Газоснабжение района города

м3/ч.

Тепловая нагрузка горелки Qг:

кВт.

Принимаем к установке инжекционную горелку Стальпроекта типа В с тепловой нагрузкой = 530 кВт. Диаметры основных элементов горелки: dc = 10 мм, dг = 94 мм, dн = 116 мм. Расчётная схема горелки представлена на чертеже (лист №2).

В основу расчёта инжекционной горелки положен закон сохранения энергии. Проверяется баланс энергии горелки. Должно быть выдержано следующее условие:

Егор ? Ев + Ег + Ед + Ен + Епот (12)

Егор - кинетическая энергия струй газа, вытекающих из сопел, Дж/м3;

Ев, Ег - затраты энергии на инжекцию воздуха и на изменение скорости струи газа, Дж/м3;

Ед, Ен , Епот - затраты энергии в диффузоре, насадке и с выходной скоростью газовой смеси из насадка горелки, Дж/м3.

Определяем затраты энергии:

На инжекцию воздуха:

(12.1)

Wг - скорость газовой смеси в горловине, м/с

(12.1.1)

Vд - действительное количество воздуха, необходимое для сжигания газа,

Vд = б·V0 = 1,1·9,47 = 10,417 м3/м3.

tсм - температура газовоздушной смеси в горловине, °С. Принимаем tсм равной температуре воздуха в помещении. tсм = 20°С.

На изменение скорости струи газа от Wc до Wг:

(12.2)

Wс - скорость выхода газа из сопла, м/с.

Скорость выхода газа из сопла не превышает допустимых 300 м/с.

.

Затраты энергии в диффузоре при изменении скорости газовоздушной смеси:

(12.3)

? - КПД диффузора, зависящий от отношения dг/dд.

dд = 1,8 dг = 1,8·94 = 169,2 мм

dг/dд = 94/169,2 = 0,55.

Принимаем ? = 0,8.

Wд - скорость смеси в выходном сечении диффузора:

(12.3.1)

fд - площадь выходного сечения диффузора:

ссм - плотность газовоздушной смеси в выходном сечении диффузора, кг/м3.

Подставив значения ссм и Wд, находим затраты энергии в диффузоре:

.

Затраты энергии в насадке горелки:

(12.4)

Wн - скорость выхода газовоздушной смеси из насадка горелки:

(12.4.1)

tн - температура газовоздушной смеси на выходе из насадка, tн = 50 °С.

Скорость выхода газовоздушной смеси из насадка горелки должна быть меньше скорости распространения пламени для смеси данного газа при минимальном расходе газа горелкой (обычно 10 м/с и более).

Затраты энергии с выходной скоростью газовоздушной смеси из насадка горелки:

(12.5)

Общие затраты энергии:

УЕ = 882,92+16312,6+156,99+225,8+413,31 = 17991,62 Дж/м3.

Источником энергии в горелке является 

Таким образом Егор > УЕ.

Определяем необходимое давление газа перед горелкой:

(12.7)

м0 - коэффициент расхода отверстий головки горелки, учитывающий потери при истечении, м0 = 0,75-0,82. Принимает м0 = 0,8.

Необходимо учесть, что максимальное давление газа перед горелкой не должно превышать критического давления, равного для природного газа 90000 Па. При большем давлении нарушается режим истечения газа из сопла, меняется состав газовоздушной смеси.

Нормальная устойчивая работа большинства промышленных горелок при коэффициенте избытка воздуха б > 1 обеспечивается только при наличии стабилизаторов фронта горения.

Определяем скорость, при которой наступит отрыв пламени:

(12.8)

С1 - эмпирический коэффициент. С1 = 0,575·102

Wнорм - нормальная скорость распространения пламени. Принимаем максимальное значение Wнорм = 0,38 м/с.

б - коэффициент температуропроводности смеси. б = 0,213·10-4 м2/с.

Wотр больше Wн = 10 м/с.

Определяем скорость, при которой наступает проскок пламени.

