Материал: Теплогенерирующие установки и мини-ТЭЦ. методические указания к практическим занятиям для студентов направления подготовки. Курносов А.Т., Китаев Д.Н

3. РАСЧЕТ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Питательная установка включаетдеаэраторы с питательнымибаками и насосы. Для деаэрации воды в паровых ТГУ преимущественно применяются деаэраторы атмосферного типа ДА, для водогрейных - вакуумные типа ДСВ. Деаэрационные установки комплектуются из деаэрационных устройств, совмещенных с питательными баками по расходу питательной воды (Gкон+ Gхов), и подбираются по дан-

ным заводов-изготовителей (табл. П.2).

Емкостьбака для ТГУ паропроизводительностьюдо 8,33 кг/с (30 т/ч) должна обеспечить запас воды по максимальному расходу на 40 мин, при паропроизводительности более 8,33 кг/с – на30мин.

По правилам в ТГУ с паровыми котлами должно устанавливаться не менее двух питательных насосов с независимым приводом:один с электроприводом, другой – с паровым. Допускается установка всех питательных насосов только с паровым приводом, если отработанный пар после насосов используется в схеме ТГУ. При наличии двух независимых источников питания ТГУ электроэнергией допускается установка питательных насосовтолько сэлектроприводом.

Насосы выбираются по каталогам (табл. П. 3) по параметрам производительности (подаче) и пару.

С достаточной степенью точности напор, который должны создавать питательные насосыдля паровых котлов Нп.н. , м.вод.ст., можно вычислить по формуле:

где К – коэффициент запаса (К=1,1 – для насосов с электроприводом, К=0,5 – для насосов с паровым приводом).

Мощность на валу питательного насоса вычисляется по формуле

где н =0,7 – к.п.д. насоса.

Электродвигатели к питательным насосам подбираются по каталогам [3, стр. 143 – 147].

10

4.РАСЧЕТИВЫБОРДИАМЕТРОВТРУБОПРОВОДОВ

Вобщем случае диаметры трубопроводовопределяются по соотношению

0,785 W

где Д – расход среды по трубопроводу, кг/с; ρ – плотность среды кг/м3; W – скорость, м/с.

Параметры Д,ρ,W принимаются в зависимости от назначения трубопровода по таблице.

По табл. П. 4 выбираются стандартные трубы, диаметры которых наиболее близко подходят к расчетным.

5. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТГУ

Аэродинамический расчет ТГУ выполняется для определения сопротивлений газовоздушного тракта котельной. По результатам этого расчета выбираются размеры дымовой трубы, типоразмеры дымососов, вентиляторов и электродвигателей к ним [2,9].

5.1. Газовый тракт

Прежде чем выполнять аэродинамический расчет газового тракта ТГУ необходимо составить аксонометрическую схему движения дымовых газов, начиная от выхода их из котла до дымовой трубы, с размещением всех элементов ТГУ.

11

Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения дымовых газов в газоходах ТГУ складывается из местных сопротивлений hм, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов, и из сопротивлений, возникающих вследствие трения hтр. Поэтому на аксонометрической схеме должны быть указаны все повороты, резкие изменения сечений газоходов и длины их прямых участков (L1,

L2,....Ln).

Сопротивления отдельных элементов ТГУ, зависящие от местных сопротив-

– коэффициент местного сопротивления принимается в зависимости от характера сопротивлений, конфигурации газохода и его конструкции. Значения его для наиболее часто встречающихся в котельной практике поворотах следующие: под углом 180° – 2, под углом 90° – 1, под углом 45° – 0,5.

Скоростьгазовв месте поворота определяется по формуле

где Вр – расход топлива, кг/с; Vг – объем дымовых газов, м3/кг; tг – темпе-

ратура газов в месте поворота, °С; F – площадь живого сечения, зависящая от угла поворота, м2.

Площадь живого сечения F, м2 определяется в зависимости от угла поворота по формулам:

для поворота на 90°

где F1 и F2 – начальное и конечное сечение поворота; для поворота на 180°

12

3

F , (5.5) 1 1 1

F1 F2 F3

где F1, F2 и F3 – начальное, среднее и конечное сечение.

Сопротивление элементов ТГУ, связанное с трением газов о стенки газоходов, определяется по формуле

где – коэффициент трения, принимается равным для металлических труб и каналов – 0,02, для кирпичных труб и каналов – 0,04; dэ – эквивалентный диаметр прямоугольных газоходов.

В соответствии с аксонометрической схемой полное аэродинамическое сопротивление ТГУвобщем случае можнопредставить в виде

где hк, hэк, hвп, hзол, hб, hш, hдт – аэродинамическое сопротивление котла, экономайзера, воздухоподогревателя, золоуловителя, боровов, шиберов, и дымовой трубы соответственно; hс – величина самотяги трубы.

Сопротивление определяютпри номинальной нагрузке ТГУ.

Согласно [2] газовое сопротивление серийно выпускаемых теплогенераторов следует принимать поданным заводов-изготовителей [3, стр. 241– 250].

Полноесопротивление чугунного экономайзера равно

где hэктр – сопротивление трения, определяемое по формуле

где Z2 – число рядов труб по ходу газов; Wэк – расчетная скорость газов в экономайзере; hэкм – потери напора на входе и выходе из экономайзера, принимаемые

30 Па; hэкобд – потери напора от установки паровых обдувочных устройств, определяемые умножением количества обдувочных аппаратов в экономайзере на

20 Па.

13

Сопротивление трубчатого воздухоподогревателя определяется с учетом номограммы [1, стр. 105].

Котельные, предназначенные для работы на твердом топливе, должны оборудоваться установкамидляочисткидымовых газовотзолы [2], вслучаях, когда

АрВр 5000,

где Ар – зольность рабочей массы топлива, %; Вр – расчетный часовой рас-

ход топлива котла, кг/ч.

Выбор типа золоуловителей производится в зависимости от объемного расходаочищаемыхгазов, требуемой степени очистки и компоновочных возможностей.

Необходимо предусматривать индивидуальные золоуловители к каждому теплогенератору. Их компоновку необходимо производить на всасывающей стороне дымососов, как правило, на открытых площадках.

Объемный расходдымовыхгазовравен

Рекомендации по выбору типа золоуловителей в зависимости от объемного расхода дымовых газов приведены в литературе [3, стр. 344 – 346]. Из таблиц [3] выписываютсязначенияаэродинамическихсопротивленийзолоуловителей hзол .

Сопротивление боровов hб складываются из местных сопротивлений hм , (см. формулу 5.1) и сопротивлений трения hтр (см. формулу 5.6). Учитывая значи-

тельные сечения и небольшую протяженность газоходов, ихсопротивления трения допускается подсчитывать исходя из ихдлины L. При этом принимается, что сопротивление газохода длиной 25 м равно 20 Па.

Сопротивление шибера hш , поставленного на пути продуктов сгорания, можно принять равным 5÷15 Пa.

Прежде чем рассчитывать сопротивление дымовой трубы hдт необходимо определиться с ее высотой Ндт. Минимальная высота для ТГУ с котлами ДКВР, ДЕ и КЕ согласно [2] равна 30 м. Высоту трубы необходимо проверить на рассеивание вредных веществ, методика приведена в [4, стр. 71 – 76]. Если удовлетворяются условия по рассеиванию [4, стр. 71], то к монтажу принимается дымовая труба высотой Ндт=30м. При невыполнении условий рассеивания, согласно [2] необходимо перейти на следующую большую высоту и расчет повторять до тех пор, пока эти условия не будут удовлетворены.

Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы обусловлено трением газов о стенки hтр , и потерей давления при выходе газов из трубы в атмосферу

hвых

14