Материал: Методические указания к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплине «Теплогенерирующие установки». Китаев Д.Н., Курносов А.Т
Qуст |
= nN1кат , МВт. |
(1.6) |
||
При выходе одного котла из строя оставшиеся обеспечат: |
|
|||
Nn−1 |
= |
N1кат |
100% , |
(1.7) |
|
||||
|
|
Qов |
|
|
где Qов – суммарная нагрузка отопления и вентиляции.
Необходимо сравнить полученное значение с нормативным ∆. Если Nn- 1≥∆, то проверяют минимальную загрузку котла в летний период. В противном случае, необходимо увеличить число котлов (n+1) и повторить вычисления по формулам (1.5)-(1.7).
В летний период загрузка котла составит
Qноп |
|
|
р |
100%. |
(1.8) |
|
||
N1кат |
|
|
Полученное значение загрузки котла в неотопительный период не должно быть меньше минимального значения, указанного в паспорте котла. Если загрузка котла меньше допустимой, то необходимо принять большее число котлов (n+2) и повторить расчет по формулам (1.5)-(1.8).
2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТЯГОДУТЬЕВЫХ УСТРОЙСТВ КОТЕЛЬНОЙ
2.1. Дутьевой вентилятор
Подобрать дутьевой вентилятор к котлу, имеющему воздухоподогреватель. Конфигурация воздушного тракта представлена на рисунке. Воздуховод выполнен из стали диаметром d=200мм, длина от решетки до вентилятора со-
ставляет А,м, от вентилятора до горелки В,м.
Расход топлива Bр , температуру воздуха tхв , теоретически необходимое
количество воздуха для сжигания топлива Vв0 принять по табл. 2.1. Коэффициент избытка воздуха в топке αт =1,1, сопротивление горелочного устройства ∆hгу =800Па, воздухоподогревателя ∆hвп =100Па, вентилятора ∆hвент =300Па.
АВ
45°
Расчетная схема воздушного тракта
6
Таблица 2.1
Исходные данные для выбора дутьевого вентилятора
№ |
А, |
В, |
Bр , |
tхв , |
V 0 , |
№ |
А, |
В, |
Bр , |
tхв , |
V 0 , |
м |
м |
т/ч |
°С |
в |
м |
м |
т/ч |
°С |
в |
||
|
м3/кг |
|
м3/кг |
||||||||
1 |
1 |
2 |
1 |
35 |
6,1 |
16 |
8,5 |
9,5 |
3,9 |
20 |
7,7 |
2 |
1,5 |
2,5 |
1,2 |
34 |
6,2 |
17 |
9 |
10 |
4,2 |
19 |
7,8 |
3 |
2 |
3 |
1,4 |
33 |
6,4 |
18 |
9,5 |
10,5 |
4,4 |
18 |
7,9 |
4 |
2,5 |
3,5 |
1,6 |
32 |
6,5 |
19 |
10 |
11 |
4,6 |
17 |
8 |
5 |
3 |
4 |
1,8 |
31 |
6,6 |
20 |
10,5 |
11,5 |
4,8 |
16 |
8,1 |
6 |
3,5 |
4,5 |
2 |
30 |
6,7 |
21 |
11 |
12 |
5 |
15 |
8,2 |
7 |
4 |
5 |
2,1 |
29 |
6,8 |
22 |
11,5 |
12,5 |
5,2 |
14 |
8,3 |
8 |
4,5 |
5,5 |
2,4 |
28 |
6,9 |
23 |
12 |
13 |
5,4 |
13 |
8,4 |
9 |
5 |
6 |
2,6 |
27 |
7 |
24 |
12,5 |
13,5 |
5,6 |
12 |
8,5 |
10 |
5,5 |
6,5 |
2,8 |
26 |
7,1 |
25 |
13 |
14 |
5,8 |
11 |
8,6 |
11 |
6 |
7 |
2,9 |
25 |
7,2 |
26 |
13,5 |
14,5 |
5,9 |
10 |
8,7 |
12 |
6,5 |
7,5 |
3,2 |
24 |
7,3 |
27 |
14 |
15 |
8 |
9 |
8,8 |
13 |
7 |
8 |
3,4 |
23 |
7,4 |
28 |
14,5 |
15,5 |
9 |
8 |
8,9 |
14 |
7,5 |
8,5 |
3,6 |
22 |
7,5 |
29 |
15 |
16 |
10 |
7 |
9 |
15 |
8 |
9 |
3,8 |
21 |
7,6 |
30 |
15,5 |
16,5 |
11 |
6 |
9,1 |
Определяем производительность дутьевого вентилятора QДВ по формуле
|
1,1B V 0α |
т |
(t |
хв |
+273)103 |
, м3/ч. |
|
QДВ = |
р в |
|
|
(2.1) |
|||
|
|
273 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Определяем сопротивление воздуховодов ∆hвв , которое складывается из потерь на трение (по длине) ∆hтр и в местных сопротивлениях ∆hмс .
