Industrijska toplotna in elektroenergetika

Tečajna naloga

Tema: "Aerodinamični izračun kotlovnic"

Naloga za tečajno delo "Aerodinamični izračun kotlovnic"

	Ime stolpca	Imenovanje	Pomen	Enota S I
	Poraba goriva
	Teoretična poraba goriva
	Prostornina dimnih plinov na izhodu iz peči
	Prostornina dimnih plinov pred grelnikom zraka
	Prostornina dimnih plinov po grelniku zraka
	Temperatura dimnih plinov pred pregrelnikom
	Temperatura dimnih plinov pred ekonomizatorjem
	Temperatura dimnih plinov pred grelnikom zraka
	Temperatura dimnih plinov
	Sesanje zraka v kurišču
	Uhajanje zraka iz grelnika zraka
	Koeficient presežka zraka v peči
	Povprečna hitrost zraka
	Povprečna hitrost dimnih plinov
	Temperatura hladnega zraka
	Temperatura ogrevanega zraka
	Faktor varnosti delovanja

Uvod

Namen tega tečajno delo je aerodinamični izračun kotlovnice. Za organizacijo zgorevalnega procesa so kotlovne enote opremljene z vlečnimi napravami: ventilatorji, ki dovajajo zrak v kurišče, odvod dima za odvajanje dimnih plinov iz kotla, kot tudi dimnik, ki je praviloma nameščen za vse kotlovne enote. Sodobne kotlovne enote imajo individualne odvode dima in puhala.

Za izbiro vlečnih naprav se izvede aerodinamični izračun kotlovne enote, ki je sestavljen iz dveh delov. Najprej se izračuna zračna pot kotlovne enote. Po tem izračunu se izvede izbira puhala. Drugi del vključuje izračun plinske poti. Glavna naloga tega izračuna je izbira odvoda dima in dimnika.

Izhodiščni podatki za izvedbo aerodinamičnega izračuna so rezultati termičnega izračuna, ki je pred aerodinamičnim izračunom.

1. Teoretični del

Kotlovnica je sklop naprav, ki se nahajajo v posebnih prostorih in se uporabljajo za pretvorbo kemične energije goriva v toplotno energijo pare oz. topla voda. Vsaka kotlovska instalacija je sestavljena iz posameznih elementov - naprav. Nekatere naprave so osnovne in kotlovnica brez njih ne more delovati, druge lahko imenujemo dodatne in brez njih bo naprava delovala, vendar z večjo porabo goriva in posledično z nižjo učinkovitostjo; spet drugi so mehanizmi in naprave, ki opravljajo pomožne funkcije.

Glavni elementi kotlovnice vključujejo:

· kotli, napolnjeni z vodo in ogrevani s toploto iz zgorevanja.

Kotel je naprava za izmenjavo toplote, v kateri se toplota iz vročih produktov zgorevanja prenaša na vodo. Zaradi tega se voda v parnih kotlih pretvori v paro, v toplovodnih kotlih pa segreje na zahtevano temperaturo.

· peči, v katerih se kuri in segreva gorivo visoke temperature dimni plini.

Kurilna naprava se uporablja za zgorevanje goriva in pretvarjanje njegove kemične energije v toploto segretih plinov. Napajalne naprave (črpalke, injektorji) so namenjene dovajanju vode v kotel.

· dimne cevi, skozi katere se gibljejo dimni plini in v stiku s stenami kotla oddajajo svojo toploto slednjim;

· dimniki, s pomočjo katerih se dimni plini premikajo skozi dimnike in se nato po ohlajanju odvajajo v ozračje.

brez našteti elementi Tudi najpreprostejša namestitev kotla ne more delovati.

Pomožni elementi kotlovnice vključujejo:

· naprave za vračanje goriva in pripravo prahu;

· zbiralniki pepela, ki se uporabljajo pri kurjenju na trda goriva in so namenjeni čiščenju izpušnih dimnih plinov in izboljšanju stanja atmosferski zrak v bližini kotlovnice;

· puhala, potrebna za dovod zraka v kurišče kotla;

· ventilatorji za odvod dima, ki povečajo vlek in s tem zmanjšajo velikost dimnika;

· napajalne naprave (črpalke), potrebne za dovajanje vode v kotle;

· naprave za čiščenje napajalne vode, ki preprečujejo nastajanje vodnega kamna v kotlih in njihovo korozijo;

· vodni ekonomizator se uporablja za ogrevanje napajalne vode pred vstopom v kotel;

· grelnik zraka je namenjen segrevanju zraka pred vstopom v peč z vročimi plini, ki zapuščajo kotlovsko enoto;

· termoregulacijske naprave in oprema za avtomatizacijo, ki zagotavljajo normalno in nemoteno delovanje vseh delov kotlovnice.

Kotlovske instalacije glede na vrsto porabnika delimo na energetske, proizvodne in ogrevalne ter ogrevalne. Glede na vrsto proizvedenega hladilnega sredstva jih delimo na paro (za proizvodnjo pare) in vročo vodo (za proizvodnjo tople vode).

Kotlovnice proizvajajo paro za parne turbine v termoelektrarnah. Takšne kotlovnice so običajno opremljene s kotlovnimi enotami visoke in srednje moči, ki proizvajajo paro s povečanimi parametri.

Sistemi industrijskih ogrevalnih kotlov (običajno parnih) proizvajajo paro ne samo za industrijske potrebe, temveč tudi za ogrevanje, prezračevanje in oskrbo s toplo vodo.

Ogrevalni kotli (predvsem toplovodni, lahko pa tudi parni) so namenjeni servisiranju ogrevalnih sistemov, oskrbe s toplo vodo in prezračevanja industrijskih in stanovanjskih prostorov.

Glede na obseg oskrbe s toploto so ogrevalne kotlovnice razdeljene na lokalne (individualne), skupinske in okrožne.

Kotlovnice za lokalno ogrevanje so običajno opremljene s toplovodnimi kotli, ki ogrevajo vodo na temperaturo največ ali parnimi kotli z delovnim tlakom do. Takšne kotlovnice so zasnovane za oskrbo s toploto ene ali več stavb.

Skupinske kotlovnice za ogrevanje oskrbujejo skupine stavb, stanovanjska območja ali manjše soseske. Takšne kotlovnice so opremljene tako s parnimi kot toplovodnimi kotli, ki imajo praviloma večjo toplotno moč kot kotli za lokalne kotlovnice. Te kotlovnice se običajno nahajajo v posebnih zgradbah.

Kotlovnice za daljinsko ogrevanje so namenjene oskrbi s toploto velikih stanovanjskih območij; opremljeni so z relativno močnimi toplovodnimi in parnimi kotli.

Parni kotel je tlačna posoda, v kateri se voda segreva in pretvarja v paro. Toplotna energija Energija, ki se dovaja parnemu kotlu, je lahko toplota izgorevanja, električna, jedrska, sončna ali geotermalna energija. Obstajata dve glavni vrsti parnih kotlov: plinocevni in vodocevni.

Toplovodni kotli so namenjeni za pripravo tople vode za ogrevanje, oskrbo s toplo vodo in druge namene. Toplovodna kotlovnica ima eno hladilno tekočino - vodo, za razliko od parne kotlovnice, ki ima dve hladilni tekočini - vodo in paro. V zvezi s tem mora imeti parna kotlovnica ločene cevovode za paro in vodo ter rezervoar za zbiranje kondenzata.

Toplovodne kotlovnice se razlikujejo glede na vrsto uporabljenega goriva, zasnovo kotlov, peči itd. Tako parna kot vodna kotlovnica običajno vključuje več kotlovskih enot, vendar ne manj kot dve in ne več kot štiri ali pet. Vsi so med seboj povezani s skupnimi komunikacijami - cevovodi, plinovodi itd.

Obrati, ki delujejo na jedrsko gorivo, katerega surovina je uranova ruda, postajajo vse bolj razširjeni.

Aerodinamični izračun kotlovske naprave je izračun, katerega rezultat je določitev aerodinamičnega upora plinsko-zračne poti tako naprave kot celote kot njenih različnih elementov. Normalno delovanje kotlovne naprave je možno pod pogojem stalnega dovajanja zraka v kurišče in odstranjevanja produktov zgorevanja v ozračje, potem ko so ohlajeni in očiščeni trdnih delcev. Dovod in odvod produktov zgorevanja v potrebnih količinah je zagotovljen z gradnjo plinsko-zračnih sistemov z naravnim in umetnim vlekom. V sistemih z naravnim vlekom, ki se uporabljajo v kotlovnicah majhne moči z nizkim aerodinamičnim uporom vzdolž plinske poti, se upor proti gibanju zraka in produktov zgorevanja premaga zaradi vleka, ki ga ustvari dimnik. Ko je kotel opremljen z ekonomizatorjem in grelnikom zraka in njegov upor vzdolž plinske poti bistveno presega 1 kPa, je sistem plinsko-zračne poti opremljen z ventilatorji in dimnimi napravami. V kotlovnici z uravnoteženim vlekom zračna pot deluje pod nadtlakom, ki ga ustvarjajo ventilatorji, plinska pot pa pod vakuumom; v tem primeru dimovod zagotavlja podtlak v kurišču 20 Pa. Izračun upora plinskih in zračnih poti parnih in toplovodnih kotlov se izvede v skladu s standardno metodo. Ko se spremeni izpust pare v kotlovnici ali vrsta porabljenega goriva, se ponovno izračunajo upornosti poti.

Gibanje plinov v plinsko-zračnem kanalu spremlja izguba energije, porabljene za premagovanje tornih sil toka plina na trdnih površinah. Odpore, ki nastanejo med gibanjem toka, so običajno razdeljene na: torni upor, ko tok teče v ravnem kanalu s konstantnim prečnim prerezom, vključno z vzdolžnim pranjem cevnega snopa; lokalni upor, povezan s spremembo oblike ali smeri toka, ki se običajno šteje za koncentriranega v enem odseku in ne vključuje upora trenja.

Plinski in zračni krogotoki morajo biti enostavni in zagotavljati zanesljivo in ekonomično delovanje napeljave. Priporočljiva je individualna postavitev repnih grelnih površin, zbiralnikov pepela in vlečnih naprav brez obvodnih dimnih kanalov in priključnih razdelilnikov. Na dolgih ravnih odsekih se priporočajo plinsko-zračni kanali s krožnim prerezom kot manj kovinsko intenzivni in z manjšo porabo toplotne izolacije v primerjavi s kvadratnimi in ravnimi. Plinski kanali parnih in toplovodnih kotlov, ki delujejo na eksplozivna goriva, ne smejo imeti območij, v katerih so možne usedline nezgorelih delcev, saj, ali slabo prezračenih območij. Skupni padec tlaka v kotlovnici je sestavljen iz padcev tlaka za posamezne elemente. Pri enotah, ki delujejo pod vakuumom, se skupna razlika določi ločeno za zračno in plinsko pot. V kotlovnici pod tlakom se izračuna skupni upor plin-zrak.

2. Aerodinamični izračun zračne poti

Namen izračuna je izbira ventilatorja. Za izbiro ventilatorja morate poznati m3/h in tlak HB, Pa. Vsi začetni podatki (temperatura zraka, živi prerez, povprečna hitrost itd.) so vzeti iz toplotnega izračuna.

Učinkovitost ventilatorja je določena s formulo:

kjer je b1 varnostni faktor delovanja;

Vv - količina zraka, potrebna za oskrbo kurišča kotla, m3/h,

nato m3/h

Vrednosti BP, V0, bt, Dbt, Dvvp, txv, v1 so vzete iz izvornih podatkov.

1. nariše se aksonometrični diagram zračne poti kotlovne enote od cevi za dovod zraka do zadnjega gorilnika;

2. celotna pot je razdeljena na odseke (odseki morajo imeti stalen pretok in povprečno hitrost);

3. za vsak odsek se določijo izgube tlaka zaradi trenja in lokalni upor;

Tlak, ki ga razvije ventilator, se izračuna po formuli:

kjer je b2 varnostni faktor za tlak, b2 = 1,1;

DRV - aerodinamični upor zračne poti kotlovske enote.

Izračun DRV, Pa, se izvede v naslednjem zaporedju:

4. uporu gorilne naprave DRgor dodamo vsoto tlačnih izgub UDP: .

2.1. Aksonometrični diagram zračnega trakta

Slika 1 prikazuje aksonometrični diagram zračnega trakta. Številke ustrezajo odsekom, na katere je zračna pot razdeljena zaradi poenostavitve izračuna.

Slika 1. Zračna pot

2.2. Izračun izgube tlaka v zračnem kanalu

Izguba tlaka zaradi trenja:

Izguba tlaka zaradi lokalnega upora DRms, Pa, se določi po formuli:

kjer je l koeficient trenja, odvisen od Reynoldsovega števila in koeficienta hrapavosti sten kanala ke, l = 0,02 - za jeklene cevi;

l - dolžina odseka, m;

Uo - vsota koeficientov lokalnega upora;

de -- ekvivalentni premer prečnega prereza zračnega kanala, m.

kjer je F odprta površina prečnega prereza kanala, m2;

P - obseg kanala, m;

c -- gostota zraka, kg/m3,

kjer je t temperatura zraka, °C;

co -- gostota zraka pri normalnih pogojih, kg/m3;

W -- hitrost zraka m/s.

kjer je VV pretok zraka v določenem območju, m3/h;

F - površina prečnega prereza cevi, m2.

2.3 Izračun odseka 1-2

V oddelku 1-2 so: cev za dovod zraka, loputa, sesalni žep, kot tudi difuzor (konfuzor) za povezavo cevi z žepom, ki usmerja zrak v ventilator.

Cev 1120x1120 mm.

Površina bivalnega prereza je enaka:

Ekvivalenten premer kanala je:

Gostota hladnega zraka je:

Dinamični tlak je enak:

Koeficienti lokalnega upora v cevi za dovod zraka so 0,3 in v loputi 0,1

Za določitev koeficienta lokalnega upora povezave zračnega kanala s sesalnim žepom je potrebno poznati dimenzije vstopne odprtine žepa, ki so odvisne od premera izstopne odprtine. Izhod žepa je neposredno povezan z vstopom ventilatorja. Zato morate izbrati ventilator, vendar morate za to poznati pritisk, ki ga bo razvil v zračni poti. Tlak ventilatorja je odvisen od izgube tlaka vzdolž celotne zračne poti, zato z izračunom izgube tlaka v odsekih zračne poti za ventilatorjem določim približno vrednost tlaka. Na podlagi te vrednosti tlaka in vrednosti pretoka zraka QB izberemo tip puhala. Nato po izračunu izgube tlaka v povezavi cevi odseka 1-2 s sesalnim žepom in povezavi cevi odseka 2-2 z izhodom ventilatorja spremenimo vrednost tlaka, ki ga ustvari Če ventilator ne more ustvariti takšnega pritiska, je treba izbrati drug ventilator.

Potem bo izguba tlaka v cevi za dovod zraka in loputi:

Približne izgube na območju:

ventilator plinski gorilnik

2.4 Izračun odseka 2-2?

Ta del zračnega kanala povezuje izhod ventilatorja z grelnikom zraka. V tem odseku ostane pretok in gostota zraka enaka kot v odseku 1-2, to je VВ = 66421,929 m3/h. Če vzamemo dimenzije zračnega kanala v območju kot v območju 1-2, to je 1120×1120 mm, bosta hitrost zraka in dinamični tlak ostala nespremenjena.

Izračunamo izgube zaradi trenja:, Pa

2.5.Izračun upor grelnika zraka

Grelnik zraka je snop linearnih cevi. Dimni plini potekajo znotraj cevi (od spodaj navzgor ali od zgoraj navzdol), ki jih od zunaj spere segret zrak. Razporeditev cevi je lahko koridorna ali šahovska. Skladno s tem bo upor grelnika zraka upor prečno opranega hodnika ali zamaknjenega snopa cevi.

Povprečna temperatura zraka v grelniku zraka:

Preračunajmo pretok zraka V in njegovo gostoto za grelnik zraka:

Za aerodinamične izračune izberemo: število Z1 = 49 in Z2 = 79, razmak S1 = 65 mm in S2 = 55 mm cevi v prečnem in vzdolžnem prerezu, premer d = 40 mm, višino h = 2600 mm in steno. debelina s = 4 mm cevi

Širina grelnika zraka je:

Dolžina grelnika zraka je določena s formulo:

Hitrost zraka v grelniku zraka je enaka:

Razporeditev cevi v grelniku zraka je zamaknjena, cevi so gladke.

Koeficient upora zamaknjenega snopa gladke cevi se določi glede na:

Iz relativnega prečnega koraka cevi v snopu

Iz koeficienta

Odpornost razporejenega cevnega snopa se izračuna po formuli:

kjer je korekcijski faktor, je odvisen od premera cevi;

Korekcijski faktor je odvisen od relativnih korakov cevi in;

Grafični upor ene vrste cevi je odvisen od hitrosti pretoka in temperature.

Pri d=40 mm koeficient =0,96,

pri =1,625 in koeficientu =1,1

Na podlagi hitrosti in povprečne temperature določimo: = 0,8 mm vodnega stolpca.

Potem: mm ID = 662,999, Pa

Cev odseka 2-2" je povezana z grelnikom zraka z ostrim raztezanjem: začetni odsek je 1120x1120 mm, končni odsek je 3350x2000 mm.

Koeficient upora za močno razširitev ravnega kanala se določi glede na razmerje med manjšim prečnim prerezom in večjim:

Potem je ov = 0,75.

Izguba tlaka med nenadno ekspanzijo: , Pa

Izguba tlaka v območju, ob upoštevanju izgub v grelniku zraka, je:

2.6 Izračun odseka 2?-3

Ta odsek zračnega kanala povezuje izhod grelnika zraka s cevovodi, ki dovajajo segret zrak v gorilnike.

Količina segretega zraka VB, m3/h, ki se dovaja v kurišče, se določi po formuli:

kjer je tpv temperatura ogrevanega zraka, °C.

Površina prečnega prereza je:

Cev 1250?1600, mm

Hitrost zraka v cevi: , m/s

Gostota segretega zraka je:

Dinamični tlak je enak: , Pa

Izračunamo izgube zaradi trenja: , Pa

Izhod grelnika zraka je povezan s sekcijsko cevjo preko piramidnega konfuzorja (3350x2000 mm >1250x1600 mm).

Lokalni uporni koeficient piramidnega konfuzorja se določi glede na večji zožitveni kot b. Večji kot zožitve se pojavi, ko se širina grelnika zraka zmanjša na širino cevovoda

Razumemo.

Ker je kot 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Na mestu je tudi zavoj pod kotom 90°, katerega lokalni uporni koeficient je o = 1.

Skupna izguba tlaka v odseku je enaka:

2.7 Izračun odseka 3-4

Glede na porabo goriva določimo število gorilnikov v kotlovnici. To naredite tako, da ta pretok delite s količino plina gorilnika. Vzemimo gorilnik GPM-16, katerega plinska zmogljivost je 1880 m3 / h.

Potem je število gorilnikov: 13950/1880 = 7,42, kar pomeni, da vgradimo 8 gorilnikov.

Za dovod zraka v gorilnike bomo na začetku odseka 3-4 vgradili simetrično ločilno T-cev. Vsaka veja tee usmerja pretok zraka na en gorilnik. Ker so veje do gorilnikov simetrične, je za določitev izgube tlaka v odseku 3-4 dovolj, da izračunamo izgube v eni veji.

Za izračun razdelimo odsek 3-4 na dva: 1" - odsek pred odcepom toka do prvega gorilnika; 2" - odsek za odcepom. Odpornost odseka 3-4 bo skupna upornost teh odsekov.

Plot 1"

dano odsek vsebuje 90° zasuk v simetrični tee. Ker je pretok v tee razdeljen na dva enaka dela, je prostornina zraka, ki prehaja skozi odsek, enaka polovici pretoka v prejšnjem odseku:

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 1250800, mm

Izračunamo hitrost zraka v cevi:

Gostota segretega zraka je =0,616, kg/m3

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka zaradi trenja: , Pa

Koeficient upora pri obračanju v simetričnem teeju se določi na enak način kot za stransko vejo v asimetričnem teeju pri

kjer je Fc površina odprtega preseka cevi pred odcepom; Fb-območje živega odseka stranske veje tee; FP je odprta površina prečnega prereza cevi v prehodu tee.

Če sta hitrosti pred odcepom in v stranskem odcepu enaki, je pri odcepu pod kotom 90° koeficient lokalnega upora.

Izguba tlaka v lokalnih uporih: , Pa

Skupna izguba tlaka v odseku 1" je

Plot 2"

Vklopljeno V tem območju je razdelilni asimetrični tee, katerega površina veje je enaka površini prehoda, zato so količine zraka, ki poteka skozi prehod in vejo, enake.

Prostornina zraka, ki gre skozi T-prehod (odsek 2") in skozi vejo, je enaka

površina preseka: , m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 12500,4, mm

Izračunamo hitrost zraka v cevi: , m/s

Gostota segretega zraka: =0,616, kg/m3

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka zaradi trenja: Pa

Koeficient lokalnega upora pri prehodu tee se določi glede na razmerje hitrosti za in pred vejo. Če sta enakovredna.

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov so:

Skupna izguba tlaka v odseku 2": , Pa

Predpostavlja se, da je skupna upornost odseka 3-4 enaka:

2.8 Izračun odseka 4-5

V tem delu je zračni kanal povezan z gorilnimi napravami.

Izračunamo upornost zračnih kanalov na vsakem od gorilnikov na eni veji odseka 3-4, nato pa z izbiro odseka z največjim uporom dobimo izgube v odseku 4-5.

2.8.1 Dobava Za prvi gorilnik

dano dovod je krak nesimetrične tee na začetku 3-4 (2") odseka pod kotom 45°, na katerem je tudi zavoj pod kotom 45° in povezava z dovodom v gorilnik.

Prostornina zraka, ki prehaja skozi odsek 4-5, je enaka, m3/h, površina prečnega prereza je enaka

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 630x800, mm

Izračunamo hitrost zraka v cevi: m/s.

Gostota segretega zraka je =0,616, kg/m3.

Dinamični tlak: , Pa.

Izguba tlaka zaradi trenja: , Pa.

Lokalni uporni koeficient stranske veje tee pod kotom 45° se določi glede na razmerje hitrosti za in pred vejo. Če sta enaka, koeficient lokalnega upora.

Na koncu odseka 4-5 je zračni kanal povezan z vstopom v gorilnik z dimenzijami 990x885 mm. Za priključitev cevi 630x800 mm je potrebno namestiti difuzor.

Koeficient lokalnega upora difuzorja v neposrednem kanalu se izračuna po formuli

kjer je koeficient udarne popolnosti, odvisen od kota odpiranja difuzorja;

Koeficient upora za nenadno širitev se določi glede na razmerje med manjšim delom in večjim:

Nato po urniku:

Pri razširitvi stranice velikosti 630 mm na 990 mm dobimo večji kot kot pri razširitvi stranice velikosti 800 mm na 885 mm, zato ga določim na tej strani. Dolžina difuzorja je 500 mm.

Kot odpiranja. Po kotu to določim

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov so

Skupna izguba tlaka pri dovodu v prvi gorilnik je

2.8.2 Dobava co drugo gorilnik

Vklopljeno V tem odseku zračnega kanala je zavoj pod kotom 90° iz odseka 3-4 (2") in difuzor, ki povezuje cev z vstopom v gorilnik.

Količina zraka, ki prehaja skozi ta odsek, je enaka prostornini zraka, ki prehaja skozi odsek 3-4 (2"), to je 28547,678 m3/h. Dimenzije cevovoda ostanejo nespremenjene v primerjavi z odsekom 3-4 (2"), zato hitrost zraka in dinamični tlak ostaneta nespremenjena.

Izguba tlaka zaradi trenja je

Koeficient lokalnega upora obračanja pod kotom 45°.

Priključek cevovoda na drugi gorilnik je podoben priključku na prvi gorilnik, zato ima lokalni uporni koeficient enake vrednosti, tj. .

Izguba tlaka v dovodu drugega gorilnika

Predpostavlja se, da je izguba tlaka v odseku 4-5 enaka dovodnemu uporu prvega gorilnika: , Pa.

Približna vrednost izgube tlaka vzdolž zračne poti:

2.9 Odpornost gorilnika

Odpornost gorilne naprave Dhgor, Pa, se izračuna po formuli:

kjer je W hitrost zraka v gorilniku, m/s,

kjer je Fburn območje, po katerem se zrak giblje v gorilniku,

Dinamični tlak: , Pa

Upor gorilnika: , Pa

2.10 Izbira puhala

Aerodinamični upor zračne poti kotlovske enote je približno enak: , Pa

Tlak, ki ga razvije ventilator, je enak:

Pa = 378,665 mm vodnega stolpca.

Uporaba zmogljivosti ventilatorja:

Qв =69747,025, m3/h

NV = 378,7 mm vodnega stolpca,

ki ga ustvari, izberemo ventilator glede na graf sumarnih značilnosti. Izberemo puhalo VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min.

V tabeli konstrukcijskih karakteristik ventilatorja najdemo dimenzije vstopne in izstopne odprtine ventilatorja: d = 1700mm; a = 630 mm; b = 1105 mm.

Po izbiri ventilatorja izračunamo izgubo tlaka v razdelkih 1-2 in 2-2." Po preračunu izgube tlaka ugotovimo pravo vrednost tlaka, ki naj bi ga ventilator ustvaril.

2.11 Preračun razdelka 1-2

Mere vhoda v žep:

a = 1,8 db = 1,8 1700 = 3060, mm

b = 0,92 dв = 0,92 1700 = 1564, mm

Cevovod odseka 1-2 je povezan z žepom z difuzorjem (1120x1120 mm > 1564x3060 mm).

Koeficient lokalnega upora piramidnega difuzorja se določi glede na večji odprtinski kot difuzorja in na razmerje med manjšim in večjim presekom. Večji kot odpiranja bo nastal, če stran cevovoda velikosti 1120 mm povečamo na stran žepa velikosti 3060 mm.

Odpiralni kot b = 2arctg 0,32 = 39°. Z uporabo kota b dobimo cp = 1,1

Razmerje med manjšim odsekom in večjim je: ,

potem je ov = 0,6, .

Izguba tlaka v difuzorju je enaka: , Pa

Izgube tlaka v sesalnem žepu se izračunajo iz hitrosti pretoka zraka v žepu: , m/s.

Koeficient lokalnega upora v žepu je 0,1.

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov v območju so: Pa.

Skupne izgube v odseku 1-2: , Pa.

2.12 Ponovni izračun razdelka 2-2"

Cev je povezana z izhodom ventilatorja preko ostre razširitve (630×1105 mm > 1120×1120 mm).

Koeficient lokalnega upora pri močnem raztezanju cevi se določi glede na razmerje med površino manjšega odseka in večjim:

takrat je koeficient lokalne odpornosti proti nenadnemu raztezanju ov = 0,2.

Izguba tlaka DR, Pa, iz lokalnega upora po ventilatorju se določi s formulo:

kjer je W hitrost zraka na izstopu iz ventilatorja.

Hitrost zraka na izstopu iz ventilatorja: , m/s

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov na območju so:

Skupne izgube na lokaciji: , Pa

S ponovnim izračunom izgube tlaka v odsekih 1-2 in 2-2", dobimo pravo vrednost izgube tlaka na poti zraka.

Dobljene rezultate pri izračunu tlačnih izgub na vseh področjih združimo v tabelo (tabela 1):

Tabela 1. Rezultati izračunov izgube tlaka v vseh odsekih

Izgube tlaka v celotni zračni poti so:

Tlak ventilatorja:

Pa = 397,275, mm vode. Art.

