Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13, 0/150
Влагосодержание газового топлива за отсутствием данных не учтено. Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ нм3/с, м3/с. Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ — 13,0/150. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Р-90 984 ИЭ. Свойства влажного воздуха при давлениях 500−1000 мм рт. ст. 1963 г… Читать ещё >
Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13, 0/150 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Котел-утилизатор водогрейный КУВ — 13,0/150
1. Общие положения
Аэродинамический расчет газового тракта котельной установки (КУ) выполнен в соответствии с документами: Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ — 13,0/150 РТС «Пенягино» (Курьяново), теплогидравлический расчет Р-90 931/А РР, техническое описание и инструкция по эксплуатации и чертежами общего вида. Рассчитываемый газовый тракт принят в границах поставки завода.
Расчет выполнен для двух режимов:
— Режим работы при температуре наружного воздуха tн = -30С и при номинальной нагрузке ГТУ;
— Режим работы при температуре наружного воздуха tн = +30С и при номинальной нагрузке ГТУ.
Основным расчетным режимом является режим работы котла-утилизатора на продуктах сгорания природного газа при температуре наружного воздуха -30С и при номинальной нагрузке ГТУ.
При расчете принято:
— барометрическое давление 740 мм рт. ст.,
— влагосодержание газового топлива за отсутствием данных не учтено.
В расчете учтено:
— различное влагосодержание воздуха при разных температурах наружного воздуха;
— пропуск 5% газов шибером байпасного газохода.
Расчет выполнен по нормативному методу «Аэродинамического расчета котельных агрегатов», Изд. 1977 г.
2. Расчетная схема газового тракта
газовый теплогидравлический котел утилизатор
Основной расчетный режим: нагрузка 100% ГТУ и tн =-30 С
3. Исходные данные для расчета
3.1 Данные из теплогидравлического расчета котла-утилизатора [7.2; 7.3]
Таблица 3.1.1
Параметры | Режим работы ГТУ | ||
Нагрузка 100% | |||
Температура наружного воздуха tн, С | — 30 | +30 | |
Температура газов на выходе из ГТУ «гту, С | |||
Расход газов после ГТУ G"гту, кг/с | 53,7 | 46,6 | |
Коэффициент избытка воздуха | 6,54 | 6,54 | |
Температура уходящих газов «ку, С | |||
Аэродинамическое сопротивление поверхности котла — утилизатора hк, Па | |||
3.2 Состав сухого природного газа и его характеристики [7.2]
Таблица3.2.1 в%
Метан СН4 | 98,599 | |
Этан С2Н6 | 0,318 | |
Пропан С3Н8 | 0,078 | |
Бутан С4Н10 | 0,051 | |
Пентан С5Н12 | 0,005 | |
Азот N2 | 0,918 | |
Углекислый газ СО2 | 0,031 | |
Низшая теплота сгорания Qri, кДж/нм3 | ||
Плотность сухого газа г. т., кг/нм3 | 0,7233 | |
3.3 Расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и приведенной плотности газов
Таблица 3.3.1
Наименование | Расчет | |
Основной расчетный режим: tн =-30С, влагосодержание воздуха d=0,32г/кг [7.6] | ||
Теоретический объем воздуха Vo, м3/м3 | 0,0476 [0,5CO+0,5H2+1,5H2S+(m+n/4) CmHn-O2]= =0,0476 [(1+4/4).98,599+(2+6/4).0,318+(3+8/4).0,078+(4+10/4).0,051+(5+12/4).0,005]=9,48 | |
Теоретический объем азота VoN2, м3/м3 | 0,79Vo+N2/100=0,79.9,48+0,918/100=7,5 | |
Объем трехатомных газов VRO2, м3/м3 | 0,01 [CO2+CO+H2S+mCmHn]=0,01 [0,031+(1.98,599+2.0,318+3.0,078+4.0,051+5.0,005)]=1 | |
Теоретический объем водяных паров VoН2О, м3/м3 | 0,01 [H2S+H2+n/2CmHn+0,124dг.т.]+0,161.d.Vo= 0,01 [4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+ 0,161.0,32.9,48=1,99 | |
Oбъем водяных паров VН2О, м3/м3 | VoН2О+0,161.d.(-1)=1,99+0,161.0,32 (6,54−1).9,48=2,02 | |
Объем дымовых газов Vг, м3/м3 | VRO2+ VoN2+ VН2О+(-1). Vo=1+7,5+2,02+(6,54−1).9,48=63,04 | |
Масса дымовых газов G, кг/м3 | г.т+dг. т./1000+1,306. Vo+0,0013Vo (d-10)= 0,7233+1,306.6,54.9,48+0,0013.6,54.9,48 (0,32−10)=80,9 | |
Удельный вес дымовых газов ог (при нормальных условиях), кг/нм3 | ||
Плотность дымовых газов ог (при нормальных условиях), кгс2 /м4 | ог/9,81=1,283/9,81=0,1308 | |
Режим: tн =+30С, влагосодержание воздуха d=22г/кг (=80%) [7.6] | ||
Теоретический объем водяных паров VoН2О, м3/м3 | 0,01 [H2S+H2+n/2CmHn+0,124dг.т.]+0,161.d.Vo= 0,01 [4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+ 0,161.25,0.9,48=2,32 | |
Oбъем водяных паров VН2О, м3/м3 | VoН2О+0,161.d.(-1)=2,32+0,161.22 (6,54−1).9,48=4,18 | |
Объем дымовых газов Vг, м3/м3 | VRO2+ VoN2+ VН2О+(-1). Vo=1+7,5+4,18+(6,54−1).9,48=65,2 | |