(12.9)

С2 - эмпирический коээфициент,С2 = 7,75·10-3

< 10 м/с.

меньше Wн и меньше Wотр, что обеспечивает стабилизацию пламени. 6,09<8,3<1730 м/с.

Подбор и расчет оборудования ГРУ квартальной котельной

Произведем подбор и расчет оборудования для газорегуляторной установки (ГРУ) при известных: расчетном расходе газа Vp= 466,8 м3/ч, давлении газа на вводе в ГРУ Рвх = 0,3622 МПа (известно из расчета газопроводов среднего давления), плотности газа со = 0,729 кг/м3, Ргор=Па.

Подбор фильтра.

Принимаем к установке газовый фильтр ФГ-1,1-25-12 . Потери давления в чистом фильтре ?Рф, Па, определяем по формуле

(13.1)

ДРт =4000 Па- сопротивление фильтра, Па при расходе газа Vт=500 м3/ч, давлении газа перед фильтром Рфт=0,4 МПа и плотности газа ст = 0,73 кг/м3 Тогда потери давления в фильтре при заданных параметрах:

4000··

Подбор счетчика.

Для измерения расхода газа котельной в ГРУ устанавливаются турбинные газовые счетчики СГ.

При выборе счетчика необходимо знать расход газа при рабочих условиях, который определяется по формуле:

(13.2)

tд - среднее значение рабочей температуры газа, ?С . Принимаем tд = 5?С.

Р0 - нормальное атмосферное давление. Принимаем Р0 = 0,101 МПа.

Рсч - рабочее давление газа перед счётчиком, МПа.

Принимаем к установке газовый счётчик СГ 16-200.

Потери давления в счетчике определяются по формуле:

(13.3)

Д - потери давления в счетчике по воздуху, принимаемый по графику (рис. 9.17) в зависимости от загрузки счетчика, Па.

При загрузке счётчика Д=300 МПа.

Тогда потери давления в счётчике составят:

169 МПа.

К установке в ГРУ принимаем регулятор газа комбинированный РГК - 50.

Д

Определяем пропускную способность регулятора при заданных параметрах и проверяем устойчивость его работы. Для определения пропускной способности РД используется следующее выражение:

При Р2/Р10,5 ;

При Р2/Р10,5

V, Vт - пропускная способность регулятора, м3/ч.

с, ст - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3.

ДР, ДРт - перепад давления в регуляторах, МПа

ДР = Р1 - Р2, МПа

ДРт = Р1т - Р2т, МПа

Р1, Р1т - абсолютное давление газа на входе в регулятор, МПа

Р2, Р2т - абсолютное давление газа на выходе из регулятора, МПа.

Давление газа на входе в РД:

Давление газа (абс) в выходном сечении регулятора:

ДРс - потери давления в системе газоснабжения от ГРУ до наиболее отдалённой горелки, МПа.

Газопроводы в котельном зале рассчитаны на давление, составляющее 25-30% от давления газа перед горелкой:

Д

Р0 - атмосферное давление. Р0 = 0,101 МПа.

Р2 = 0,0283222+0,0084967+0,101 = 0,1378 МПа

м3/ч

Пределы устойчивости работы регулятора:

Vу = (0,2)V = (0,2)·2008,8 = 402м3/ч

Принятый к работе регулятор давления будет работать устойчиво при

Vр = 466,8 м3/ч.

Необходимая пропускная способность ПСК:

Vпск > 0,0005Vр

Vпск > 0,0005·466,8 = 0,233 м3/ч

Принимаем к установке в ГРУ КПС50С2, имеющий диапазон настройки давления срабатывания 0,02-0,058.



Список литературы

1. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983.- 136 с.

2. СНиП 2,07,01 - 89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. -М.: Стройиздат, 1989.-439 с.

3. Ионин А.А. Газоснабжение.- М.: Стройиздат, 1981.-415 с.

4. СНБ4.03.01-98 Газоснабжение Минск 1999г

5. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. Под ред. Б.М.Хрусталёва - М.: 1997.-776с.

Размещено на Allbest.ru

...