Аэродинамический расчет котла ТП-87

3.4. Аэродинамический расчет котла ТП-87

Целью аэродинамического расчета котельной установки (расчет тяги и дутья), является выбор необходимых тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой системы и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах.

В ходе теплового расчета было принято решение об установке дутьевого вентилятора марки ВДН – 20 и дымосос Д – 21,5х2у по два на один котел.

Также  была выбрана золоулавливающая установка типа МВ с КПД = 96%.

Расчеты ведутся по компоновочным чертежам, необходимые для расчета данные принимаются из теплового расчета котла.

3.4.1.  Газовый тракт.

Находим, необходимый для расчета, секундный объем газов за воздухоподогревателем:

V_сек===180 м³/сек,

гдеV_г–действительный объем продуктов сгорания, нм³/кг

       В_р – расчетный расход топлива, кг/ч

       t_ух – температура уходящих газов, С  

Участок 1г–конфузор в прямом канале. S=6,55х4,4м→6,55х2м.

Определяем скорость газов в конусе конфузора

W=== 6,9 м/сек

Принимаем коэффициент сопротивления конфузора для α = 45˚, ξ = 0,1

Определяем динамическое давление газа при температуре уходящих газов t_ух=123 ˚С, h_д = 2,2

Сопротивление кофузора

h = ξ · h_д= 0,1 · 2,2 = 0,2 кг/м²

Участок 2г – резкий поворот на 135˚ с изменением сечения.

S=6,55х2м→6,55х1,2м.

Определяем скорость газа в расчетном сечении

W===11,4 м/сек

Коэффициент сопротивления находится по формуле

ξ = К·Δξ·В·С

Принимаем К·Δξ по отношению F₂/F₁ и  r/b

F₂/F₁ = =0,6

r/b = 135/1200=0,11

К·Δξ = 0,75

Для колена с острыми кромками, и угла 135˚ В=2,4

Находим отношение а/в=6,55/1,2=5,5; С=0,95

Кэффициент сопротивления резкого поворота

ξ = 0,75·2,4·0,95=1,71

Динамическое давление для данного участка h_д=5,8

Определяем сопротивление резкого поворота

h = ξ· h_д=1,71· 5,8=10 кг/м².

Участок 3г – поворот газа на 45˚ с изменением сечения.

S= 1,2х6,55м→1,55х6,55м

Определяем скорость газа в расчетном сечении

W===8,8 м/сек

К·Δξ =1,18

F₂/F₁ = =1,29

В=0,25, С =1

Кэффициент сопротивления резкого поворота

ξ = 1,18·0,25·1=0,295

Динамическое давление на данном участке h_д=3,5

Определяем сопротивление поворота на 45˚

h = ξ· h_д=0,295· 3,5=1,03 кг/м².

Участок 4г – раздающий тройник

Определяем скорость газа в расчетном сечении

W===4,4 м/сек

Отношение скоростей==0,5; α = 45˚

ξ = 1,9

Динамическое давление на данном участке h_д=0,8

Сопротивление раздающего тройника

h = ξ· h_д=1,9· 0,8=1,52 кг/м².

Участок 5г – плавный поворот на 45˚

S=4,4х1,2м→4,4х1,2м

Определяем скорость в сечении

W===5,7 м/сек

Коэффициент сопротивления

ξ = 0,3= 0,3=0,15    [1. п.2-43]

Динамическое давление на данном участке h_д=1,4

Сопротивление плавного поворота

h = ξ· h_д=0,15· 1,4=0,21 кг/м².

Участок 6г – плавный поворот на 30˚

S=4,4х1,2м→4,4х1,2м

Скорость в сечении

W=5,7м/сек

Коэффициент сопротивления

ξ = 0,3= 0,3=0,1

Динамическое давление на данном участке h_д=1,4

Сопротивление плавного поворота

h = ξ· h_д=0,1· 1,4=0,14 кг/м².

Участок 7г – скруббер

Сопротивление скруббера было принято из аэродинамического расчета НК ТЭЦ, при производительности Q = 30 м³/сек  h = 20,8 кг/м², т.к. в газовом тракте установлено 3 скруббера, следовательно сопротивление участка 7г составляет h = 62,4 кг/м².

Температура газов за золоуловителем t = 79˚С

Секундный объем газов за золоуловителем V_сек= 178 м³/сек.

Участок 8г – собирающий короб

Скорость газа в сечении

W = ==3,9 м/сек

Находим  коэффициент сопротивления

ξ = =

  =1,9+0,9()+0,5(1-)() = 24,2

Динамическое давление на данном участке h_д=0,9

Сопротивление собирающего короба

h = ξ· h_д=24,2· 0,9= 21,8 кг/м²

Участок 9г – шибер

Коэффициент сопротивления при полностью открытом шибере ξ = 0,1

Полностью открытый шибер или поворотная заслонка

Определяем скорость в расчетном сечении

W===16,5 м/сек

Динамическое давление участке h_д=13,8

Сопротивление полностью открытого шибера

h = ξ· h_д=0,1· 13,8= 1,38 кг/м²

Участок 10г – поворот газа на 45˚

S → const

Коэффициент сопротивления поворота

ξ = 0,3= 0,3=0,15

Скорость в сечении

W=16,5 м/сек

Динамическое давление участке h_д=13,8

Сопротивление поворота на 45˚

h = ξ· h_д=0,15· 13,8= 2,07 кг/м².

Сумма длин прямых участков вертикальной шахты скруббера l = 14м.

Сопротивление трения на прямом участке

Эквивалентный диаметр

d_экв=  ==1,6 м

Скорость в сечении

W=16,5 м/сек

Динамическое давление участке h_д=13,8

Сопротивление трения

h=λh_д= 0,0213,8= 2,4 кг/м².

Участок 11г – ступенчатый диффузор за дымососом

S=1,26х1,616м→1,5х6м

Находим скорость газов на расчетном участке

W===43,5 м/сек

Коэффициент сопротивления ступенчатого диффузора принимается по графику

==3,18

==4,42

ξ = 0,22