Потери на трение определяем по формуле
∆h |
=λ |
l |
w2 |
ρ ,Па, |
(2.2) |
|
|
||||
тр |
|
d |
2 |
|
|
|
|
|
|
где λ – коэффициент гидравлического трения, принимаемый для стальных воздуховодов согласно [3]; l – суммарная длина прямолинейных участков воздуховода (рисунок), м; w – допустимая скорость движения воздуха, принимаемая согласно [3], м/с; ρ – плотность воздуха, определяемая по формуле
7
|
1,293 273 |
3 |
|
ρ = |
tхв +273 |
, кг/м . |
(2.3) |
Определяем потери в местных сопротивлениях по формуле
∆hмс = |
ζ |
сум |
w2 |
ρ , Па, |
(2.4) |
|
2 |
||||
|
|
|
|
||
где ζсум = ∑n ζi – суммарный коэффициент местных сопротивлений, принимае-
i=1
мый согласно [3] для каждого сопротивления (рисунок).
Определяем напор вентилятора по формуле
H ДВ =1,2(∆hгу +∆hвв +∆hвп +∆hвент ), Па. |
(2.5) |
По полученным значениям QДВ и H ДВ по каталогу [4] выбираем марку
дутьевого вентилятора, его подачу, напор и коэффициент полезного действия η,%.
Определяем мощность электродвигателя дутьевого вентилятора по формуле
N = |
1,1QДВ Н ДВ |
, кВт. |
(2.6) |
|
9,81 102 36η |
||||
|
|
|
2.2. Дымосос
Подобрать дымосос к котлу. Энтальпия пара составляет iп=2789кДж/кг, кпд котлоагрегата ηк=0,87, теоретический объем продуктов сгорания топлива
Vг0 =7,12м3/м3.
Паропроизводительность котла Д,т/ч, температуру питательной воды tпв, теплотворную способность топлива Qнр ,кДж/кг, температуру уходящих газов tг,
аэродинамическое сопротивление газового тракта ∆hтгу,мм.вод.ст. принять по табл. 2.2.
Определяем расход топлива на котел по формуле
B = |
Д (iп −iпв ) |
, т/ч, |
(2.7) |
||
Q рη |
к |
||||
|
|
|
|||
|
н |
|
|
||
где iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг.