Масса дымовых газов G, кг/м3 | г.т+dг. т./1000+1,306. Vo+0,0013Vo (d-10)= 0,7233+1,306.6,54.9,48+0,0013.6,54.9,48 (22−10)=82,7 | |
Удельный вес дымовых газов ог (при нормальных условиях), кг/нм3 | ||
Плотность дымовых газов ог (при нормальных условиях), кгс2 /м4 | ог/9,81=1,268/9,81=0,129 | |
3.4 Cекундные объемы газов и плотности по участкам тракта Основной расчетный режим: tн=-30C
Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ нм3/с, м3/с кгс2 /м4
Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:
м3/с
Участок на выходе из котельной установки:
C
м3/с кгс2 /м4
Режим: tн=+30C
Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ нм3/с, м3/с
кгс2 /м4
Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:
м3/с
Участок на выходе из котельной установки:
C
Участок на выходе из котельной установки
м3/с
кгс2 /м4
4. Расчет сопротивлений по участкам тракта
Таблица 4.1
Наименование сопротивления | Геометрические данные | Скорость ; м/с | Коэффициент сопротивления | Сопротивление мм вод. ст | |
1-ый участок (после ГТУ, от компенсатора, до КУВ) | |||||
1 Диффузор =30 (переход с круглого на прямоугольное сечение) | м2, м2, L=1,6 м | 0,18×0,8=0,144 [7.1, рис. VII — 12,11] | |||
2 Резкий поворот на 90 с изменением сечения | м2, м2, , | 1,1×1×0,97=1,07 [7.1, рис. VII-19б, VII-16, VII-17] | |||
3 Клапан 2100×3600 | м3 | 0,2 По ТУ на клапаны | |||
4 Сопротивление трения участка | L=2,25 м, м; м; м; м2 L~5,95 м, м; м; м; м2 | [7.1, стр. 172; т. VII-2] | |||
Суммарное сопротивление 1 участка h1 | 1,4+5+0,9+0,1+0,2 = 7,6 | ||||
2-ой участок (поверхность нагрева КУВ) h2 | [7.2.] | 129,5 (1270 Па) | |||
3-ий участок (от КУВ до дымовой трубы) h3 | |||||
5 Внезапное изменение сечения | м2, м2, | 0,21 [7.1, рис. VII-11] | |||
6 Шумоглушитель. Ступень 1. | м2 | Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро). | 1,7 (16,02 Па) | ||
7 Внезапное изменение сечения =126 | м2, м2, | 0,3 [7.1, рис. VII-11] | |||
8 Внезапное изменение сечения =74 | м2, м2, | 0,17 [7.1, рис. VII-11] | |||
9 Шумоглушитель. Ступень 2 и 3. | м2 | Расчет по программе (конструкция выдана 7 бюро). | 3,83x2=7,7 (37,6×2=75,2 Па) | ||
10 Внезапное изменение сечения =80 | м2, м2, | 0,2 [7.1, рис. VII-11] | |||
Суммарное сопротивление газового тракта: h = 166,4 мм вод. ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866−2,093=3,773 м; t=362 C
мм вод. ст.
h2=7,316−5,866=1,45 м; t=(362+133)/2=247,5 C
мм вод. ст.
h3=21,28−7,316=13,96 м; t=144 C
мм вод. ст Самотяга дымовой трубы: Н=50−21,28=28,72 м; t =144 C
мм вод. ст.
Среднее эффективное давление по тракту (hбар.=740 мм рт. ст.):
мм рт. ст.
Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:
мм вод. ст.
Перепад полных давлений в газовом тракте:
Hп=H — hc1г. т. — hc2г.т — hc = 163,5 -3,4−1,1−8,5−17,6=132,9 мм вод. ст.
Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):
hЗиО = 166,4 мм вод. ст. или 1632 Па.
5. Пересчет сопротивлений газового тракта на режим при tн=+30 С
Таблица 5.1
№ участка | ; | Коэффициент пересчета | hисх мм вод ст | hрасч мм вод ст | |
п. 1 — п. 4 | 7,6 | 6,1 | |||
Поверхность нагрева | [6.2] | 129,5 | 117,7 (1155) | ||
п. 5−13 | 17,2 | 13,8 | |||
п. 14 — п. 15 | 0,8 | 12,1 | 9,7 | ||
Итого: | 166,4 | 147,3 | |||
Суммарное сопротивление газового тракта: h = 147,3 мм вод. ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866−2,093=3,773 м; t=508 C
мм вод. ст.
h2=7,316−5,866=1,45 м; t=(508+144)/2=326 C
мм вод. ст.
h3=21,28−7,316=13,96 м; t=164 C
мм вод. ст Самотяга дымовой трубы: Н=50−21,28=28,72 м; t =164 C
мм вод. ст.
Среднее эффективное давление по тракту (hбар =740 мм рт. ст.):
мм рт. ст.
Суммарное сопротивление тракта с поправкой на давление и плотность:
мм вод. ст.
Перепад полных давлений в газовом тракте:
Hп=H — hc1г. т. — hc2г.т — hc = 142,9 -2,7−0,9−5,3−10,8=123,2 мм вод. ст.
Суммарное сопротивление газового тракта КУ в границах поставки ЗиО (включая шумоглушители):
hЗиО = 147,3 мм вод. ст. или 1445 Па.
Выводы
Аэродинамические расчеты показали, что сопротивление газового тракта котельной установки в пределах поставки завода меньше 2000 Па, требуемых по ТУ на котельную установку.
Список использованной документации
1. Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод.
1977 г.
2. Теплогидравлический расчет Р-90 931/А РР. 2004 г.
3. Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ — 13,0/150.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Р-90 984 ИЭ.
5. Чертеж общего вида котла К-406 658МЧ.
6. Свойства влажного воздуха при давлениях 500−1000 мм рт. ст. 1963 г.