Uporaba zmogljivosti ventilatorja

Qв =69747,025, m3/h

Нв = 397,275, mm vode. Art.,

ki ga je ustvaril, glede na graf aerodinamičnih značilnosti puhala VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min najdemo vrednost učinkovitosti ventilatorja: z = 0,81.

Moč, ki jo porabi ventilator Nv, kW, se izračuna po formuli:

kjer je Qv zmogljivost ventilatorja, m3/h;

Hb - tlak, ki ga ustvari ventilator, Pa;

zvok -- učinkovitost ventilatorja, %.

3. Aerodinamični izračun poti plina

Namen izračuna je izbira odvoda dima in dimnika. Če želite izbrati odvod dima, morate poznati njegovo zmogljivost Qd in tlak Nd, ki ga ustvari črpalka.

Zmogljivost dimnika Qd, m3/h, se določi po formuli:

kjer je b1 varnostni faktor delovanja: b1 = 1,05;

Vdg - prostornina dimnih plinov, ki jih odvod dima odvede iz kotlovske enote, m3/h,

kjer je prostornina dimnih plinov temperatura plinov, ki zapuščajo kotlovnico.

potem je zmogljivost dimnika Qd enaka:

Tlak, ki ga ustvari dimnik, se določi po formuli:

kjer je b2 varnostni faktor za odjem, b2 = 1,1;

k2 je koeficient, ki upošteva razlike v pogojih delovanja odvoda dima od pogojev, za katere so bile sestavljene aerodinamične značilnosti odvoda dima,

kjer je thar = 100 °C temperatura dimnih plinov, za katero so bile sestavljene značilnosti dimnika,

DRka = DRk + DRp/p + DRv ek + DRv/p + DRg/x + DRd tr ± DRs/t,

kjer je DRka izguba tlaka vzdolž plinske poti kotlovske enote, Pa;

DRk - aerodinamični upor samega kotla, Pa;

DRp/p -- aerodinamični upor pregrevalnika, Pa;

DRv eq - aerodinamični upor vodnega ekonomizatorja, Pa;

DRv/p -- aerodinamični upor grelnika zraka, Pa;

DRg/x - aerodinamični upor dimnih cevi, ki povezujejo kotel z zadnjimi ogrevalnimi površinami, kot tudi dimovod in dimnik med seboj, Pa;

DRd tr -- aerodinamični upor dimnika, Pa;

DPs/t - gravitacija, ki jo razvije dimnik, Pa.

3.1 Aksonometrični diagram plinske poti

Slika 2 prikazuje aksonometrični diagram plinske poti. Številke ustrezajo odsekom, na katere je plinska pot razdeljena zaradi poenostavitve izračuna.

Slika 2. Plinska pot

Legenda:

· I - kotel;

· II - pregrevalec;

· III - vodni ekonomizator;

· IV - grelnik zraka;

· V - odvod dima;

· VI - dimnik;

3.2. Aerodinamični upor kotla

Kotel sestavlja kurišče, znotraj obloženo z zaslonskimi grelnimi površinami, skozi katere kroži voda. Predpostavimo, da so skupne dimenzije kotla 11?

kjer je ДРр vakuum na izhodu iz peči (20 ~ 30 Pa). Vzemimo DRr = 25 Pa;

DR4pov -- izguba tlaka med štirimi ostrimi obrati pod kotom 90° v komori, Pa;

DPkp - izguba tlaka v kotlovskih snopih, Pa;

DPrs - izguba tlaka med ostrim zoženjem na vhodu v kanal plinske poti, Pa.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi kotel:

Območje kotlovske komore je:

Hitrost dimnih plinov v kotlovnici:

Gostota dimnih plinov c, kg/m3, se izračuna po formuli:

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka med štirimi ostrimi obrati za kot 90° (o = 1) je: , Pa

3.3 Odpornost žarka kotla

Kotlovski snop v kotlu je sestavljen iz zaslonskih cevi zadnje stene kotla, na katerih so Z cevi premera d = 50 mm z razmakom 60 mm. Število cevi na zadnji steni je:

Naredimo koridorski kotlovski snop Z2 = 3 vrstice z razmikom S2 = 70 mm, nato pa bo v vsaki vrsti Z1 = 83 cevi, ki se nahajajo z razmikom S1 = 3 60 = 180 mm. Višina nosilca je 3000 mm. Glede na število cevi v prerezu in njihov korak določimo širino kotla:

Koeficient upora snopa cevi za hodnike iz gladkih cevi se določi glede na:

· od relativnega prečnega koraka cevi,

· od relativnega vzdolžnega koraka cevi,

· od koeficienta.

Kdaj je y1 > y2 in 1? w? 8 koeficient lokalne upornosti snopa cevi za hodnik o je določen s formulo

pri y1 = 3,6 koeficient Cy = 0,495.

Površina prečnega prereza, po katerem se gibljejo dimni plini v žarku, je enaka:

Hitrost dimnih plinov v žarku je enaka

Pri W = 3,012 koeficient ogr = 0,67,

z ogr = 0,67 in w = 6,5 koeficient CRe = 0,24. .

Izguba tlaka v cevnem snopu je:

Koeficient lokalnega upora na vhodu v kanal z ravnimi robovi, poravnanimi s steno, je 0,5,

potem, pa

Kot rezultat dobimo: , Pa

3.4 Aerodinamični upor pregrevalnika

Razporeditev tuljav v pregrevalniku je lahko koridorna ali zamaknjena. Skladno s tem je upor pregrevalnika upor hodnika ali zamaknjenih cevnih snopov.

Predpostavimo: razporeditev je zamaknjena, cevi so gladke. Število cevi v preseku Z1 = 104, vzdolž dimnih plinov pa Z2 = 59. Cevi so nameščene na razdalji S1 = 60 mm in S2 = 45 mm. Premer cevi je 32 mm. Višina cevi je 4000 mm.

Dimenzije pregrevalnika:

· višina h = 4000, mm;

· širina b = (Z1 + l) · S1 = (l04 + l) · 60 = 6300, mm;

· dolžina l = (Z2+1) · S2 = (59 + l) · 45 = 2700, mm.

Koeficient upora zamaknjenega snopa gladke cevi se določi glede na razmerja:

Odpornost zamaknjenega cevnega snopa Dh, mm vod. Art., pri 0,1? ts se najde po formuli:

Pri d = 32 mm Cd = 1,005,

z y1 = 1,88 in koeficientom Cs = 1,07.

Živa površina prečnega prereza žarka je enaka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v pregrevalniku:

Gostota dimnih plinov v pregrevalniku je:

Prostornina dimnih plinov v pregrevalniku:

Hitrost dimnih plinov v pregrevalniku je:

Na podlagi hitrosti in povprečne temperature določimo Dhgr, mm vode. Art.:

Dhgr = 0,6 mm vode. Art.

Odpornost pregrevalnika:

Дh = , mm vodnega stolpca = 379.771, Pa

3.5 Aerodinamični upor vodnega ekonomizatorja

Ekonomizator jeklene tuljave je snop cevi, sestavljen iz jeklenih tuljav s premerom 28 ali 32 mm, s stenami debeline 3 ali 4 mm. Dimni plini tečejo prečno čez tuljave. Razporeditev tuljav je lahko koridorna ali zamaknjena. (Sprejeli smo zamaknjeno razporeditev tuljav).

Število cevi v prerezu je Z1 = 74, vzdolž dimnih plinov pa Z2 = 74. Cevi se nahajajo na razdalji S1 = 70 mm in S2 = 40 mm. Premer cevi je 32 mm, višina cevi je 3500 mm.

Dimenzije ekonomizatorja:

· dolžina (višina vrelišča) h = 3500, mm.

· širina (širina vrelišča), mm;

· višina (dolžina vrelišča), mm;

Odpornost razporejenega cevnega snopa je odvisna od;

Odpornost zamaknjenega cevnega snopa Dh, mm vod. Art., pri y1? 3 in 1,7? ts? 6,5 se izračuna po formuli:

Pri d = 32 mm koeficient Cd = 1,005,

z y1 = 2,19 in y2 = koeficient CS = 1,07.

Območje živega odseka žarka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v vodnem ekonomizatorju je:

Povprečna količina dimnih plinov, ki zapustijo ekonomizator:

Količina dimnih plinov v ekonomizatorju:

Hitrost dimnih plinov v ekonomizatorju je:

Na podlagi hitrosti W = 9,351 m/s in povprečne temperature °C določimo Dhgr, mm vode. Št.: Dhgr = 0,69.

Odpornost ekonomizatorja:

mm vode Art. = 545,92 Pa

3.6 Aerodinamični upor grelnika zraka

Upor grelnika zraka je sestavljen iz upora trenja v ceveh ter upora vstopa in izstopa iz cevi. Parametri grelnika zraka so vzeti iz zračne poti kotlovske enote.

Dimenzije grelnika zraka:

· h = 2600 mm,

· b = 3250 mm,

· l = 4950 mm;

Premer in debelina cevi: d = 40 mm; s = 4 mm;

Število cevi: Z1 = 49, Z2 = 79;

Razdalja med cevmi: S1 =65 mm, S2 = 55 mm;

Živa površina prečnega prereza žarka je enaka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v grelniku zraka:

Povprečna prostornina dimnih plinov, ki zapuščajo grelnik zraka:

Prostornina dimnih plinov v grelniku zraka:

Hitrost gibanja dimnih plinov v grelniku zraka:

Odpornost na trenje v ceveh se izračuna po formuli:

kjer je Dh?gr - odvisno od povprečne temperature toka in hitrosti toka, Dh?gr = 22, mm vode. st./m;

Ssh -- korekcijski faktor za hrapavost, Ssh = 0,92;

l - skupna dolžina cevi, m;

mm vode Art. = 982.844, Pa

Upor na vhodu v cevi in ​​na izhodu iz njih se izračuna po formuli:

kjer je m število posameznih kock, ki se zaporedno nahajajo vzdolž toka plina, m = 1;

ovkh in ov - vstopni in izstopni koeficienti se določijo glede na razmerje med skupno površino odprtega prečnega prereza cevi in ​​odprto površino prečnega prereza plinskega kanala pred in za grelnikom zraka.

Pri = 0,368 sta koeficienta lokalnega upora na vstopu in izstopu dimnih plinov v cevi grelnika zraka enaka ovx = 0,33 oziroma ovh = 0,45.

Gostota dimnih plinov v grelniku zraka:

Dinamična glava:

potem, pa

Posledično je upor grelnika zraka enak:

3.7 Aerodinamični upor plinskih kanalov v kanalu

3.7.1 Izračun plot 1-2

dano del dimne cevi povezuje izhod kotla s pregrevalnikom.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka prostornini dimnih plinov, ki zapuščajo kotel, to je V1-2 = 356854,286, m3/h.

Površina prečnega prereza:

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 3550?2800, mm.

Živa površina preseka:

Dinamična glava:

Izračunamo izgube zaradi trenja:

Cev je priključena na izhod iz kotla (3550×2800 mm) brez lokalnega upora. Cev odseka 1-2 je povezana s pregrevalnikom z ostrim raztezanjem: začetni odsek je 3550 × 2800 mm, končni odsek je 6300 × 4000 mm.

Pri = 0,394 lokalni uporni koeficienti ovx = 0,29 in ov = 0,39, Pa

3.7.2 Izračun plot 3-4

dano del dimne cevi povezuje pregrelnik z vodnim ekonomizatorjem.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka:

Površina prečnega prereza:

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 3350?2240, mm

Živa površina preseka:

Ekvivalentni premer dimnika:

Hitrost dimnih plinov v cevi:

Gostota dimnih plinov pri 755 °C:

Dinamična glava:

Izračun izgub zaradi trenja

Izhod pregrevalnika je povezan s cevjo s pomočjo piramidnega konfuzorja (6300×4000 mm > 3350×2240 mm). Koeficient lokalnega upora piramidnega konfuzorja je odvisen od večjega kota zožitve b, ki bo v tem primeru, ko se širina pregrevalnika zmanjša na širino cevi:

Dobimo b = 58°. Ker je kot 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Koeficient lokalnega upora zasuka pod kotom 90° o = 1.

Cev je povezana z dovodom vodnega ekonomizatorja z ostrim raztezkom (3350×2240 mm > 5250×3500 mm).

Razmerje med površino manjšega odseka in površino večjega odseka je enako:

potem je ov = 0,4.

Izgube tlaka v lokalnih uporih so:

Skupna izguba tlaka v območju:

3.7.3 Izračun plot 5-6

dano del dimne cevi povezuje vodni ekonomizator z grelnikom zraka.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka:

Površina prečnega prereza:

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 2000?3550, mm

Živa površina preseka:

Ekvivalentni premer dimnika:

Hitrost dimnih plinov v cevi:

Gostota dimnih plinov pri 545 °C:

Dinamična glava:

Izračunamo izgube zaradi trenja:

Izhod vodnega ekonomizatorja je povezan s cevjo s pomočjo piramidnega konfuzorja (5250×3500 mm > 3550×2000 mm). Večji kot zožitve v tem konfuzorju bo, ko se širina vodnega ekonomizatorja zmanjša na širino cevi:

Dobimo b = 53,13°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Na koncu odseka 5-6 je cev povezana z vstopom grelnika zraka (4950×3250 mm). Za priključitev cevi 3350x2000 mm je potrebno namestiti piramidasti difuzor.

Koeficient lokalnega upora difuzorja v neposrednem kanalu se izračuna po formuli.

Razmerje med manjšim in večjim odsekom je:

Potem je ov = 0,39.

Pri razširitvi stranice velikosti 3350 mm na 4950 mm dobimo večji kot kot pri razširitvi stranice velikosti 2000 mm na 3250 mm, zato na tej strani določimo CR. Dolžina difuzorja je 3000 mm.

Odpiralni kot: .

Iz kota b ugotovimo, da je cp = 0,86. .

