|
Азбука горенияПодача мазута (Подача топлива)>> Вернуться к содержанию Для кольцевых контуров, обслуживающих мазутные горелки, верны те же расчёты, что и для горелок, работающих на дизельном топливе и керосине. Единственное отличие заключается в том, что в контуре устанавливается электрический или водяной подогреватель (рис. 61). Рисунок 61. Подогреватель мазута
 Основная характеристика мазута, которая определяет тип системы, - это вязкость. Вязкость мазута, в свою очередь, зависит от температуры. В таблице 16 даны коммерческие наименования различных видов мазута и указаны типичные схемы построения системы топливоснабжения в зависимости от вязкости топлива. Системы подачи топлива в горелках, работающих на топливе с высокой вязкостью, можно разделить на два вида:
Таблица 16. Краткий список видов мазута
Системы первого типа, используемые только для многоступенчатых горелок (но не для модуляционных) рекомендуется применять только для жидкого топлива с низкой вязкостью (<3°Е при 50°С). Их можно использовать только в том случае, если насос горелки может обеспечить достаточный напор. В настоящее время они слабо распространены. В данном параграфе описаны системы второго типа, с кольцевым контуром, которые лучше подходят для обеспечения нормальных рабочих условий. Как правило, они состоят из двух кольцевых и одного транспортировочного контура. Основной контур служит для циркуляции мазута через рабочий бак. По вторичному контуру мазут подаётся от первичного контура к горелке. Транспортный контур служит для перекачивания мазута от ёмкости для хранения к рабочему баку. На каждый контур работает свой собственный насос. Насосы для первичного и транспортного контуров должны подбираться инженером, который проектирует систему топливоснабжения, а насос для вторичного контура поставляется вместе с горелкой в качестве стандартного аксессуара. Выбор варианта зависит от типа горелки: многоступенчатая она или модуляционная. Можно свести все возможные системы к следующим основным типам:
Рисунок 62. Насосы для жидкого топлива
 2.6.3.1. Системы кольцевого типа для многоступенчатых горелок с рабочим баком или без него Схема этих систем показана на рис. 23 и 24. В данном пункте мы расскажем, как правильно подобрать компоненты для основного контура.
Ёмкость для хранения топлива При определении объёма топливной ёмкости необходимо найти компромисс между стоимостью перекачивания топлива, надёжной сохранностью и стоимостью установки. В качестве грубого приближения можно взять следующие два типа:
Насосный агрегат Ρ (транспортное кольцо) Данный агрегат устанавливается только в системах с рабочими баками. Этот насосный агрегат, именуемый транспортным, должен иметь производительность, в 1,2+1,5 раза превышающую максимальный пиковый расход топлива. Насосный агрегат должен состоять из двух насосов с фильтрами с возможностью переключения через байпас. Производительность насосного агрегата равна:
mi, - максимальный расход топлива на i-той горелке; Mi - производительность насоса i-той горелки. Фильтр на насосном агрегате должен устанавливаться самоочищающийся пластинчатый или аналогичный ему, с подогревателем. Размер ячеек фильтра должен составлять от 400 до 600 микрон. Насосы для жидкого топлива бывают шестерёнчатые или винтовые, моноблочного типа, либо с отдельно стоящим двигателем. Скорость вращения обычно низкая (900 - 1400 оборотов в минуту), и, как правило, чем выше вязкость топлива, тем меньше скорость вращения. Обычно предлагается насосный агрегат уже укомплектованный фильтром, насосами, клапаном регулировки давления, манометром, обратным клапаном и запорным вентилем. Как правило, насос обеспечивает напор 100000 -600000 Па(1 -6 бар).
