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

  • Назначение и устройство барабанных сушильных установок. Тепловой, материальный, конструктивный, аэродинамический и механический расчет сушилок; тепловая изоляция. Выбор вспомогательного оборудования: циклона очистки газа, транспортных устройств, топки.

    курсовая работа [136,1 K], добавлен 12.01.2014

  • Разработка проекта газоочистки при помоле сырья в мельницах на предприятии по производству цемента. Расчет системы обеспыливания мельниц. Определение циклона, рукавного и электрофильтра, выбор дымососа или вентилятора для фильтров по исходным данным.

    курсовая работа [835,6 K], добавлен 13.12.2012

  • Расчет тепловой схемы котельной. Подбор газового котла, теплообменника сетевой воды, вентиляционного оборудования, воздушно-отопительного прибора, расширительного бака. Расчет газопроводов, дымовой трубы. Расчет производственного освещения котельной.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2017

  • Определение потребного количества теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение и необходимую теплопроизводительность котельной для технических нужд. Расчет водяных и пароводяных теплообменников, дымовой трубы. Обоснование выбора дымососа.

    курсовая работа [516,3 K], добавлен 18.05.2011

  • Проектирование рекуператора. Расчёт сопротивлений на пути движения воздуха, суммарные потери. Подбор вентилятора. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов. Проектирование борова. Определение количества дымовых газов. Расчет дымовой трубы.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.07.2010

  • Топливный тракт котла, выбор схемы подготовки топлива к сжиганию. Расчет экономичности работы котла, расхода топлива, тепловой схемы. Описание компоновки и конструкции пароперегревателя котла. Компоновка и конструкция воздухоподогревателя и экономайзера.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 12.06.2013

  • Расчет горения топлива и температуры газов после воздухоподогревателя. Определение теплоемкости компонентов уходящих газов. Нахождение кинематической вязкости и коэффициента теплоотдачи внутри труб. Подсчет потерь давления при движении дымовых газов.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.12.2021

  • Применение газов в технике: в качестве топлива; теплоносителей; рабочего тела для выполнения механической работы; среды для газового разряда. Регенераторы и рекуператоры для нагрева воздуха и газа. Использование тепла дымовых газов в котлах-утилизаторах.

    контрольная работа [431,9 K], добавлен 26.03.2015

  • Принципиальная технологическая схема сушильной установки. Построение рабочей линии процесса сушки. Расчет газовой горелки, бункера-питателя, ленточного и винтового транспортера, шлюзового дозатора, вентилятора дымососа. Расчет тепловой изоляции установки.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.01.2015

  • Описание судового парового котла КГВ 063/5, расчет энтальпии дымовых газов. Сравнение величин фактических и допустимых тепловых напряжений топочного объема. Расчет конвективной поверхности нагрева, теплообмена в экономайзере. Эксплуатация паровых котлов.

    курсовая работа [321,7 K], добавлен 30.06.2012

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.