Koeficient lokalnega upora vsakega od dveh zavojev pod kotom 90° o = 1

Izguba tlaka v lokalnih uporih:

Skupna izguba tlaka v območju:

3.7.4 Plot 7-8

dano del dimne cevi povezuje grelnik zraka s sesalnim žepom, ki usmerja dimne pline do ventilatorja.

V tem odseku je 1 koeficient lokalnega upora za 90° o = 1

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi prostor, je enaka prostornini dimnih plinov, ki jih odvaja dimnik, to je m3/h.

Površina prečnega prereza:

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi po GOST:

cev 1800?2240 mm

Živa površina preseka:

Ekvivalentni premer dimnika:

Hitrost dimnih plinov v cevi:

Gostota dimnih plinov pri 120 °C je:

Dinamična glava:

Izgube zaradi trenja so:

Priključitev grelnika zraka na cev s konfuzorjem (2000×3550 mm > 1800×2240 mm). Večji kot zožitve v tem konfuzorju bo, ko se širina grelnika zraka zmanjša na širino cevi:

Dobimo b = 47,2°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Za izračun izgube tlaka v sesalnem žepu in na povezavi sekcijske cevi z žepom je potrebno poznati dimenzije vstopne odprtine žepa, ki se določijo glede na velikost izstopne odprtine, ki je enaka velikosti vstopne odprtine dimnika. Če želite to narediti, morate izbrati odvod dima. Določimo izgubo tlaka v prerezu 8-9 in v dimniku ter gravitacijo v dimniku. Izračunajmo približen tlak, ki ga ustvarja odvod dima, glede na katerega bom izbral odvod dima. Nato bomo s ponovnim izračunom izgub v odsekih 7-8 in 8-9 določili pravo vrednost tlaka, ki ga ustvarja odvod dima. Če odvod dima ne more ustvariti takšnega pritiska, morate izbrati drugega.

Izguba tlaka v konfuzorju:

Skupne približne izgube tlaka na območju:

3.7.5 Plot 8-9

dano dimovodni del povezuje izhod dimne naprave z dimnikom.

Na tem odseku sta 2 zavoja za 90°. Koeficient lokalnega upora zasuka pod kotom 90° o = 1.

Prostornina in gostota dimnih plinov, ki gredo skozi ta odsek, ostaneta nespremenjeni v primerjavi z odsekom 7-8, če vzamemo dimenzije cevovoda v tem odseku kot v odseku 7-8, bo hitrost dimnih plinov enaka; ne spremeni in s tem dinamični tlak

Izgube zaradi trenja:

Dimovod je priključen na dimnik s podnožjem z enojnim dimovodom dimenzij:

b = 3350 mm; a = 0,9 h = 0,9 3350 = 3015 mm.

Za priključitev dimne cevi na podnožje je potrebno vgraditi difuzor (1800×2240 > 3015×3350 mm).

Potem je w=0,4

Izgube tlaka v lokalnih uporih so:

Skupne izgube tlaka v območju so:

3.8 Aerodinamični izračun dimnika

Izberimo valjasto, opečno cev. Za izračun cevi je potrebno nastaviti hitrost izhoda dimnih plinov iz cevi. Naj bo W = =12m/s.

Območje ustja cevi je:

Če poznate območje luknje, lahko najdete premer izhodne luknje:

V skladu z GOST izberemo najbližjo vrednost premera dobljene vrednosti: m.

Z izbranim premerom ustja najdemo površino ustja in hitrost dimnih plinov v cevi:

Glede na premer na izhodu cevi izberemo višino dimnika z enotno paleto standardnih dimenzij dimniških cevi.

Gostota dimnih plinov pri 135 °C je c = 0,883 kg/m3.

Dinamični tlak je enak:

Izračunamo izgube zaradi trenja. Torni koeficient l = 0,05.

Izgube zaradi lokalnih uporov na izhodu iz dimnika (o = 1) so:

Skupna izguba tlaka v dimniku:

Gravitacija v cevi:

3.9 Izbira odvoda dima

Če seštejemo izgube tlaka v vseh enotah in plinskih kanalih, dobimo približno vrednost izgub tlaka vzdolž plinske poti:

Tlak, ki ga razvije odvod dima, je:

Pa = 219,54, mm vode. Art.

Glede na zmogljivost dimnika

Qd = 157613,539, m3/h

Нд = 219,54, mm vode. Art.,

ki ga ustvarja, izberemo odvod dima D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 vrt/min. Če poznate dimenzije vstopnih in izstopnih odprtin dimnika, lahko najdete izgubo tlaka v razdelkih 7-8 in 8-9.

3.10 Preračun razdelka 7-8

Pred odvodom dima je sesalni žep z dimenzijami vstopne odprtine:

a = 0,92 dd = 0,92 2000 = 1840, mm;

b = 1,8 · dd = 1,8 · 2000 = 3600, mm.

Za priključitev žepa dimenzij 1840 x 3600 mm na cev dimenzij 1800 x 2240 mm je potrebno vgraditi konfuzor. Večji kot zožitve v tem zmešalniku bo pri:

Dobimo b = 37,5°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Padec tlaka v konfuzorju je določen s hitrostjo dimnih plinov v manjšem prerezu, to je s hitrostjo dimnih plinov v dimniku.

Hitrost dimnih plinov v dimniku:

Koeficient upora v sesalnem žepu o = 0,1

Izguba tlaka v difuzorju in sesalnem žepu:

Izguba tlaka v lokalnih uporih v razdelku 7-8:

Skupna izguba tlaka v območju:

3.11.Ponovni izračun oddelki 8-9

Plinski dimnik povezuje se z izhodom dimnika z difuzorjem (1840x3600 mm>3015x3350 mm)

Potem je w=0,13

Hitrost dimnih plinov na izhodu iz dimnika:

Izguba tlaka v konfuzorju:

Izgube tlaka v lokalnih uporih na območju so:

Skupne izgube na mestu: 119.557+9.47=129.027, Pa

Skupne izgube tlaka v plinovodih:

DRg/x =9,356+25,577+57,785+70,890+129,027=292,635, Pa

Izguba tlaka v celotni plinski poti:

Tlak, ki ga ustvari odvod dima:

Hd=1,1. 0,86258 .2287.275 =2268.6, Pa = 231.3, mm vode. Art.

Z zmogljivostjo dimnika Qd = 157613,539, m3/h in tlakom Hd = 231,3, mm vod. Art., ki ga je ustvaril, glede na graf aerodinamičnih lastnosti izberemo odvod dima D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 vrt / min.

Ugotovimo učinkovitost dimnika: z = 0,61%

Moč, ki jo porabi odvod dima ND, kW

kjer je QD zmogljivost ventilatorja, m3/h; HD - tlak, ki ga razvije ventilator, Pa; zD - učinkovitost ventilatorja, %.

Zaključek

Za organizacijo zgorevalnega procesa so kotlovne enote opremljene z vlečnimi napravami: ventilatorji, ki dovajajo zrak v kurišče, odvod dima za odvajanje dimnih plinov iz kotla, pa tudi dimnik.

Pri tem tečaju je bilo opravljeno naslednje:

· aerodinamični izračun zračne poti kotlovske enote, izbrane glede na produktivnost in tlak puhala VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min, in izračunana je bila njegova porabljena moč;

· aerodinamični izračun poti plina, izbran je bil odvod dima

D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 rpm. in moč, ki jo porabi, je določena;

· izbran je bil valjast opečni dimnik višine 60 metrov.

Literatura

1. Zakharova N.S. Smernice dokončati tečajno delo "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav" v disciplini "Hidroplinadinamika": Učbenik - metoda. priročnik Cherepovets: ChSU, 2007 - 23 str.

2. Dodatki k učnemu pripomočku "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav". 1. del. Čerepovec: ChSU, 2009.

3. Aplikacije za učni pripomoček "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav". 2. del. Čerepovec: ChSU, 2002.

Podobni dokumenti

Izbira ventilatorja. Izračun plinske poti. Glavne vrste kotlovskih naprav. Izbira odvoda dima in dimnika. Aerodinamični izračun zračne poti. Izračun upora žarka kotla. Aksonometrični diagram plinskega trakta.

tečajna naloga, dodana 11/04/2012


Podatki o kurišču in gorilniku kotla. Gorivo, sestava in količina produktov zgorevanja, njihova toplotna vsebnost. Toplotni izračun kurišča. Izračun upora plinskega kotla, vodnega ekonomizatorja, plinskih kanalov, dimnika. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 06.05.2014


Tehnične lastnosti generator pare TGMP-114. Izračun volumnov in entalpij zraka in produktov zgorevanja. Izračun kotlovske enote. Aerodinamični izračun vodnega ekonomizatorja. Izračun sito cevi za trdnost. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 04/11/2012


Določanje sestave in entalpije dimnih plinov. Določitev konstrukcijskih dimenzij in značilnosti zgorevalne komore. Toplotna percepcija vodnega ekonomizatorja. Aerodinamični izračun poti kotlovskega plina. Verifikacija in konstrukcijski izračun kotlovskega snopa.

tečajna naloga, dodana 02.04.2015


Izračun parametrov ventilatorja. Izbira elektromotorja. Izračun parametrov odvoda dima. Poraba naravnega goriva na kotel pri nazivni obremenitvi. Zmogljivost ventilatorja. Učinkovitost vlečnih strojev v regulacijskem načinu.

test, dodan 19.01.2015


Skupna toplotna moč kotlovske instalacije brez upoštevanja izgub in porabe za lastne potrebe. Izbor različnih grelnikov, črpalk in ostale pomožne opreme. Izračun poti zraka, izbor puhala in elektromotorja zanj.

tečajna naloga, dodana 31.03.2015


Določitev količine raztopine, ki vstopi v izhlapevanje. Porazdelitev koristne temperaturne razlike. Fizikalno-kemijske temperaturne depresije. Toplotni izračun dodatnega parnega grelnika in aerodinamični izračun dovodne poti izvorne raztopine.

test, dodan 3. 11. 2013


Kratek opis kotlovska enota BKZ-420-140GM. Določanje koeficienta presežka zraka, prostornine in entalpije produktov zgorevanja. Izračun pregrevalnika in grelnika zraka. Ocena celotnega upora v odsekih plinskih in zračnih poti.

tečajna naloga, dodana 14.3.2012


Toplotni izračun generatorja pare: gorivo, zrak, produkti zgorevanja. Glavne konstrukcijske značilnosti kurišča. Izračun festoona, pregrevalnika in izparilnega žarka. Aerodinamični izračun kurišča in vleka dimnika. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 16.3.2012


Sestava in lastnosti goriva. Določanje entalpije dimnih plinov. Absorpcija toplote pregrevalnika pare, kotla, vodnega ekonomizatorja. Aerodinamični izračun poti plina. Določitev konstrukcijskih dimenzij in značilnosti zgorevalne komore.

Predložitev vašega dobrega dela v bazo znanja je preprosta. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Industrijska toplotna in elektroenergetika

Tečajna naloga

Tema: "Aerodinamični izračun kotlovnic"

Naloga za tečajno delo "Aerodinamični izračun kotlovnic"

	Ime stolpca	Imenovanje	Pomen	Enota S I
	Poraba goriva
	Teoretična poraba goriva
	Prostornina dimnih plinov na izhodu iz peči
	Prostornina dimnih plinov pred grelnikom zraka
	Prostornina dimnih plinov po grelniku zraka
	Temperatura dimnih plinov pred pregrelnikom
	Temperatura dimnih plinov pred ekonomizatorjem
	Temperatura dimnih plinov pred grelnikom zraka
	Temperatura dimnih plinov
	Sesanje zraka v kurišču
	Uhajanje zraka iz grelnika zraka
	Koeficient presežka zraka v peči
	Povprečna hitrost zraka
	Povprečna hitrost dimnih plinov
	Temperatura hladnega zraka
	Temperatura ogrevanega zraka
	Faktor varnosti delovanja

Uvod

Namen te naloge je aerodinamični izračun kotlovnice. Za organizacijo zgorevalnega procesa so kotlovne enote opremljene z vlečnimi napravami: ventilatorji, ki dovajajo zrak v kurišče, odvod dima za odvajanje dimnih plinov iz kotla, kot tudi dimnik, ki je praviloma nameščen za vse kotlovne enote. Sodobne kotlovne enote imajo individualne odvode dima in puhala.

Za izbiro vlečnih naprav se izvede aerodinamični izračun kotlovne enote, ki je sestavljen iz dveh delov. Najprej se izračuna zračna pot kotlovne enote. Po tem izračunu se izvede izbira puhala. Drugi del vključuje izračun plinske poti. Glavna naloga tega izračuna je izbira odvoda dima in dimnika.

Izhodiščni podatki za izvedbo aerodinamičnega izračuna so rezultati termičnega izračuna, ki je pred aerodinamičnim izračunom.

1. Teoretični del

Kotlovnica je niz naprav, ki se nahajajo v posebnih prostorih in se uporabljajo za pretvorbo kemične energije goriva v toplotno energijo pare ali tople vode. Vsaka kotlovska instalacija je sestavljena iz posameznih elementov - naprav. Nekatere naprave so osnovne in kotlovnica brez njih ne more delovati, druge lahko imenujemo dodatne in brez njih bo naprava delovala, vendar z večjo porabo goriva in posledično z nižjo učinkovitostjo; spet drugi so mehanizmi in naprave, ki opravljajo pomožne funkcije.

Glavni elementi kotlovnice vključujejo:

· kotli, napolnjeni z vodo in ogrevani s toploto iz zgorevanja.

Kotel je naprava za izmenjavo toplote, v kateri se toplota iz vročih produktov zgorevanja prenaša na vodo. Zaradi tega se voda v parnih kotlih pretvori v paro, v toplovodnih kotlih pa segreje na zahtevano temperaturo.

· peči, v katerih zgoreva gorivo in nastajajo dimni plini, segreti na visoke temperature.

Kurilna naprava se uporablja za zgorevanje goriva in pretvarjanje njegove kemične energije v toploto segretih plinov. Napajalne naprave (črpalke, injektorji) so namenjene dovajanju vode v kotel.

· dimne cevi, skozi katere se gibljejo dimni plini in v stiku s stenami kotla oddajajo svojo toploto slednjim;

· dimniki, s pomočjo katerih se dimni plini premikajo skozi dimnike in se nato po ohlajanju odvajajo v ozračje.

Brez naštetih elementov tudi najpreprostejša kotlovska instalacija ne more delovati.

Pomožni elementi kotlovnice vključujejo:

· naprave za vračanje goriva in pripravo prahu;

· zbiralniki pepela, ki se uporabljajo pri kurjenju na trdna goriva in so namenjeni čiščenju izpušnih dimnih plinov in izboljšanju stanja atmosferskega zraka v bližini kotlovnice;

· puhala, potrebna za dovod zraka v kurišče kotla;

· ventilatorji za odvod dima, ki povečajo vlek in s tem zmanjšajo velikost dimnika;

· napajalne naprave (črpalke), potrebne za dovajanje vode v kotle;

· naprave za čiščenje napajalne vode, ki preprečujejo nastajanje vodnega kamna v kotlih in njihovo korozijo;

· vodni ekonomizator se uporablja za ogrevanje napajalne vode pred vstopom v kotel;

· grelnik zraka je namenjen segrevanju zraka pred vstopom v peč z vročimi plini, ki zapuščajo kotlovsko enoto;

· termoregulacijske naprave in oprema za avtomatizacijo, ki zagotavljajo normalno in nemoteno delovanje vseh delov kotlovnice.

Kotlovske instalacije glede na vrsto porabnika delimo na energetske, proizvodne in ogrevalne ter ogrevalne. Glede na vrsto proizvedenega hladilnega sredstva jih delimo na paro (za proizvodnjo pare) in vročo vodo (za proizvodnjo tople vode).

Kotlovnice proizvajajo paro za parne turbine v termoelektrarnah. Takšne kotlovnice so običajno opremljene s kotlovnimi enotami visoke in srednje moči, ki proizvajajo paro s povečanimi parametri.

Sistemi industrijskih ogrevalnih kotlov (običajno parnih) proizvajajo paro ne samo za industrijske potrebe, temveč tudi za ogrevanje, prezračevanje in oskrbo s toplo vodo.

Ogrevalni kotli (predvsem toplovodni, lahko pa tudi parni) so namenjeni servisiranju ogrevalnih sistemov, oskrbe s toplo vodo in prezračevanja industrijskih in stanovanjskih prostorov.

Glede na obseg oskrbe s toploto so ogrevalne kotlovnice razdeljene na lokalne (individualne), skupinske in okrožne.

Kotlovnice za lokalno ogrevanje so običajno opremljene s toplovodnimi kotli, ki ogrevajo vodo na temperaturo največ ali parnimi kotli z delovnim tlakom do. Takšne kotlovnice so zasnovane za oskrbo s toploto ene ali več stavb.

Skupinske kotlovnice za ogrevanje oskrbujejo skupine stavb, stanovanjska območja ali manjše soseske. Takšne kotlovnice so opremljene tako s parnimi kot toplovodnimi kotli, ki imajo praviloma večjo toplotno moč kot kotli za lokalne kotlovnice. Te kotlovnice se običajno nahajajo v posebnih zgradbah.

Kotlovnice za daljinsko ogrevanje so namenjene oskrbi s toploto velikih stanovanjskih območij; opremljeni so z relativno močnimi toplovodnimi in parnimi kotli.

Parni kotel je tlačna posoda, v kateri se voda segreva in pretvarja v paro. Toplotna energija, ki se dovaja parnemu kotlu, je lahko toplota izgorevanja, električna, jedrska, sončna ali geotermalna energija. Obstajata dve glavni vrsti parnih kotlov: plinocevni in vodocevni.

Toplovodni kotli so namenjeni za pripravo tople vode za ogrevanje, oskrbo s toplo vodo in druge namene. Toplovodna kotlovnica ima eno hladilno tekočino - vodo, za razliko od parne kotlovnice, ki ima dve hladilni tekočini - vodo in paro. V zvezi s tem mora imeti parna kotlovnica ločene cevovode za paro in vodo ter rezervoar za zbiranje kondenzata.

Toplovodne kotlovnice se razlikujejo glede na vrsto uporabljenega goriva, zasnovo kotlov, peči itd. Tako parna kot vodna kotlovnica običajno vključuje več kotlovskih enot, vendar ne manj kot dve in ne več kot štiri ali pet. Vsi so med seboj povezani s skupnimi komunikacijami - cevovodi, plinovodi itd.

Obrati, ki delujejo na jedrsko gorivo, katerega surovina je uranova ruda, postajajo vse bolj razširjeni.

Aerodinamični izračun kotlovske naprave je izračun, katerega rezultat je določitev aerodinamičnega upora plinsko-zračne poti tako naprave kot celote kot njenih različnih elementov. Normalno delovanje kotlovne naprave je možno pod pogojem stalnega dovajanja zraka v kurišče in odstranjevanja produktov zgorevanja v ozračje, potem ko so ohlajeni in očiščeni trdnih delcev. Dovod in odvod produktov zgorevanja v potrebnih količinah je zagotovljen z gradnjo plinsko-zračnih sistemov z naravnim in umetnim vlekom. V sistemih z naravnim vlekom, ki se uporabljajo v kotlovnicah majhne moči z nizkim aerodinamičnim uporom vzdolž plinske poti, se upor proti gibanju zraka in produktov zgorevanja premaga zaradi vleka, ki ga ustvari dimnik. Ko je kotel opremljen z ekonomizatorjem in grelnikom zraka in njegov upor vzdolž plinske poti bistveno presega 1 kPa, je sistem plinsko-zračne poti opremljen z ventilatorji in dimnimi napravami. V kotlovnici z uravnoteženim vlekom zračna pot deluje pod nadtlakom, ki ga ustvarjajo ventilatorji, plinska pot pa pod vakuumom; v tem primeru dimovod zagotavlja podtlak v kurišču 20 Pa. Izračun upora plinskih in zračnih poti parnih in toplovodnih kotlov se izvede v skladu s standardno metodo. Ko se spremeni izpust pare v kotlovnici ali vrsta porabljenega goriva, se ponovno izračunajo upornosti poti.

Gibanje plinov v plinsko-zračnem kanalu spremlja izguba energije, porabljene za premagovanje tornih sil toka plina na trdnih površinah. Odpore, ki nastanejo med gibanjem toka, so običajno razdeljene na: torni upor, ko tok teče v ravnem kanalu s konstantnim prečnim prerezom, vključno z vzdolžnim pranjem cevnega snopa; lokalni upor, povezan s spremembo oblike ali smeri toka, ki se običajno šteje za koncentriranega v enem odseku in ne vključuje upora trenja.

Plinski in zračni krogotoki morajo biti enostavni in zagotavljati zanesljivo in ekonomično delovanje napeljave. Priporočljiva je individualna postavitev repnih grelnih površin, zbiralnikov pepela in vlečnih naprav brez obvodnih dimnih kanalov in priključnih razdelilnikov. Na dolgih ravnih odsekih se priporočajo plinsko-zračni kanali s krožnim prerezom kot manj kovinsko intenzivni in z manjšo porabo toplotne izolacije v primerjavi s kvadratnimi in ravnimi. Plinski kanali parnih in toplovodnih kotlov, ki delujejo na eksplozivna goriva, ne smejo imeti območij, v katerih so možne usedline nezgorelih delcev, saj, ali slabo prezračenih območij. Skupni padec tlaka v kotlovnici je vsota padcev tlaka na posameznih elementih. Pri enotah, ki delujejo pod vakuumom, se skupna razlika določi ločeno za zračno in plinsko pot. V kotlovnici pod tlakom se izračuna skupni upor plin-zrak.

2. Aerodinamični izračun zračne poti

Namen izračuna je izbira ventilatorja. Za izbiro ventilatorja morate poznati m3/h in tlak HB, Pa. Vsi začetni podatki (temperatura zraka, odprti prerez, povprečna hitrost itd.) so vzeti iz toplotnega izračuna.

Učinkovitost ventilatorja je določena s formulo:

kjer je b1 varnostni faktor delovanja;

Vv - količina zraka, potrebna za oskrbo kurišča kotla, m3/h,

,

, m3/h

nato m3/h

Vrednosti BP, V0, bt, Dbt, Dvvp, txv, v1 so vzete iz izvornih podatkov.

1. nariše se aksonometrični diagram zračne poti kotlovne enote od cevi za dovod zraka do zadnjega gorilnika;

2. celotna pot je razdeljena na odseke (odseki morajo imeti stalen pretok in povprečno hitrost);

3. za vsak odsek se določijo izgube tlaka zaradi trenja in lokalni upor;

Tlak, ki ga razvije ventilator, se izračuna po formuli:

kjer je b2 varnostni faktor za tlak, b2 = 1,1;

DRV - aerodinamični upor zračne poti kotlovske enote.

Izračun DRV, Pa, se izvede v naslednjem zaporedju:

4. uporu gorilne naprave DRgor dodamo vsoto tlačnih izgub UDP: .

2.1. Aksonometrični diagram zračnega trakta

Slika 1 prikazuje aksonometrični diagram zračnega trakta. Številke ustrezajo odsekom, na katere je zračna pot razdeljena zaradi poenostavitve izračuna.

Slika 1. Zračna pot

2.2. Izračun izgube tlaka v zračnem kanalu

Izguba tlaka zaradi trenja:

Izguba tlaka zaradi lokalnega upora DRms, Pa, se določi po formuli:

kjer je l koeficient trenja, odvisen od Reynoldsovega števila in koeficienta hrapavosti sten kanala ke, l = 0,02 - za jeklene cevi;

l - dolžina odseka, m;

Uo - vsota koeficientov lokalnega upora;

de -- ekvivalentni premer prečnega prereza zračnega kanala, m.

kjer je F odprta površina prečnega prereza kanala, m2;

P - obseg kanala, m;

c -- gostota zraka, kg/m3,

kjer je t temperatura zraka, °C;

co -- gostota zraka pri normalnih pogojih, kg/m3;

W -- hitrost zraka m/s.

kjer je VV pretok zraka v določenem območju, m3/h;

F - površina prečnega prereza cevi, m2.

2.3 Izračun odseka 1-2

V oddelku 1-2 so: cev za dovod zraka, loputa, sesalni žep, kot tudi difuzor (konfuzor) za povezavo cevi z žepom, ki usmerja zrak v ventilator.

, m2

Cev 1120x1120 mm.

Površina bivalnega prereza je enaka:

, m2

Ekvivalenten premer kanala je:

, m

, m/s

Gostota hladnega zraka je:

, kg/m3

Dinamični tlak je enak:

, oče

, oče

Koeficienti lokalnega upora v cevi za dovod zraka so 0,3 in v loputi 0,1

Za določitev koeficienta lokalnega upora povezave zračnega kanala s sesalnim žepom je potrebno poznati dimenzije vstopne odprtine žepa, ki so odvisne od premera izstopne odprtine. Izhod žepa je neposredno povezan z vstopom ventilatorja. Zato morate izbrati ventilator, vendar morate za to poznati pritisk, ki ga bo razvil v zračni poti. Tlak ventilatorja je odvisen od izgube tlaka vzdolž celotne zračne poti, zato z izračunom izgube tlaka v odsekih zračne poti za ventilatorjem določim približno vrednost tlaka. Na podlagi te vrednosti tlaka in vrednosti pretoka zraka QB izberemo tip puhala. Nato po izračunu izgube tlaka v povezavi cevi odseka 1-2 s sesalnim žepom in povezavi cevi odseka 2-2 z izhodom ventilatorja spremenimo vrednost tlaka, ki ga ustvari Če ventilator ne more ustvariti takšnega pritiska, je treba izbrati drug ventilator.

Potem bo izguba tlaka v cevi za dovod zraka in loputi:

, oče

Približne izgube na območju:

, oče

ventilator plinski gorilnik

2.4 Izračun odseka 2-2?

Ta del zračnega kanala povezuje izhod ventilatorja z grelnikom zraka. V tem odseku ostane pretok in gostota zraka enaka kot v odseku 1-2, to je VВ = 66421,929 m3/h. Če vzamemo dimenzije zračnega kanala v območju kot v območju 1-2, to je 1120×1120 mm, bosta hitrost zraka in dinamični tlak ostala nespremenjena.

Izračunamo izgube zaradi trenja:, Pa

2.5.Izračun upor grelnika zraka

Grelnik zraka je snop linearnih cevi. Dimni plini potekajo znotraj cevi (od spodaj navzgor ali od zgoraj navzdol), ki jih od zunaj spere segret zrak. Razporeditev cevi je lahko koridorna ali šahovska. Skladno s tem bo upor grelnika zraka upor prečno opranega hodnika ali zamaknjenega snopa cevi.

Povprečna temperatura zraka v grelniku zraka:

Preračunajmo pretok zraka V in njegovo gostoto za grelnik zraka:

, kg/m3

, m3/h

Za aerodinamične izračune izberemo: število Z1 = 49 in Z2 = 79, razmak S1 = 65 mm in S2 = 55 mm cevi v prečnem in vzdolžnem prerezu, premer d = 40 mm, višino h = 2600 mm in steno. debelina s = 4 mm cevi

Širina grelnika zraka je:

, mm

Dolžina grelnika zraka je določena s formulo:

,mm

, m2 , m2

Hitrost zraka v grelniku zraka je enaka:

, m/s

Razporeditev cevi v grelniku zraka je zamaknjena, cevi so gladke.

Koeficient upora zamaknjenega snopa gladke cevi se določi glede na:

- od relativnega prečnega koraka cevi v snopu

- od koeficienta

kje

=1,04

Odpornost razporejenega cevnega snopa se izračuna po formuli:

kjer je korekcijski faktor, je odvisen od premera cevi;

- korekcijski faktor, odvisen od relativnih korakov cevi in;

- grafični upor ene vrste cevi je odvisen od hitrosti pretoka in temperature.

