ProektSystem

Таблиця 6.4 - Характеристики газомазутних водогрійних котлів типа КВГМ малої і середньої продуктивності

162

Таблиця 6.5 - Характеристики водогрійних котлів типа КВ-ТС малої і средньої теплопродуктивності з шаровим спалюванням твердого палива

163

Таблиця 6.6 - Характеристики газомазутних водогрійних котлів типа КВГМ великої теплопродуктивності.

164

6.2 Димарі

Природна тяга

Необхідна висота димаря визначається відповідним розрахунком, фактична ж висота димаря визначається санітарно-гігієнічними вимогами, тобто умовами відведення димових газів від навколишніх споруд, зелених насаджень і т. п. Димарі виготовляються з металу, цегли і залізобетону. Металеві димарі виконуються невеликої висоти. При роботі котлів на мазуті і газі установка їх небажана, оскільки вони є дуже недовговічними із-за корозії. Цегляні димарі, так само як і бетонні, при агресивних димових газах повинні повністю футероватися. Газоходи, як правило, покриті ізоляцією і охолоджування газів в них із-за втрати тепла не враховується. У разі неізольованих газоходів втрата тепла в навколишнє середовище приймається рівною 1160 Вт/м2 К, якщо є неізольована поверхня газоходу всередині котельні, і 1500 Вт/м2 К для газоходу, розташованого зовні будівлі. При присосах повітря Аа>0,1 температура газів на вході в трубу tвх визначається з урахуванням цього присоса холодного повітря в газоходи:

де αух і t хп - надлишок повітря в відхідних газах і їх температура, °С t хп - температура холодного повітря, °С

∆α- присос повітря.

Охолоджування газів в трубі на 1 м її висоти визначається по наближених формулах:

•для металевих нефутерованих труб:

•для металевих футерованих труб:

t 0,8 , град / м ;

Q 103

640

для малих цегляних труб (середня товщина кладки <0,5 м)

t 0,4 , град / м

Q 103

640

165

•для великих цегляних труб (середня товщина кладки >0,5 м)

t 0,2 , град / м;

Q 103

640

У цих формулах Q — сумарна теплопродуктивність всіх одночасно працюючих котлів, підключених до даної труби, МВт.

Діаметр труби на виході визначається по формулі

де Vтр — об'єм газів, що проходять через трубу, м3/год, визначений для випадку роботи всіх підключених до труби котлів при їх номінальному навантаженню;

Г — швидкість газів на виході з труби, м/сек.

Швидкість газів на виході з димаря при природній тязі приймається не менше 6 – 10 м/сек для попередження значного порушення роботи труби при зменшених навантаженнях і малих вихідних швидкостях газів.

Висота труби, що забезпечує необхідну тягу, визначається по формулі:

висоти місцевості над рівнем моря.

Для звичайних умов, коли ця висота не перевищує 200 м, зниження барометричного тиску не враховується і формула (6.3) може бути значно спрощена; прийнявши 0 =1,3 отримаємо:

166

Опір тертя підраховується по наближеній формулі з урахуванням конусообразності труби при прийнятому як для цегляних і бетонних, так і для залізних труб значенні коефіцієнта опору тертя λтр = 0,03:

Штучна тяга

Розрахунок труби при штучній тязі не відрізняється від розрахунку інших елементів газового тракту і зводиться до визначення її опору. Температура газів в димарі приймається рівною температурі газів перед димососом. Охолоджування газів в трубі не враховується.

Опір димаря складається з опору тертя і втрати з вихідною швидкістю. Як вже наголошувалося вище, опір тертя в трубі підраховується по формулі

(6.5) або (6.6).

Втрата тиску за рахунок кінетичної енергії виходу газу визначається по формулі (6.7) з коефіцієнтом місцевого опору виходу = 1,1.

Швидкості газів на виході з димаря при штучній тязі приймаються в межах 12— 20 м/с. Слід враховувати, що швидкість газів на виході, так само як і висота димаря, визначає умови розсіювання газів в районі розташування котельної.

Максимальна концентрація шкідливих газів в районі, прилеглому до котельної, зменшується із збільшенням висоти труби і вихідної швидкості газів. Після вибору швидкості газів і розрахунку діаметру труби по формулі (6.2) отримана величина діаметру цегляної або залізобетонної труби округляється з урахуванням вибраної висоти до найближчого типорозміру по рис. 6.1, складеному за даними інституту Теплопроект. Найменший допустимий діаметр гирла цегляних труб дорівнює 0,8 м.

167

На вказаному рисунку заштрихована область 1 відноситься до області застосування конічних цегляних труб; заштрихована частина 2 відноситься до області застосування тих же цегляних або циліндрових залізобетонних труб. При великих діаметрах гирла труби (d2 3,1 м) і висотах труби Н2 60 м можуть застосовуватися також конічні залізобетонні труби (область застосування 3). Типорозміри цегляних труб під пунктирною лінією рекомендується не застосовувати.

На рис. 6.1 заштрихована область 4 відноситься до області застосування конічних залізобетонних або цегляних труб. Що ж до залізних труб, то типорозміри їх в даний час не уніфіковані.

При декількох введеннях в нижній частині труби раніше влаштовувалися розділяючі перегородки з висотою, що перевищує висоту введень газоходів не менше чим на половину. Проте при прийнятих в даний час розмірах і конструкціях типових цегляних і залізобетонних труб, а також при виконанні підвідних газоходів установка перегородок є зайвою, оскільки практично вони не зменшують втрати тиску на вході в трубу. Перегородки необхідно встановлювати тільки в тих випадках, коли швидкість в нижній частині труби приблизно дорівнює швидкості виходу з підвідних газоходів або більше їх. Зазвичай це може мати місце тільки в залізних трубах. У трубах котлів з природною тягою розділяючі перегородки взагалі не встановлюються.

