Перепускной канал между 1-й и 2-й ступенью

Два поворота на 90° во втором перепускном канале (рис. П1-1, с. 95).

Площадь сечений 

            F₁ = h₁b_ш =9,8м² ;F₂ = а_в1b_ш=3,6 м² ,

где а _в1- глубина перепускного канала между 1-й и 2-й ступенью воздухоподогревателя (по чертежу).

Среднее сечение воздуховода

Скорость в среднем сечении (V_в - табл. 23)

            =4,56 м/с.

Коэффициент сопротивления поворота на 90° ξ (с. 83).

Сопротивление двух поворотов

            =2*0,9*11=19,8 Па.

2-я ступень

Сопротивление пучка (рис. 17, с. 186)

        Па.

Поворот на 180° (рассчитывается, если Z_ход ).

Площадь сечений

       =9,8 ; =3,6 м² ,

где h₁ – высота одного хода воздухоподогревателя 2-й ступени.

Среднее значение воздуховода

               .

Скорость в среднем сечении (V_в – табл. 23, с. 170)

            =4,35 м/с .

Коэффициент сопротивления поворота на ξ (с. 83).

Сопротивление поворота

            , Па .

Общее сопротивление воздухоподогревателя с учетом поправочного коэффициента k (c. 83)

       H₂ = k (h₁ + h₂ + h₃ + h₄ ) =1,05(1573+21+19,8+502+0)=9878,2 Па.

Тракт горячего воздуха

Сопротивление конфузора - поворота на 90^о на выходе из воздухоподогревателя (рис. П1-1, с. 95).

Скорость воздуха в воздухопроводе принимаем W=12 м/с.

Сечение воздухопровода горячего воздуха (V_в - табл. 23)

            =3,57 м².

Отношение выходного сечения к входномуF₂/F₁ , где F₁ = h₁b_ш=9,8.

Коэффициент сопротивления конфузора-поворота на 90° (рис. 29, 30, с. 196)

                   ξ₁ = К_Δξ_оВС =0,5∙1∙0,94=0,47.

Коэффициент сопротивления поворота на 90° (рис. П1-1) без изменения сечения (с. 69)

            .

Сопротивление участка до разветвления коробов

       h₁ = (ξ₁ + ξ₂) h_д =(0,47+1,4)43=80,4 Па .

Динамическое давление определяется по температуре горячего воздуха _гв=320 и W_в=12 м/с .

Сопротивление раздающего тройника

Отношение скоростей в основном канале и воздухопроводе вторичного воздуха принимаем W_б/W_с = 1.

Коэффициент сопротивления тройника ξ_б (рис. 31, с. 197).

Сопротивление тройника

            h₂ = ξ_бh_д=1∙43=43 Па .

Сопротивление раздающего короба вторичного воздуха на горелки

Сечение подводящего канала

            =3,57м²,

где Wв – скорость воздуха в воздуховоде вторичного воздуха, м/с.

Суммарное сечение в отводах на горелки, при скорости воздуха в отводах W_отв = 16 м/с

            =2,68 м² .

Коэффициент сопротивления раздающего короба

            =2,34.

Сопротивление раздающего короба

            h₃ = ξ h_д=2,34∙74=173,1 Па ,

где h_д - динамический напор определяется по скорости воздуха в отводах.

Сопротивление короба, идущего на мельницу, учитывается при расчете системы пылеприготовления согласно «Нормам расчета и проектирования пылеприготовительных установок»

Коэффициент сопротивления горелок _гор (для прямоточных горелок с. 85).

Скорость вторичного воздуха принимаем W₂ = 24 м/с.

Сопротивление горелок

       h₄=ξ_горh_д =1,5∙175=262,5 Па.

Сопротивление тракта горячего воздуха

            Н₃ = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ =80+43+173,1+262,5=558,6 Па .

Общее сопротивление воздушного тракта

       ΔH = H₁ + H₂ + H₃ =252,74+2221,59+503,92=10752,8 Па .

Расчет самотяги

Средняя температура воздуха в воздухоподогревателе

            =175 °С .

Самотяга на 1 м высоты воздухоподогревателя =4,4Па/м  (рис. 23, с.192).

Самотяга в воздухоподогревателях

       h_свп= Н_впh'_с=9,65∙4⁼38,6 Па.

Расчетная высота воздухопровода горячего воздуха Н_впр3,74 м (рис. П1-1).

Самотяга на 1 м высоты воздухопровода горячего воздуха =4Па/м (рис. 23).

Самотяга в воздухопроводе горячего воздуха

            h_свпр=  =3,74∙4=15 Па .

Перепад полных давлений

Разрежение в топке на уровне ввода воздуха

       =20+9,5*7,15 =88 Па .

Перепад полных давлений

       ΔН_п= ΔH-h_свп + h_свпр- h^'_т =10752,8-38,6+15-88=10641,2Па 

Выбор вентилятора

Расчетная производительность

            Q_р= β₁V_в =1,05∙30,28=31,8 м³/с ,

где V_в - расход воздуха за вентилятором, м³/с (Приложение 3); β₁ - поправочный коэффициент по производительности (с. 87).

Расчетный напор

            Н_р = β₂ ΔН =1,1*10752,8=11828,1 Па ,

где β₂ - коэффициент запаса по напору (с. 87).

Поправочный коэффициент

            .

Приведенный напор

            =1∙11828,1=11828,1 Па.

Тип вентилятора ВДН-21 (рис. 26, с. 194; табл. 22, с. 169).

Число оборотов n=740 об/мин (табл.22).

Производительность на исходном режиме Q_исх=30,6 м³/с (табл. 22).

Относительная глубина регулирования Q_р/Q_исх=24,18/30,6=0,790 .

КПД регулирования η_рег =0,82 (рис. 27, с. 195).

Эксплуатационный КПД машины

            η_э = η_регη_исх =0,82∙0,85=0,697,

где η_исх - КПД машины в исходном режиме.

Необходимая мощность электродвигателя

            кВт ,

где β_з - коэффициент запаса по производительности (с. 91).

Заключение

Данный расчет позволил определить параметры дополнительного оборудования в зависимости от скорости движения газов, его объемах, а также температуры. Зная параметры дополнительного оборудования можно производить расчет влияния котельной установки на окружающею среду производить расчет устройств для очистки сточных вод от нефтепродуктов, и вычислять экономические показатели затрат электроэнергии, производить расчет себестоимости отпущенной теплоты.   

Техническое состояние источников теплоснабжения, тепловых сетей и др. объектов коммунальной теплоэнергетики на сегодняшний день не отвечает современным требованиям. Необходима техническая реконструкция и модернизация всей системы теплоснабжения и внедрение нового энергоэффективного и экологически чистого теплоэнергетического оборудования.

Работа котельных установок должна быть надежной, экономичной и безопасной для обслуживающего персонала. Для выполнения этих требований котельные установки эксплуатируются в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов и рабочими инструкциями, составленными на основе правил Госгортехнадзора с учетом местных условий и особенностей оборудования.

Библиографический список

1. Быстрицкий, Г. Ф. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий [Текст] : учеб.пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. 181300 "Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений" направления 654500 "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" / Г. Ф. Быстрицкий. – 4-е изд., стер. – Москва : Академия, 2008. – 304 с.

2. Кондрашкин, А. В. Опыт реконструкции водоподготовительных установок в котельных [Текст] / А. В. Кондрашкин, Е. В. Тиханова // Экология производства. – 2014. – № 9. – С. 43-46 .

3. Кондрашкин, А. В. Опыт реконструкции водоподготовительных установок в котельных [Текст] / А. В. Кондрашкин, Е. В. Тиханова // Экология производства. – 2014. – № 9. – С. 43-46

4. Любов, В. К. Исследование эффективности работы отопительных котельных [Текст] / В. К. Любов, А. Ю. Романов // Известия вузов. Лесной журнал. – 2011. – № 3. – С. 142-151.

5. Маликова, Г.Котлы: альтернативы.net [Текст] / Г. Маликова // Дерево.RU. – 2015. – № 2. – С. 76-79.

6. Методические указания по проведению технического освидетельствования паровых и водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов пара и горячей воды [Электронный ресурс] / Университетская библиотека онлайн (ЭБС). – Введ. с 01.06.1994. – Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2007. – 32 с. – Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=57369.