Pri d=40 mm koeficient =0,96,

pri =1,625 in koeficientu =1,1

Na podlagi hitrosti in povprečne temperature določimo: = 0,8 mm vodnega stolpca.

Potem: mm ID = 662,999, Pa

Cev odseka 2-2" je povezana z grelnikom zraka z ostrim raztezanjem: začetni odsek je 1120x1120 mm, končni odsek je 3350x2000 mm.

Koeficient upora za močno razširitev ravnega kanala se določi glede na razmerje med manjšim prečnim prerezom in večjim:

, potem je ov = 0,75.

Izguba tlaka med nenadno ekspanzijo: , Pa

Izguba tlaka v območju, ob upoštevanju izgub v grelniku zraka, je:

, oče

2.6 Izračun odseka 2?-3

Ta odsek zračnega kanala povezuje izhod grelnika zraka s cevovodi, ki dovajajo segret zrak v gorilnike.

Količina segretega zraka VB, m3/h, ki se dovaja v kurišče, se določi po formuli:

,

kjer je tpv temperatura ogrevanega zraka, °C.

, m3/h

Površina prečnega prereza je:

, m/s

Cev 1250?1600, mm

, m2

, m

Hitrost zraka v cevi: , m/s

Gostota segretega zraka je:

, kg/m3

Dinamični tlak je enak: , Pa

Izračunamo izgube zaradi trenja: , Pa

Izhod grelnika zraka je povezan s sekcijsko cevjo preko piramidnega konfuzorja (3350x2000 mm >1250x1600 mm).

Lokalni uporni koeficient piramidnega konfuzorja se določi glede na večji zožitveni kot b. Večji kot zožitve se pojavi, ko se širina grelnika zraka zmanjša na širino cevovoda

;

Razumemo.

Ker je kot 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Na mestu je tudi zavoj pod kotom 90°, katerega lokalni uporni koeficient je o = 1.

, oče

Skupna izguba tlaka v odseku je enaka:

, oče

2.7 Izračun odseka 3-4

Glede na porabo goriva določimo število gorilnikov v kotlovnici. To naredite tako, da ta pretok delite s količino plina gorilnika. Vzemimo gorilnik GPM-16, katerega plinska zmogljivost je 1880 m3 / h.

Potem je število gorilnikov: 13950/1880 = 7,42, kar pomeni, da vgradimo 8 gorilnikov.

Za dovod zraka v gorilnike bomo na začetku odseka 3-4 vgradili simetrično ločilno T-cev. Vsaka veja tee usmerja pretok zraka na en gorilnik. Ker so veje do gorilnikov simetrične, je za določitev izgube tlaka v odseku 3-4 dovolj, da izračunamo izgube v eni veji.

Za izračun razdelimo odsek 3-4 na dva: 1" - odsek pred odcepom toka do prvega gorilnika; 2" - odsek za odcepom. Odpornost odseka 3-4 bo skupna upornost teh odsekov.

Plot 1"

dano odsek vsebuje 90° zasuk v simetrični tee. Ker je pretok v tee razdeljen na dva enaka dela, je prostornina zraka, ki prehaja skozi odsek, enaka polovici pretoka v prejšnjem odseku:

, m3/h,

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 1250800, mm

, m2

, m

Izračunamo hitrost zraka v cevi:

, m/s

Gostota segretega zraka je =0,616, kg/m3

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka zaradi trenja: , Pa

Koeficient upora pri obračanju v simetričnem teeju se določi na enak način kot za stransko vejo v asimetričnem teeju pri

kjer je Fc površina odprtega preseka cevi pred odcepom; Fb-območje živega odseka stranske veje tee; FP je odprta površina prečnega prereza cevi v prehodu tee.

Če sta hitrosti pred odcepom in v stranskem odcepu enaki, je pri odcepu pod kotom 90° koeficient lokalnega upora.

Izguba tlaka v lokalnih uporih: , Pa

Skupna izguba tlaka v odseku 1" je

, oče

Plot 2"

Vklopljeno V tem območju je razdelilni asimetrični tee, katerega površina veje je enaka površini prehoda, zato so količine zraka, ki poteka skozi prehod in vejo, enake.

Prostornina zraka, ki gre skozi T-prehod (odsek 2") in skozi vejo, je enaka

, m3/h,

površina preseka: , m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 12500,4, mm

, m2

, m

Izračunamo hitrost zraka v cevi: , m/s

Gostota segretega zraka: =0,616, kg/m3

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka zaradi trenja: Pa

Koeficient lokalnega upora pri prehodu tee se določi glede na razmerje hitrosti za in pred vejo. Če sta enakovredna.

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov so:

, oče

Skupna izguba tlaka v odseku 2": , Pa

Predpostavlja se, da je skupna upornost odseka 3-4 enaka:

, oče

2.8 Izračun odseka 4-5

V tem delu je zračni kanal povezan z gorilnimi napravami.

Izračunamo upornost zračnih kanalov na vsakem od gorilnikov na eni veji odseka 3-4, nato pa z izbiro odseka z največjim uporom dobimo izgube v odseku 4-5.

2.8.1 Dobava Za prvi gorilnik

dano dovod je krak nesimetrične tee na začetku 3-4 (2") odseka pod kotom 45°, na katerem je tudi zavoj pod kotom 45° in povezava z dovodom v gorilnik.

Prostornina zraka, ki prehaja skozi odsek 4-5, je enaka, m3/h, površina prečnega prereza je enaka

, m2.

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 630x800, mm

, m2

, m.

Izračunamo hitrost zraka v cevi: m/s.

Gostota segretega zraka je =0,616, kg/m3.

Dinamični tlak: , Pa.

Izguba tlaka zaradi trenja: , Pa.

Lokalni uporni koeficient stranske veje tee pod kotom 45° se določi glede na razmerje hitrosti za in pred vejo. Če sta enaka, koeficient lokalnega upora.

Na koncu odseka 4-5 je zračni kanal povezan z vstopom v gorilnik z dimenzijami 990x885 mm. Za priključitev cevi 630x800 mm je potrebno namestiti difuzor.

Koeficient lokalnega upora difuzorja v neposrednem kanalu se izračuna po formuli

kjer je koeficient udarne popolnosti, odvisen od kota odpiranja difuzorja;

- koeficient upora za nenadno raztezanje se določi glede na razmerje med manjšim in večjim odsekom:

, nato pa po urniku:

Pri razširitvi stranice velikosti 630 mm na 990 mm dobimo večji kot kot pri razširitvi stranice velikosti 800 mm na 885 mm, zato ga določim na tej strani. Dolžina difuzorja je 500 mm.

Kot odpiranja. Po kotu to določim

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov so

, oče

Skupna izguba tlaka pri dovodu v prvi gorilnik je

, oče

2.8.2 Dobava co drugo gorilnik

Vklopljeno V tem odseku zračnega kanala je zavoj pod kotom 90° iz odseka 3-4 (2") in difuzor, ki povezuje cev z vstopom v gorilnik.

Količina zraka, ki prehaja skozi ta odsek, je enaka prostornini zraka, ki prehaja skozi odsek 3-4 (2"), to je 28547,678 m3/h. Dimenzije cevovoda ostanejo nespremenjene v primerjavi z odsekom 3-4 (2"), zato hitrost zraka in dinamični tlak ostaneta nespremenjena.

Izguba tlaka zaradi trenja je

, oče

Koeficient lokalnega upora obračanja pod kotom 45°.

Priključek cevovoda na drugi gorilnik je podoben priključku na prvi gorilnik, zato ima lokalni uporni koeficient enake vrednosti, tj. .

, oče

Izguba tlaka v dovodu drugega gorilnika

, oče

Predpostavlja se, da je izguba tlaka v odseku 4-5 enaka dovodnemu uporu prvega gorilnika: , Pa.

Približna vrednost izgube tlaka vzdolž zračne poti:

oče

2.9 Odpornost gorilnika

Odpornost gorilne naprave Dhgor, Pa, se izračuna po formuli:

kjer je W hitrost zraka v gorilniku, m/s,

kjer je Fburn območje, po katerem se zrak giblje v gorilniku,

, m2 , m/s

Dinamični tlak: , Pa

Upor gorilnika: , Pa

2.10 Izbira puhala

Aerodinamični upor zračne poti kotlovske enote je približno enak: , Pa

Tlak, ki ga razvije ventilator, je enak:

, Pa = 378,665 mm vodnega stolpca.

Uporaba zmogljivosti ventilatorja:

Qв =69747,025, m3/h

in pritisk

NV = 378,7 mm vodnega stolpca,

ki ga ustvari, izberemo ventilator glede na graf sumarnih značilnosti. Izberemo puhalo VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min.

V tabeli konstrukcijskih karakteristik ventilatorja najdemo dimenzije vstopne in izstopne odprtine ventilatorja: d = 1700mm; a = 630 mm; b = 1105 mm.

Po izbiri ventilatorja izračunamo izgubo tlaka v razdelkih 1-2 in 2-2." Po preračunu izgube tlaka ugotovimo pravo vrednost tlaka, ki naj bi ga ventilator ustvaril.

2.11 Preračun razdelka 1-2

Mere vhoda v žep:

a = 1,8 db = 1,8 1700 = 3060, mm

b = 0,92 dв = 0,92 1700 = 1564, mm

Cevovod odseka 1-2 je povezan z žepom z difuzorjem (1120x1120 mm > 1564x3060 mm).

Koeficient lokalnega upora piramidnega difuzorja se določi glede na večji odprtinski kot difuzorja in na razmerje med manjšim in večjim presekom. Večji kot odpiranja bo nastal, če stran cevovoda velikosti 1120 mm povečamo na stran žepa velikosti 3060 mm.

Odpiralni kot b = 2arctg 0,32 = 39°. Z uporabo kota b dobimo cp = 1,1

Razmerje med manjšim odsekom in večjim je: ,

potem je ov = 0,6, .

Izguba tlaka v difuzorju je enaka: , Pa

Izgube tlaka v sesalnem žepu se izračunajo iz hitrosti pretoka zraka v žepu: , m/s.

Koeficient lokalnega upora v žepu je 0,1.

, oče

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov v območju so: Pa.

Skupne izgube v odseku 1-2: , Pa.

2.12 Ponovni izračun razdelka 2-2"

Cev je povezana z izhodom ventilatorja preko ostre razširitve (630×1105 mm > 1120×1120 mm).

Koeficient lokalnega upora pri močnem raztezanju cevi se določi glede na razmerje med površino manjšega odseka in večjim:

,

takrat je koeficient lokalne odpornosti proti nenadnemu raztezanju ov = 0,2.

Izguba tlaka DR, Pa, iz lokalnega upora po ventilatorju se določi s formulo:

kjer je W hitrost zraka na izstopu iz ventilatorja.

Hitrost zraka na izstopu iz ventilatorja: , m/s

, oče

Izgube tlaka zaradi lokalnih uporov na območju so:

oče

Skupne izgube na lokaciji: , Pa

S ponovnim izračunom izgube tlaka v odsekih 1-2 in 2-2", dobimo pravo vrednost izgube tlaka na poti zraka.

Dobljene rezultate pri izračunu tlačnih izgub na vseh področjih združimo v tabelo (tabela 1):

Tabela 1. Rezultati izračunov izgube tlaka v vseh odsekih

Izgube tlaka v celotni zračni poti so:

Tlak ventilatorja:

Pa = 397,275, mm vode. Art.

Uporaba zmogljivosti ventilatorja

Qв =69747,025, m3/h

Нв = 397,275, mm vode. Art.,

ki ga je ustvaril, glede na graf aerodinamičnih značilnosti puhala VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min najdemo vrednost učinkovitosti ventilatorja: z = 0,81.

Moč, ki jo porabi ventilator Nv, kW, se izračuna po formuli:

kjer je Qv zmogljivost ventilatorja, m3/h;

Hb - tlak, ki ga ustvari ventilator, Pa;

zvok -- učinkovitost ventilatorja, %.

3. Aerodinamični izračun poti plina

Namen izračuna je izbira odvoda dima in dimnika. Če želite izbrati odvod dima, morate poznati njegovo zmogljivost Qd in tlak Nd, ki ga ustvari črpalka.

Zmogljivost dimnika Qd, m3/h, se določi po formuli:

kjer je b1 varnostni faktor delovanja: b1 = 1,05;

Vdg - prostornina dimnih plinov, ki jih odvod dima odvede iz kotlovske enote, m3/h,

,

kjer je prostornina dimnih plinov temperatura plinov, ki zapuščajo kotlovnico.

, m3,

potem je zmogljivost dimnika Qd enaka:

, m3/h

Tlak, ki ga ustvari dimnik, se določi po formuli:

kjer je b2 varnostni faktor za odjem, b2 = 1,1;

k2 je koeficient, ki upošteva razlike v pogojih delovanja odvoda dima od pogojev, za katere so bile sestavljene aerodinamične značilnosti odvoda dima,

,

kjer je thar = 100 °C temperatura dimnih plinov, za katero so bile sestavljene značilnosti dimnika,

Potem

DRka = DRk + DRp/p + DRv ek + DRv/p + DRg/x + DRd tr ± DRs/t,

kjer je DRka izguba tlaka vzdolž plinske poti kotlovske enote, Pa;

DRk - aerodinamični upor samega kotla, Pa;

DRp/p -- aerodinamični upor pregrevalnika, Pa;

DRv eq - aerodinamični upor vodnega ekonomizatorja, Pa;

DRv/p -- aerodinamični upor grelnika zraka, Pa;

DRg/x - aerodinamični upor dimnih cevi, ki povezujejo kotel z zadnjimi ogrevalnimi površinami, kot tudi dimovod in dimnik med seboj, Pa;

DRd tr -- aerodinamični upor dimnika, Pa;

DPs/t - gravitacija, ki jo razvije dimnik, Pa.