1 — конічні цегляні труби; 2 — те ж або циліндричні залізобетонні труби; 3 і 4 — конічні залізобетонні труби.

168

Самотяга

Визначення сумарного газового опору котельного агрегату повинне проводитися з урахуванням самотяги окремих газоходів котельного агрегату.

При напрямі потоку газу вгору самотяга позитивна і зменшує перепад повних тисків тракту; при напрямі вниз самотяга негативна і збільшує цей перепад.

При штучній тязі сумарний опір тракту значно більше самотяги тракту, унаслідок чого розрахунок останньої може вестися з рядом спрощень.

Величина самотяги будь-якої ділянки газового тракту, включаючи димар, при штучній тязі обчислюється за формулою:

1,2 — питома вага зовнішнього повітря при 760 мм рт. ст. і температурі

20° С, кг/ м3 .

Формула (6.8) дійсна при нормальному розрідженні в топці і величині наддуву в топці не вище 0,11 МПа.

При П - подібній компоновці котла самотягу можна підраховувати для всієї задньої шахти відразу по загальній висоті шахти і напівсумі температур газів на вході в шахту і при виході з неї.

При природній тязі необхідний роздільний розрахунок самотяги по всіх елементах газового тракту, що мають різні температури газів.

Повітряний тракт

Розрахунок повітряного тракту, так само як і газового, ведеться на номінальне навантаження котлоагрегату. Температура холодного повітря tх.в, що засмоктується дуттєвим вентилятором з котельної, приймається рівною 30° С. При спалюванні мазуту і наявності забору повітря з вулиці повинні встановлюватися парові або водяні калорифери.

Підземні повітропроводи, що виготовляються з цегли або залізобетону, повинні мати гладкі зацементовані внутрішні стінки. Зовнішні повітропроводи зазвичай виготовляються зварними і витік повітря в них приймається рівним нулю. Розрахунок повітропроводів як і газопроводів, зводиться в основному до визначення місцевих опорів. Опір тертя при швидкостях холодного повітря менше 10 м/с можна не враховувати. При швидкостях холодного повітря 10 — 20 м/с опір тертя повинен розраховуватися по формулі (6.6) з на-

169

ближеним значенням коефіцієнта =0,02 для залізобетонних нефутерованих повітропроводів; для цегляних або бетонних каналів слід приймати =0,03 при dе>0,9 м и =0,04 при dе <0,9 м.

Всі місцеві опори розраховуються, як правило, по формулі (6.7). Величина коефіцієнта місцевого опору визначається залежно від форми опору по таблицях.

Повітряний опір газомазутного пальника, включаючи втрату з вихідною швидкістю повітря, підраховується по формулі (6.7). При цьому для ζ, приймаються відповідні значення залежно від типу встановленого пальника по [34].

6.3 Вибір димососів і вентиляторів

Кожен котлоагрегат повинен мати свій вентилятор і димосос. При проектуванні котельних з котлами продуктивністю до 1,163 МВт (1 Гкал/год) допускається використання групових тягодуттєвих установок, які складаються з двох вентиляторів і двох димососів.

Розрахункова подача (м3/с) вентилятора визначається по формулі

де k – коефіцієнт запасу по продуктивності, який дорівнює 1,1; Bp - розрахункова витрата палива, кг/с;

Vв0 - теоретична кількість повітря, необхідна для згорання 1 кг твердого або рідкого палива або 1м3 газоподібного палива, м3 /кг (м3 /м3 ); aв , ад - коефіцієнти надлишку повітря перед вентилятором і димососом

відповідно;

tв ,tд - температури повітря перед вентилятором і димових газів перед димососом відповідно.

Чисельні значення приведених величин приймаються у відповідності з тепловим розрахунком котлоагрегата.

Для визначення тиску тягодуттєвих машин треба знати опір газового та повітряного трактів котлоагрегата, які розраховуються відповідно з Нормами аеродинамічного розрахунку котлоагрегатів. Повний розрахунковий опір, що розвиває тягодуттєва машина, визначається

H - перепад повних тисків по газовому тракту всіх елементів котлоагрегата (для димососа) або по повітряному тракту

170

(для вентилятора), Па.

Для вибора тягодуттєвої машини по каталогам визначається загальний розрахунковий опір по формулі, Па

де х - щільність повітря або димових газів при даних в катологу температурі і тиску 101,325 кПа;

- щільність повітря або димових газів перед тягодуттєвою машиною при робочих умовах.

Розрахункова потужність (кВт) електродвигуна тягодуттєвої машини визначається по формулі

де Q - розрахункова подача машини, м3 /с;

- ККД машини в розрахунковому режимі ( 0,7…0,75); Н – розрахунковий опір газоповітряного тракту, Па.

При виборі тягодутьєвих машин для парових і водогрійних котлів слід приймати до уваги вказівки по комплектації тягодуттєвими машинами котлів і користуватися каталогами типових проектів котельних.

6.4 Вибір насосів

При проектуванні котельних установок насоси різного призначення вибираються на підставі розрахунку по каталагам відповідно до їх характеристик. Характеристики найбільш поширених типів насосів приведені в таблиці

6.7.

Таблиця 6.7 - Характеристики насосів, що використовуються в котельних.

171