Аэродинамический расчет газового тракта котла и выбор дымососа

Расчет перепада давлений по газовому тракту, выбор тягового оборудования для водогрейной котельной. Конструкция и режимы работы дымососа ДН–12,5-1500. Установка батарейного циклона БЦ–49 и центробежного скруббера, золоуловителей для очистки дымовых газов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 04.04.2015
Размер файла 729,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Кузбасский Государственный Технический Университет имени Т.Ф. Горбачёва"

Институт энергетики

Кафедра Теплоэнергетики

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине "Тепловые двигатели и нагнетатели"

Тема проекта: Аэродинамический расчёт газового тракта котла

и выбор дымососа

Выполнил: студент группы ТЭ-101

Трофимов П.П.

Проверил: Доцент, к.т.н.

Абрамов А.П.

Кемерово 2014

Содержание

  • Аннотация
  • 1. Аэродинамический расчет газового тракта
  • 1.1 Исходные данные для расчета
  • 1.2 Расчет перепада давлений по газовому тракту
  • 1.3 Выбор тягового оборудования
  • 1.5 Конструкция дымососа ДН - 12,5-1500
  • 1.6 Режимы работы дымососа
  • 1.6.1 Регулирование в номинальном режиме
  • 1.6.2 Регулирование в пиковом режиме
  • 1.6.3 Регулирование в летнем режиме
  • 1.7 Технико-экономические характеристики
  • 2. Дымососная станция
  • 3. Очистка дымовых газов
  • Список литературы

Аннотация

В курсовом проекте производится аэродинамический расчет газового тракта котельной установки. От тяги зависит коэффициент полезного действия котлоагрегата, его производительность и устойчивость работы. Поэтому так важно правильно рассчитать и подобрать тяговое оборудование.

В водогрейной котельной работают четыре котла. Для очистки дымовых газов предусмотрены батарейный циклон БЦ - 49 и центробежный скруббер (труба Вентури) ВТИ - ЦС 19. Для подвода газов к дымовой трубе выполнен двусторонний подвод газохода. Для нормальной работы одного котла необходим один дымосос. Для очистки дымовых газов необходима пара золоуловителей, в случае их поломки нужно переключиться на пару резервных золоуловителей.

1. Аэродинамический расчет газового тракта

1.1 Исходные данные для расчета

Данные для расчета газохода взяты из задания к курсовому проекту

Таблица 1.1.1. Исходные данные

Q,

tгк,

tгт,

Тип

nк,

hтр,

dтр,

Ргк,

rh2o,

варианта

м3/c

°С

°С

ГОУ

шт

м

м

кПа

схемы

5

10,0

180

150

БЦ+ТВ

4

90

1,3

1,2

Г 46-1

0,25

где Q - расход дымовых газов на выходе из котла;

tгк - температура газов на выходе из котла;

tгт - температура газов на выходе из дымовой трубы;

nэк -число электрофильтров;

hтр - высота дымовой трубы;

dтр - диаметр дымовой трубы;

Pгк- потери давления дымовых газов

Рис. 1.1.1. Расчетная схема газохода котла

Расчетная схема обеспечивает 100% резерв всего оборудования для того, чтобы обеспечить бесперебойность работы котельного агрегата. Для очистки дымовых газов установлено два батарейных циклона БЦ-49 и 2 скруббера типа ВТИ-ЦС 19. В случае поломки дымовые газы с помощью шиберов направляются в резервные золоуловители. На котельной работают 4 котла и схемы газоходов у них одинаковы, поэтому расчет ведем для одного котла. Расчетные данные элементов газового тракта котла представлены в табл. 1.1.2.

Таблица 1.1.2. Расчетная таблица элементов газового тракта

Вариант 46-1

L = 8м

L = 8м

SН/SК = 1

L = 4м

L = 4м

SН/SК = 3

10г

11г

12г

13г

14г

15г

16г

SК/SН = 3

R/b = 3

L = 4,5м

R/b = 2,5

L = 4м

SН/SК = 1

17г

18г

19г

20г

21г

22г

23г

24г

L = 2м

R/b = 2,0

L = 2м

L = 10м

L = 30м

25г

26г

27г

28г

29г

30г

31г

32г

L = 5м

L = 12м

L = 5м

L = 25м

SН/SК = 1

L = 6м

33г

34г

35г

36г

37г

38г

39г

40г

L = 2м

R/b = 2,0

L = 4м

R/b = 3

SК/SН = 3

SН/SК = 3

L = 5м

L = 2,5м

41г

42г

43г

44г

45г

46г

L = 8м

L = 8м

L = 2,5м

L = 2,5м

R/b = 2,5

По исходным данным выполняем расчеты сопротивлений участков, которые сведены в табл. 1.1.3.

Пример расчета прямолинейного участка (3г, 2г, 5г, 7г):

м3/с;

м2;

э

Расчетная скорость, м/с:

Коэффициент сопротивления:

Сопротивление участка:

a и b - стороны поперечного сечения короба;

R - радиус кривизны воздуховода;

S - площадь поперечного сечения короба;

ж - коэффициент местного сопротивления;

б - угол поворота прямоугольного воздуховода;

в - угол поворота в тройнике;

L - длина воздуховода.

Таблица 1.1.3. Расчеты сопротивления участков

Наименование и номер на схеме

Размеры

Коэффициент сопротивления ж

Дh, Па

Участок от выхода из котла до входа в золоуловитель

1

Тройник (4г)

;

1,25 [1. рис. рис. VII-22]

2

Шибер (6г)

м/с

0,1 [1. п. 16 табл.VII-3]

3

Диффузор (8г)

22 м/с

0.105 [1. рис. рис. VII-11, VII-12]

4

Прямоугольный газоход (3г, 2г, 5г, 7г)

м/с

Расчет золоуловителя

5

Батарейный циклон БЦ-49 (9г)

кг/м2;

м3

Аэродинамические потери 65 кг/м2

6

Скруббер типа ВТИ-ЦС-19 (9г)

м3/ч;

Аэродинамические потери 60 кг/м 2

Участок от золоуловителя до дымососа

7

Конфузор (10г)

22 м/с

0,105 [1. рис. рис. VII-11, VII-12]

8

Поворот (11г)

; м/с

0,15 [1. рис. рис. VII-15]

9

Поворот (13г)

; м/с

0,175 [1. рис. рис. VII-15]

10

Поворот (46г)

; м/с

0,175 [1. рис. рис. VII-15]

11

Шибер (15г)

м/с

0,1 [1. п. 16 табл.VII-3]

12

Тройник (16г)

м/с;

1,25 [1. рис. рис. VII-22]

13

Шибер (18г)

м/с

0,1 [1. п. 16 табл.VII-3]

14

Диффузор (38г)

м2м2 м/с

ж

[1. рис. рис. VII-11, VII-12]

15

Прямоугольный газоход (12г, 14г, 45г, 44г, 42г, 17г, 39г)

Участок от дымососа до входа в коллектор

16

Конфузор (37г)

22 м/с

ж [1. рис. рис. VII-11, VII-12]

17

Поворот (36г)

; м/с

0,15 [1. рис. рис. VII-15]

18

Поворот (34г)

; м/с

0,45 [1. рис. рис. VII-15]

19

Шибер (32г)

м/с

0,1 [1. п. 16 табл.VII-3]

20

Поворот (20г)

; м/с

0,45 [1. рис. рис. VII-15]

21

Поворот (20г)

; м/с

0,45 [1. рис. рис. VII-15]

22

Собирающий тройник (30г)

м/с;

1,25 [1. рис. рис. VII-22]

23

Прямоугольный газоход (35г, 33г, 33г, 21г, 22г, 23г)

м/с

Участок от коллектора до входа в дымовую трубу

24

Коллектор (24г)

м/с

1,25 [1. рис. рис. VII-22]

25

Поворот (28г)

; м/с

0,15 [1. рис. рис. VII-15]

26

Поворот (28г)

