Котел-утилизатор водогрейный КУВ – 13, 0/150

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

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

362

508

Расход газов после ГТУ G"гту, кг/с

53,7

46,6

Коэффициент избытка воздуха

6,54

6,54

Температура уходящих газов «ку, С

133

144

Аэродинамическое сопротивление поверхности котла — утилизатора hк, Па

1270

1155

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

35 483

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, м33

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, м33

0,79Vo+N2/100=0,79. 9,48+0,918/100=7,5

Объем трехатомных газов VRO2, м33

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, м33

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, м33

VoН2О+0,161. d. (-1)=1,99+0,161. 0,32 (6,54−1). 9,48=2,02

Объем дымовых газов Vг, м33

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), кгс24

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, м33

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, м33

VoН2О+0,161. d. (-1)=2,32+0,161. 22 (6,54−1). 9,48=4,18

Объем дымовых газов Vг, м33

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), кгс24

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 кгс24

Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:

м3

Участок на выходе из котельной установки:

C

м3

кгс24

Режим: tн=+30C

Участок до клапана перед поверхностью нагрева, после ГТУ

нм3/с, м3

кгс24

Расход через клапан с учетом проскока 5% газов через клапан байпасного газохода:

м3

Участок на выходе из котельной установки:

C

Участок на выходе из котельной установки

м3

кгс24

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 Т У 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

1

п. 1 — п. 4

7,6

6,1

2

Поверхность нагрева

[6. 2]

129,5

117,7 (1155)

3

п. 5−13

17,2

13,8

4

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.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой