Аэродинамический расчет котла-утилизатора водогрейного КУВ-13,0/150 - файл n1.doc

Аэродинамический расчет котла-утилизатора водогрейного КУВ-13,0/150
скачать (685 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc685kb.02.11.2012 23:03скачать

n1.doc






ОАО ИК “ЗИОМАР”

Котел-утилизатор водогрейный

КУВ-13,0/150

РТС «Пенягино», (Курьяново)


Аэродинамический расчет

(уточненный)
Р- 91066 РР

2004
СОДЕРЖАНИЕ:








Лист

1

Общие положения

3

2

Расчетная схема газового тракта

4

3

Исходные данные для расчета




3.1

Данные из теплогидравлического расчета котла-утилизатора

5

3.2

Состав сухого природного газа и его характеристики

5

3.3

Расчет объемов воздуха, продуктов сгорания и приведенной плотности газов


5

3.4

Секундные объемы газов и плотности по участкам тракта

6

4

Расчет сопротивлений по участкам тракта

8

5

Пересчет сопротивлений газового тракта на режим при tн=+30 С

11

6

Выводы

12

7

Список использованной документации

13

8

Лист регистрации изменений

14
















































































































  1. Общие положения.



    1. 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-90931/А РР, техническое описание и инструкция по эксплуатации и чертежами общего вида . Рассчитываемый газовый тракт принят в границах поставки завода.

    2. Расчет выполнен для двух режимов:

- Режим работы при температуре наружного воздуха tн = -30С и при номинальной нагрузке ГТУ;

- Режим работы при температуре наружного воздуха tн = +30С и при номинальной нагрузке ГТУ.

    1. Основным расчетным режимом является режим работы котла-утилизатора на продуктах сгорания природного газа при температуре наружного воздуха -30С и при номинальной нагрузке ГТУ.

    2. При расчете принято:

- барометрическое давление 740 мм рт.ст.,

- влагосодержание газового топлива за отсутствием данных не учтено.

    1. В расчете учтено:

- различное влагосодержание воздуха при разных температурах наружного воздуха;

- пропуск 5% газов шибером байпасного газохода.

    1. Расчет выполнен по нормативному методу “Аэродинамического расчета котельных

агрегатов”, Изд. 1977г.


  1. Расчетная схема газового тракта




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

35483

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


1

2

Основной расчетный режим: tн =-30С,

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.]+0,00161.d.Vo=

0,01[4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+

0,00161.0,32.9,48=1,99



Продолжение таблицы 3.3.1

1

2

Oбъем водяных паров VН2О, м33

VoН2О+0,00161.d.(-1)=1,99+0,00161.0,32(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+0,0013Vo (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 =+30С,

влагосодержание воздуха d=22г/кг (=80%) [7.6]




Теоретический объем водяных паров VoН2О, м33

0,01[H2S+H2+n/2CmHn+0,124dг.т.]+0,00161.d.Vo=

0,01[4/2.98,599+6/2.0,318+8/2.0,078+10/2.0,051+12/2.0,005]+

0,00161.25,0.9,48=2,32

Oбъем водяных паров VН2О, м33

VoН2О+0,00161.d.(-1)=2,32+0,00161.22(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+0,0013Vo (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=-30C
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
м3

кгс24
Режим: tн=+30C
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

2

3

4

5

1-ый участок (после ГТУ,от компенсатора, до КУВ)














1 Диффузор =30 (переход с круглого на прямоугольное сечение)

м2, м2, ,L=1,6 м



0,18х0,8=0,144

[7.1, рис. VII-12,11]



2 Резкий поворот на 90 с изменением сечения

м2 , м2, ,



1,1x1х0,97=1,07

[7.1, рис. VII-19б, VII-16, VII-17]




3 Клапан 2100х3600

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 (37,6х2=75,2 Па)


10 Внезапное изменение сечения =80

м2, м2,



0,2

[7.1, рис. VII-11]




Продолжение таблицы 4.1


1

2

3

4

5

11 «Дождевая» заслонка

м2

12,1

0,2

По ТУ на клапаны




12 Конфузор – переход с квадратного на круглое сечение (вход в дымовую трубу) =28

м2, м2



0,1

[7.1, рис. VII-3]





13 Сопротивление трения участка


L~9 м, м; м2






[7.1,стр.172; т. VII-2]




Суммарное сопротивление 3 участка h3










0,7+1,7+1,9+1,1+7,7+1,3+1,3+1,0+0,5 = 17,2

4-ый участок ( дымовая труба) h4













14 Выход из дымовой трубы

м2



1

[7.1,стр.37]




15 Сопротивление дымовой трубы

Н=50-21,28=28,72м, м

15,4



[7.1,стр.37]



Суммарное сопротивление 4 участка h4










10,2+1,9= 12,1

Суммарное сопротивление всего тракта h1-4










7,6+129,5+17,2+12,1 = 166,4


Суммарное сопротивление газового тракта: h = 166,4 мм вод.ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866-2,093=3,773м; t=362 C

мм вод.ст.

h2=7,316-5,866=1,45м; t=(362+133)/2=247,5 C

мм вод.ст.
h3=21,28-7,316=13,96м; t=144 C

мм вод.ст

Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72м; 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 = 147,3мм вод.ст.
Самотяга газового тракта: h1=5,866-2,093=3,773м; t=508 C

мм вод.ст.

h2=7,316-5,866=1,45м; t=(508+144)/2=326 C

мм вод.ст.
h3=21,28-7,316=13,96м; t=164 C

мм вод.ст

Самотяга дымовой трубы: Н=50-21,28=28,72м; 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.
6 Выводы

Аэродинамические расчеты показали, что сопротивление газового тракта котельной установки в пределах поставки завода меньше 2000 Па, требуемых по ТУ на котельную установку.
7 Список использованной документации

7.1 Аэродинамический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод.

1977г.

    1. Теплогидравлический расчет Р-90931/А РР. 2004г.

7.3 Технические условия. Котел-утилизатор водогрейный КУВ-13,0/150.

7.4 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Р-90984 ИЭ.

7.5 Чертеж общего вида котла К-406658МЧ.

7.6 Свойства влажного воздуха при давлениях 500-1000 мм рт.ст. 1963г.


8 ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ



Изм.

Номера листов (страниц)


Всего листов (страниц) в документе



№ документа


Входящий № сопроводттельного документа и дата




Подпись



Дата


Измененных


Замененных


Новых


Аннули-рованных

































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации