Таблица
Исходные данные для расчета дымовой трубы
№ |
Qнр , |
Qз, |
Qл, |
tухз, |
tухл, |
L, |
Н, |
tрз, |
tpл, |
dдт, |
ккал/м3 |
МВт |
МВт |
°С |
°С |
м |
м |
°С |
°С |
м |
|
1 |
7980 |
1 |
0,5 |
160 |
140 |
0,5 |
45 |
-47 |
26,7 |
0,290 |
2 |
7985 |
1,2 |
0,6 |
162 |
141 |
0,9 |
44 |
-46 |
26,4 |
0,320 |
3 |
7990 |
1,3 |
0,7 |
164 |
142 |
1,3 |
43 |
-18 |
26,1 |
0,350 |
4 |
7995 |
1,6 |
0,8 |
166 |
143 |
1,7 |
42 |
-19 |
25,8 |
0,380 |
5 |
8000 |
1,8 |
0,9 |
168 |
144 |
2,1 |
41 |
-20 |
25,5 |
0,400 |
6 |
8005 |
2 |
1 |
170 |
145 |
2,5 |
40 |
-21 |
25,2 |
0,420 |
7 |
8010 |
2,2 |
1,1 |
172 |
146 |
2,9 |
39 |
-22 |
24,9 |
0,440 |
8 |
8015 |
2,4 |
1,2 |
174 |
147 |
3,3 |
38 |
-23 |
24,6 |
0,465 |
9 |
8020 |
2,6 |
1,3 |
176 |
148 |
3,7 |
37 |
-24 |
24,3 |
0,485 |
10 |
8025 |
2,8 |
2 |
178 |
149 |
4,1 |
36 |
-25 |
24,0 |
0,500 |
11 |
8030 |
3 |
2,1 |
180 |
150 |
4,5 |
35 |
-26 |
23,7 |
0,510 |
12 |
8035 |
3,2 |
2,2 |
182 |
151 |
4,9 |
34 |
-27 |
23,4 |
0,530 |
13 |
8040 |
3,4 |
2,3 |
184 |
152 |
5,3 |
33 |
-28 |
23,1 |
0,560 |
14 |
8045 |
3,6 |
2,4 |
186 |
153 |
5,7 |
32 |
-29 |
22,8 |
0,570 |
15 |
8050 |
3,8 |
2,5 |
188 |
154 |
6,1 |
31 |
-30 |
22,5 |
0,600 |
16 |
8055 |
4 |
2,6 |
189 |
155 |
6,5 |
30 |
-31 |
22,2 |
0,600 |
17 |
8060 |
4,2 |
2,7 |
190 |
156 |
6,9 |
29 |
-16 |
21,9 |
0,620 |
18 |
8065 |
4,4 |
2,8 |
191 |
157 |
7,3 |
28 |
-15 |
21,6 |
0,650 |
19 |
8070 |
4,6 |
2,9 |
192 |
158 |
7,7 |
27 |
-34 |
21,3 |
0,630 |
20 |
8075 |
4,8 |
3 |
193 |
159 |
8,1 |
26 |
-35 |
21,0 |
0,650 |
21 |
8080 |
5 |
3,1 |
194 |
160 |
8,5 |
25 |
-36 |
20,7 |
0,670 |
22 |
8085 |
5,2 |
3,2 |
195 |
161 |
8,9 |
24 |
-37 |
20,4 |
0,700 |
23 |
8090 |
5,4 |
3,3 |
196 |
162 |
9,3 |
23 |
-38 |
20,1 |
0,700 |
24 |
8095 |
5,6 |
3,4 |
197 |
163 |
9,7 |
22 |
-39 |
19,8 |
0,720 |
25 |
8100 |
5,8 |
3,5 |
198 |
164 |
10,1 |
21 |
-40 |
19,5 |
0,760 |
26 |
8105 |
6 |
3,6 |
199 |
165 |
10,5 |
20 |
-41 |
19,2 |
0,770 |
27 |
8110 |
6,2 |
3,7 |
200 |
166 |
10,9 |
19 |
-42 |
18,9 |
0,780 |
28 |
8115 |
6,4 |
3,8 |
201 |
167 |
11,3 |
18 |
-43 |
18,6 |
0,790 |
29 |
8120 |
6,6 |
3,9 |
202 |
168 |
11,7 |
17 |
-44 |
18,3 |
0,800 |
30 |
8125 |
6,8 |
4 |
203 |
169 |
12,1 |
16 |
-45 |
18,0 |
0,820 |
11
Определяем плотности воздуха для расчетных температур отопительного и неотопительного периода:
|
ρ0 273 |
3 |
|
ρвз(вл) = |
|
, кг/м , |
(3.1) |
(273 +tрз( рл) ) |
где ρ0 = 1,293 кг/м3 – плотность воздуха при 0 °С.