; м/с

0,15 [1. рис. рис. VII-15]

27

Прямоугольный газоход (25г, 29г, 27г)

м/с

Расчет сопротивления в дымовой трубе

28

Дымовая труба (26г)

м/с

1.2 Расчет перепада давлений по газовому тракту

котельная дымосос золоуловитель скруббер

Полный перепад давления при уравновешенной тяге рассчитывается по формуле:

Нп = Н - Нс,

где Н - суммарное сопротивление участков газового тракта, включающее в себя потери давления дымовых газов в котле и все необходимые поправки, определяется по формуле:

где h1=1211,33 Па - суммарное сопротивление участков до золоуловителя; h2 = 1322,26 Па - суммарное сопротивление участков после золоуловителя и сопротивление золоуловителя;

- коэффициент, учитывающий высоту над уровнем моря, при высоте до 200 м. принимается равным 1;

Нс - суммарная самотяга по газовому тракту. Так как в схеме нет участков с перепадом высот, поэтому самотягу рассчитываем только для дымовых труб:

Нс =2 hд.т,

где hд.т - участок тракта с перепадом высот.

Суммарное сопротивление газового тракта:

Величина самотяги любого участка газового тракта, включая и дымовую трубу при искусственной тяге, рассчитывается по формуле:

1

где Н - расстояние по вертикали между серединами конечного и начального сечений данного участка тракта; tср - средняя температура на данном участке; Р - абсолютное среднее давление газов на участке, при избыточном давлении меньше 500 мм.вод.ст., принимается равным 1;

Самотяга дымовой трубы:

Полный перепад давлений:

Нп = 2412,1 - 464,17 = 1960,93 Па.

1.3 Выбор тягового оборудования

Расчётная производительность машины:

где 1 - коэффициент запаса по производительности, принимается для дымососов - 1,1, согласно п.4.3. 1;

Q - расход газов, м3/с;

760/hэф - коэффициент, учитывающий высоту над уровнем моря, при высоте до 200 м. принимается равным 1. 1

Расчётное полное давление машины:

Нр = 2Нп,

где 2 - коэффициент запаса по давлению, для дымососа - 1,2;

Нп - полный перепад давлений в тракте, Па.

Мощность привода:

, Вт

где 3 = 1,1 - коэффициент запаса по мощности эл. двигателя;

э = 0,9 - эксплуатационный КПД двигателя.

Расчетное полное давление:

Нр = 1,21960,93 = 2337,52 Па

Для установки принимаем дымосос ДН - 12,5 - 1500 характеристики которого приведены в табл. 1.3.1.:

Таблица 1.3.1. Характеристики дымососа ДН - 12,5-1500

Модель

n, об/мин

Q, тыс. м3

P, кПа

з, %

N, кВт

Д - 12,5

1500

39,9

3,5

83

47,2

Мощность привода дымососа:

1.4 Определение рабочих параметров тягового оборудования

Построим характеристику сети, машины и определим рабочие точки.

Характеристика газового тракта:

H = R·Q2

где H = 1960,93 Па - полный перепад давлений по газовому тракту;

Q = 39600 м 3/ч - расход газов за дымососом.

R = H/Q2 = 1960,93 /39,62 =1,242

Характеристика сети:

Н=1,242 · Q2.

Принимая различные значения (табл. 1.4.1) Q построим характеристику сети.

Таблица 1.4.1. Данные для построения характеристики газового тракта

Q, тыс. м 3

10

20

30

40

50

H, Па

124,2

496,8

1117,8

1987,2

3105

Рис. 1.4.1. Характеристика газохода и дымососа ДН - 12,5-1500

1.5 Конструкция дымососа ДН - 12,5-1500

Рис. 1.5.1. Центробежный дымосос ДН-12,5-1500 (все размеры указаны в мм)

Основными узлами дымососов являются рабочее колесо, улитка, всасывающая воронка, осевой направляющий аппарат и постамент.

Рабочие колеса дымососов состоят из крыльчатки и ступицы. Крыльчатка представляет собой сварную конструкцию, состоящую из 16 листовых загнутых назад лопаток, расположенных между основным и коническим покрывающими дисками. Лопатки и покрывающий диск - штампованные.

Улитки дымососов - сварные из листовой стали. Для создания необходимой жесткости торцевые стенки улиток усиливаются оребрением из полос. Выем ротора дымососов (электродвигатель-привод с насаженным рабочим колесом) осуществляется через отверстие в торцевой стенке улиток, расположенной между рабочим колесом и электродвигателем.

1.6 Режимы работы дымососа

Регулирование производительности, в связи с изменениями сезонных нагрузок, осуществляется путем изменения угла лопаток направляющего аппарата.

1.6.1 Регулирование в номинальном режиме

Как было сказано выше регулирование осуществляется при помощи установки угла направляющего аппарата в положение ?. При этом режиме КПД дымососа

1.6.2 Регулирование в пиковом режиме

Регулирование в пиковом режиме осуществляется при помощи установки угла направляющего аппарата в положение ?. При этом режиме КПД дымососа .

1.6.3 Регулирование в летнем режиме

В летнем режиме из 4 котлов, 2 отключаются из работы, а остальные 2 работают при номинальной нагрузке. Регулирование осуществляется при помощи установки угла направляющего аппарата в положение ?. При этом режиме КПД дымососа

1.7 Технико-экономические характеристики

К технико-экономическим показателям работы дымососного агрегата относятся коэффициент полезного действия дымососа, а также расход электроэнергии.

Режим работы дымососа считается экономичным, если выполняется условие:

Расход электрической энергии за сутки:

Wсут=Nд·24

Расход электрической энергии в пиковом режиме за сутки:

Расход электрической энергии в номинальном режиме за сутки:

Удельный расход электрической энергии на 1 м 3 дымовых газов:

Удельный расход электрической энергии на 1 м3 дымовых газов в номинальном режиме:

Удельный расход электрической энергии на 1 м3 дымовых газов в пиковом режиме:

2. Дымососная станция

Дымососная станция представляет собой здание из железобетонных плит толщиной 220 мм. Габаритные размеры: длина - 16 м; ширина - 9,5 м и высота - 12 м. Транспортирование дымососов, электродвигателей, из здания осуществляется с помощью двойных ворот шириной - 4 м.

На территории дымососной станции находится ремонтная площадка. Размеры площадки: длина - 2 м; ширина - 2 м. Расположение дымососов - однорядное. Расстояние между агрегатами и стеной здания составляет 2 м, между агрегатами - 2 м.

Ремонт и обслуживание дымососов происходит с помощью кран-балки.

Схема станции приведена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 (а) Схема дымососной станции (размеры указаны в метрах)

Рис. 2.1 (б) Схема дымососной станции (размеры указаны в метрах)

3. Очистка дымовых газов

Очистка дымовых газов происходит в батарейном циклоне БЦ-49 и центробежном скруббере (труба Вентури) ВТИ-ЦС 19 установленными последовательно.

Обеспыливаемый газ через входной патрубок поступает в распределительную камеру, откуда он выходит в кольцевые зазоры между корпусами элементов и выхлопными трубами. В зазорах батарейный циклон имеет направляющие аппараты, закручивающие газовый поток таким образом, что создающаяся центробежная сила отбрасывает частицы пыли к стенкам корпусов элементов и пыль ссыпается через пылеотводящие отверстия в сборный бункер. Очищенный газ через выхлопные трубы поступает в камеру. Для крепления корпусов элементов и выхлопных труб служат соответственно нижняя и верхняя трубные доски. Поступившая в бункер пыль отводится по течке, на которой установлены разгрузочные устройства, подающие пыль в систему пылетранспорта.

Далее из батарейного циклона дымовые газы поступают в центробежный скруббер ВТИ-ЦС 19.