3.1 Aksonometrični diagram plinske poti

Slika 2 prikazuje aksonometrični diagram plinske poti. Številke ustrezajo odsekom, na katere je plinska pot razdeljena zaradi poenostavitve izračuna.

Slika 2. Plinska pot

Legenda:

· I - kotel;

· II - pregrevalec;

· III - vodni ekonomizator;

· IV - grelnik zraka;

· V - odvod dima;

· VI - dimnik;

3.2. Aerodinamični upor kotla

Kotel sestavlja kurišče, znotraj obloženo z zaslonskimi grelnimi površinami, skozi katere kroži voda. Predpostavimo, da so skupne dimenzije kotla 11?

kjer je ДРр vakuum na izhodu iz peči (20 ~ 30 Pa). Vzemimo DRr = 25 Pa;

DR4pov -- izguba tlaka med štirimi ostrimi obrati pod kotom 90° v komori, Pa;

DPkp - izguba tlaka v kotlovskih snopih, Pa;

DPrs - izguba tlaka med ostrim zoženjem na vhodu v kanal plinske poti, Pa.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi kotel:

, m3

Območje kotlovske komore je:

, m2

Hitrost dimnih plinov v kotlovnici:

, m/s

Gostota dimnih plinov c, kg/m3, se izračuna po formuli:

, kg/m3

Dinamični tlak: , Pa

Izguba tlaka med štirimi ostrimi obrati za kot 90° (o = 1) je: , Pa

3.3 Odpornost žarka kotla

Kotlovski snop v kotlu je sestavljen iz zaslonskih cevi zadnje stene kotla, na katerih so Z cevi premera d = 50 mm z razmakom 60 mm. Število cevi na zadnji steni je:

.

Naredimo koridorski kotlovski snop Z2 = 3 vrstice z razmikom S2 = 70 mm, nato pa bo v vsaki vrsti Z1 = 83 cevi, ki se nahajajo z razmikom S1 = 3 60 = 180 mm. Višina nosilca je 3000 mm. Glede na število cevi v prerezu in njihov korak določimo širino kotla:

m.

Koeficient upora snopa cevi za hodnike iz gladkih cevi se določi glede na:

· od relativnega prečnega koraka cevi,

· od relativnega vzdolžnega koraka cevi,

· od koeficienta.

Kdaj je y1 > y2 in 1? w? 8 koeficient lokalne upornosti snopa cevi za hodnik o je določen s formulo

pri y1 = 3,6 koeficient Cy = 0,495.

Površina prečnega prereza, po katerem se gibljejo dimni plini v žarku, je enaka:

Hitrost dimnih plinov v žarku je enaka

Pri W = 3,012 koeficient ogr = 0,67,

z ogr = 0,67 in w = 6,5 koeficient CRe = 0,24. .

Izguba tlaka v cevnem snopu je:

Koeficient lokalnega upora na vhodu v kanal z ravnimi robovi, poravnanimi s steno, je 0,5,

potem, pa

Kot rezultat dobimo: , Pa

3.4 Aerodinamični upor pregrevalnika

Razporeditev tuljav v pregrevalniku je lahko koridorna ali zamaknjena. Skladno s tem je upor pregrevalnika upor hodnika ali zamaknjenih cevnih snopov.

Predpostavimo: razporeditev je zamaknjena, cevi so gladke. Število cevi v preseku Z1 = 104, vzdolž dimnih plinov pa Z2 = 59. Cevi so nameščene na razdalji S1 = 60 mm in S2 = 45 mm. Premer cevi je 32 mm. Višina cevi je 4000 mm.

Dimenzije pregrevalnika:

· višina h = 4000, mm;

· širina b = (Z1 + l) · S1 = (l04 + l) · 60 = 6300, mm;

· dolžina l = (Z2+1) · S2 = (59 + l) · 45 = 2700, mm.

Koeficient upora zamaknjenega snopa gladke cevi se določi glede na razmerja:

Odpornost zamaknjenega cevnega snopa Dh, mm vod. Art., pri 0,1? ts se najde po formuli:

Pri d = 32 mm Cd = 1,005,

z y1 = 1,88 in koeficientom Cs = 1,07.

Živa površina prečnega prereza žarka je enaka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v pregrevalniku:

Gostota dimnih plinov v pregrevalniku je:

Prostornina dimnih plinov v pregrevalniku:

Hitrost dimnih plinov v pregrevalniku je:

Na podlagi hitrosti in povprečne temperature določimo Dhgr, mm vode. Art.:

Dhgr = 0,6 mm vode. Art.

Odpornost pregrevalnika:

Дh = , mm vodnega stolpca = 379.771, Pa

3.5 Aerodinamični upor vodnega ekonomizatorja

Ekonomizator jeklene tuljave je snop cevi, sestavljen iz jeklenih tuljav s premerom 28 ali 32 mm, s stenami debeline 3 ali 4 mm. Dimni plini tečejo prečno čez tuljave. Razporeditev tuljav je lahko koridorna ali zamaknjena. (Sprejeli smo zamaknjeno razporeditev tuljav).

Število cevi v prerezu je Z1 = 74, vzdolž dimnih plinov pa Z2 = 74. Cevi se nahajajo na razdalji S1 = 70 mm in S2 = 40 mm. Premer cevi je 32 mm, višina cevi je 3500 mm.

Dimenzije ekonomizatorja:

· dolžina (višina vrelišča) h = 3500, mm.

· širina (širina vrelišča), mm;

· višina (dolžina vrelišča), mm;

Odpornost razporejenega cevnega snopa je odvisna od;

Odpornost zamaknjenega cevnega snopa Dh, mm vod. Art., pri y1? 3 in 1,7? ts? 6,5 se izračuna po formuli:

Pri d = 32 mm koeficient Cd = 1,005,

z y1 = 2,19 in y2 = koeficient CS = 1,07.

Območje živega odseka žarka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v vodnem ekonomizatorju je:

Povprečna količina dimnih plinov, ki zapustijo ekonomizator:

Količina dimnih plinov v ekonomizatorju:

Hitrost dimnih plinov v ekonomizatorju je:

Na podlagi hitrosti W = 9,351 m/s in povprečne temperature °C določimo Dhgr, mm vode. Št.: Dhgr = 0,69.

Odpornost ekonomizatorja:

mm vode Art. = 545,92 Pa

3.6 Aerodinamični upor grelnika zraka

Upor grelnika zraka je sestavljen iz upora trenja v ceveh ter upora vstopa in izstopa iz cevi. Parametri grelnika zraka so vzeti iz zračne poti kotlovske enote.

Dimenzije grelnika zraka:

· h = 2600 mm,

· b = 3250 mm,

· l = 4950 mm;

Premer in debelina cevi: d = 40 mm; s = 4 mm;

Število cevi: Z1 = 49, Z2 = 79;

Razdalja med cevmi: S1 =65 mm, S2 = 55 mm;

Živa površina prečnega prereza žarka je enaka:

Povprečna temperatura dimnih plinov v grelniku zraka:

Povprečna prostornina dimnih plinov, ki zapuščajo grelnik zraka:

Prostornina dimnih plinov v grelniku zraka:

Hitrost gibanja dimnih plinov v grelniku zraka:

Odpornost na trenje v ceveh se izračuna po formuli:

kjer je Dh?gr - odvisno od povprečne temperature toka in hitrosti toka, Dh?gr = 22, mm vode. st./m;

Ssh -- korekcijski faktor za hrapavost, Ssh = 0,92;

l - skupna dolžina cevi, m;

mm vode Art. = 982.844, Pa

Upor na vhodu v cevi in ​​na izhodu iz njih se izračuna po formuli:

kjer je m število posameznih kock, ki se zaporedno nahajajo vzdolž toka plina, m = 1;

ovkh in ov - vstopni in izstopni koeficienti se določijo glede na razmerje med skupno površino odprtega prečnega prereza cevi in ​​odprto površino prečnega prereza plinskega kanala pred in za grelnikom zraka.

Pri = 0,368 sta koeficienta lokalnega upora na vstopu in izstopu dimnih plinov v cevi grelnika zraka enaka ovx = 0,33 oziroma ovh = 0,45.

Gostota dimnih plinov v grelniku zraka:

Dinamična glava:

potem, pa

Posledično je upor grelnika zraka enak:

3.7 Aerodinamični upor plinskih kanalov v kanalu

3.7.1 Izračun plot 1-2

dano del dimne cevi povezuje izhod kotla s pregrevalnikom.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka prostornini dimnih plinov, ki zapuščajo kotel, to je V1-2 = 356854,286, m3/h.

Površina prečnega prereza:

, m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 3550?2800, mm.

Živa površina preseka:

, m2

, m

, m/s

Dinamična glava:

, oče

Izračunamo izgube zaradi trenja:

, oče

Cev je priključena na izhod iz kotla (3550×2800 mm) brez lokalnega upora. Cev odseka 1-2 je povezana s pregrevalnikom z ostrim raztezanjem: začetni odsek je 3550 × 2800 mm, končni odsek je 6300 × 4000 mm.

Pri = 0,394 lokalni uporni koeficienti ovx = 0,29 in ov = 0,39, Pa

, oče

3.7.2 Izračun plot 3-4

dano del dimne cevi povezuje pregrelnik z vodnim ekonomizatorjem.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka:

, m3/h

Površina prečnega prereza:

, m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 3350?2240, mm

Živa površina preseka:

, m2

Ekvivalentni premer dimnika:

, m

Hitrost dimnih plinov v cevi:

, m/s

Gostota dimnih plinov pri 755 °C:

, kg/m3

Dinamična glava:

, oče

Izračun izgub zaradi trenja

, oče

Izhod pregrevalnika je povezan s cevjo s pomočjo piramidnega konfuzorja (6300×4000 mm > 3350×2240 mm). Koeficient lokalnega upora piramidnega konfuzorja je odvisen od večjega kota zožitve b, ki bo v tem primeru, ko se širina pregrevalnika zmanjša na širino cevi:

Dobimo b = 58°. Ker je kot 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Koeficient lokalnega upora zasuka pod kotom 90° o = 1.

Cev je povezana z dovodom vodnega ekonomizatorja z ostrim raztezkom (3350×2240 mm > 5250×3500 mm).

Razmerje med površino manjšega odseka in površino večjega odseka je enako:

,

potem je ov = 0,4.

Izgube tlaka v lokalnih uporih so:

, oče

Skupna izguba tlaka v območju:

, oče

3.7.3 Izračun plot 5-6

dano del dimne cevi povezuje vodni ekonomizator z grelnikom zraka.

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi območje, je enaka:

, m3/h

Površina prečnega prereza:

, m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi:

cev 2000?3550, mm

Živa površina preseka:

, m

Ekvivalentni premer dimnika:

, m

Hitrost dimnih plinov v cevi:

, m/s

Gostota dimnih plinov pri 545 °C:

, kg/m3

Dinamična glava:

, oče

Izračunamo izgube zaradi trenja:

, oče

Izhod vodnega ekonomizatorja je povezan s cevjo s pomočjo piramidnega konfuzorja (5250×3500 mm > 3550×2000 mm). Večji kot zožitve v tem konfuzorju bo, ko se širina vodnega ekonomizatorja zmanjša na širino cevi:

.

Dobimo b = 53,13°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Na koncu odseka 5-6 je cev povezana z vstopom grelnika zraka (4950×3250 mm). Za priključitev cevi 3350x2000 mm je potrebno namestiti piramidasti difuzor.

Koeficient lokalnega upora difuzorja v neposrednem kanalu se izračuna po formuli.

Razmerje med manjšim in večjim odsekom je:

, potem je ov = 0,39.

Pri razširitvi stranice velikosti 3350 mm na 4950 mm dobimo večji kot kot pri razširitvi stranice velikosti 2000 mm na 3250 mm, zato na tej strani določimo CR. Dolžina difuzorja je 3000 mm.

.

Odpiralni kot: .

Iz kota b ugotovimo, da je cp = 0,86. .

Koeficient lokalnega upora vsakega od dveh zavojev pod kotom 90° o = 1

Izguba tlaka v lokalnih uporih:

, oče

Skupna izguba tlaka v območju:

, oče

3.7.4 Plot 7-8

dano del dimne cevi povezuje grelnik zraka s sesalnim žepom, ki usmerja dimne pline do ventilatorja.

V tem odseku je 1 koeficient lokalnega upora za 90° o = 1

Prostornina dimnih plinov, ki gredo skozi prostor, je enaka prostornini dimnih plinov, ki jih odvaja dimnik, to je m3/h.

Površina prečnega prereza:

, m2

Glede na nastalo površino izberemo dimenzije in vrsto cevi po GOST:

cev 1800?2240 mm

Živa površina preseka:

, m2

Ekvivalentni premer dimnika:

, m

Hitrost dimnih plinov v cevi:

, m/s

Gostota dimnih plinov pri 120 °C je:

, kg/m3

Dinamična glava:

, oče

Izgube zaradi trenja so:

, oče

Priključitev grelnika zraka na cev s konfuzorjem (2000×3550 mm > 1800×2240 mm). Večji kot zožitve v tem konfuzorju bo, ko se širina grelnika zraka zmanjša na širino cevi:

Dobimo b = 47,2°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Za izračun izgube tlaka v sesalnem žepu in na povezavi sekcijske cevi z žepom je potrebno poznati dimenzije vstopne odprtine žepa, ki se določijo glede na velikost izstopne odprtine, ki je enaka velikosti vstopne odprtine dimnika. Če želite to narediti, morate izbrati odvod dima. Določimo izgubo tlaka v prerezu 8-9 in v dimniku ter gravitacijo v dimniku. Izračunajmo približen tlak, ki ga ustvarja odvod dima, glede na katerega bom izbral odvod dima. Nato bomo s ponovnim izračunom izgub v odsekih 7-8 in 8-9 določili pravo vrednost tlaka, ki ga ustvarja odvod dima. Če odvod dima ne more ustvariti takšnega pritiska, morate izbrati drugega.

