33;С.

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – коэффициент запаса по производительности, принимается для дымососа и вентилятора равным 1,05;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – барометрическое давление в месте установки машины, 760 мм рт. ст.

Расчетное полное давление (напор) Hр, которое должен создавать дымосос (вентилятор), определяется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

где Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru 2 –коэффициент запаса по напору принимается для дымососа и вентилятора равным 1,1;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru –суммарное сопротивление газового (воздушного) тракта, Па.

В связи с тем, что напорные характеристики машин, приводимые в каталогах, составлены для работы на воздухе при абсолютном давлении 760 мм рт. ст., необходимо полное расчетное давление привести к условиям, указанным в каталоге, по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

где Hрпр –приведенный напор, Па;

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru – плотность перемещаемых газов при 0 °С и 760 мм рт. ст., кг/м3; для воздуха принимается равной 1,293 кг/м3, для продуктов сгорания принимается равной 1,35; кг/м3,

t – температура продуктов сгорания воздуха перед машиной, °С,

t= Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ;

tхар – температура, для которой в каталоге приводится напор машины (для дымососов 200°С, для вентиляторов 30°С), °С.

Мощность, потребляемая дымососом (вентилятором), определяется по формуле:

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru - КПД машины, принимается равным 83%,

Расчетная мощность электродвигателя( кВт) определяется по потребляемой

мощности с коэффициентом запаса Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Электродвигатель выбирается по мощности Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru из перечня двигателей, рекомендованных заводом- изготовителем.

1) вентилятор

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = 1,05*4,4*760/760*3600 = 16632 м3

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru ,

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

На основе расчета выбирается вентилятор дутьевого типа ВДН:

Марка вентилятора Производительность, М3 Напор при t=30 0С, кПа КПД,% Масса без двигателя, кг Тип двигателя, мощность
ВДН-10 19,60*103 3,45 4А-180М4 (30 кВт) 4А-160S6 (11 кВт)

2)дымосос

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru = 1,1*6,18*760/760*3600 = 24472,8 м3

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования - student2.ru

На основе расчета выбирается дымосос центробежный типа ДН:

Марка дымососа Произв., м3 Напор при t 0C кПа КПД,% Масса без двигателя, кг Тип двигателя, мощность
ДН-11,2 27,65*103 При 200 0C 2,76 4А-200L4(450 кВт) 4А-200M6(22 кВт)

Наши рекомендации