Определяем средние температуры дымовых газов в трубе для отопительного и неотопительного периода
tсрз(срл) = |
1 |
|
|
, °С. |
(3.2) |
2 |
tухз( ухл) +(tухз( ухл) −(H + L)∆t) |
||||
|
|
|
|
|
|
Находим расход газа для отопительного и неотопительного периода
В |
|
Qз( л) 86 |
106 |
3 |
|
= |
|
|
, м /ч. |
(3.3) |
|
Q рη |
|
||||
з( л) |
|
к |
|
|
|
|
|
н |
|
|
Определяем значения объемов дымовых газов для отопительного и неотопительного периода
V |
= B |
|
(Vг0 |
+(α −1)Vв0 )(273 |
+tсрз(срл) ) |
3 |
|
|
|
|
|
, м /ч. |
(3.4) |
||
з( л) |
|
|
|||||
з( л) |
|
273 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем скорости дымовых газов в трубе в отопительном и неотопительном периоде
w |
= |
Vз( л) |
= |
Vз( л) |
, м/с. |
(3.5) |
|
|
|||||
з( л) |
|
d ДТ2 0,785 3600 |
|
d ДТ2 2826 |
|
|
|
|
|
|
|||
Определяем плотности дымовых газов на выходе из трубы при средних температурах:
|
|
ρг0 273 |
3 |
|
ρ |
гз(гл) = |
|
, кг/м , |
(3.6) |
(273 +tсрз( рл) ) |
где ρг0 = 1,32 кг/м3 – плотность дымовых газов при 0 °С.
Определяем сопротивления по длине (трения) в газоходе и дымовой трубе для отопительного и неотопительного периода
12
h |
=λ |
l |
|
ρгз(гл)wз2( л) |
, Па, |
(3.7) |
|
|
|
||||
трз(трл) |
|
d |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где λ – коэффициент гидравлического трения, принимаемый для стальных воздуховодов согласно [3]; l – суммарная длина прямолинейных участков воздуховода (рисунок), м.
Находим динамическое давление газов для отопительного и неотопительного периода
|
|
w2 |
ρ |
гз(гл) |
|
|
h |
= |
з( л) |
|
, Па. |
(3.8) |
|
|
|
|
||||
динз(динл) |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Согласно представленной схеме газового тракта, он состоит из следующих местных сопротивлений: отвод под углом 90°; вход и выход из дымовой трубы. Для определения коэффициентов местных сопротивлений ζвх, ζвых, ζ отв используем «Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод» [3].
Находим потери на входе и выходе из дымовой трубы для отопительного и неотопительного периода
h ДТ |
=(ξ |
вх |
+ξ |
вых |
)h |
, Па. |
(3.9) |
з( л) |
|
|
динз(динл) |
|
|
Находим потери в отводе
hзотв( л) =ξотвhдинз(динл) , Па.
Находим суммарные потери по длине и в местных сопротивлениях для отопительного и неотопительного периода
Σh |
= h |
+h ДТ |
+hотв |
, Па. |
(3.10) |
з( л) |
трз(трл) |
з( л) |
з( л) |
|
|
Находим значение самотяги трубы для отопительного и неотопительного периода
Sтрз(трл) = Н (ρвз(вл) −ρгз(гл) )9,81, Па. |
(3.11) |
Определяем превышение самотяги над суммарным сопротивлением газового тракта в процентах для двух периодов
∆ |
з( л) |
= |
Sтрз(трл) |
. |
(3.12) |
|
|||||
|
|
Σh |
|
||
|
|
|
з( л) |
|
|
13
Превышение должно составлять не менее 20% (коэффициент 1,2). Делаем вывод о высоте дымовой трубы.
Определяем перепад полных давлений
∆Нпз( л) = Sтрз(трл) −Σhз( л) , Па. |
(3.13) |
4. РАСЧЕТ НОРМАТИВОВ ЗАПАСОВ ТОПЛИВА В КОТЕЛЬНОЙ
Определить нормативы запаса топлива в отопительной котельной, расположенной в г. Воронеж, если основным топливом является природный газ с те-
плотворной способностью Qнгр =8000 ккал/кг, а резервным – мазут, который
доставляется автотранспортом. Известны нормативы удельного расхода топлива на отпущенную тепловую энергию для самого холодного H =160,1 кг
у.т./Гкал и трех самых холодных месяцев отопительного периода Hср.т.3 =159,3 кг у.т./Гкал, количество суток, в течение которых снижается подача газа ТЗАМ =5 сут, коэффициент отклонения фактических показателей снижения подачи газа КЗАМ =1. Теплотворную способность мазута Qнр ккал/кг, расчетную мощность
котельной Q, Гкал/ч, долю суточного расхода топлива, подлежащего замещению dЗАМ ,%, принять по таблице.
