Аэродинамический расчёт воздушного тракта котла и выбор вентилятора

 

Продолжение табл.1.3

1	2	3	4	5	6
9в	Трение	a= 1,2м; b= 1,2м; S = 1,44 м2 l=4 м; м;	11,1		0,0955,9=0,56
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
11в	Трение	м; м; l=3 м;  м; S = 1,44 м2			0,0715,9=0,42
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
22в	Трение	м; м; l=1 м;  м; S = 1,44 м2			0,0245,9=0,14
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
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
20в	Трение	м; м; l=2 м;  м; S = 1,44 м2	11,1		0,0475,9=0,28
27в	Тройник	0, SК/(SН1 + SН2) = 1,5 SН1=SН2=1,44 м2 SК= 4,32 м2		1,4; (Рис. VII-24) [1]	1,40,2=0,28
21в	Трение	м; м; S = 1,44 м2 l=4 м;  м;	11,1		0,0955,9=0,56

 

 

Продолжение табл.1.3

1	2	3	4	5	6
15в	Отвод на 900	α=90˚ ; м; м; S = 1,44 м2		0,4; (Рис. VII-15) [1]	0,45,9=2,36
19в	Диффузор	0; ; SН= 1,44 м2 SК= 2,16 м2 l=1,1 м  мм вод. ст.	7,5	0,110,4=0,044 (Рис. VII-11; Рис. VII-12) [1]	0,0442,5=0,11
13в	Воздухо- подогреватель	; ;  мм вод. ст.	7,5	0,55; (Рис. VII-6, при м) [1]	= =0,552211,96= =23,72
12в	Конфузор	0; ; SН=2,16 м2 SК=1,08 м2 ;  мм вод. ст.	15	0,250,4=0,1 (Рис. VII-11; Рис. VII-12) [1]	0,19,8=0,98
15в	Отвод на 900	α=90˚ ; м; м; S = 1,44 м2		0,4; (Рис. VII-15) [1]	0,45,9=2,36
14в	Трение	м; м; l=3 м;  м; S = 1,44 м2			0,0755,9=0,44
15в	Отвод на 900	α=90˚ ; м; м; S = 1,44 м2		0,4; (Рис. VII-15) [1]	0,45,9=2,36
16в	Трение	м; м; l=4 м; м; S = 1,44 м2			5,90,1=0,59

 

 

Продолжение табл.1.3

15в	Отвод на 900	α=90˚ ; м; м; S = 1,44 м2		0,4; (Рис. VII-15) [1]	0,45,9=2,36
18в	Трение	l=1 м; м; S = 1,44 м2			0,0255,9=0,14
17в	Короб раздающий	м2; м2  мм вод. ст.		; ; (формула 1-31) [1]	26,3=155,17
Полное сопротивление самого длинного воздушного тракта ∑Dh=2,95+0,59+2,98+2,95+0,59+0,56+2,66+0,32+72,8+0,28+2,66+0,59+0,56+4,44+1,8+ +2,66+0,56+2,66+0,42+2,66+0,42+2,66+0,28+0,28+0,56+2,36+0,11+23,72+0,98+2,36+ +0,44+2,36+0,59+2,36+0,14+155,17+50=465,29 мм вод. ст.=4564,49 Па

 

 

1.4 Самотяга

Самотяга воздушного тракта рассчитывается для двух участков.

 

Первый участок – воздухоподогреватель:

 

 

 мм водст. (7)

 

где – высота равная разности отметок ввода воздухопровода холодного воздуха и вывода воздухопровода горячего воздуха, м (из теплового расчета);

 м/с2 – ускорение свободного падения;

0,119 – плотность воздуха  при 0С, кгссек2/м4;

0,132 – плотность воздуха  при 760 мм рт. ст. и 0 0С, кгссек2/м4;

- абсолютное давление  воздуха. Принято  кгс/см2 при избыточном давлении меньше 500 мм.вод.ст.;

0С – средняя температура воздушного потока на данном участке.

 

Второй участок – участок воздухопровода горячего воздуха из воздухоподогревателя и входа в топку:

 

мм вод. ст.,(8)

 

где – высота равная разности отметок вывода воздухопровода горячего воздуха из воздухоподогревателя и входа в топку, м (из схемы воздуховода);

 м/с2 – ускорение свободного падения;

0,119 – плотность воздуха  при 0С, кгссек2/м4;

0,132 – плотность воздуха  при 760 мм рт. ст. и 0 0С, кгссек2/м4;

- абсолютное давление  воздуха. Принято  кгс/см2 при избыточном давлении меньше 500 мм.вод.ст.;

Самотяга по воздуховоду:

 

 мм вод. ст.(9)

 

1.5 Перепад полных давлений по тракту

Поправка на давление в тракте к сумме сопротивлений всего тракта вводится в виде общего множителя , где - среднее эффективное давление по тракту, мм. рт. ст. При суммарном сопротивлении тракта ∑Dh> 300 мм вод. ст. для котлов, работающих с уравновешенной тягой, при давлении, близком к атмосферному, определяется по формуле:

.(10)

 

Так как высота местности не превышает 200 м, принимается мм вод. ст.

