4.Аэродинамический расчёт теплогенерирующей установки.

Работа котлоагрегата требует обеспечения непрерывной подачи воздуха, необходимого для горения топлива и отвода продуктов сгорания топлива.

В современных котельных установках применяют искусст­венную механическую тягу, создаваемую специальными венти­ляторами (дымососами), способными преодолеть сопротивление газового тракта. Газовые тракты обычно работают под разряже­нием.

Подача воздуха в топку котла осуществляется дутьевыми вентиляторами. Весь воздушный тракт находится под давлени­ем.

Целью аэродинамического расчёта является определение производительности тяговой и дутьевой систем и гидравличе­ских потерь в газовом и воздушном трактах, по которым в итоге будут выбраны к установке дымососы и вентиляторы [8].

4.1. Расчёт дымовой трубы.

Расчёт, как правило, начинают с дымовой трубы. В паровых котлах малой производительности (до 2,5 т/ч) обычно применя­ется естественная тяга. Это тяга, создаваемая дымовой трубой за счёт разности плотностей дымовых газов и окружающего возду­ха.

В котлах большей производительности тяга создаётся за счёт мощности дымососа и частично с помощью дымовой тру­бы.

Итогом расчёта является определение гидравлического со­противления дымовой трубы и самотяги трубы.

В ообще дымовые трубы на тепловых станциях или в ко­тельных применяют стальные, кирпичные или железобетонные. Высота трубы выбирается по условиям обеспечения вытяжки дымовых газов, рассеяния вредных примесей, содержащихся в дымовых газах, в атмосферном воздухе на уровне дыхания до необходимых норм и некоторых других требований.

Порядок расчёта

1.Для данного расчёта примем кирпичную трубу. Её высота принимается по рекомендации [8]:

Н = 30 для котлов с производительностью до 10 т/ч.

2.Определим температуру дымовых газов на входе в дымосос:

где =130 °С - температура дымовых газов после ВЭ; =30 ^оС- температура холодного воздуха в котельной; α_ух=1,45- коэф­фициент расхода воздуха у дымовой трубы; - присос воздуха в газопроводе от ВЭ до дымовой трубы. Примем Δα =0,01 на каждые 10 м дымохода.

3. Расход газов через дымовую трубу для случая одновремен­ной работы всех котлов в котельной при их номинальной на­грузке, м³/ч:

где B_р=295 м³/ч - расчётный расход топлива на 1 котёл; V_yx = V_дг + ΔαV^о=14,80+0,03 ·9,68=15,1 м³/ м³ - объём дымовых газов на входе в дымовую трубу; V°=9,68 м³/ м³ - теоретический объём воздуха для горения; V_дг=14,80 м³/м³ - объём дымовых газов за ВЭ, (см. табл.3.3); п=5 - число работающих котлов.

4. Скорость дымовых газов на выходе из дымовой трубы. Выбирается по условиям обеспечения рассеивания вредных примесей в дымовых газах. Для котлов малой и средней мощ­ности скорость при искусственной тяге принимаем ω_вых = 8 м/с.

4. Определим внутренний диаметр устья дымовой трубы, м:

Далее округлили d_д.тр=1,2 м до ближайшего типоразмера (1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 4,3) и уточнили скорость, м/с:

6. Гидравлическое сопротивление дымовой трубы, Па:

Сопротивление на трение для кирпичных труб, Па:

где λ= 0,05 - коэффициент гидравлического трения; i = 0,01 -гидравлический уклон внутренней поверхности трубы; плотность дымовых газов при температуре газов на входе в трубу.

Сопротивление на выходе из дымовой трубы, Па:

где ζ_вых = 1,0 - местный коэффициент гидравлического трения при выходе газов из трубы, Па.

7. Самотяга дымовой трубы, Па:

где Н= 30 м - высота дымовой трубы; ρ_в - плотность атмосфе­рного воздуха около трубы, кг/м³, (ρ_в = 1,2 кг/м³); ρ_г - плот­ность газов на выходе из трубы, принимаем равной 0,86 кг/м³ при 130 ⁰С.