Перемещение дымовых газов по газоходам котельной установки и удаление их в атмосферу происходит с помощью тяговых устройств. Подача воздуха в топки котлов производится за счет имеющегося в них разряжения. Простейшим тяговым устройством является дымовая труба. Она создает в дымоходах котельной установки давление ниже атмосферного, так называемую естественную тягу.
Сила тяги пропорциональна разности температур наружного воздуха и дымовых газов, заполняющих трубу, а также высоте трубы: чем больше разность температур или высота трубы, тем больше сила тяги, и наоборот. При постоянных высоте трубы и температуре дымовых газов сила тяги больше зимой, чем летом. Точно также сила тяги больше при более высокой температуре уходящих газов.
Исходные данные для поверочного расчета тягового устройства котельной следующие:
1. котельная размещается в отдельно стоящем здании;
2. котельная оборудована тремя стальными котлами типа КСВа;
3. расход газа на один котел В1=131 м³/ч;
4. расход газа на котельную В=393 м³/ч;
5. высота существующей дымовой трубы Н=31 м;
6. внутренний диаметр дымовой трубы Д=0,6 м;
7. теоретически потребное количество воздуха для сжигания 1 м³ газа
=10 м³/м³;
8. теоретический объем дымовых газов при сжигании 1 м³ газа: Vo=11м³/м³;
9. сечение борова котла F1=F2=F3=0,12 м²;
10. сечение сборного борова котельной F=0,3 м²;
11. теплопроизводительность котла Q=1МВт;
12. поверхность нагрева котла Нк=20,0 м²;
13. коэффициент избытка воздуха за котлом αух=1,1;
14. коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой αд=1,3;
15. температура наружного воздуха tн=-31°С;
16. материал дымовой трубы – сталь;
17. барометрическое давление Б=99085 Па;
18. теплота сгорания газа =37560 кДж/м³;
Для проверки тягового устройства необходимо определить следующие расчетные параметры.
Температура уходящих газов за котлом
(19)
где для водогрейных котлов
tух=145+10× =150°С.
Объем дымовых газов в борове котла
(20)
=1395 м³/ч.
Общий объем дымовых газов V=4185 м³/ч.
Объемная доля дымовых газов, поступающих в сборный боров от каждого котла, а = 0,33.
Температура дымовых газов у основания дымовой трубы, tд, при устройстве дымовых каналов от котлов до дымовой трубы надземно,
(21)
=122°,
Средняя температура дымовых газов в сборном борове, tср.б.,°С
tср.б= °С.
Объем дымовых газов в сборном борове при tср.б, Vб
Vб=В×[Vo+(αд-1)× ]×
(22)
393×[11+(1,3-1)×10]× =8243 м³/ч
Скорость дымовых газов в сборном борове котельной
Wб= =
=19 м/с
Падение температуры на 1 м длины трубы ∆t, °С, для металлических нефутерованных труб
(23)
где
Температура на выходе из трубы, ∆tвых
tвых=tд-∆t×H=122-0,43×31=109 °С
Средняя температура в трубе
tср.тр=
Средний удельный вес дымовых газов в трубе при tср.тр., γср.тр., °С, кг/м³
γср.тр= кг/м³
Удельный вес дымовых газов на выходе из трубы при tвых, γвых, кг/м³
γвых=
Средний объем дымовых газов в трубе при tср.тр, , м³/ч
=
=
7830 м³/ч
Объем дымовых газов на выходе из трубы при tвых, Vг.вых, м³/ч
Vг.вых= 7699 м³/ч
Коэффициент шероховатости стальной трубы
λ=0,02
Средняя скорость газов в дымовой трубе Wср.тр., м/с
Wср.тр= м/с
Расчет продолжается, так как Wср.тр<8 м/с.
Скорость дымовых газов на выходе из трубы Wвых, м/с
Wвых= 7,6 м/с
Для определения высоты дымовой трубы предварительно находим газовые сопротивления отдельных элементов котельной установки и их сумму:
сопротивление топки - ∆Sт=0,5 кгс/м²;
сопротивление котла - ∆Sк+∆Sт=2,7 кгс/м²;
сопротивлением сборного борова можно пренебречь, так как длина его незначительна;
сопротивление шибера - ∆Sш=1,5 кгс/м²;
сопротивление в трубе
∆Sтр=hтр+hвых
где hтр=1,5× 4 кгс/м²
hтр=1,5× 4,1 кгс/м²
∆Sтр=4+4,1=8,1 кгс/м²
Суммарное сопротивление тягового устройства котельной
Sуст=∆Sт+∆Sк+∆Sш+∆Sтр=12,3 кгс/м².
Находим высоту дымовой трубы:
(24)
23 м.
Таким образом, на основании расчета существующие дымовые тракты и дымовая труба диаметром 600 мм и высотой 31 м реконструкции не подлежат.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 218.