Следовательно суммарное сопротивление воздушного тракта выражается:

 

мм вод. ст.(11)

 

Перепад полных давлений в воздушном тракте определяется:

 мм вод. ст.,(12)

где - разряжение в топке на уровне воздуха:

 

  мм вод. ст.,(13)

 

где - разряжение на выходе из топки, необходимое для предотвращения выбивания газов, мм вод. ст.;

- расстояние  по вертикали между высшей  точкой сечения выхода газов  из топки и средним сечением  ввода воздуха в топку, м.

 

1.6 Выбор дутьевого вентилятора

Необходимая расчетная производительность вентилятора определяется:

 

м3/ч,           (14)

 

где  - коэффициент запаса по производительности для дутьевого вентилятора;

– расход воздуха при номинальной нагрузке котла, м3/ч;

 – количество одинаковых  параллельно работающих вентиляторов;

 мм рт. ст. –  барометрическое давление в месте  установки вентилятора.

Необходимое по расчету полное давление:

 

 мм. вод. ст.,          (15)

 

где - коэффициент запаса по давлению для дутьевого вентилятора.

Для установки принят дутьевой вентилятор ВДН-19.

Характеристика воздушного тракта.

Полный перепад давлений по воздушному тракту:

 

, мм вод. ст.,(16)

 

где – коэффициент сопротивления воздушного тракта;

- расход воздуха за  вентилятором.

 

,(17)

Таким образом уравнение для построения характеристики воздушного тракта имеет вид:

, мм вод. ст.

Принимая различные значения и зная строим характеристику сети, которая изображена на рис. 1.3. Данные для построения характеристики сведены в табл. 1.4.

 

 

 

 

Таблица.1.4.

Данные для построения характеристики тракта

Q·103,м3/ч	Р, даПа
0	0
5,832	4,659675
11,664	18,6387
17,496	41,93707
23,328	74,5548
29,16	116,4919
34,992	167,7483
40,824	228,3241
46,656	298,2192
52,488	377,4336
58,32	465,9675
64,152	563,8206
69,984	670,9932
75,816	787,485
81,648	913,2962

 

 

Мощность привода вентилятора в номинальном режиме:

 

.(18)

 

где – коэффициент запаса по мощности электродвигателя;

 

 – эксплуатационный  КПД двигателя;

 

 – КПД вентилятора  в номинальном режиме.

Расход электрической энергии в сутки:

 Втч/сут.(19)

Удельный расход электроэнергии на 1 м3 воздуха:

 

 Втч/м3.(20)

 

Аэродинамическая характеристика вентилятора ВДН-19 с характеристикой воздушного тракта представлена на рис. 1.3.

Характеристики для номинального, пикового и летнего режимов для вентилятора сведены в табл. 1.5.

 

 

 

Таблица 1.5

Характеристики в различных режимах

Режим (точка)	, мм вод. ст.	, тыс. м3/ч	Ɵ, Град.	Ƞ, %	N, кВт	n, об/мин
Номинальный (1)	465,97	58,32	70	0,63	16,84	1000
Пиковый (2)	670,99	69,98	10	0,78	19,99	1000
Летний (3)	465,97	58,32	70	0,63	16,84	1000

 

Рис. 1.3. Аэродинамическая характеристика центробежного дутьевого вентилятора одностороннего всасывания ВДН-19 при об/мин

с характеристикой воздушного тракта 

1.7 Регулирование

 

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 центробежные вентиляторы одностороннего всасывания ВДН-19.

Вентиляторная станция работает в 3 режимах.

Первый режим – номинальный режим или расчетный. Регулирование заключается в том что при переходе с какого – либо другого режима: устанавливается угол направляющего аппарата.

Второй режим – пиковый режим. Режим при котором нагрузка котла максимальна, в качестве расчетной нагрузки принята на 20% больше номинальной. В этом режиме вентиляторы работают с повышенной производительностью на 20%. Регулирование заключается в том что при переходе с какого - либо другого режима: устанавливается угол направляющего аппарата.