3.5 Вибір тягодуттьових машин

В котельних установках використовують дуттьові вентилятори і димососи відцентрового типу однобокого всасування. Дуттьові вентилятори (ВД) застосовують при температурі повітря близько 20°С, а димососи (Д) – при температурі до 250°С. Як вентилятори так і димососи оснащенні направляючими апаратами, які виконані як правого так і лівого оберту і з різним положенням кожуху.

На рис.6.7 приведені характеристики для підбору тягодуттьових машин за даними заводу – виробника. На осі абсцис відкладені значення продуктивності у тис.м³/год, а по осі ординат – значення повного тиску у мм.вод.ст. Ось ординат має дві шкали: одну використовують при підборі дуттьових вентиляторів (t = 20°С), інша – для підбору димососів (t = 200°С). На сводній характеристиці виділені зони, кожна з яких відповідає типу машини і робочому числу її обертів з рахунком регулювання продуктивності направляючим апаратом.

Верхня крива зони відповідає роботі машини з повним відкриттям і з значенням к.к.д. яке змінюється в проміжку 0,61 – 0,67. Нижня крива зони відповідає роботі машини з прикритим направляючим апаратом при значенні к.к.д. – 0,83 максимального. Бокові рубежі зони відповідають значенням к.к.д. в проміжку 0,83 – 0,9 максимального. Точки, які розташовані зсередини кожної зони відповідають значенням к.к.д. при роботі машин з деяким прикритим направляючим апаратом.

При безпосереднім з’єднанні електродвигуна з вентилятором на одній осі потужність, яка витрачається на валу двигуна, приймають рівною потужності, яка витрачається на валу вентилятора. У випадку з’єднання вентилятора з електродвигуном за допомогою муфти враховують додаткову втрату у підшипниках – близько 5% загальної потужності. Дуттьові вентилятори і димососи встановлюють на одній вісі з електродвигуном, тому при їх виборі слід зосереджуватися з числом обертів, двигунів які випускаються (730,970,1450,2900 об/хв.).

Димососи і дуттьові вентилятори одного типорозміру мають однокову конструкцію і розміри, за виключенням того, що в димососах деталі, безпосередньо які притинаються з газами, посилені з запасом на головний виніс. Тому їх конструкції повинні бути міцними, з меншою кількістю лопаток і з обов’язковим охолодженням підшипників.

Димососи розташовуються за котельним агрегатом, які призначені для спалювання твердого палива, після золовловлювача, для того щоб зменшити кількість летючої золи яка проходить крізь нього і тим самим зменшує стирання зольної крильчатки. Димосос встановлюється такої продуктивності щоб він повністю видаляв з котельної установки всі газоподібні продукти згорання, маючи при цьому невеликий запас по продуктивності.

Розрахункова продуктивність димососа визначається за формулою:

(3.36)

де β₁ – коефіцієнт запасу по продуктивності, приймають 1,1 для котлів паропродуктивністю до 20 т/год включно і рівним 1,05 для котлів паропродуктивністю більше 20 т/год.

Димосос обирають таким чином щоб тиск який він розвиває з рахунком тяги утвореною димовою трубою забезпечував з деяким запасом необхідний перепад повного тиску по газовому тракту. При цьому враховується необхідність підтримки невеликого розрідження (2-3 мм вод.ст.) у верхній частині топки при роботі котла для запобігання вибивання димових газів з топки через нещільності в обмурівці. Таким чином,

(3.37)

де β₂ – коефіцієнт запасу по тиску, рівний 1,2 для котлів продуктивністю до 20 т/год включно і рівним 1,1 для котлів паропродуктивністю більше 20 т/год.

h_в.т – розрідження у верхній частині топки, мм вод.ст;

- перепад повного тиску по газовому тракту, мм вод.ст.

Потрібний тиск димососу в невеликих котельних установках складає 100-200 мм вод.ст., а в великих зростає до 200-250 мм вод.ст.. Тип обраного димососу і його характеристику також необхідно занести до таблиці ( ).

