Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения (стр. 4 из 14)
Топочная камера полностью экранирована трубами диаметром 60´3 мм с шагом 64 мм. Экранные трубы привариваются непосредственно к камерам диаметром 219´10 мм. В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка, образующая камеру догорания. Экраны промежуточной стенки выполнены также из труб диаметром 60´3 мм, но установлены в два ряда с шагом S1 = 128 мм и S2 = 182 мм.
Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками. Задняя и передняя стены выполнены из труб диаметром 60´3 мм с шагом 64 мм.
Боковые стены экранированы вертикальными трубами диаметром 83´3,5 мм с шагом 128 мм. Эти трубы служат также стояками для труб конвективных пакетов, которые набираются из U-образных ширм из труб диаметром 28´3 мм. Ширмы расставлены таким образом, что трубы образуют шахматный пучок с шагом S1 = 64 мм и S2 = 40 мм. Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топки, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон с шагом S1 = 256 мм и S2 = 180 мм. Трубы, образующие переднюю, боковые и заднюю стены конвективной шахты, вварены непосредственно в камеры диаметром 219´10 мм.
Таблица 10.
Конструктивные характеристики котла КВ-ГМ-30-150
| Наименование величины | Единица измерения | Значение |
| Глубина топочной камеры | мм | 8484 |
| Ширина топочной камеры | мм | 2880 |
| Глубина конвективной шахты | мм | 2300 |
| Наименование величины | Единица измерения | Значение |
| Ширина конвективной шахты | мм | 2880 |
| Ширина по обмуровке | мм | 3200 |
| Длина по обмуровке (с горелкой) | мм | 11800 |
| Высота от уровня пола до верха обмуровки (оси коллектора) | мм | 6680 |
| Радиационная поверхность нагрева | м2 | 126,9 |
| Конвективная поверхность нагрева | м2 | 592,6 |
| Полная площадь поверхности нагрева | м2 | 719,5 |
| Масса в объеме поставки | кг | 32400 |
3.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150
Котел снабжен газомазутной ротационной горелкой РГМГ-30. К достоинствам ротационных форсунок можно отнести бесшумность в работе, широкий диапазон регулирования, а также экономичность их эксплуатации, так как расход энергии на распыливание значительно ниже, чем при механическом, паровом или воздушном распыливании.
Основными узлам горелочного устройства являются: ротационная форсунка, газовая часть периферийного типа, воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха и воздуховод первичного воздуха.
Ротор форсунки представляет собой полый вал, на котором закреплены гайки-питатели и распыливающий стакан.
Ротор приводится в движение от асинхронного электродвигателя с помощью клиноременной передачи. В передней части форсунок установлен завихритель первичного воздуха аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 30°. Первичный воздух от вентилятора первичного воздуха подается к завихрителю через специальные окна в корпусе форсунки.
Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба, завихрителя аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 40° и переднего кольца, образующего устье горелки.
Газовая часть горелки периферийного типа состоит из газораспределяющей кольцевой камеры с однорядной системой газовыдающих отверстий одного диаметра и двух газоподводящих труб.
Таблица 11.
Технические характеристики горелки РГМГ-30
| Наименование величины | Единицаизмерения | Значение |
| Номинальная теплопроизводительность | Гкал/час | 30 |
| Диапазон регулирования | % | 10-100 |
| Ротационная форсунка: | ||
| Диаметр распыливающего стакана | мм | 200 |
| Частота вращения стакана | об/мин | 5000 |
| Вязкость мазута перед форсункой | °ВУ | 8 |
| Давление мазута перед форсункой | кгс/см2 | 2 |
| Электродвигатель: | ||
| Тип | - | АОЛ2-31-2М101 |
| Мощность | кВт | 3 |
| Частота вращения | об/мин | 2880 |
| Автономный вентилятор первичного воздуха (форсуночный): | ||
| Тип | - | 30 ЦС-85 |
| Производительность | м3/час | 3000 |
| Давление воздуха | мм вод. ст. | 850 |
| Тип электродвигателя | - | АО-2-52-2 |
| Мощность | кВт | 13 |
| Частота вращения | об/мин | 3000 |
| Аэродинамическое сопротивление горелки по первичному воздуху не менее | кгс/см2 | 900 |
| Температура первичного воздуха | °С | 10-50 |
| Диаметр патрубка первичного воздуха | мм | 320 |
| Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха: | ||
| Тип короба | - | С обычным прямым подводом воздуха |
| Ширина короба | мм | 580 |
| Сопротивление лопаточного аппарата | кгс/см2 | 250 |
| Газовая часть: | ||
| Тип газораздающей части | - | Периферийная с двусторонним подводом |
| Число газовыдающих отверстий | шт | 21 |
| Диаметр газовыдающих отверстий | мм | 18 |
| Сопротивление газовой части | кгс/см2 | 3000-5000 |
| Диаметр устья горелки | мм | 725 |
| Угол раскрытия амбразуры | ° | 60 |
| Габаритные размеры | ||
| Диаметр присоединительного фланца | мм | 1220 |
| Длина | мм | 1446 |
| Высота | мм | 1823 |
| Масса | кг | 869 |
3.4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150
Исходные данные:
Топливо - природный газ, состав (%):
СН4- 94,9
С2Н6- 3,2
С3Н8- 0,4
С4Н10- 0,1
С5Н12- 0,1
N2- 0,9
CО2- 0,4
= 36,7 МДж/м3Объемы продуктов сгорания газообразных топлив отличаются на величину объема воздуха и водяных паров, поступающих в котел с избыточным воздухом.
Объемы, энтальпии воздуха и продуктов сгорания определяют в расчете на 1 м3 газообразного топлива. Расчеты выполняют без учета химической и механической неполноты сгорания топлива.
Теоретически необходимый объем воздуха:
, (6)где m и n- числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.
Теоретические объемы продуктов сгорания вычисляем по формулам:
, 
(7) 
. 
, (8) 
.Объем водяных паров:
, , (9)где d = 10 г/м3- влагосодержание топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа при t = 10 °С.
.Теоретический объем дымовых газов:
, (10) 
.Действительное количество воздуха, поступающего в топку, отличается от теоретически необходимого в α раз, где α – коэффициент избытка воздуха. Выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку αт и присосы воздуха по газоходам Δα и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α².
Таблица 12.
Присосы воздуха по газоходам Dα и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α²
| Участки газового тракта | Dα | α² |
| Топка | 0,14 | 1,14 |
| Конвективный пучок | 0,06 | 1,2 |
Наличие присосов воздуха приводит к тому, что объем продуктов сгорания будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов и объемные доли газов. Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то объем этих газов
от коэффициента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным и равным теоретическому.Таблица 13.
Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева
| Величина | Единица | Топка, | Конвективный пучок |
| Коэф. избытка воздуха | − | 1,14 | 1,2 |
 | м3/кг | 9,06 | 9,65 |
 | м3/кг | 2,2 | 2,21 |
 | м3/кг | 12,31 | 12,91 |
 | − | 0,084 | 0,081 |
 | − | 0,178 | 0,171 |
 | − | 0,262 | 0,252 |
Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания, отнесенные к 1 м3 сжигаемого топлива при температуре u, °С, рассчитывают по формулам: