где: - среднеарифметическая температура продуктов сгорания в экономайзере, °С
- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2
= z1*Fтр
где: z1 – число труб в ряду; принимаем 4 труб
Fтр – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, м2
Fэк = 4*0,12=0,48
7.4 Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*К)
где: - коэффициент тепловой эффективности, принимается по таблице 6.9 источник 1,
- коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке труб
18,8*1,02=19,2
7.5 Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера Нэк , (м2)
7.6 определяем общее число труб n, экономайзера
где: НТР – площадь поверхности нагрева одной трубы, м2
≈ 44
7.7 Определяем число рядов труб m, в экономайзере
≈11
8. Аэродинамический расчет котла
Аэродинамический расчет котельной установки выполняем по формулам в соответствии с источником 1.
Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения газов в газоходах котельной установки складывается из местных сопротивлений, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов и из сопротивления, возникающего вследствие трения и вследствие сопротивления пучков труб.
Аэродинамическое сопротивление котельной установки ∆hк.у., Па, определяется по формуле:
∆hк.у=∆hт+∆hкп1+∆hкп2+∆hэк+∆hм.с
где: ∆hт – разряжение в топке, создаваемое дымососом, Па;
∆hкп1 – сопротивление первого конвективного пучка, Па;
∆hкп2 – сопротивление второго конвективного пучка, Па;
∆hэк – сопротивление экономайзера, Па;
∆hм.с – местные сопротивления, Па.
Разряжение в топке ∆hт, Па, принимаем равным
∆hт =30
Определяем сопротивление первого конвективного пучка ∆hкп1, Па
где: ρг – плотность дымовых газов в газоходе, кг/м2
где: ρо – плотность дымовых газов при 0°С, кг/м3
ρо = 1,34
Ѳг – средняя температура газов в первом конвективном пучке, °С
- скорость продуктов сгорания в газоходе, м/с
– коэффициент сопротивления первого конвективного пучка,
где: - коэффициент сопротивления одного ряда труб; зависит от величины относительного продольного и поперечного шагов труб.
где: – значения, определяемые по номограмме,
0,58*0,87*0,43=0,22
0,22*26=5,7
Определяем сопротивление двух поворотов (под углом 90° и под углом 180°) в первом конвективном пучке , Па
где: – коэффициент сопротивления двух поворотов 90° и поворотом под углом 180°
Определяем сопротивление второго конвективного пучка ∆hкп2, Па
где: ρг – плотность дымовых газов в газоходе, кг/м2
где: ρо – плотность дымовых газов при 0°С, кг/м3
ρо = 1,34
Ѳг – средняя температура газов в втором конвективном пучке, °С
- скорость продуктов сгорания в газоходе, м/с
где: – значения, определяемые по номограмме,
0,36*1,32*0,4=0,2
0,2*26=5,2
Определяем сопротивление двух поворотов под углом 90° после второго конвективного пучка , Па
где: – коэффициент сопротивления двух поворотов 90°
Определяем сопротивление экономайзера ∆hэк, Па
где: n – число труб по ходу газов: n = 11
ρг – плотность дымовых газов в экономайзере, кг/м2
Определяем сопротивление двух поворотов под углом 90 , Па
где: – коэффициент местных сопротивлений под углом 90°
1*2+2=4
Определяем аэродинамическое сопротивление котельной установки ∆hк.у , Па
∆hк.у=448,6+30+243,28+64,64+88,88=845,4
9. Расчет и выбор тягодутьевых устройств
9.1 Расчет и выбор дымососа
Для котлов паропроизводительностью 1 тонна и выше рекомендуется устанавливать индивидуальные дымососы.
Определяем производительность дымососа Qр.д, м3/ч
Qр.д=β1*Vсекдым
где: β1 – коэффициент запаса при выборе дымососа по производительности;
β1=1,05
101080 – нормальное атмосферное давление, Па
Б – барометрическое давление в месте установки дымососа, Па
Vсекдым – количество дымовых газов от одного котла, м3/с
Vсекдым=
Vсекдым=
Qр.д=1,05*2,82 =2,97
Определяем расчетный полный напор дымососа Нр, Па
Нр= β2(∆hку -hс)
где: β2 – коэффициент запаса по напору
β2=1,1
Нр=1,1(845,4-164,8)=748,66
Определяем мощность электродвигателя для привода дымососа N, кВт
где: Qр.дым – производительность, м3/с
Ндым – напор, Па
– КПД дымососа, 0,83%
По таблице источника 2 выбираем подходящий по производительности Qр.д и напору Нр дымосос, выписываем его основные характеристики:
марка дымососа ДН-9
производительность, м3/ч 14,65*103
напор, кПа 1,78
КПД, % 83
марка электродвигателя 4А160S6
мощность, кВт 11
9.2 Расчет и выбор вентилятора
Для котлов паропроизводительностью от 1 тонны и выше рекомендуется устанавливать индивидуальные дутьевые вентиляторы.
