Практическая работа № 7

Тема: расчет дутьевых и тяговых устройств.

Цель работы: произвести расчет дутьевых и тяговых устройств.

Теоретическая часть

Дутьевые вентиляторы.

Расчетная подача (м³/с) вентилятора определяется по формуле

Q_в= β₁ В_р V^o(α_т - Δ α_т + Δ α` _в.п. - Δ α_пл)[(t _х.в + 273)/273](1,01х10⁵)/h_б (72)

где β₁ – коэффициент запаса подачи (для котлоагрегатов паропроизводительностью D > 5,6 кг/с β₁ = 1,05 и D < 5,6 кг/с β₁ = 1,1);

Δ α` _в.п. – утечка воздуха в воздухоподогревателе;

α_т – коэффициент избытка воздуха в топке;

Δ α_т и Δ α_пл – присос воздуха в топке и в пылеприготовительной установке;

t _х.в – температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, ° С.

h_б – барометрическое давление воздуха, Па.

Мощность (кВт) электродвигателя для привода вентилятора

N^в_э = (β₂ Q_в Н_в/ η^э_в)100 (73)

где β₂ = 1,1коэффициент запаса мощности вентилятора;

Н_в – расчетный полный напор вентилятора, кПа;

η^э_в – эксплуатационный к.п.д. вентилятора, %.

Дымососы.

Расчетная подача дымососа определяется по формуле

Q_д= β₁ В_р[V^o_г + (α_д – 1) V^o] [(υ_д + 273)/273] [(1,01х10⁵)/ h_б; (74)

где V^o_г – теоретический объем продуктов полного сгорания, м³/кг, м³/ м³;

α_д – коэффициент избытка воздуха перед дымососом;

υ_д – температура газов перед дымососом, ° С;

Мощность электродвигателя (кВт) для привода дымососа

N^д_э = (β₂ Q_д Н_д/ η^д_э)100 (75)

β₂ – коэффициент запаса мощности электродвигателя;

Н_д – расчетный полный напор дымососа, кПа;

η^э_в – эксплуатационный к.п.д. дымососа, %.

Дымовая труба.

Объем дымовых газов (м³/с), проходящих через дымовую трубу:

V^д.т._г = n В_р[V^o_г + (α_д.т. – 1) V^o] [(υ_д.т. + 273)/273] [(1,01х10⁵)/ h_б; (76)

где n – число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе;

α_д.т. – коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой;

υ_д.т. – температура газов перед дымовой трубой, ° С.

Диаметр устья дымовой трубы

d_д.т. =1,13 (77)

ω_д.т. – скорость газов на выходе из дымовой трубы, м/с.

Высота дымовой трубы (м) при естественной тяге

Н = S/ [273( - ) ] (78)

где S – тяга, создаваемая трубой, Па;

ρ_в , ρ_г – приведенные к нормальным условиям плотности газа и воздуха, кг/м³;

υ_ср – средняя температура газов в дымовой трубе, ° С.

t _в – температура окружающего воздуха, поступающего в вентилятор, ° С.

Приведенная к нормальным условиям плотность (кг/м³) газа

ρ_г = (1-0,01А^р + 1,3 α_д.тV^o)/ V^д.т._г (79)

Ход работы

1. Изучить методику выполнения расчета дутьевых и тяговых устройств.

2. Рассчитать дутьевых и тяговых устройств (см. приложение 1,2).

Методика расчета.

Пример1.

Определить мощность электродвигателя для привода дутьевого вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D, работающего на природном газе, если известны состав топлива, давление перегретого пара р_п.п., температура перегретого пара t_п.п, температура питательной воды t_п.в., величина непрерывной продувки Р, к.п.д. котлоагрегата (брутто) η^бр_ка, коэффициент запаса подачи β₁ , коэффициент избытка воздуха в топке α_т; коэффициент избытка воздуха в топке α_т; утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α` _в.п.; температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор t _х.в ; расчетный полный напор вентилятора Н_в; коэффициент запаса мощности электродвигателя β₂ ; эксплуатационный к.п.д. дымососа η^э_в; барометрическое давление воздуха h_б.

Решение.

Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле

Q_н^с=108Н₂+126СО+234Н₂S+358CH₄+591C₂H₄+638C₂H₆+860C₃H₆+913C₃H₈+ 1135C₄H₈ +1187C₄H₁₀ +1461C₅H₁₂+1403 C₆H₆ , (8)

Расчетный расход топлива – по формуле:

В_р = В = (D_пе[(i_п.п – i_п.в) + (Р/100)( i_к.в – i_п.в) ] )100/( Q_р^р η^бр_ка). (48)

Теоретический объем воздуха определяем по формуле

V^o = 0,0478 [0,5(CO + H₂) +1,5H₂S + 2CH₄ + ∑(m + n/4)C_mH_n – O₂)]. (10)

Расчетную подачу вентилятора находим по формуле

Q_в= β₁ В_р V^o(α_т – Δ α_т + Δ α` _в.п. – Δ α_пл)[(t _х.в + 273)/273](1,01х10⁵)/h_б (72)

Мощность (кВт) электродвигателя для привода вентилятора

N^в_э = (β₂ Q_в Н_в/ η^э_в)100 (73)

Пример 2.