Izguba tlaka v konfuzorju:

, oče

Skupne približne izgube tlaka na območju:

, oče

3.7.5 Plot 8-9

dano dimovodni del povezuje izhod dimne naprave z dimnikom.

Na tem odseku sta 2 zavoja za 90°. Koeficient lokalnega upora zasuka pod kotom 90° o = 1.

Prostornina in gostota dimnih plinov, ki gredo skozi ta odsek, ostaneta nespremenjeni v primerjavi z odsekom 7-8, če vzamemo dimenzije cevovoda v tem odseku kot v odseku 7-8, bo hitrost dimnih plinov enaka; ne spremeni in s tem dinamični tlak

Izgube zaradi trenja:

, oče

Dimovod je priključen na dimnik s podnožjem z enojnim dimovodom dimenzij:

b = 3350 mm; a = 0,9 h = 0,9 3350 = 3015 mm.

Za priključitev dimne cevi na podnožje je potrebno vgraditi difuzor (1800×2240 > 3015×3350 mm).

, potem je w=0,4

Izgube tlaka v lokalnih uporih so:

, oče

Skupne izgube tlaka v območju so:

, oče

, oče

3.8 Aerodinamični izračun dimnika

Izberimo valjasto, opečno cev. Za izračun cevi je potrebno nastaviti hitrost izhoda dimnih plinov iz cevi. Naj bo W = =12m/s.

Območje ustja cevi je:

, m2

Če poznate območje luknje, lahko najdete premer izhodne luknje:

, m

V skladu z GOST izberemo najbližjo vrednost premera dobljene vrednosti: m.

Z izbranim premerom ustja najdemo površino ustja in hitrost dimnih plinov v cevi:

, m2

, m/s

Glede na premer na izhodu cevi izberemo višino dimnika z enotno paleto standardnih dimenzij dimniških cevi.

Htr = 60, m

Gostota dimnih plinov pri 135 °C je c = 0,883 kg/m3.

Dinamični tlak je enak:

, oče

Izračunamo izgube zaradi trenja. Torni koeficient l = 0,05.

, oče

Izgube zaradi lokalnih uporov na izhodu iz dimnika (o = 1) so:

, oče

Skupna izguba tlaka v dimniku:

, oče

Gravitacija v cevi:

, oče

3.9 Izbira odvoda dima

Če seštejemo izgube tlaka v vseh enotah in plinskih kanalih, dobimo približno vrednost izgub tlaka vzdolž plinske poti:

, oče

Tlak, ki ga razvije odvod dima, je:

, Pa = 219,54, mm vode. Art.

Glede na zmogljivost dimnika

Qd = 157613,539, m3/h

in pritisk

Нд = 219,54, mm vode. Art.,

ki ga ustvarja, izberemo odvod dima D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 vrt/min. Če poznate dimenzije vstopnih in izstopnih odprtin dimnika, lahko najdete izgubo tlaka v razdelkih 7-8 in 8-9.

3.10 Preračun razdelka 7-8

Pred odvodom dima je sesalni žep z dimenzijami vstopne odprtine:

a = 0,92 dd = 0,92 2000 = 1840, mm;

b = 1,8 · dd = 1,8 · 2000 = 3600, mm.

Za priključitev žepa dimenzij 1840 x 3600 mm na cev dimenzij 1800 x 2240 mm je potrebno vgraditi konfuzor. Večji kot zožitve v tem zmešalniku bo pri:

Dobimo b = 37,5°. Od 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Padec tlaka v konfuzorju je določen s hitrostjo dimnih plinov v manjšem prerezu, to je s hitrostjo dimnih plinov v dimniku.

Hitrost dimnih plinov v dimniku:

, m/s.

Koeficient upora v sesalnem žepu o = 0,1

Izguba tlaka v difuzorju in sesalnem žepu:

, oče

Izguba tlaka v lokalnih uporih v razdelku 7-8:

, oče

Skupna izguba tlaka v območju:

, oče

3.11.Ponovni izračun oddelki 8-9

Plinski dimnik povezuje se z izhodom dimnika z difuzorjem (1840x3600 mm>3015x3350 mm)

, potem w=0,13

Hitrost dimnih plinov na izhodu iz dimnika:

W=, m/s

Izguba tlaka v konfuzorju:

Izgube tlaka v lokalnih uporih na območju so:

, oče

Skupne izgube na mestu: 119.557+9.47=129.027, Pa

Skupne izgube tlaka v plinovodih:

DRg/x =9,356+25,577+57,785+70,890+129,027=292,635, Pa

Izguba tlaka v celotni plinski poti:

, oče

Tlak, ki ga ustvari odvod dima:

Hd=1,1. 0,86258 .2287.275 =2268.6, Pa = 231.3, mm vode. Art.

Z zmogljivostjo dimnika Qd = 157613,539, m3/h in tlakom Hd = 231,3, mm vod. Art., ki ga je ustvaril, glede na graf aerodinamičnih lastnosti izberemo odvod dima D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 vrt / min.

Ugotovimo učinkovitost dimnika: z = 0,61%

Moč, ki jo porabi odvod dima ND, kW

Nd =

kjer je QD zmogljivost ventilatorja, m3/h; HD - tlak, ki ga razvije ventilator, Pa; zD - učinkovitost ventilatorja, %.

ND =, kW

Zaključek

Za organizacijo zgorevalnega procesa so kotlovne enote opremljene z vlečnimi napravami: ventilatorji, ki dovajajo zrak v kurišče, odvod dima za odvajanje dimnih plinov iz kotla, pa tudi dimnik.

Pri tem tečaju je bilo opravljeno naslednje:

· aerodinamični izračun zračne poti kotlovske enote, izbrane glede na produktivnost in tlak puhala VDN-17 s hitrostjo vrtenja 980 vrt / min, in izračunana je bila njegova porabljena moč;

· aerodinamični izračun poti plina, izbran je bil odvod dima

D-20?2 s hitrostjo vrtenja 590 rpm. in moč, ki jo porabi, je določena;

· izbran je bil valjast opečni dimnik višine 60 metrov.

Literatura

1. Zakharova N.S. Navodila za dokončanje tečaja "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav" v disciplini "Hidroplinadinamika": Učbenik - metoda. priročnik Cherepovets: ChSU, 2007 - 23 str.

2. Dodatki k učnemu pripomočku "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav". 1. del. Čerepovec: ChSU, 2009.

3. Aplikacije za učni pripomoček "Aerodinamični izračun kotlovskih naprav". 2. del. Čerepovec: ChSU, 2002.

Objavljeno na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Izbira ventilatorja. Izračun plinske poti. Glavne vrste kotlovskih naprav. Izbira odvoda dima in dimnika. Aerodinamični izračun zračne poti. Izračun upora žarka kotla. Aksonometrični diagram plinskega trakta.

tečajna naloga, dodana 11/04/2012


Podatki o kurišču in gorilniku kotla. Gorivo, sestava in količina produktov zgorevanja, njihova toplotna vsebnost. Toplotni izračun kurišča. Izračun upora plinskega kotla, vodnega ekonomizatorja, plinskih kanalov, dimnika. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 06.05.2014


Tehnične značilnosti generatorja pare TGMP-114. Izračun volumnov in entalpij zraka in produktov zgorevanja. Izračun kotlovske enote. Aerodinamični izračun vodnega ekonomizatorja. Izračun sito cevi za trdnost. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 04/11/2012


Določanje sestave in entalpije dimnih plinov. Določitev konstrukcijskih dimenzij in značilnosti zgorevalne komore. Toplotna percepcija vodnega ekonomizatorja. Aerodinamični izračun poti kotlovskega plina. Verifikacija in konstrukcijski izračun kotlovskega snopa.

tečajna naloga, dodana 02.04.2015


Izračun parametrov ventilatorja. Izbira elektromotorja. Izračun parametrov odvoda dima. Poraba naravnega goriva na kotel pri nazivni obremenitvi. Zmogljivost ventilatorja. Učinkovitost vlečnih strojev v regulacijskem načinu.

test, dodan 19.01.2015


Skupna toplotna moč kotlovske instalacije brez upoštevanja izgub in porabe za lastne potrebe. Izbor različnih grelnikov, črpalk in ostale pomožne opreme. Izračun poti zraka, izbor puhala in elektromotorja zanj.

tečajna naloga, dodana 31.03.2015


Določitev količine raztopine, ki vstopi v izhlapevanje. Porazdelitev koristne temperaturne razlike. Fizikalno-kemijske temperaturne depresije. Toplotni izračun dodatnega parnega grelnika in aerodinamični izračun dovodne poti izvorne raztopine.

test, dodan 3. 11. 2013


Kratek opis kotlovske enote BKZ-420-140GM. Določanje koeficienta presežka zraka, prostornine in entalpije produktov zgorevanja. Izračun pregrevalnika in grelnika zraka. Ocena celotnega upora v odsekih plinskih in zračnih poti.

tečajna naloga, dodana 14.3.2012


Toplotni izračun generatorja pare: gorivo, zrak, produkti zgorevanja. Glavne konstrukcijske značilnosti kurišča. Izračun festoona, pregrevalnika in izparilnega žarka. Aerodinamični izračun kurišča in vleka dimnika. Izbira odvoda dima in ventilatorja.

tečajna naloga, dodana 16.3.2012


Sestava in lastnosti goriva. Določanje entalpije dimnih plinov. Absorpcija toplote pregrevalnika pare, kotla, vodnega ekonomizatorja. Aerodinamični izračun poti plina. Določitev konstrukcijskih dimenzij in značilnosti zgorevalne komore.

Začetni podatki za sestavo toplotne bilance so opisani v. Določa tudi metodologijo za določitev optimalnega števila kotlov in njihove obremenitve. Izračuni parne obremenitve kotlovnice se lahko izvedejo na podlagi ročnih izračunov ali z uporabo računalniške tehnologije.

Za določitev porabe goriva je potrebno določiti oddajo toplote iz parovoda kotlovnice, izgube zaradi izpihovanja in količino vrnjene toplote z napajalno vodo.

Maksimalno sproščanje toplote iz parovoda kotlovnice

kje - entalpija pare na izstopu iz kotla, določena iz termodinamičnih tabel vode in vodne pare, kJ/kg.

Izguba toplote s pihanjem

kje - entalpija kotlovske vode, kJ/kg;

- entalpija napajalne vode, kJ/kg;

- pretok čistilne vode, kg/s.

Količina toplote, vrnjena z napajalno vodo

(64)

Izračunana poraba toplote

Največja ocenjena poraba goriva v kotlovnici.

Kot gorivo se uporablja zemeljski plin s kalorično vrednostjo
kJ/kg (kJ/m³)

Učinkovitost kotlovske enote po projektu št. 1
. Potem

(66)

1. Aerodinamični izračun

Izračun vpihovalne instalacije

V skladu s SNiP P-35-76 je treba vlečne naprave praviloma zagotoviti posebej za vsako kotlovno enoto.

Ocenjena zmogljivost ventilatorja

Tu je 1,05 varnostni faktor, ki upošteva puščanje zraka skozi puščanje v zračnih kanalih;

- koeficient presežka zraka v kurišču,
;

- nazivna poraba goriva kotlovske enote, IN Za=0,08 kg/s;

- teoretična količina zraka, ki je potrebna za zgorevanje goriva,

- temperatura zraka, ki se dovaja v peč, t = 30. Odnos
.

Skupni tlak, ki ga ustvari ventilator, se porabi za premagovanje upora zračnih kanalov h visoko in upora gorilnika h visoko ali rešetke s plastjo goriva

Vrednosti upora so sprejete v naslednjih mejah

,

za plinasta in tekoča goriva glede na vrsto gorilnika

Centrifugalni ventilatorji (glavne karakteristike so podane pri temperaturi 30°C in hitrosti vrtenja 980 rpm)

Centrifugalni ventilator je izbran glede na zmogljivost in tlak

Tip ventilatorja VDN - 10

Nazivna zmogljivost V dv = 5000 m³/h

Nazivni skupni tlak N dv = 1900 Pa

Hitrost n = 980 rpm

Učinkovitost ventilatorja
= 0,71.

Moč gredi ventilatorja

,kW (69)

.

Na podlagi prejete moči in hitrosti vrtenja se za ventilator izbere elektromotor:

Vrsta motorja

Moč N motor =

Hitrost vrtenja n = 980 rpm.

Izračun vlečne napeljave

Za vgradnjo sprejemamo opeko višina dimnika Htr = 30 m.

Pretok dimnih plinov na izhodu iz dimnika

, m 3 /s (70)

kjer je V g skupna prostornina plinastih produktov zgorevanja V g = 13,381 m 3 / m 3.

Premer ustja dimnika

,m (71)

,

kjer je W out hitrost gibanja dimnih plinov na izhodu iz dimnika z umetnim vlekom lahko doseže 20 m/s. Upoštevajoč možnost nadaljnje širitve kotlovnice priporočamo, da vrednost W odvzamemo približno 15 m/s.

Dobljeni premer zaokrožimo na najbližji priporočeni SNiP II-35-76.

Premer ustja dimnika vzamemo za 1,2 m.

V skladu s SNiP II-35-76, da bi preprečili prodiranje dimnih plinov v strukturo sten opečnih cevi, pozitivni statični tlak na stenah odvodne gredi za plin ni dovoljen. Če želite to narediti, morate izpolniti pogoj R<10, где R - определяющий критерий

(73)

Tukaj - koeficient trenja;

i je konstanten naklon notranje površine zgornjega dela cevi;

- gostota zunanjega zraka pri načrtovanju, kg/m 3 ;

d in - premer ustja dimnika, m;

h o - dinamični tlak plina na izhodu iz dimnika, Pa,

, Pa (74)

,

kjer je Wout hitrost plina na izstopu iz cevi, m/s;

r g - gostota dimnih plinov pri projektiranih pogojih

, kg/m 3 (75)

,

kje = 1,34, kg/m3.

Če je R>10, je potrebno povečati premer dimnika.