7. Оптимизация технологии сжигания кузнецкого угля на паровом котле К-50-14-250 отопительной котельной [Текст] / А. М. Архипов [и др.] // Теплоэнергетика. – 2010. – № 12. – С. 60-65 .

8. Расчет производственно-отопительной котельной лесозаготовительного предприятия [Электронный ресурс] : методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Теплотехнические установки» и «Теория горения и взрыва» для направлений 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 280700.62 «Техносферная безопасность» / Издательство "Лань" (ЭБС) ; сост. И. В. Иванова, И. Н. Дюкова, А. А. Куликов. – Санкт-Петербург :СПбГЛТУ, 2013. – 44 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/46055/.

9. Топливо. Тепловой баланс котельного агрегата [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения / А. А. Куликов [и др.] ; Издательство "Лань" (ЭБС). – Санкт-Петербург :СПбЛТУ, 2012. – 64 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/45413/.

10. Тупов, В. Б. Особенности систем шумоглушения газовых трактов энергетических котлов [Текст] / В. Б. Тупов, Д. В. Чугунков // Теплоэнергетика. – 2010. – № 12. – С. 66-69 .

11. Уласовец, Е. А. Получение питательной воды для котельных и ТЭЦ из поверхностных источников [Текст] / Е. А. Уласовец, Г. А. Селицкий, Л. Г. Мальцева // Экология производства. – 2014. – № 2. – С. 68-72.

12. Эстеркин, Р. И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование [Текст] : [учебное пособие] / Р. И. Эстеркин. – Москва : Интеграл, 2014. – 280 с.

Приложение 1 Объемы продуктов сгорания

Vов= 6,56  , м3/кг; = 0,69 , м3/кг; = 0,1,19 м3/кг;   =5,20 , м3/кг;  =7,08 , м3/кг
Наименование	Топка, фестон	ПП	2-й В.Э	2-й ВП	1-й В.Э	1-й ВП
Коэффициент избытка воздуха за газоходом, α	1,20	1,23	1,25	1,28	1,30	1,33
Среднее значение коэффициента избытка воздуха в газоходе, αср	1,20	1,22	1,24	1,27	1,29	1,32
Объем водяных паров в газоходе  , м3/кг	0,71112	0,71322	0,71532	0,71854	0,72064	0,72378
Объем дымовых газов  , м3/кг	8,47203	8,61124	8,75044	8,95924	9,09845	9,30725
Объемная доля трехатомных газов	0,14046	0,13819	0,13599	0,13282	0,13079	0,12786
Объемная доля водяных паров	0,08144	0,08013	0,07885	0,07702	0,07584	0,07414
Объемная доля трехатомных газов и водяных паров	0,2219	0,21832	0,21484	0,20984	0,20663	0,202
Концентрация золовых частиц  , где масса дымовых газов , кг/кг ун = (см. табл. 8Приложения 1).	0,0122	0,01201	0,01206	0,01157	0,01141	0,01117
	11,13783	11,30918	11,48053	11,73755	11,90889	12,16592

Приложение 2Энтальпии продуктов сгорания

________________

Примечание 

Определение энтальпии газов , кДж/кг;

определение температуры газов ,^оС,

где  - энтальпия газов при температуре ;  - энтальпия газов при температуре ближайшей меньшей по данной таблице;  - ближайшее меньшее значение температуры газов.

Приложение 3Основные данные по газоходам котельного агрегата

Приложение 4  Основные данные для расчета воздушного тракта

Наименование участка дутьевого тракта		Коэффициент избытка воздуха, α	Средняя температура воздуха, ϑв, оС	Средний расход воздуха, м3/с	Скорость воздуха W, м/с
Тракт холодного воздуха	до вентилятора	1,23	30	23,03	9
	за вентилятором	1,23	30	23,03	13,2
Воздухоподогреватель 1-й ступени и перепускные короба		1,215	85	26.88	2,45
Перепускной короб между 1-й и 2-й ступенями воздухоподогревателя		1,2	133	31,37	4,56
Воздухоподогреватель 2-й ступени		1,185	240	37,206	4,35
Тракт горячего воздуха		1,17	320	42.88	12