Определить высоту и диаметр устья дымовой трубы котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на малосернистом мазуте, если известен состав топлива, тяга, создаваемая трубой S, расчетный расход топлива В_р, температура газов перед дымовой трубой υ_д, коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой α_д.т., средняя температура газов в дымовой трубе υ_ср, температура окружающего воздуха, поступающего в вентилятор t _в , скорость газов на выходе из дымовой трубы ω_д.т., барометрическое давление воздуха h_б, приведенная к нормальным условиям плотность газа ρ_г.

Решение.

Теоретический необходимый объем воздуха определяем по формуле

V^o =0,089 С^р + 0,226 Н^р + 0,033 (S_л^р - О^р). (9)

Объем дымовых газов (м³/с), проходящих через дымовую трубу:

V^д.т._г = n В_р[V^o_г + (α_д.т. – 1) V^o] [(υ_д.т. + 273)/273] [(1,01х10⁵)/ h_б; (76)

Приведенная к нормальным условиям плотность (кг/м³) газа

ρ_г = (1-0,01А^р + 1,3 α_д.тV^o)/ V^д.т._г (79)

Высота дымовой трубы (м) при естественной тяге

Н = S/ [273( - ) ] (78)

Диаметр устья дымовой трубы

d_д.т. =1,13 (77)

Определить мощность электродвигателя для привода дутьевого вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D, работающего на природном газе, если известны состав топлива, давление перегретого пара рп.п., температура перегретого пара tп.п, температура питательной воды tп.в., величина непрерывной продувки Р, к.п.д. котлоагрегата (брутто) ηбрка, коэффициент запаса подачи β1 , коэффициент избытка воздуха в топке αт; присос воздуха в топочной камере Δ αт, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δ α` в.п.; температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор t х.в ; расчетный полный напор вентилятора Нв; коэффициент запаса мощности электродвигателя β2 ; эксплуатационный к.п.д. дымососа ηэв; барометрическое давление воздуха hб.
Номер варианта	1	2	3	4	5	6
СО2, %	0,2	0,5	0,2	0,1	1,2	0,1
СН4 %	98,2	92,8	98,2	85,8	91,9	98,2
С2Н6, %	0,4	2,9	0,2	0,2	2,1	0,4
С3Н8, %	0,1	0,9	0,1	0,1	1,3	0,2
С4Н10, %	0,1	0,4	0,3	0,1	0,5	0,1
N2 , %	1	2,5	1	13,7	3	1
αт, %	1,2	1,3	1,2	1,1	1,26	1,15
D, кг/с	4,16	5,17	4,35	4,09	4,40	5,02
рп.п, МПа	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4
tп.п., ° С	275	275	275	275	275	275
tп.в., ° С	130	130	130	130	130	130
tх.в., ° С	20	25	30	20	25	30
Р, %	3	4	3	4	3	4
ηбрка, %	90	87	89	86	85	88
β1	1,1	1,0	1,2	1,1	1,0	1,2
Δ αт	0,05	0,04	0,06	0,05	0,04	0,06
αт	1,1	2040	2040	2040	2040	2040
Δ α` в.п	0,04	630	630	630	630	630
Нв, кПа	2,1	3	5	3	4	5
β2	1,1	1,0	1,2	1,1	1,0	1,2
ηэв, %	61	60	62	61	60	62
hб, Па	98х103	97х103	96х103	98х103	97х103	96х103
iп.п , кДж/кг	2 980	2 980	2 980	2 980	2 980	2 980
iп.в. , кДж/кг	544	544	544	544	544	544
iк.в., кДж/кг	830	830	830	830	830	830

Приложение 1

Приложение 2

Определить высоту и диаметр устья дымовой трубы котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на малосернистом мазуте, если известен состав топлива, тяга, создаваемая трубой S, расчетный расход топлива Вр, температура газов перед дымовой трубой υд.т., коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой αд.т., средняя температура газов в дымовой трубе υср, температура окружающего воздуха, поступающего в вентилятор t в , скорость газов на выходе из дымовой трубы ωд.т., барометрическое давление воздуха hб, приведенная к нормальным условиям плотность воздуха ρв.
Номер варианта	1	2	3	4	5	6
Ср, %	84,65	83,0	84,65	83,0	84,65	83,0
Нр, %	11,7	10,4	11,7	10,4	11,7	10,4
Sлр, %	0,3	2,8	0,3	2,8	0,3	2,8
Ор, %	0,3	0,7	0,3	0,7	0,3	0,7
Ар, %	0,05	0,1	0,05	0,1	0,05	0,1
Wр, %	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
S, Па	231	230	232	231	230	232
Вр, кг/с	1,05	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4
υд.т., ° С	182	181	183	182	181	183
αд.т.	1,5	1,4	1,6	1,5	1,4	1,6
υср, ° С	187	186	188	187	186	188
tв, ° С	20	20	20	20	20	20
ωд.т., м/с	10	9	11	10	9	11
hб, Па	97х103	96х103	95х103	97х103	95х103	96х103
ρв, кг/м3	1,205	1,205	1,205	1,205	1,205	1,205