Таблица
Исходные данные для расчета нормативов запаса топлива
№ |
Q р , |
Q, |
dЗАМ ,% |
№ |
Q р , |
Q, |
dЗАМ ,% |
|
н |
Гкал/ч |
|
|
н |
Гкал/ч |
|
|
ккал/кг |
|
|
ккал/кг |
|
||
1 |
9200 |
3 |
1 |
16 |
9050 |
18 |
16 |
2 |
9190 |
4 |
2 |
17 |
9040 |
19 |
17 |
3 |
9180 |
5 |
3 |
18 |
9030 |
20 |
18 |
4 |
9170 |
6 |
4 |
19 |
9020 |
21 |
19 |
5 |
9160 |
7 |
5 |
20 |
9010 |
22 |
20 |
6 |
9150 |
8 |
6 |
21 |
9000 |
23 |
21 |
7 |
9140 |
9 |
7 |
22 |
8990 |
24 |
22 |
8 |
9130 |
10 |
8 |
23 |
8980 |
25 |
23 |
9 |
9120 |
11 |
9 |
24 |
8970 |
26 |
24 |
10 |
9110 |
12 |
10 |
25 |
8960 |
27 |
25 |
11 |
9100 |
13 |
11 |
26 |
8950 |
28 |
26 |
12 |
9090 |
14 |
12 |
27 |
8940 |
29 |
27 |
13 |
9080 |
15 |
13 |
28 |
8930 |
30 |
28 |
14 |
9070 |
16 |
14 |
29 |
8920 |
31 |
29 |
15 |
9060 |
17 |
15 |
30 |
8910 |
32 |
30 |
14
По данным климатологии [5] находим средние температуры самых хо-
лодных месяцев отопительного периода для г. Воронежа t1, t2, t3 °С, |
расчетную |
||||||
температуру для проектирования отопления tх5, °С. |
|
||||||
Определяем выработку котельной в самом холодном месяце Qmax , |
|||||||
Гкал/сут |
|
|
|
|
|
|
|
Q |
=Q |
ti −tmin |
|
24 . |
|
|
(4.1) |
|
|||||||
max |
ti −tх5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Находим неснижаемый нормативный запас топлива (ННЗТ) по формуле [6] |
|||||||
|
|
|
|
|
Q р |
|
|
ННЗТ =Q H |
|
н |
T10−6 , тыс. т, |
(4.2) |
|||
|
|
||||||
|
|
max |
ср.т. 7000 |
|
|||
где Т – длительность периода формирования объема неснижаемого запаса топлива, принимаемое по табл. 1 [6] с учетом количества суток на которые он рассчитывается в зависимости от вида топлива и способа его доставки, сут.
Определяем среднемесячные значения отпуска для оставшихся двух ме-
сяцев |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
=Q |
|
ti −t1 |
|
24, Гкал/сут, |
(4.3) |
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
ti −tх5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Q |
|
=Q |
ti −t2 |
|
24 , Гкал/сут. |
(4.4) |
||
|
|
|
||||||
3 |
|
|
|
ti −tх5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Находим среднее значение отпуска в течение трех наиболее холодных |
||||||||
месяцев |
|
|
|
|
|
|
|
|
QЭ |
|
= Qmax +Q1 +Q2 , Гкал/сут. |
(4.5) |
|||||
|
max |
|
|
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Находим количество резервного топлива ( BЗАМ ), необходимое для заме-
щения газового топлива в периоды сокращения его подачи газоснабжающими организациями по формуле:
B |
=QЭ |
Н |
|
Т |
|
K |
|
d |
|
Q р |
Q р |
T 10−6 |
, тыс. т., |
(4.6) |
|
|
|
|
ЗАМ |
н |
н |
||||||||
|
|
|
100 |
7000 |
||||||||||
ЗАМ |
max |
|
ср.т.3 |
ЗАМ |
|
ЗАМ |
Q р |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нг |
|
|
|
|
где T1 – количество суток, |
принимаемое в зависимости от вида топлива [6]. |
|
||||||||||||
С учетом значения BЗАМ , определяем нормативный эксплуатационный запас топлива (НЭЗТ)
15