8
Таблица 2.2
Исходные данные для и выбора дымососа
№ |
Д, |
tпв, |
Q р , |
tг, |
∆hтгу, |
|
|
№ |
Д, |
|
tпв, |
Q р , |
tг, |
∆hтгу, |
||
т/ч |
°С |
н |
°С |
мм.в.ст |
|
|
т/ч |
°С |
н |
°С |
мм.в.ст |
|||||
кДж/кг |
|
|
кДж/кг |
|||||||||||||
1 |
5 |
110 |
16748 |
140 |
|
120 |
|
|
16 |
40 |
102,5 |
23029 |
185 |
270 |
||
2 |
7 |
109,5 |
17167 |
143 |
|
130 |
|
|
17 |
43 |
102 |
23447 |
188 |
280 |
||
3 |
9 |
109 |
17585 |
146 |
|
140 |
|
|
18 |
46 |
101,5 |
23866 |
191 |
290 |
||
4 |
10 |
108,5 |
18004 |
149 |
|
150 |
|
|
19 |
48 |
101 |
24285 |
194 |
300 |
||
5 |
13 |
108 |
18423 |
152 |
|
160 |
|
|
20 |
55 |
100,5 |
24703 |
197 |
310 |
||
6 |
15 |
107,5 |
18842 |
155 |
|
170 |
|
|
21 |
60 |
100 |
25122 |
200 |
320 |
||
7 |
17 |
107 |
19260 |
158 |
|
180 |
|
|
22 |
65 |
99,5 |
25541 |
203 |
330 |
||
8 |
19 |
106,5 |
19679 |
161 |
|
190 |
|
|
23 |
70 |
|
99 |
25959 |
206 |
340 |
|
9 |
21 |
106 |
20098 |
164 |
|
200 |
|
|
24 |
75 |
98,5 |
26378 |
209 |
350 |
||
10 |
23 |
105,5 |
20516 |
167 |
|
210 |
|
|
25 |
80 |
|
98 |
26797 |
212 |
360 |
|
11 |
25 |
105 |
20935 |
170 |
|
220 |
|
|
26 |
85 |
97,5 |
27216 |
215 |
370 |
||
12 |
27 |
104,5 |
21354 |
173 |
|
230 |
|
|
27 |
90 |
|
97 |
27634 |
218 |
380 |
|
13 |
29 |
104 |
21772 |
176 |
|
240 |
|
|
28 |
100 |
96,5 |
28053 |
221 |
390 |
||
14 |
31 |
103,5 |
22191 |
179 |
|
250 |
|
|
29 |
110 |
|
96 |
28472 |
224 |
400 |
|
15 |
33 |
103 |
22610 |
182 |
|
260 |
|
|
30 |
118 |
95,5 |
28890 |
227 |
410 |
||
Определяем производительность дымососа по формуле |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1,1BV |
0 |
(t |
г |
+273) |
3 |
|
|
|
||
|
|
|
QД =0,278 |
г |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, м /с. |
|
|
||||
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Напор дымососа принимаем с 20% запасом по формуле
Н Д =1,2∆hтгу , мм. вод. ст.
(2.8)
(2.9)
По полученным значениям QД и H Д по каталогу [4] выбираем марку
дымососа, его подачу Q, напор Н при температуре газов tкат и коэффициент полезного действия η,%.
Определяем мощность электродвигателя дымососа по формуле
N = |
1,2QД Н Д |
, кВт. |
(2.10) |
|
|||
|
1,02η |
|
|
9
Температура дымовых газов при которой указан напор дымососа в каталоге tкат, отличается от значения tг, следовательно необходимо пересчитать напор по формуле
Н Д (tг )= |
Н (273 +tг ) |
, мм.вод.ст. |
(2.11) |
(273 +tкат ) |
3. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Выполнить поверочный расчет дымовой трубы. Конфигурация газохода (рисунок): от котла прямой участок с отводом 90°, далее прямой участок и вход в дымовую трубу. Длина участка L,м, высота трубы Н, м. Материал трубы и газоходов – нержавеющая сталь. Диаметр дымовой трубы dДТ равен диаметру газохода. Кпд котла ηк=92%, коэффициент избытка воздуха α=1,15, необходимое
теоретическое количество воздуха для горения Vв0 =11,22 м3/кг, теоретический объем дымовых газовVг0 =12,74м3/м3, потеря температуры по трубе ∆t=0,1 °С/м.
Теплотворную способность топлива Qнр , ккал/м3, тепловую нагрузку ото-
пительного периода Qз и неотопительного Qл, температуры уходящих газов в отопительный и неотопительный периоды tухз, tухл, расчетные температуры отопительного и неотопительного периода tрз, tрл, длины L,H, принять по таблице.
H
L
Расчетная схема газового тракта
10