Аэродинамический расчёт воздушного тракта котла и выбор вентилятора

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2015 в 05:59, курсовая работа

Краткое описание

Аэродинамический расчет котельной установки - расчет, в результате которого определяют аэродинамическое сопротивления газовоздушного тракта как установки в целом, так и различных ее элементов. Нормальная работа котельной установки возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха и удаления в атмосферу продуктов сгорания после их охлаждения и очистки от твердых частиц. Подача и отвод продуктов сгорания в необходимых количествах обеспечиваются сооружением газовоздушных систем с естественной и искусственной тягой.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Лапин ИСПРАВЛЕННЫЙ.docx

— 883.49 Кб (Скачать документ)

                                                       ВВЕДЕНИЕ

 

Аэродинамический расчет котельной установки - расчет, в результате которого определяют аэродинамическое сопротивления газовоздушного тракта как установки в целом, так и различных ее элементов. Нормальная работа котельной установки возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха и удаления в атмосферу продуктов сгорания после их охлаждения и очистки от твердых частиц. Подача и отвод продуктов сгорания в необходимых количествах обеспечиваются сооружением газовоздушных систем с естественной и искусственной тягой. В системах с естественной тягой, применяемой в котельных установках малой мощности с невысокими аэродинамическим сопротивлениями по газовому тракту, сопротивление движению воздуха и продуктов сгорания преодолевается за счет тяги, создаваемой дымовой трубой. Когда котельная установка оборудована экономайзером и воздухоподогревателем и ее сопротивление по газовому тракту значительно превышает 1 кПа, систему газовоздушного тракта оборудуют вентиляторами и дымососами. В котельной установке с уравновешенной тягой воздушный тракт работает под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а газовый — под разрежением; в этом случае дымосос обеспечивает разрежение в топке, равное 20 Па. Расчет сопротивления газового и воздушного трактов паровых и водогрейных котлов выполняют в соответствии с нормативным методом. При изменении паропроизводительности котельной установки или вида сжигаемого топлива производят пересчет сопротивлений трактов.Движение газов в газовоздушном тракте сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения потока газа о твердые поверхности.

Схемы газового и воздушного трактов должны быть просты и обеспечивать надежную и экономичную работу установки. Целесообразно применять индивидуальную компоновку хвостовых поверхностей нагрева, золоуловителей и тягодутьевых устройств без обводных газоходов и соединительных коллекторов. На  прямых участках рекомендуются газовоздухопроводы круглого сечения как менее металлоемкие и с меньшим расходом теплоизоляции по сравнению с квадратными и прямолинейными. Газоходы паровых и водогрейных котлов, работающих на взрывоопасных видах топлива, не должны иметь участков, в которых возможны отложения несгоревших частиц, сажи, а также плохо вентилируемых зон. Общий перепад давлений в котельной установке складывается из перепадов давлений на отдельных элементах. У агрегатов, работающих под разрежением, суммарный перепад определяют раздельно для воздушного и газового трактов. В котлоагрегате под наддувом рассчитывают общее газовоздушное сопротивление.

В курсовом проекте рассчитана схема воздушного тракта котла, подобран дутьевой вентилятор.

 

 

 

  1. Аэродинамический расчёт воздушного тракта котла и выбор вентилятора

 

    1. Исходные данные для расчета

 

Расчет ведется по схеме, представленной на рис. 1.1.

 

Рис. 1.1 Схема воздушного тракта котла

 

Воздушный тракт котла КВ-ТС-30 состоит из футерованных коробов. Воздух с температурой 0С забирается с улицы (в летнее время), либо из помещения котельной (в зимнее время). Дутье осуществляется дутьевым вентилятором. Воздух в необходимом количестве поступает под колосниковую решетку котла. Всего котлов на станции 4.

Исходные данные для расчёта воздушного тракта котла представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Исходные данные для расчета воздушного тракта котла

Варианта

Qв1,

м3/с

αт

nг/dг/ξг

nф/dф/ξф

схемы

rH20

nкрк

6

12,0

1,35

6/0,12/2,5

6/0,09/2,5

В28-3

0,10

4


 

 

 

 

Таблица 1.2

Исходная таблица элементов воздушного тракта

Вариант  В28-3

L= 4м

(SН1 + SН2)/SК = 1,8

     

SН/SК = 2

L= 4м

10в

11в

12в

13в

14в

15в

SН/SК = 2,5

L= 4м

a = 90°

L= 3м

SН/SК = 2

 

L= 3м

R/b = 5

16в

17в

18в

19в

20в

21в

22в

L= 4м

 

L= 1м

SН/SК = 1/1,5

L= 2м

L= 4м

L= 1м

23в

24в

25в

26в

27в

28в

 

Sк/Sн = 2

   

L= 2м

SН/(SК1 + SК2) = 1,5

L= 2м

 

 

1.2 Схема котельного агрегата и воздушного тракта

На рис. 1.2изображена схема котельного агрегата и воздушного тракта.

Рис. 1.2Схема котельного агрегата КВ-ТСВ-30 и воздушного тракта:

1 – блок топочный;2 – блок конвективный;3 – чешуйчатая решетка;

4 – забрасыватель;5 – короб газовый;6 – воздухоподогреватель;

7 – воздухозаборник;8 – дымовая труба;9 – дутьевой вентилятор;

10 – дымосос.

 

Регулирование подачи необходимого количества воздуха в котел вентилятором происходит в зависимости от нагрузки котла, в частности от количества подаваемого в топку топлива. Чем больше нагрузка, тем больше топлива необходимо, соответственно больше воздуха. На вентиляторной станции установлены 2 дутьевых вентилятора (1 – рабочий, 1 - резервный). Номинальный режим обеспечивает работа одного дутьевого вентилятора.

 

1.3Расчет сопротивлений участков

 

По исходным данным выполняем расчеты сопротивлений участков, которые сведены в табл. 1.3.

        Пример  расчета прямолинейного участка  1в:

 

    1. Площадь поперечного сечения:

где Q = αт∙Qх.в.– расход атмосферного воздуха через котельный агрегат с учетом коэффициента избытка, м3/с; Qх.в.=12 м3/с (из задания на курсовую работу);wi– скорость движения воздуха во 1 - ом элементе воздуховода,  м/с;  w = 10 м/с [1].

Или в числовом выражении:

    1. Диаметр трубы необходимого сечения:

Или в числовом выражении:

    1. Сторона короба квадратного сечения:

 

Или в числовом выражении:

Принимаем прямоугольный короб из листовой стали с размерами axb=1200x1200 мм согласно методическим указаниям к курсовой работе;

S = 1,44 м2; δ = 0,9 мм. Тогда скорость воздуха будет: w=16/1,44=11,1 м/с.

 

    1. Эквивалентный диаметр короба:

 

Или в числовом выражении:

 

 

    1. Коэффициент сопротивления:

 

ζ = λ·l/d= (0,03·4)/1,2 = 0,1,                     (5)

 

где λ -  удельный коэффициент сопротивлений, принимаем  λ = 0,03 [1].

 

    1. Сопротивление участка:

 

Δh = ·hд = 0,1· 5,9 = 0,59 мм.вод.ст,    (6)

 

где hд – динамическое давление, мм вод.ст., принимаем  hд х.в = 5,9 мм вод.ст.;

[1, рис VII - 2].

Расчет воздушного тракта произведен при плотности воздуха кгссек2/м4 (Таблица II-2) [1]. Температура воздуха по воздушному тракту принята равной 0С до воздухоподогревателя и 0С после воздухоподогревателя ( кгссек2/м4). кгссек2/м4 при средней температуре воздуха в воздухоподогревателе.

Необходимое давление воздуха под решеткой мм вод. ст. (Табл. VII-7) [1].

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.3.

Расчет дутья

Номер

участка

Наименова-

ние

сопротивления

Расчетные

данные

Расчетная

скорость,

м/сек

Коэффициент

сопротивления z

и способ его определения

Сопротивление

DhМ=zhД,

мм. вод. ст.

1

2

3

4

5

6

Патрубок для забора воздуха

S = 1,6 м2

 мм вод. ст.

11,1

0,5; (Таблица VII-3 №7) [1]

0,55,9=2,95

Шибер

L = 0,4 м;

a= 1,2м;

b= 1,2м;

S = 1,44 м2

11,1

0,1; (Таблица VII-3 №16) [1]

0,15,9=0,59

Тройник

0

(SН1 + SН2)/SК = 1,8

SК = 1,6 м2

SН1 = SН2=1,44 м2

10,1

0,62; (Рис. VII-21) [1]

0,64,8=2,98

29в

Переходник

a = 25°;

L = 2,5 м;

SК = 1,44 м2;

SН = 1,6 м2;

м

11,1

0,30,4=0,12 (Рис. VII-11; Рис. VII-12) [1]

0,125,9=0,708

Патрубок для забора воздуха

SН/SК = 2

SК = 1,44 м2.

SН = 2,88 м2.

 мм вод. ст.

11,1

0,5; (Таблица VII-3 №7) [1]

0,55,9=2,95

Шибер

L = 0,4 м;

a= 1,2м

b= 1,2м

S = 1,44 м2

11,1

0,1; (Таблица VII-3 №16) [1]

0,15,9=0,59

Трение

a= 1,2м;

b= 1,2м;

S = 1,44м2

l=4 м;

м;

11,1

 

0,0955,9=0,56

10в

Отвод на 900 квадратного сечения

a = 90°;

a = 1,2 м;

b = 1,2 м;

S = 1,44 м2

11,1

0,45; (Рис. VII-15) [1]

0,455,9=2,66

28в

Трение

a= 1,2м;

b= 1,2м;

l=2 м;

м;

S = 1,44м2

11,1

 

0,0545,9=0,32


 

Продолжение табл.1.3

27в

Тройник

α=90˚

SН/(SК1 + SК2) = =1,5

SН = 1,44 м2

SК1 =SК2=0,48 м2

33,75

1,4; (Рис. VII-21) [1]

1,452=72,8

30в

Переходник

a = 25°;

SК = 1,44 м2;

SН = 0,48м2;

м

11,1

0,30,4=0,12 (Рис. VII-11; Рис. VII-12) [1]

0,125,9=0,708

26в

Трение

a = 1,2 м;

b = 1,2 м;

l=2 м;

м;

S = 1,44 м2

11,1

 

0,0475,9=0,28

10в

Отвод на 900 квадратного сечения

a = 90°;

 м;

м;

S = 1,44 м2

11,1

0,45;

(Рис. VII-15) [1]

0,455,9=2,66

25в

Шибер

L = 0,4 м;

a= 1,2м

b= 1,2м

S = 1,44 м2

11,1

0,1; (Таблица VII-3 №16) [1]

0,15,9=0,59

Трение

a = 1,2 м;

b = 1,2 м;

l=4 м;

м;

S = 1,44 м2  

11,1

 

0,0955,9=0,56

Конфузор

0;

;

;

L = 1,35 м

 мм вод. ст.

 

0,30,4=0,12 (Рис. VII-11; Рис. VII-12) [1]

0,1237=4,44

23в

Диффузор

0;

 

 м2;

 м;

;

 

0,2;

(Рис. VII-14) [1]

0,29=1,8

10в

Отвод на 900 квадратного сечения

α=90˚

 м;

м;

S = 1,44 м2

11,1

0,45;

(Рис. VII-15) [1]

0,455,9=2,66

 

 

Информация о работе Аэродинамический расчёт воздушного тракта котла и выбор вентилятора