ДУТЬЕВЫЕ И ТЯГОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Дутьевые устройства предназначены для подачи воздуха в топки котлов с целью организации сжигания топлива. Они состоят из дутьевых вентиляторов и воздуховодов с регулирующими задвижками.
Тяговые устройства обеспечивают определенную скорость перемещения дымовых газов по газоходам котлоагрегатов и последующее удаление их в атмосферу. Тяговые устройства состоят из газоходов, дымовых труб и дымососов.
Дутьевые вентиляторы.Расчетная подача (м3/с) вентилятора определяется по формуле
Qв=β1ВрV0(αт-Δαт+Δα -Δαпл) 1,01·105/hб, (2.53)
где β1 —коэффициент запаса подачи: β1=1,05 для котлоагрегатов с паропроизводительностью D>5,6кг/с; β1=1,1 для D<5,6 кг/с; Δα — утечка воздуха в воздухоподогревателе αт — коэффициент избытка воздуха в топке; Δαт и Δαпл — присос воздуха в топке и в пылеприготовительной установке; tкв — температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, °С; hб— барометрическое давление воздуха, Па.
Мощность (кВт) электродвигателя для привода вентилятора
N =(β2QвHв/η )100, (2.54)
где β2=1,1 —коэффициент запаса мощности электродвигателя; Нв — расчетный полный напор вентилятора, кПа; η — эксплуатационный кпд вентилятора, %.
Дымососы. Расчетная подача (м3/с) дымососа определяется по формуле
, (2.55)
где V — теоретический объем продуктов полного сгорания м3/кг (м3/м3); αд — коэффициент избытка воздуха перед дымососом; θд — температура газов перед дымососом, °С.
Мощность электродвигателя (кВт) для привода дымососа
N =(β2QдHд/η )100, (2.56)
где Нд — расчетный полный напор дымососа, кПа; η — эксплуатационный кпд дымососа, %.
Дымовая труба.Объем дымовых газов (м3/с), проходящий через дымовую трубу:
, (2.57)
где п— число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе; αдт -коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой; θдт — температура газов перед дымовой трубой, °С. Диаметр устья дымовой трубы
, (2.58)
где wдт — скорость газов на выходе из трубы, м/с. Высота дымовой трубы (м) при естественной тяге
, (2.59)
где S — тяга, создаваемая трубой, Па; ρг, ρв — приведенные к нормальным условиям плотности газа и воздуха, кг/м3; θср — средняя температура газов в дымовой трубе, °С; tв — температура окружающего воздуха, °С.
Приведенная к нормальным условиям плотность (кг/м3) газа
. (2.60)
Задача 11.Определить расчетную подачу вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D=15,2 кг/с, работающего на природном газе с низшей теплотой сгорания Q =35700 кДж/м3, если давление перегретого пара рnn=4,5МПа; температура перегретого пара tпп=460°С, температура питательной воды tпв=120°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =91%; теоретически необходимый объем воздуха V0=9,48 м3/м3, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,15, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05. утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tвп=20°C и барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па.
Задача 12.Определить расчетную подачу вентилятора котельного агрегата, работающего на донецком каменном угле марки Т состава: Ср=62,7%; Нр=3,1%; S =2,8%; Np=0,9%; Ор=1,7%; Ар=23,8%; Wp=5,0%, если расчетный расход топлива Вр=3,1 кг/с, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,2, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,035, температура поступающего в вентилятор холодного воздуха tхв=25°С и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Ответ: Qв=28,1 м3/с.
Задача 13.Определить мощность электродвигателя для привода вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D=6,16 кг/с, работающего на природном газе Дашавского месторождения состава: СО2=0,2%; СН4=98,9%; С2Н6=0,3%; С3Н8=0,1%; C4H10=0,l°/o; N2=0,4%, если давление перегретого пара рпп=1,4 МПа, температура перегретого пара tпп=275°С, температура питательной воды tпв=130°C, величина непрерывной продувки Р=3%,кпд котлоагрегата (брутто) η =90%, коэффициент запаса подачи β1=1,1, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,1, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tхв=20°С, расчетный полный напор вентилятора Нв=2,1 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61% и барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па.
Задача 14.Определить мощность электродвигателя привода вентилятора котельного агрегата, работающего на ром угле состава: Ср=41,6%; Нр=2,8%; S =0,2%; Np=0,7%; Ор=11,7%; Ар=10,0%; Wp=33,0%, если коэффициент запаса подачи β1=1,1, расчетный расход топлива Вр=4,1 кг/с, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,25, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,06, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tхв=20°C, расчетный полный напор вентилятора Нв=1,9 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,13 эксплуатационный кпд вентилятора η =62% и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Задача 15.Определить мощность электродвигателя для привода вентилятора котельного агрегата паропроизводительностью D=11,9 кг/с, работающего на подмосковном угле с низшей теплотой сгорания Q =10 636 кДж/кг, если температура топлива на входе в топку tT=20°С, теплоемкость рабочей, массы топлива c =2,1кДж/(кг·К), давление перегретого пара рпп=4,6МПа, температура перегретого пара tпп=430°С, температура питательной воды tпв=150°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =86%, теоретически необходимый объем воздуха V0=2,98 м3/кг, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,25, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tхв=25°С, расчетный полный напор вентилятора Нв=1,95 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61 %, барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па и потери теплоты от механической неполноты, сгорания топлива q4=4%.
Задача 16.Определить расчетный полный напор вентилятора котельного агрегата, работающего на фрезерном торфе состава: Ср=24,7%; Нр=2,6%; S =0,1%; Np=1,1%; Op=15,2%; Ар=6,3%; Wp=50,0%, если расчетный расход топлива Вр=6,6 кг/с, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,25, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,045, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tхв=20°С, мощность электродвигателя для привода вентилятора N =60 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд вентилятора η =60% и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Задача 17.Определить расчетный полный напор вентилятора котельного агрегата, работающего на буром угле с низшей теплотой сгорания Q =15 800 кДж/кг, если коэффициент запаса подачи β1=1,05, условный расход топлива Bу=3,75 кг/с, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,25, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05, теоретически необходимый объем воздуха V0=4 м3/кг, утечка воздуха в воздухоподогревателе Δα =0,04, температура холодного воздуха, поступающего в вентилятор, tхв=25°C, мощность электродвигателя для привода вентилятора N =54 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд вентилятора η =61%, барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4=5%.
Задача 2.95.Определить расчетную подачу дымососа котельного агрегата, работающего на природном газе состава: СО2=0,2%; СН4=97,9%; С2Н4=0,1%; N2=1,8%, если коэффициент запаса подачи β1=1,1, расчетный расход топлива Bр=0,32 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,45, температура газов перед дымососом θд=188°С и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Ответ: Qд=9 м3/с.
Задача 2.96.Определить расчетную подачу дымососа котельного агрегата паропроизводительностью D=13,9 кг/с, работающего на подмосковном угле состава: Сp=28,7%; Нр=2,2%; S =2,7%; Np=0,6%; Ор=8,6%; Aр=25,2%; Wp=32,0%, если температура топлива на входе в топку tT=20°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, давление перегретого пара pпп=4 МПа, температура перегретого пара tпп=450°С, температура питательной воды tпв=140°С, величина непрерывной продувки Р=3%, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,55, температура газов перед дымососом θд=180°С, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4=4,5% и барометрическое давление hб=98·103 Па.
Ответ: Qд=41,5 м3/с.
Задача 2.97.Определить мощность электродвигателя для привода дымососа котельного агрегата паропроизводительностью D=9,73 кг/с, работающего на челябинском буром угле состава: Cp=37,3%; Нр=2,8%; S =1,0%; Np=0,9%; Op=10,5%; Ар=29,5%; Wp=18,0%, если температура топлива на входе в топку tT=20°С, давление перегретого пара pпп=1,4 МПа, температура перегретого пара tпп=275°С, температура питательной воды tпв=100°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =86%, величина непрерывной продувки Р=3%, коэффициент запаса подачи β1=1,05, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,6, температура газов перед дымососом θд=182°С, расчетный полный напор дымососа Hд=2,2 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд дымососа η =65%, барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4=4%.
Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1.12):
Q =338Cp+1025Hp-108,5(Op-S )-25Wp=338·37,3+1025·2,8-108,5(10,5-1,0)-25·18,0=
=13542 кДж/кг.
Теплоемкость рабочей массы топлива находим по формуле (2.5):
=1,65 кДж/(кг·К).
Физическую теплоту топлива определяем по формуле (2.4):
Qтл=с /tT=1,65·20=33 кДж/кг.
Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):
Q =Q +Qтл=13542+33=13575 кДж/кг.
Натуральный расход топлива, по формуле (2.25),
=
= 2,06 кг/с.
Dne=D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.
Расчетный расход топлива, по формуле (2.26),
Bp=B(1-q4/100)=2,06(1-4/100)=1,98 кг/с.
Теоретически необходимый объем воздуха, по формуле (1.27),
V0=0,089Cp+0,226Hp+0,033(S -Op)=0,089·37,3+0,266·2,8+0,033(1,0-10,5)=3,75 м3/кг.
Теоретический объем продуктов полного сгорания, по формуле (1.36),
V =0,0187(CP+0,375S ) +0,0124(9Hp+Wp)+0,0161V0=
=0,0187(37,3+0,375·1,0)+0,79·3,75+0,8·0,9/100+0,0124(9·2,8+18)+0,0161·3,75=4,26 м3/кг.
Расчетная подача дымососа, по формуле (2.55),
= =23,5 м3/с.
Мощность электродвигателя для привода дымососа, по формуле (2.56),
N =(β2QдHд/η )100=(1,1·23,5·2,2/65)100=88 кВт.
Задача 2.98.Определить мощность электродвигателя для привода дымососа котельного агрегата, работающего на малосернистом мазуте состава: Ср=84,65%; Нр=11,7%; S =0,3%; Ор=0,3%; Aр=0,05%; Wp= 3,0%, если коэффициент запаса подачи β1=1,05, расчетный расход топлива Bр=1,05 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,5, температура газов перед дымососом θд=195°С, расчетный полный напор дымососа Hд=2,14 кПа, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд дымососа η =63% и барометрическое давление воздуха hб=97·103Па.
Ответ: N =122 кВт.
Задача 2.99.Определить расчетный полный напор дымососа котельного агрегата, работающего на природном газе состава: СО2=0,1%; СН4=98%; С2Н6=0,4%; С3Н6=0,2%; N2=1,3%, если коэффициент запаса подачи β1=1,1, расчетный расход топлива Bp=1 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,45, температура газов перед дымососом θд=177°С, мощность электродвигателя для привода дымососа N =80 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд дымососа η =62% и барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па.
Ответ: Hд=1,62 кПа.
Задача 2.100.Определить расчетный полный напор дымососа котельного агрегата, работающего на высокосернистом мазуте состава: Сp=83,0%; Hp=10,4%; S =2,8%; Op=0,7%; Aр=0,1%; Wp=3,0%, если коэффициент запаса подачи β1=1,05, условный расход топлива Ву=1,36 кг/с, коэффициент избытка воздуха перед дымососом αд=1,5, температура газов перед дымососом θд=192°С, мощность электродвигателя для привода дымососа N =102 кВт, коэффициент запаса мощности электродвигателя β2=1,1, эксплуатационный кпд дымососа η =66% и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Ответ: Hд=2 кПа.
Задача 2.101.Определить объем дымовых газов, проходящих через дымовую трубу котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на донецком угле марки Д состава: Ср=49,3%; Нр=3,6%; S =3,0%; Np=1,0%; Op=8,3%; Аp=21,8%; Wp=13,0%, если расчётный расход топлива Bp=1,12 кг/с, температура газов перед дымовой трубой θдm=185°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой αдm=1,5 и барометрическое давление воздуха hб=98·103 Па.
Ответ: V =32,4 м3/с.
Задача 2.102.Определить диаметр устья дымовой трубы и объем газов, проходящих через дымовую трубу котельной, в которой установлены три одинаковых котлоагрегата, работающих на карагандинском угле марки К состава: Сp=54,7%; Нр=3,3%; S =0,8%; Np=0,8%; Ор=4,8%; Аp=27,6%; Wp=8,0%, если расчетный расход топлива Bp=2,1кг/с, температура газов перед дымовой трубой θдm=187°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой αдm=1,5, скорость газов на выходе из трубы wдm=8,8 м/с и барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па.
Ответ: dдm=3,8м; V =98,3 м3/с.
Задача 2.103.Определить высоту и диаметр устья дымовой трубы котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на малосернистом мазуте состава: Сp=84,65%; Нр=11,7%; S =0,3%; Op=0,3%; Ар=0,05%; Wp=3,0%, если тяга, создаваемая трубой, S=231 Па, расчетный расход топлива Bр=1,05 кг/с, температура газов перед дымовой трубой θдm=182°С, коэффициент избытка воздуха перед трубой αдm=1,5, средняя температура газов в трубе θср=187°С, температура окружающего воздуха tв=20°С, скорость газов на выходе из трубы wдm=10 м/с, барометрическое давление воздуха hб=97·103 Па и приведенная к нормальным условиям плотность воздуха ρв=1,205 кг/м3.
Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):
V0=0,089Cp+0,226Hp+0,033(S -Op)=0,089·84,65+0,266·11,7+0,033(0,3-0,3)=
=10,62м3/кг.
Теоретический объем продуктов полного сгорания, по формуле (1.36),
V =0,0187(CP+0,375S ) +0,0124(9Hp+Wp)+0,0161V0=
=0,0187(84,65+0,375·0,3)+0,79·10,62+0,8/100+0,0124(9·11,7+3,0)+0,0161·10,62=11,48 м3/кг.
Объем газов, проходящих через дымовую трубу, по формуле (2.57),
= =62,4 м3/с.
Приведенную к нормальным условиям плотность газа находим по формуле (2.60):
=0,33 кг/м3.
Высота дымовой трубы, по формуле (2.59),
=
=26,5 м.
Диаметр устья дымовой трубы, по формуле (2.58),
=2,8 м.
Задача 2.104.Определить высоту дымовой трубы котельной если тяга, создаваемая трубой, S=192 Па, температура газов на входе в дымовую трубу θдm=180°С, температура газов на выходе из дымовой трубы θ =186°С, температура окружающего воздуха tв=20°С, приведенная к нормальным условиям плотности газа ρг=0,52кг/м3, приведенная к нормальным условиям плотность воздуха ρв=1,205 кг/м3 и барометрическое давление в духа hб=98·103 Па.
Ответ: Н=25 м.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 664;