4. Выбор горелочных устройств

Для данной методической печи используем горелки типа “труба в трубе”.

Примем следующее распределение тепла по зонам печи [8]:

- томильная зона – 20%;

- сварочная зона:

- верхняя – 35%;

- нижняя – 45%;

Число горелок в каждой зоне:

_{где Sг – шаг горелок [8], м;}

_{k – число рядов горелок.}

_{Расчет ведем для наиболее отдаленной горелки – в нижней сварочной зоне. Из расхода топлива определим количество топлива,необходимого для этой зоны:}

Пропускная способность одной горелки по газу:

.

Давление газа перед горелкой принимаем 4 кПа, для воздуха – 1,2 кПа.

Нижняя сварочная зона.

Теплота сгорания топлива: Q_н^P=8475 кДж/м³.

Газ холодный: _ГО=1,0 кг/м³.

Температура подогрева воздуха: t_В=400С.

Удельный расход воздуха: V_В=2,134 м³/м³.

Расход воздуха на горелку:

Расчётный расход воздуха при подогреве его до 400оС:

где k_t=1,52 – поправка на температуру, определяется по рис.6 [8].

По рис.3а [8], по расчётному расходу воздуха и давлению перед горелкой 1,2 кПа определяем тип горелок: ДВС-150.

Расчётный расход газа:

где kt – определяется из рис.6 [8];

kp=1,0 кг/м3 – определяется из рис.7 [8].

При давлении 4 кПа и расчётном расходе газа VГрас=0,205 м3/с диаметр газового сопла – dГ =57 мм.

Проверим скорости в характерных сечениях горелки. По рис.8[8] найдём скорости Wг20=70 м/с и воздуха– Wв20=22 м/c на выходе из горелки при t=20 оС.

Действительные скорости сред:

Отношение скоростей:

Отношение скоростей находится в пределах допустимого [8]. По табл.4 [8] определяем размеры горелки ДВС-150/60

Скорость газовой смеси на выходе из носика горелки:

Скорости движения сред в подводящих трубопроводах:

Горелка типа ДВС-150/60 изображена на рис.5.

Рис.5. Горелка типа «труба в трубе» большой тепловой мощности для газов с низкой теплотой сгорания.

5. Расчет газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей

5.1 Определение размеров газопровода

Рис.6.Схема газового тракта методической нагревательной печи.

Участок 1диаметромd₁и длинойl₁соединяет каждую горелку с раздаточным коллектором.

l₁= 5,5 м – газопровод;

Задаемся рациональной скоростью движения газа: ^Г₁=15 м/с;

Площадь проходного сечения трубы::

;

Отсюда диаметр трубы:

= 148 мм .

мм.

1) мм;мм;d_вн=142 мм.

м/с.

2) мм;мм;мм.

м/с.

Принимаем мм,м/с.

Участок 2(зонный коллектор) диаметромd₂и длинойl₂обеспечивает равномерное распределение газа на группу горелок данной зоны отопления.

Длина l₂=B_n=9,7 м.

Задаемся рациональной скоростью движения газа: ^Г₂=15 м/с;

Площадь проходного сечения трубы:

,

где V₂=B^Б0,45=1,8432 м³/с.

Отсюда диаметр трубы:

;

= 442 мм.

мм.

1) мм;мм;мм.

м/с.

2) мм;мм;мм.

м/с.

Принимаем мм,м/с.

Участок 3диаметромd₃и длинойl₃ соединяет зонный коллектор с печным. На нем размещают дроссельный клапан для плавного регулирования расхода газа на группу горелок зоны и измерительную диафрагму для контроля расхода газа на зону отопления.

l₃=10,5 м;d₃=d₂ =0,468 м;м/с.

Участок 4диаметромd₄и длинойl₄обеспечивает подвод газа к печи из цехового газопровода и раздачу его по зонам коллектора.

Общая длина l₄= 40 м.

Площадь проходного сечения трубы:

,

где ;

Отсюда диаметр трубы:

;

= 659 мм.

мм.

1) мм;мм;мм.

м/с.

2) мм;мм;мм.

м/с.

Принимаем мм,м/с.