Центробежный скруббер представляет собой полый цилиндр, и нижнюю часть которого тангенциально вводится запыленный газ; в верхней части цилиндра по его окружности установлены форсунки (сопла), через которые жидкость (вода) подается на внутреннюю стенку цилиндра и образует тонкую водяную пленку. Газ движется в скруббере по винтовой линии снизу-вверх; пыль отжимается к стенкам скруббера, смачивается водой и вместе с ней стекает в виде пульпы в нижнюю часть скруббера, откуда и удаляется из аппарата.

В цементной промышленности скрубберы как аппараты мокрого способа очистки газа вследствие вяжущих свойств пыли и трудности утилизации пульпы имеют ограниченное применение. Они могут быть рекомендованы в основном для очистки аспирационного воздуха при дроблении известняка с использованием пульпы (при мокром помоле) в сырьевых мельницах, а также для очистки газов сушильных барабанов угля и шлака при условии возможности утилизации пульпы или сброса ее в отвал.

Рис. 3.1. Схема батарейного циклона БЦ-49

Рис. 3.2. Схема центробежного скруббера

Список литературы

1. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / под ред. С.И. Мочана. - 3-е изд. - Л., Энергия, 1977. - 256 с.

2. Аэродинамичский расчет газового тракта (тяги) котельной установки. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Тепловые двигатели и нагнетатели". Составитель А.П. Абрамов. Кемерово, 2011.

3. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха / под общ. ред. И.Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1978. - 514 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Организация машинного производства. Методы очистки технологических и вентиляционных выбросов от взвешенных частиц пыли или тумана. Расчет аппаратов очистки газов. Аэродинамический расчет газового тракта. Подбор дымососа и рассеивание холодного выброса.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.09.2012

  • Проект тепловой схемы котельной. Определение падения давления и снижение температуры в паропроводе. Расчет суммарной паропроизводительности и количества котлоагрегатов. Выбор дымососа, его технические характеристики. Расчет Na-катионитовых фильтров.

    контрольная работа [182,8 K], добавлен 20.05.2015

  • Расчет распылительной сушилки под производительность Кировского биохимического завода. Подбор вспомогательного оборудования: батарейного циклона, дымососа, топочного вентилятора, насоса для подачи дрожжевой суспензии. Характеристика кормовых дрожжей.

    дипломная работа [159,0 K], добавлен 02.02.2013

  • Расчет тепловой схемы котельной закрытого типа с водогрейными котлами. Выбор основного и вспомогательного оборудования, определение исходных данных для аэродинамического расчета газового и воздушного трактов. Расчет технико-экономических показателей.

    курсовая работа [1002,2 K], добавлен 19.11.2013

  • Расчёт тепловой схемы котельной, выбор вспомогательного оборудования. Максимально-зимний режим работы. Выбор питательных, сетевых и подпиточных насосов. Диаметр основных трубопроводов. Тепловой расчет котла. Аэродинамический расчёт котельной установки.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 08.10.2012

  • Расчет пылеуловительной установки для очистки воздушного потока, состоящей из прямоточного циклона и батарейного циклона. Определение расхода газа, при котором обеспечиваются оптимальные условия для работы циклонного элемента, расчет потерь давления.

    практическая работа [123,8 K], добавлен 18.04.2010

  • Расчет тепловой нагрузки и выбор технологического оборудования котельной. Тепловой расчет котла ПК-39-II M (1050 т/ч) при сжигании смеси углей. Расчет тяги и дутья. Обоснование и выбор аппаратуры учета, контроля, регулирования и диспетчеризации котельной.

    дипломная работа [1011,5 K], добавлен 13.10.2017

  • Расчет необходимой степени очистки промышленных газов и массы веществ. Разработка вариантов схемы и выбор наиболее рациональной. Выбор пылегазоочистного оборудования и сущность механизмов очистки газов. Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ.

    курсовая работа [965,7 K], добавлен 10.12.2010

  • Обоснование выбора типоразмера котла для ТЭС и турбины. Компоновка котла, особенности его конструкции и работы. Схема компоновки. Топливо. Его характеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи. Тракты дымовых газов. Параметры.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.10.2008

  • Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла

    курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.