Загрузка ... Загрузка ...

Расчет газового тракта. Поступление воздуха в котел и дальнейшее движение продуктов сгорания по газовому тракту обеспечиваются естественной тягой в дымовой трубе или с помощью дымососа. Часть газового тракта, расположенная перед трубой или дымососом, находится под разрежением, а за дымососом – под избыточным давлением.

Выбор оборудования котельных, в том числе и тягодутьевых машин, а также расчеты газового тракта выполняют при температуре наружного воздуха, соответствующей трем характерным режимам тепловых нагрузок котельной (СНиП II-35-76) при средней температуре наружного воздуха: наиболее холодной пятидневки; наиболее холодного месяца; самого жаркого месяца (в 13 ч).

Расчет газового тракта

Задачами расчета газового тракта при известном объеме продуктов сгорания являются: вычисление необходимых размеров сечения; определение суммарных потерь давления и соответствие их естественной тяге; выбор (в необходимых случаях) дымососа и электродвигателя к нему.

Суммарные потери давления по газовому тракту включают; сопротивление топки Дрт, сопротивление конвективной части котла Арк, экономайзера Арэ, воздухоподогревателя Арв., сборного газохода Арг, дымовой трубы Артр:
Разрежение в топке, соответствующее ее сопротивлению, следует поддерживать для того, чтобы исключить возможность выхода продуктов сгорания в котельный зал через неплотности в обмуровке, запальные отверстия, гляделки. Кроме того, разрежение в топке обеспечивает поступление воздуха, необходимого для горения газового топлива, при использовании некоторых типов горелок. В котлах с наддувом суммарное сопротивление воздушного и газового трактов преодолевается давлением, создаваемым дутьевым вентилятором.

Значение разрежения или давления, которое надо поддерживать в топке, указывается в режимных картах работы котла и в инструкциях по эксплуатации, выпускаемых заводами-изготовителями. При расчетах газового тракта разрежение в топке принимают равным 3 кгс/м2.  Разрежение за
чугунными котлами, работающими на естественной тяге, не должно превышать, кгс/м2: при производительности до 0,29 Гкал/ч – 7, свыше 0,29 Гкал/ч – 10.

При выполнении расчета газовый тракт от самого дальнего котла до дымовой трубы разбивают на отдельные участки с неизменными размерами поперечного сечения и определенными расходами газов. По каждому из участков определяют потери давления. Потери давления в трубе помимо определяемых по формуле. включают также потери при выходе из трубы.

Разрежение в топке

Скорость в выходном сечении трубы при естественной тяге рекомендуется принимать не менее 4 м/с во избежание задувания уходящих газов порывами ветра. В случаях, когда при минимальной нагрузке котельной скорость газа будет меньше 4 м/с, предусматривается установка конфузора (сужающего устройства с цилиндрическим патрубком в устье трубы). При искусственной тяге скорость выхода газов из трубы составляет, м/с: для труб высотой 30-45 м – 8-10, высотой 60 м – 10-15.

Если газы или нагретый воздух движутся в вертикально расположенном канале, имеет место явление самотяги, вызываемое разностью между плотностью наружного воздуха и перемещаемой среды. Самотяга выражается формулой
В тех случаях, когда газы (воздух) движутся вверх, самотяга способствует движению и в сумме потерь давления значение рс нужно учитывать со знаком -, а при движении газов вниз  со знаком +.

Если топка имеет значительную высоту, то за счет действия самотяги в верхней ее части разрежение будет меньше, чем в нижней. Этим обусловлено эксплуатационное требование измерения разрежения в верхней части топки. Плотность сухих продуктов сгорания газов при 0°С определяется как сумма произведений плотности отдельных компонентов смеси рк, на долю (от единицы) каждого из них в общем составе смеси ак:  Значение плотности продуктов сгорания по ходу газов в тракте будет меняться, так как из-за присоса воздуха будет меняться их состав и объем водяных паров.

Естественная тяга. Разрежение в газовом тракте или тяга, создаваемая дымовой трубой, должна быть на 15-20 % больше суммы потерь давления на отдельных участках газового тракта. Тягу определяют по формуле. Температуру уходящих газов при расчете тяги принимают как среднюю арифметическую температуру газов на входе и выходе из трубы. Температуру газов на входе в дымовую трубу при естественной тяге независимо от присоса воздуха, а также температуру газов перед дымососом, если присос на участке от котла до дымососа больше 0,1, подсчитывают по формуле.

Охлаждение газов на 1 м высоты трубы (°С/м) можно определять по следующим приближенным соотношениям: стальные нефутерованные трубы – 2/V-D, стальные футерованные -0,8D, кирпичные – 0,4/D (где D-суммарная паропроизводительность, т/ч, всех одновременно работающих котлов). Некоторые авторы рекомендуют принимать следующее охлаждение газов на 1 м высоты трубы, °С/м: стальные нефутерованные трубы – 2, кирпичные – 0,5, железобетонные- 1,0.

Для приближенного определения значения тяги можно пользоваться данными. На тягу влияют: количество и температура уходящих газов, температура и барометрическое давление атмосферного воздуха, увеличение потерь давления в газоходах (местные обрушения обмуровки, отложения сажи), наличие влаги в сборном канале, что вызывает охлаждение газов.

Искусственная тяга. В случаях, когда естественной тяги оказывается недостаточно для преодоления гидравлических сопротивлений по газовому тракту при отводе продуктов сгорания, применяют дымососы. Полное расчетное давление, которое должно быть обеспечено дымососом, определяется как разница между суммарными потерями давления по всему тракту Ерс и тягой, создаваемой трубой. Коэффициент запаса на неучтенные потери давления принимают равным 1,2.

Объем уходящих газов, удаляемых дымососом, определяют по формуле. При наличии в газовом тракте воздухоподогревателя к объему проходящего через него газа следует добавить объем воздуха, присасываемого из воздушного тракта.

Расчет воздушного тракта

Расчет воздушного тракта. Количество воздуха, подаваемого вентилятором, определяют по формуле. Полное давление, создаваемое дутьевым вентилятором, складывается из расчетного давления воздуха перед горелкой и суммы потерь давления по воздушному тракту, включая потери во всасывающем патрубке. Скорость воздуха обычно принимают равной в магистральных воздуховодах 8-12, в ответвлениях 3-6 м/с.

При расчете потерь давления на коротких участках металлических воздуховодов при скорости в них меньше 10 м/с потери на трение малы и их можно не учитывать. Количество воздуха, забираемого из помещения в холодное время года дутьевыми вентиляторами, принимают в размере не более 75 % количества воздуха, необходимого для горения. Остальной воздух должен поступать снаружи. Воздух в этом случае забирается из верхней зоны котельного зала через воздухозаборную шахту, которая патрубком соединена также с наружной атмосферой. У места присоединения патрубка к шахте устанавливают перекидной клапан. В зависимости от степени открытия клапана меняется соотношение холодного и теплого воздуха, поступающего к вентилятору.

Необходимо отметить, что в некоторых случаях весь воздух, подаваемый к горелкам, поступает через воздухоприемное устройство, расположенное снаружи. В зимнее время это ухудшает условия сжигания газового топлива и приводит к нарушению работы (обмерзанию) воздушного тракта.

Комментарии запрещены.

Полезное
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!

Галерея

images_1 images_8 images_15 images_3