Аэродинамический расчет газо-воздушного тракта установки

 

Аэродинамический расчет котельной установки проводится по методу, разработанному ЦКТИ, и используется для подсчета аэродинамического сопротивления газового и воздушного трактов с целью выбора тягодутьевых устройств. Полное аэродинамическое сопротивление газового тракта установки , Па, складывается из сопротивления отдельных элементов:

(3.1.)

 

где: , Па - разряжение, которое должно быть создано в топке котла, при сжигании топлива с искусственным дутьем воздуха:

=20-30 Па;

, Па - аэродинамическое сопротивление котла, определяется расчетом или может быть принято по приложению Ж;

, Па - аэродинамическое сопротивление чугунного водяного экономайзера ВТИ, может быть определено по упрощенной формуле:

, (3.2.)

 

где: W, м/с - средняя скорость продуктов сгорания в экономайзера, м/с,

m, шт - число рядов труб по ходу газа.

Численные значения этих величин принимаются из «Поверочного расчета парового котла» - тепловой расчет экономайзера.

, Па – аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя, если он присутствует в составе котлоагрегата;

, Па – аэродинамическое сопротивление золоуловителей, предназначенных для очистки продуктов сгорания от золы и твердых примесей при работе котельной на твердом топливе. Конструктивные характеристики и аэродинамические сопротивления сухих и мокрых золоуловителей приведены в [6] стр. 73-90.

- аэродинамическое сопротивление газохода и шибера при искусственной тяге не учитываются. При естественной тяге расчеты этих величин приведены в [6] стр. 32, [7].

, Па - аэродинамическое сопротивление дымовой трубы, определяется после выбора высоты и расчета трубы.

 

Расчет дымовой трубы

Высоту дымовой трубы определяют исходя из допустимой концентрации вредных выбросов в атмосферу. Методика расчета приведена в [5], стр. 462-466. Для каждого вида выбросов (золы, оксидов серы, углерода, оксидов азота) рассчитывается минимальная высота трубы. При расчете величиной фоновой концентрации можно пренебречь. Окончательно принимается расчетная высота трубы с учетом рекомендаций на стр. 466 [5].

Внутренний диаметр трубы на выходе , м., определяется по формуле:

, (3.3.)

где: V_г - расход продуктов сгорания от одного котла при , м³/м³ (м³/кг); эта величина определена в курсовой работе “Поверочный расчет парового котла”;

В^р – расчетный расход топлива, м³/с (кг/с), из курсовой рботы «Поверочный расчет парового котла»;

n - количество котлов, подключенных к трубе;

W_вых - скорость газов на выходе из трубы, м/с;

Скорость газов на выходе из дымовой трубы при искусственной тяге принимается 12÷15 м/с. Окончательно d_в выбирается по приложению М унифицированного ряда типоразмеров дымовых труб. Дымовые трубы выполняются металлическими, кирпичными или железобетонными.

Металлические трубы следует применять диаметром не более 1,0 м. Уточняется действительная скорость газов на выходе при стандартном диаметре трубы.

 

, (3.4)

где: v_{ух .}, °C - температура уходящих газов, выбранная при выполнении курсовой работы “Поверочный расчет парового котла”.

Нижний внутренний диаметр металлической трубы d_н=d_в, м, кирпичной или железобетонной трубы определяется по формуле:

, (3.5)

где Н, м - высота дымовой трубы, выбирается по приложению М для принятого стандартного диаметра d_в..

Для кирпичных и железобетонныых труб средний расчетный диаметр трубы d_cp, м, определяется по формуле:

, (3.6)

Средняя скорость продуктов сгорания W_cp, м/с, в дымовой трубе определяется по формуле:

, (3.7)

Потери давления на трение , ПА, в трубе определяются по выражению:

, (3.8)

где: - безразмерный коэффициент гидравлического трения, принимается для бетонных и кирпичных труб равным - 0.05, для металлических – 0,02.

При расчете металлических труб W_cp= W_вых., d_cp= d_в.

- плотность газового потока в трубе, кг/м³

, (3.9)

здесь - плотность газов при нормальных условиях, равная 1,3 кг/м³.

Потери давления в местных сопротивлениях Δ Р_м, Па, дымовой трубы вычисляются по формуле:

, (3.10)

где =1,0 - коэффициент местного сопротивления выхода из дымовой трубы.

Общие потери давления в дымовой трубе , Па, составят:

, (3.11)

Величина самотяги дымовой трубы , Па, вычисляется по формуле:

, (3.12)

где g = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения.

 

Выбор тягодутьевых устройств

 

По рекомендации [8] каждый котельный агрегат должен иметь дымосос и вентилятор (индивидуальные).

 

1. Выбор дымососа.

 

Производительность дымососа V_дым, м³/ч., определяется по формуле:

, (3.13)

Давление, создаваемое дымососом Р_дым, Па, определяется по формуле:

, (3.14)

По аэродинамическим характеристикам дымососов Приложение Л, по величинам давления и производительности выбирается номер дымососа.

 

2. Выбор дутьевого вентилятора.

 

Производительность вентилятора V_дв, м³/ч, вычисляется по формуле:

(3.15)

Значения величин V_o, , t_в принимают из поверочного расчета котельного агрегата.

Давление вентилятора Р_дв, Па:

, (3.16)

 

DР_гор- где потери давления в газомазутной горелке, Па. Для котлов ДЕ указаны в приложении Ж.

- потери давления в воздуховоде, Па, указаны там же.

По полученным величинам давления и производительности, по аэродинамическим характеристикам дутьевых вентиляторов выбирают его номер. Выписывают по характеристикам вентилятора производительность, давление, кПа, число оборотов, диаметр рабочего колеса. Приложение Л.

Приложение А (справочное)

Конструктивные и технологические показатели ионитных фильтров

Марка	Диаметр, мм	Площадь м^2	Высота слоя катионита, м	Объем ионитного слоя, м
ФИПа 1-0.45-0.6-Na		0,17		0,34
ФИПа 1-0.7-0.6-Na		0,38		0,8
ФИПа 1-1.0-0.6-Na		0,78		1,6
ФИПа 1-1.0-0.6-Н		0,78		1,6
ФИПа 1-1.4-0.6-Na		1,54		3,42
ФИПа 1-1.4-0.6-Н		1,54		3,42

 

Приложение Б (справочное)