АЕРОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТУ
Як уже зазначалося, у котлах з врівноваженою тягою повітряний тракт до топки знаходиться під тиском, що розвивається дуттьовим вентилятором, а газовий тракт від топки — під розрідженням, що створює димосос (рис. 138, крива 2). У котлах під наддувом повітряний тракт та газоходи знаходяться під тиском (рис. 138, крива /).
При аеродинамічному розрахунку залежно від схеми газоповітряного тракту визначають швидкості середовища в повітроводах, газоходах, розташованих в них поверхнях нагріву і в різному обладнанні тракту. Опір повітряного та газового трактів котла залежить від швидкості повітря та газу та опору окремих ділянок. Воно визначає необхідні на - 228 пор Я і потужність N (при заданій витраті середовища) тягодутьєвих машин: дутьових вентиляторів і димососів - в котлах з врівноваженою тягою і дутьових вентиляторів-в котлах під наддувом. За величинами Я, Q і N вибирають відповідні тягодуттьові машини.
Опір тракту складається з таких складових (умовно):
Опір тертя при перебігу в прямому каналі постійного перерізу, а також при поздовжньому обмиванні пучка труб;
Місцевих опорів, пов'язаних із зміною форми каналу, його перерізу чи напрямку руху; опору поперечного труб, що омиваються. При визначенні втрат тертя використовується залежність, аналогічна (37).
Коефіцієнт Я опору залежить від режиму перебігу середовища. Для ламінарного, перехідного або турбулентного режиму течії коефіцієнт А прийнято визначати за кількістю Рейнольдса
Де v-кінематична в'язкість. При турбулентному потоці (Re 2300) величина % залежить від шорсткості поверхні стін, що омиваються потоком. Для каналів некруглого перерізу замість діаметра труби d використовуєтьсяеквівалентний діаметр d* каналу, який визначається за формулами: для каналу будь-якого профілю
Для газоходу прямокутного перерізу, заповненого пучком труб, що поздовжньо омивається,
Де F - площа перерізу каналу, м2; П - повний периметр, що омивається, м; а і b - поперечні розміри газоходу у світлі, м; г - кількість труб у газоході; dB - зовнішній діаметр труб, м.м.
Місцевий опір залежить від геометрії каналу і визначається за допомогою коефіцієнта £ гідравлічного опору за формулою
Мал. 138. Розподіл статичного тиску у газоповітряному тракті котла:
T - під наддувом; 2 - з врівноваженою тягою; 1 - дутьовий вентилятор; 2 - повітропідігрівач, млин; 3 - пальник; 4 - котел; S - повітропідігрівач; 6 - золоуловлювач; 7 - димосос; В - димова труба
Аналогічним чином знаходять втрати тиску при поперечному обмиванні пучків труб. Для обліку типу та геометричних особливостей поверхні нагріву вводиться поправочний коефіцієнт кпн:
Коефіцієнти та кпн приймаються за рекомендаціями нормативної літератури.
При визначенні необхідного повного натиску, що створюється тягодутьевими машинами, крім втрат тиску враховується природна тяга. Сутність природної тяги ось у чому. Газовий тракт котла заповнений продуктами згоряння, щільність яких менша за щільність атмосферного повітря. У вертикально (або похило) розташованих каналах при русі середовища вгору на неї додатково діє сила, яка залежить від висоти А/г підйому середовища і різниці щільностей атмосферного повітря ров на розглянутій висоті газоходів (або повітроводів гарячого повітря) і продуктів згоряння р. Ця сила може забезпечити підйомний рух середовища - природний потяг. У опускних газоходах-необхіднийдодатковий напір для подолання дії природного потягу. Тому природна тяга в підйомних та опускних газоходах.
Аре = ± g Ah (рв - р) = ± g Ah [р, - (ро)г 273/.Г],
Де АЛ - висота підйому (або опускання) середовища або перепад висот - ділянки, що розглядається, м; Т - середня температура газового або повітряного потоку, К; (р0)г - приведена до нормальних умов (273 К і 0,101 МПа) щільність продуктів згоряння, щільність атмосферного повітря приймається при 20 ° С та 0,101 МПа, рів = 1,2 кг/м3.
У горизонтальних газоходах дією природної тяги іірнебрегають.
Розрахунок втрат тиску в газоповітряному тракті котла проводять відповідно до методу аеродинамічного розрахунку. Спочатку визначають опір кожної ділянки та елемента тракту. Розрахунок виконують при середній швидкості та температурі газу (повітря) у аналізованому елементі з використанням залежностей. Потім підсумовуванням окремих втрат визначають повні втрати тракту.
Перепад повних тисків (Л/ЗП) в повітряному тракті
(Дрп)в = Ар-Арі - рг,
Де Ар - сумарний опір тракту від місця забору повітря з атмосфери (повітрозабірні вікна) до входу в топку (вихідний переріз пальників); Аре - сумарна величина природної тяги повітряного тракту; р'т і р'ї - тиск середовища в топці на рівні пальників і на виході з топки (зазвичай при - 230 німають р'т - -20 Па); р - середня за висотою ділянки густина продуктів згоряння, кг/м3; АЛ - різниця відміток (висот) виведення продуктів згоряння з топки і введення в неї повітря, м.
По газовому тракту котла з урівноваженою тягою перепад повних тисків
(Л/>п)г = (Ар)г (р0)г/1,293 - (Дре)г + Рг,
Де (Ар) - сумарний опір ділянки газового тракту. топка - вихідний переріз димовийтруби (без виправлення на стисливість середовища); (Аре)г - сумарна природна тяга зазначеного газового тракту, включаючи димову трубу.
У котлах під наддувом дутьові вентилятори вибирають виходячи з повних перепадів тисків у всьому газоповітряному тракті (від повітрозабірних вікон до топки та від топки до вихідного перерізу димової труби)
Д/?п = (Дрп - Дре) в + (Дрп - Дре) Г - 0,95ДЛ '.
Вибір тягодутьєвих машин проводять за умовами їх роботи (температурі) і необхідним значенням продуктивності Q, повного машиною напору Я, що розвивається, потужності N і ККД.
Розрахункова продуктивність тягодуттьової машини - це повна об'ємна витрата Vit м3/с, повітря або газу на ділянці тракту котла перед тягодуттьовою машиною. З урахуванням коефіцієнта запасу продуктивність
Де г - число тягодуттьових машин; 32 - коефіцієнт запасу за продуктивністю, в котлах паропродуктивністю D & gt; > 20 т/год для димососів та вентиляторів відповідно Ра = = 1,15 і р2 = 1,054-1,1.
Повна об'ємна витрата повітря через дутьовий вентилятор (Vj = УдВ) та газів через димосос (V; = Кд) відповідно
Удв = BpV ° (aT - Дат - Даплу + Давп) (/ хв + 273) / 273
VA = 5Р [VI + (пекло - 1) V ° 1 (# д + 273)/273,
Де Bp - розрахункова витрата палива, кг/с; V0 - теоретично необхідна кількість повітря (при тиску 0,1013 МПа та 0 ° С), м3/кг; У? - теоретичний обсяг продуктів згоряння (при тиску 0,1013 МПа та 0 ° С) при надлишку повітря а = - 1 м3/кг; ат і пекло - надлишки повітря відповідно в топці; та перед димососом; Аат і Даплу - присоси повітря відповідно в топці та в системі пилоприготування; Аавп-пере-і течка повітря в повітропідігрівачі; /хв н і, — температура відповідно холодного повітря та газів у димососа, °С.
Необхідний повнийнапір тягодуттьової машини визначають з урахуванням коефіцієнта запасу по повному перепаду тисків у відповідному тракті
Для котлів паропродуктивністю D & gt; 20 т/год величина Pi = 1,15 для димососів та = 1,2 для вентиляторів.
Необхідна (встановлена) потужність тягодуттьової машини з урахуванням коефіцієнта рз запасу потужності електродвигуна (звичайно прийнятим р„ = 1,1)'
Розрахунок котлів та котельних установок
ВОДНИЙ РЕЖИМ КОТЛІВ
Вода, що використовується в котельних установках в якості робочого тіла, має властивості активного і майже універсального розчинника. Домішки, що містяться в ній, незалежно від джерел їх появи, за певних умов можуть …
Енергетична програма
РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРУ
У разі застосування поверхневих і впорскують пароохолоджувачів поверхню перегрівача розраховують на номінальному навантаженні із запасом кількості теплоти, яке знімається в регуляторі. Поверхневий пароохолоджувач являє собою теплообмінник 1 типу, що не змішує.