Дуттьові вентилятори встановлюють перед повітропідігрівачем, щоб вони подавали не підігріте повітря, так як потужність, яка необхідна для подачі вентилятором дано гної кількості повітря, зменшується зі зниженням його температури, що приводить до зменшення витрати електроенергії на дуття. Для підвищення к.к.д. котельного агрегату використовують тепло повітря, яке нагрівається в котельній. Це повітря збирається у верхній частині будівлі котельні, тому перед вентилятором виконується вертикальний всмоктувальний повітропровід, який починається нижче перекриття котельної. Продуктивність дуттьового вентилятора повинна забезпечувати подачу в топку кількість повітря, яке необхідне для горіння з деяким запасом, вона визначається за формулою:

(3.38)

де β₁ – коефіцієнт запасу, рівний 1,05.

Дуттьовий вентилятор обирають так, щоб тиск який він розвиває забезпечував з деяким запасом необхідний перепад повного тиску по повітряному тракту. Розрахунковий тиск, який розвиває вентилятор має вигляд:

(3.39)

де β₂ – коефіцієнт запасу, рівний 1,1;

- сума аеродинамічних опорів всіх елементів повітряного тракту, мм вод.ст.;

- розрідження у верхній частині топки, мм вод.ст.;

Н_Т – відстань по вертикалі між горизонтальним розтином середньої лінії вихідного вікна з топки і місцем входу повітря в топку, м.

Необхідний повний тиск дуттьового вентилятора складає 100-150 мм.вод.ст. в котельних установках малої продуктивності, зростаючи до 200-250 мм вод.ст. в великих котельних установках.

Потужність, яка необхідна для приводу димососу або дуттьового вентилятора визначається за формулою:

(3.40)

де β₃ – коефіцієнт запасу потужності електродвигуна, рівний 1,1;

Q, Н – продуктивність димососа або вентилятора і тиск який він утворив, м³/с і кПа;

Η – експлуатаційний к.к.д. димососа або вентилятора, складає приблизно 0,7.

Дуттьові вентилятори обирають по їх продуктивності і повному тиску який вони утворюють. Повний тиск, який утворив вентилятор, складається з тиску при виході з повітропідводного устрою (динамічний тиск) і суми опорів установки, які складаються з місцевих опорів і опорів тертя у повітропроводах (статичний тиск), а також у форсунці, пальнику або гратці з шаром палива. Якщо встановлюється повітропідігрівник, то враховується і його опір. При підборі вентилятора повний тиск слід збільшити на 10%.

Визначити продуктивність і повний розрахунковий тиск по графіку на рис.6.7 необхідно вибрати номер вентилятора, враховуючи його значення к.к.д. і число обертів. В якості дуттьових вентиляторів встановлюються відцентрові вентилятори середнього тиску.

Напір димососа або вентилятора приводиться до тих умов при яких приведена заводська характеристика машини ( =1,293 кг/м³ і Р = 0,101 н/м²):

(3.41)

де ρ_в, t_p – щільність, кг/м³ і температура середовища, °С, при розрахункових умовах;

t_з – температура середовища по заводській характеристиці машини, °С.

Тип обраного дуттьового вентилятора і його характеристику слід занести до таблиці (таб. ). Велике значення для економічної експлуатації котельних агрегатів має раціональне регулювання продуктивності димососів і вентиляторів. В експлуатації котельних агрегатів економічно важливо при зміні навантаження на котел підтримувати постійні значення коефіцієнта надлишку повітря в кінці топки і розрідження її верхньої частини, з тим, щоб зберегти розрахунковий к.к.д. котельного агрегату. Цього можна досягти шляхом помірного і тонкого регулювання димососів і вентиляторів.

Увага! Описати способи регулювання продуктивності дуттьових вентиляторів і димососів. Виразити графічно залежність величин Н, N, i η від Q, тобто знайти робочі характеристики вибраних тяго-дуттьвих машин в кожному із способів. Виразити переваги і недоліки існуючих способів регулювання і вибрати найбільш оптимальний.