Определяем производительность вентилятора ( количество холодного воздуха забираемого вентилятором) Qв, м3/с
где: Вр – расчетный расход топлива, кг/с
β1 – коэффициент запаса, равный 1,1
Определяем полный расчетный напор вентилятора Нр. в , Па
Нр.в= ∆hг+∆hв
где: ∆hг – сопротивление горелки, Па, принимаем ∆hг=1000 Па
∆hв – сопротивление воздуха, Па; принимаем 10% от сопротивления горелки принимаем ∆hв =100 Па
Нр.в=1000+100=1100
Определяем мощность для привода вентилятора Nдв , кВт
– КПД двигателя вентилятора, 0,83%
По таблице 14.1 источник 2 выбираем подходящий по производительности Qр и напору Нр.в вентилятор; выписываем его основные характеристики:
марка вентилятора ВДН-8
производительность, м3/ч 10,2*103
напор, кПа 2,19
КПД, % 83
марка электродвигателя 4А160S6
мощность, кВт 11
10. Расчет и выбор дымовой трубы
Определяем минимальную допустимую высоту трубы Н,м
где: ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3.
А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности;
А=120
F – коэффициент, учитывающий скорость движения вредных веществ в атмосферном воздухе; принимаем по СН 369-74
F=1
∆t – разность температур продуктов сгорания, выбрасываемых из трубы и окружающего воздуха, К
∆t=120
MSO2-масса оксидов серы SO2 и SO3,г/с
MNO2-масса оксидов азота,г/с
MСO2-масса оксида углерода, выбрасываемой в атмосферу,г/с
Mз- масса летучей золы, г/с
V- объемный расход удаляемых продуктов сгорания, м3/c
Z –число дымовых труб.
Определяем выброс оксидов азота, рассчитанный по NO2 , (г/с)
МNO2=β1*К*Вр*Qрн(1- qн/100)(1 – β2r) β3,
где: β1 –безразмерный поправочный коэффициент, β1 = 0,85 , таблица 12,3, источник 1
β3 – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок β3 = 1, стр. 235, источник 1
r – степень рециркуляции, r = 0 , стр. 235, ситочник1
β2 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов, β2 =0,02 ,таблица 12.4, источник 1
К- коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 ГДж теплоты сожженного условного топлива, кг/ГДж, определяется в зависимости от номинальной нагрузки котлов,
К=3,5(D/70)
D – паропроизводительность котла, D = 6,5
К=3,5(6,5/70)=0,325
МNO2=0,85*0,325*0,129*3*36,68(1- 0/100)(1 – 0,02*0) 1=3,9
Масса оксидов углерода МСО2,г/с, выбрасываемая в атмосферу, определяется как:
где: Сн-коэффициент, характеризующий выход СО при сжигании топлива;
β – поправочный коэффициент, учитывающий влияние режима горения на выход СО ( при нормативных значениях коэффициента избытка воздуха на выходе из топки принимается β=1)
Определяем объемный расход продуктов сгорания через трубу от всех работающих котлов, м3/с
где: n – число котлов, установленных в котельной, шт, n=3
В – расход топлива одним котлом, м3/с, В=0,129
Определяем диаметр устья дымовой трубы Dвыхтр , м
где: ωвых – скорость продуктов сгорания на выходе из трубы. Принимаем равной 30 м/с, стр. 237 источник 1;
Принимаем стандартный диаметр устья дымовой трубы 1,2 м.
Для вычисления уточненной высоты дымовой трубы определяем значения коэффициентов f и vм:
Значение коэффициента m в зависимости от параметра 𝒇:
Безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра :
При >2 n=1
Минимальную высоту дымовой трубы во втором приближении определяют:
В соответствии со СНиП П-35-76 выбираем стандартную высоту дымовой трубы 30 метров.
Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы определяют следующим образом.
Скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы wвых принимают равной значению, принятому в расчете минимально допустимой высоте трубы.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
