Безопасность труда в газовом хозяйстве

 

 

 

 

Расчет горелки

1.Принимаем улиточный  подвод воздуха. Определяем размеры  выходного отверстия горелки  и улитки по формуле:

 

Q/F= от 35* до 40*

= 0,083

 

=400мм

Принимаем диаметр равным 400 мм. Размеры улитки при степени  крутки 0,4 следующие 

b==400 мм

==0,4

a=0,4*400=160

2.Определяем ширину рабочей  зоны и действительную скорость  воздуха при выходе из улитки. Диаметр зоны обратных токов  при степени крутки 0,4 равен ~0,4*=0,4*400=160 мм

Ширина рабочей зоны равна:

Ϫ= (400-160)/2= 120 мм

Средний угол спирального  подъема воздуха

= 40,  sin 40=0,64

Рассчитываем действительную скорость воздуха при выходе из улитки

= ==12,54 м/с

 

 

3. Определяем необходимое  давление воздуха перед горелкой. Скорость воздуха во входном  патрубке горелки

===13,23

Коэффициент сопротивления  принимаем равным ζ =4,7, тогда

ʌ=*+(ζ-1)**=101,4+3,7*112,8=101,4+417,7=519 Па

4. Определяем поперечное  сечение газового коллектора

=0,00556

Где скорость 15 м/c

5. Определяем глубину  проникновения газовых струй  в закрученный поток воздуха.  Величину А принимаем равно толщине кольцевой зоны, где нет обратных токов

A=0,55=0,55*200=110

=0,36A=39,6

 

6. Принимаем шаг больших  отверстий

=2,5*=99 мм

Определяем число больших  отверстий

n===10,17 принимаем 10 отверстий

7. Вычисляем диаметр больших  отверстий

=0,0025*0,87=0,008=8 мм

принимаем k=1,7, a =0,98.

 

 

 

Относительный шаг отверстий  равен

=11,7

8. Рассчитаем скорость  выхода газа из горелки 

=0,9*0,98*300/(3600*10*0,008)=264,6/2,304=87,6 м/с

9. Определяем суммарную  площадь выходных отверстий

 

10. Рассчитываем меньшие отверстия

 

 мм

 

 

 

22,8/8=2,85, следовательно, малые  струи газа также сливаться  не будут

11. Определяем необходимое  давление газа в коллекторе:

ʌ=

 

 

 

 

 

Задача 2

Рассчитать подовую горелку  для чугунного котла с поверхностью нагрева 

= 34 , переводимого на природный газ. Производительность котла 400 кВт. Размер колосниковой решетки 1592X815 мм. Характеристики сжигаемого газа: =3511,1 МДж/, =9,24 , ρ=0,96 кг/; КПД котла —0,87. Описать принцип работы горелки, привести схему или чертеж горелки.

Принцип работы:

Устройство, состоящее из перфорированного газового коллектора, изготовленного из стальной трубы и  размещенного по оси прямоугольного канала, выполненного из огнеупорных  материалов. Подовая горелка работает по диффузионному принципу. Газ без предварительного смешения истекает из двух рядов отверстий (расстояние между центрами отверстий в ряду — 15—26 мм) и образующих между собой угол 90. Воздух подается через колосниковую решетку из поддувального пространства под газовый коллектор вентилятором или поступает туда за счет разрежения в топке, проходит в канале, с двух сторон омывая газовый коллектор, который устанавливается строго по оси туннеля. Газовые струйки в результате турбулентной диффузии интенсивно перемешиваются с воздухом, и на расстоянии 20—40 мм от отверстий коллектора начинается процесс горения. Длина факела подовой горелки (0,5—1 м) требует соответствующей высоты топки. Полнота сгорания газа в горелках этого типа зависит от соотношения скоростей газа и воздуха, диаметрам расположения газовых отверстий, расстояния между ними, размеров, формы и качества кладки канала, разрежения в топке. Оптимальная скорость выхода струй газа из отверстий коллектора — 25—80 м/с, скорость воздуха в канале в плоскости коллектора — 2,5—8 м/с. Подовые горелки обеспечивают полное сжигание природного газа при коэффециенте избытка воздуха а - 1,1...1,3. Концентрация оксидов азота в продуктах горения составляет ~ 120 мг/м .  
Горелки ПГОД предназначены для сжигания природного газа с а - 1,5... 1,2 в топках котлов ДКВР. Горелки щелевые однотрубные с принудительной подачей воздуха работают на газе низкого (1,3; 2 кПа) — ПГОД-Н и среднего (30 кПа) давлений — ПГОД-С. Номинальная тепловая мощность для горелок типа Н — 150—1000 кВт, типа С — 500—3600 кВт; давление воздуха — соответственно — 200—300; 200—300 и 500—600 Па. Достоинством подовых горелок являются простота изготовления, высокая устойчивость пламени, широкий диапазон регулирования тепловых потоков в топках с высотой, большей высоты факела. Подовые горелки применяют в небольших печах и сушилках, а также при переводе на газовое топливо котлов, имеющих слоевые топки паропроизводительностью до 20 т/ч.

 

 

 

 

 

 

Расчет горелки

1. Принимаем одну подовую горелку. Расход газа на горелку равен:

 

2. Для коллектора горелки  выбираем цельнотянутую трубку  с наружным диаметром 40 мм и  толщиной стенки 4 мм. Скорость газа  в трубе составит:

 

Площадь живого сечения трубы  равна 0,00081.

3. Определим скорость  воздуха в узком сечении щели, предполагая, что котел работает без дутья, разрежение в топке составляет 8 Па:

 

при =0,7,

4. Определим ориентировочную  длину коллектора, принимая =350 кВт/м

 

5. Определим ширину щели  а. Коэффициент избытка воздуха  принимаем α=1,2, а 

а = = 0,49 м= 490 мм

6. Определим проникновение  струи в глубь воздушного потока:

 

7. Рассчитаем диаметр  выходных отверстий, приняв угол  раскрытия 90, тогда угол атаки  α=45, sin45=0,707. Отношение скоростей принимаем /=11, а коэффициент k=1,7

 

Шаг отверстий δ=0,75*202+3=154,5 мм

Принимаем δ=155 мм

8. Определяем число отверстий  в коллекторе. Расход газа через  одно отверстие равен

 

/=11

Число отверстий

 

9. Проверим длину коллектора

 

Величина практически  не отличается, все допустимо

10. Определим необходимое  давление газа перед задвижкой  горелки:

 

 

Здесь коэффициент расхода  выходных отверстий =0,65, а сумма коэффициентов  гидравлических сопротивлений на пути движения

газа через задвижку горелки  и до отверстий  = 2,5.