Рабочий бак SB 2 Рабочий бак действует как связующее звено между транспортным и кольцевым участками при окончательном подогреве топлива. Он позволяет накапливать некоторое количество топлива на участке между ёмкостью для хранения и горелкой. Рабочий бак должен удовлетворять следующим требованиям:
Бак должен быть оборудован следующими устройствами:
Рисунок 63. Рабочий бак
 Насосный агрегат Р2 (основной контур) Производительность насосного агрегата основного контура должна не менее чем в 3 раза превышать сумму максимального расхода топлива по всем горелкам. Насосный агрегат включает в себя два насоса с фильтрами и возможностью переключения через байпас:
Такой запас вызван необходимостью поддержания постоянного давления независимо от того, в какой комбинации и на каких ступенях будут работать горелки. Насосный агрегат должен быть оборудован самоочищающимся пластинчатым или аналогичным ему фильтром с электроподогревом. Размер ячеек фильтра должен составлять от 200 до 300 микрон. Напор этого насосного агрегата рассчитывается в зависимости от того, какое давление в кольцевом контуре он должен поддерживать. Как правило, это давление составляет более 1 бар. Потери давления в топливопроводе рассчитывается по методу, приведенному далее. Напомним, что при отсутствии точной информации от изготовителя горелок, касающейся производительности установленных насосов, можно воспользоваться следующими данными:
Клапаны регулирования давления Клапаны для регулирования давления служат для поддержания заданного давления, а, следовательно, и требуемого расхода на определённых участках кольцевого контура. Они устанавливаются на основном кольце - как правило, между всасывающим и обратным топливопроводами насоса горелки и состоят из чугунного корпуса с гидравлическими муфтами для высокого и низкого давления, регулировочного байпасного поршня с пружинкой и вентиля для регулирования. Клапан регулирования давления даже при сильном изменении производительности стабильно поддерживает заданное давление в кольцевом контуре. Данные клапаны выбираются на основе следующих проектных данных.
Расчёт топливопроводов Потери давления в топливопроводе складывается из суммы потерь давления (на трение), распределённых вдоль данного топливопровода, и местных потерь давления в соединительных элементах и арматуре (фильтры, вентили и т.д.). Чтобы правильно рассчитать размеры топливопровода используют следующие параметры: Lфак - фактическая длина топливопровода (м); Lэквив - сумма эквивалентных длин, которым были сопоставлены соединительные элементы и элементы арматуры с местными потерями давления (м); Lобщ - общая длина топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длины (м):
Эквивалентные длины, соответствующие местному гидравлическому сопротивлению элементов арматуры, должны браться из технических спецификаций, поставляемых производителем. Если таких данных нет, можно обратиться к таблицам в разделе 5, где даны эквивалентные длины, соответствующие основным видам элементов с местным сопротивлением. Все фильтры необходимо рассчитывать с учётом реальной потери давления, которая указывается их производителем. Если точные данные не известны, фильтр можно сопоставить с открытым вентилем. Следующую процедуру можно применять как к транспортному, так и к первичному контуру. Чтобы правильно рассчитать топливопровод, кольцевой контур необходимо разделить на две части:
На подающем трубопроводе, как правило, не возникает каких-либо проблем, т.к. создаваемый насосом напор находится в пределах 300000 - 500000 Па (3 - 5 бар). Для всасывающего топливопровода существуют определённые пределы разрежения, за которые нельзя выходить. Иначе может начаться процесс газообразования (кавитации), который приведет к созданию в насосе газовых пробок. Это значение (высота столба жидкости под всасывающим патрубком насоса) сообщается производителем насоса, но в любом случае не может быть меньше 50000 Па (0,5 бар). Диаметр всасывающего топливопровода подбирается в зависимости от следующих параметров:
Максимальные проектные потери давления равняются:
где: ΔРamn - абсолютное давление, допустимое на всасывании (высота столба жидкости под всасывающим патрубком насоса), которое указывается производителем насоса. Если оно не указано, это давление берётся не меньше, чем 50000 Па (0,5 бар); Δhasp - высота (столба жидкости) на всасывании (Па); ΔРвсасс - потери давления, вызванные присутствием элементов арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины всасывающего топливопровода (фильтры и т.д.) (Па). Высота столба мазута на всасывании равна:
где: Δhgeom - Разница высоты между контрольной точкой уровня мазута в ёмкости и центром нагнетательного насоса (м); ρ - плотность топлива (кг/м³ ). Значение Δhgeom будет положительным, если контрольная точка уровня мазута в ёмкости находится ниже центра насоса, и отрицательным, если контрольная точка уровня мазута в ёмкости находится выше центра. Плотность мазута связана с температурой следующей формулой:
где: ρ - плотность мазута (кг/м³ ); р15 - плотность мазута при температуре 15°С, которая равна 990 кг/м³ ; t - температура перекачиваемого мазута, °С; β - коэффициент теплового расширения, равен 0,00063°С-1. Температура транспортировки мазута определяется в зависимости от конструктивных ограничений насосного агрегата, которые не могут перекачивать мазут с вязкостью, большей предельного значения при данной температуре. Как правило, вязкость меняется в диапазоне от 30°? до 50°? (228 - 380 сСт), что соответствует температуре транспортировки мазута 50 - 60 °С. Существуют насосные агрегаты, которые могут перекачивать жидкость с вязкостью более 100°?. В любом случае не рекомендуется превышать вязкость 50°Е. Диаметр всасывающего топливопровода определяется по следующей формуле:
где: dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м), γ - кинематическая вязкость мазута при температуре перекачивания (м²/с); Lвсобщ - общая длина всасывающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м); m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с); ΔΡвс - максимальные потери давления (разрежение), предусмотренные проектом (Па). Необходимо обратить внимание на то, что на практике кинематическая вязкость выражается в сСт или в единицах измерения, зависящих от типа вискозиметра, используемого для измерения вязкости (Энглер, универсальный Сайболта, градусы Редвуда, и т.д.). Поэтому перед тем, как использовать предыдущую формулу, с помощью таблиц и графиков перевода единиц, приведенных в разделе 5, кинематическую вязкость необходимо сначала перевести в сСт. При этом следует помнить о том, что:
Чтобы определить минимальный внутренний диаметр всасывающего топливопровода, необходимо определить общую длину топливопровода и, следовательно, его эквивалентную длину которая, в свою очередь, зависит от внутреннего диаметра топливопровода. Поэтому сначала необходимо взять какое-то начальное приблизительное значение диаметра будущего топливопровода и определить его эквивалентную длину Для того, чтобы взять это первое приближение диаметра, следует также определиться, какой будет скорость потока мазута. С этим значением диаметр связан следующей формулой:
где: dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода; Q - объёмный расход мазута (м³ /с); Vвс - скорость потока мазута, которая равна 0,15-0,20 м/с. После того, как определилась эквивалентная и, следовательно, общая длина топливопровода, с помощью уравнения (2.6.2.21) можно рассчитать минимальный внутренний диаметр всасывающего топливопровода. Если рассчитанный таким способом диаметр заметно отличается от того приблизительного диаметра, который мы взяли для расчёта эквивалентной длины, эти эквивалентные длины необходимо пересчитать, подставив в уравнение (2.6.2-23) новый диаметр. А затем снова рассчитать диаметр с помощью уравнения (2.6.2-21). Из стандартного типоряда надо выбрать трубу такого диаметра, который будет ближе всего к диаметру, рассчитанному по формуле (2.6.2-21), с округлением в большую сторону. Теперь можно проверить скорость во всасывающем топливопроводе по следующей формуле:
где: dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м); Q - объёмный расход мазута (м³ /с).
Расстояние между насосом и ёмкостью с топливом не должно превышать Lвс, которое является суммой фактической и эквивалентной длин. Если полученный в результате расчетов диаметр будет меньше 0,008 м, то необходимо использовать трубу с внутренним диаметром 0,008 м и более мощный насос, чтобы скорость жидкости превышала 0,15 м/с. При расчёте подающего топливопровода, необходимо с помощью формулы (2.6.2-23) подобрать его диаметр в зависимости от максимальной допустимой скорости, которая равна 0,6 м/с, а именно:
где. dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода Q - объёмный расход мазута (м³ /с); Vподача - скорость потока жидкого топлива, которая равна 0,6 м/с. Из стандартного типоряда надо выбрать трубу такого диаметра, который будет ближе всего к диаметру рассчитанному по формуле (2.6.2-23), с округлением в большую сторону. После этого мы вычисляем потери давления во всем контуре (транспортном или первичном кольце) по следующей формуле:
где: dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода (м); γ - кинематическая вязкость жидкого топлива при температуре перекачивания (м²/с); Lподача - общая длина подающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м); m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с); ΔРподача - расчётные потери давления (разрежение) предусмотренные проектом (Па). К расчётным потерям давления необходимо добавить потери давления в различной арматуре (фильтры и т.д.), которая установлена на подающем топливопроводе, потери давления в подающем топливопроводе и разницу по высоте между всасывающим и подающим топливопроводами:
где: ΔPtot - общие потери давления (Па); ΔРподача - расчётные потери давления в подающем топливопроводе (Па); ΔРасс - потери давления, в элементах арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины подающего топливопровода (фильтры и так далее) (Па); ΔНтопшвопроводов - разница по высоте между всасывающим и подающим топливопроводом (м); ρ - плотность жидкого топлива (кг/м³ ); g - ускорение свободного падения (м/с2). Сумма полученного значения, и остаточного напора в контуре должна быть меньше, чем напор насоса:
где: ΔРнасоса - напор насосного агрегата (Па); ΔРконтура - напор, который должен поддерживаться в контуре, > 100000 Па (> 1 бар) (Па); ΔPtot - общие потери давления в топливопроводах (Па). Если результат отрицательный, необходимо выполнить одно из следующих действий:
Рекомендуется использовать для устройства топливопроводов стальные бесшовные трубы.
2.6.3.2. Системы кольцевого типа для модуляционных горелок с рабочим баком или без него Схема подачи топлива для модуляционных горелок показана на рисунках 23 и 24. Данная система похожа на предыдущую, за исключением соединения вторичного контура горелки с первичным подающим контуром. Это соединение может быть сделано через ёмкость для удаления газа (дегазатор). Дегазатор необходим для возврата тепла, выделяемого модуляционной горелкой, когда она работает на минимальной мощности. Действительно, в многоступенчатых горелках избыточная производительность насоса компенсируется с помощью регулятора на насосе и не создает дополнительную нагрузку на подогреватель. Модуляционные горелки работают иначе. Всё топливо, поступающее на форсунку горелки, проходит через подогреватель, и неиспользованная часть топлива возвращается почти с такой же температурой, как и распыляемое топливо. Эта температура зависит от вязкости мазута и может значительно превышать 100°С, не говоря уже о температуре транспортировки, которая равна приблизительно 50 - 60°С. Во время модуляции большая часть подаваемого на форсунку мазута попадает в обратный топливопровод. Этот бесполезный расход энергии создает ещё и нагрузку на горелку, поскольку мощности нагревателя предварительного подогрева может не хватить на подогрев топлива при максимальной производительности. Данное обстоятельство приводит к значительному снижению температуры топлива и ухудшению качества распыления, вплоть до погасания пламени. Поэтому при подключении модуляционных горелок используют дегазаторы. Благодаря особой конструкции, дегазаторы позволяют полностью использовать тепло, идущее через обратный топливопровод, а также отводить, образовавшиеся при нагреве топлива газы. Дегазаторы можно использовать и с многоступенчатыми горелками, поскольку на этапе предварительного подогрева осуществляется циркуляция топлива в контуре горелки. Порядок расчёта топливопроводов и подбора компонентов системы топливоподачи описан в предыдущих параграфах, относящихся к многоступенчатым горелкам. В данном параграфе рассмотрим подбор только насосного агрегата и дегазатора.
Насосный агрегат Р2 (основной контур) Производительность насосного агрегата должна, по крайней мере, в 3 раза превышать сумму максимального расхода топлива по всем горелкам.
Такой запас по производительности вызван тем, что в основном контуре должно поддерживаться стабильное давление независимо от того, в какой комбинации и на каких ступенях будут работать горелки. На насосном агрегате должен устанавливаться самоочищающийся пластинчатый фильтр или аналогичный ему фильтр с подогревателем. Размер ячеек фильтра должен составлять от 200 до 300 микрон. Давление в контуре задаётся на регуляторе в зависимости от температуры мазута в дегазаторе. Такое значение температуры близко к температуре распыления, но в тоже время не вызывает образования газов из мазута и возникновения кавитации в насосе. Давление в контуре Pконтура, рассчитывается согласно графику представленному на рис. 64. Рисунок 64. Давление в кольцевом контуре: рекомендуемые значения
 Дегазатор Дегазатор состоит из вертикального цилиндра, разделенного по горизонтали круглой перегородкой с зазором. Топливо, циркулирующее в контуре подающего топливопровода, протекает через верхнюю часть цилиндра. В нижней части имеются два соединительных штуцера, к которым присоединяются гибкие топливные шланги, идущие от горелки. Через верхний штуцер в дегазатор возвращается мазут, не использованный в горелке. Этот штуцер заходит внутрь дегазатора почти до противоположной стенки. Это необходимо для того, чтобы горячий мазут не попал в верхнюю камеру через зазор в разделительной перегородке. Через нижний штуцер мазут поступает на насос горелки. Таким образом, во всасывающий топливопровод горелки попадает почти весь мазут, вернувшийся в дегазатор. Благодаря низкой скорости в мазуте образуются и выходят наружу пузыри газа. На дне дегазатора должно быть два штуцера для слива и для установки электрического нагревательного элемента. Для удаления газов в верхней части дегазатора устанавливают специальное устройство.
2.6.3.3. Подогрев топливопроводов Во всех упомянутых вариантах топливоснабжения топливопроводы следует подогревать. Для расчёта электрического подогрева используется следующий метод. При определении количества теплоты, которое необходимо подвести к транспортному топливопроводу, принимают во внимание два фактора:
Чтобы рассчитать количество теплоты для поддержания топливопроводов в рабочем режиме, используют формулу, в которой учитывается масса подогреваемого топлива и масса стального топливопровода в идеальных условиях, то есть при отсутствии потерь теплоты. Вот эта формула:
где: е1 - удельная теплота на метр длины, которую необходимо подвести к топливопроводу (кДж/м); q - объём топлива, содержащийся в одном метре топливопровода (м³ /м); ρ - плотность мазута (кг/м³ ); се - удельная теплоёмкость мазута (приблизительно равна 1,88 кДж/кг*°С) (кДж/кг*°С); Μ - вес одного погонного метра стального топливопровода (кг/м); Cf - удельная теплоёмкость стали (приблизительно равна 0,46 кДж/кг*°С) (кДж/кг*°С); ΔΤ - температурный перепад между топливопроводом и мазутом при переходе от режима ожидания (stand by) к рабочему режиму (приблизительно 50°С) (°С). Общее количество теплоты, которую необходимо подвести, равна:
где: Е1 - общее количество теплоты, которую необходимо подвести к топливопроводу (кДж); - удельная теплота, которую необходимо подвести к одному погонному метру топливопровода (кДж); L - фактическая длина топливопровода (м). Общая необходимая мощность зависит от времени, затрачиваемого для выхода в рабочий режим:
где: Е1 - общее количество теплоты, которую необходимо подвести к топливопроводу (кДж); Р1 - мощность, необходимая для выхода на рабочий режим в топливопроводе (кВт); t - время, затрачиваемое для выхода в рабочий режим (часы). Удельная мощность на единицу длины равна:
где: p1 - удельная мощность на единицу длины топливопровода, необходимая для выхода на рабочий режим работы (Вт/м); P1 - мощность, необходимая для выхода на рабочий режим в топливопроводе (кВт); L - фактическая длина топливопровода (м). Для того чтобы рассчитать количество теплоты для компенсации потерь при рабочем режиме, можно воспользоваться следующей упрощённой формулой, в которой учитывается только термическое сопротивление теплоизоляции топливопровода (термическим сопротивлением самого топливопровода можно пренебречь):
где: р2 - удельная мощность на единицу длины топливопровода, необходимая для компенсации тепловых потерь из топливопровода (Вт/м); λ - теплопроводность изоляции топливопровода (Вт/м-°С); De - внешний диаметр стального топливопровода (мм); Dtot - общий диаметр, равный De+2 · s, где s - зто толщина теплоизоляции (мм); ΔΤ - температурный перепад между топливопроводом, мазутом и температурой окружающей среды (°С). Общая установленная мощность равна:
где: Р2 - общая мощность системы, необходимая для компенсации тепловых потерь а топливопроводе (кВт); р2 - удельная мощность на единицу длины топливопровода, необходимая для компенсации тепловых потерь в топливопроводе (Вт/м); L - фактическая длина топливопровода (м). Предварительный подогрев топливопровода необходим при первичном заполнении системы топливом или после длительного простоя системы топливоснабжения. Система подогрева топливопровода должна обеспечивать предварительный подогрев и иметь большую мощность, чем та, которая необходима для компенсации тепловых потерь на топливопроводе. Увеличение толщины изоляции позволяет уменьшить тепловые потери, а предварительный подогрев можно растянуть во времени, но нельзя отказаться от него совсем. Когда выход на рабочий режим происходит быстрее (за 0,5 - 1 часа), тепловые потери составляют минимальную часть от общего количества теплоты, затрачиваемого на предварительный подогрев. Учитывая высокую стоимость подогрева топливопровода и прерывистость операций по выводу системы в рабочий режим рекомендуется задавать время предварительного подогрева, от 4 до 5 часов. Тем самым, используя имеющуюся мощность наиболее рационально. В расчёте общей установленной мощности, используется половина мощности, необходимой для компенсации тепловых потерь в топливопроводе:
где: Ptot - общая мощность системы, необходимая для выхода на нормальный рабочий режим и для компенсации тепловых потерь в топливопроводе (кВт); Р1 - мощность системы, необходимая для выхода топливопроводов в рабочий режим (кВт); P2 - мощность системы, необходимая для компенсации тепловых потерь в топливопроводе (Вт/м); Топливопровод можно подогревать двумя различными способами:
В данном пособии мы рассмотрим только первый способ. Он легко реализуется и при необходимости легко трансформируется. Обычно топливопровод подогревается с помощью электрической термоленты или греющего кабеля. Электрическая термолента - это гибкая полиэфирная лента, содержащая электрические нагревательные элементы, которые имеют индивидуальную изоляцию из ПВХ. Она поставляется в виде мотка нарезанных кусков определённой длины или в виде катушки, от которой пользователь должен сам отрезать куски необходимой длины. Рисунок 65. Саморегулирующаяся электрическая термолента
 КПД системы электрического подогрева всегда меньше 100%. Во первых, из-за недостаточного плотного контакта с топливопроводом. Во вторых, из-за неизбежных тепловых потерь в окружающую среду Как правило КПД систем электрообогрева достигает:
Общая мощность электрообогрева равна:
где: Peff - общая мощность системы электрообогрева (кВт); Ptot - общая мощность системы, необходимая для выхода на рабочий режим и для компенсации тепловых потерь в топливопроводе (кВт). Выбор термоленты производится в зависимости от максимальной температуры нагрева топливопровода (например, 65°С). Термоленты бывают двух типов: саморегулирующиеся (у них вырабатываемая мощность снижается обратно пропорционально температуре обогрева - вплоть до достижения 60-80°С) и нерегулирующиеся (при их использовании необходимо установить ещё и предельный термостат). Нерегулирующиеся термоленты имеют постоянную мощность, которая не зависит от температуры. Их необходимо выбирать в зависимости от требуемой мощности:
где: peff - удельная мощность на единицу длины топливопровода, которую должна развивать система электрического обогрева (Вт/м); Peff - общая мощность, которую должна развивать система электрического обогрева (кВт); L - фактическая длина топливопровода (м). Обозначим удельную мощность нагревания нерегулирующейся ленты Pленты и рассчитаем длину термоленты на один метр топливопровода по формуле;
где: lленты - длина термоленты на единицу длины топливопровода; peff - удельная мощность на единицу длины топливопровода, которую должна развивать система электрического обогрева (Вт/м); Pленты - удельная мощность нагревания нерегулирующейся термоленты на метр её длины (Вт/м). Удельная мощность термоленты может меняться от нескольких Вт/метр до нескольких сотен Вт/метр. Как правило, используются термоленты с удельной мощностью от 20 до 40 Вт/м. Рассчитав длину термоленты, можно рассчитать шаг спирали, по которой эта лента будет наматываться на топливопровод. Для этого используются графики от производителей термолент. Один из них показан на рис. 66. Рисунок 66. Шаг оборотов электрической термоленты
 По оси X откладывается длина термоленты на один метр топливопровода, по оси Υ - число оборотов. Этот график используется следующим образом:
Если рассчитанное таким образом количество витков получилось слишком большим, его можно уменьшить, увеличив удельную мощность термоленты. Удельную мощность Pленты саморегулирующихся термолент необходимо выбирать в зависимости от минимально возможной температуры мазута (обычно 10°С). В остальном выбор производится также, как и для нерегулирующихся термолент. Греющие кабели представляют из себя многожильный кабель, покрытый изоляцией. При подаче электропитания, проводник выделяет тепло благодаря т.н. "эффекту Джоуля". Рассеянная мощность зависит от сопротивления кабеля и от напряжения, подаваемого на него. Как правило, производители указывают сопротивление кабеля в виде эталонной таблицы. Удельная мощность вычисляется по закону Джоуля для постоянного напряжения:
где: Pкабеля - удельная мощность нагревания на единицу длины греющего кабеля (Вт/м); Rкабеля - удельное сопротивление греющего кабеля длиной один метр (Ом/м); Lкабеля - длина греющего кабеля (м). Обычно удельная мощность греющего кабеля составляет 20 - 40 Вт/м². Иногда греющий кабель прокладывают внутри медной трубки малого диаметра, расположенной вдоль нагреваемого топливопровода. Так легче осуществлять его установку или замену. Для соединения основного контура и вторичного контуров насоса горелки используются гибкие топливные шланги, покрытые теплоизоляцией. В них установлены нагревательные электрические элементы фиксированной мощности, управление которыми, осуществляется с помощью специального термостата. Подогрев топливных шлангов необходим для сокращения времени предварительного прогрева контура подачи топлива после остановки горелки.
2.6.3.4. Подогрев ёмкости для хранения мазута Как уже говорилось, при обычной температуре мазут, обладает высокой вязкостью. Из-за этого он, как правило, непригоден для перекачивания насосом. Для перекачки его необходимо подогреть - в ёмкости, где он хранится. Система подогрева должна компенсировать неизбежные потери тепла в ёмкости и разогревать мазут до необходимого для транспортировки состояния. Потери теплоты происходят через внешнюю поверхность ёмкости и зависят от разности температур топлива и окружающей среды. Расчёт потерь теплоты через стенки ёмкости производится на основании законов теплопередачи, учитывая что ёмкость находится в земле. В разделе 5 приведены графики для расчёта мощности систем подогрева для полных ёмкостей с уже разогретым мазутом. Условия, когда ёмкость заполнена уже разогретым мазутом встречаются крайне редко. Обычно зона подогрева ограничивается областью забора мазута. В этом случае область подогрева сужается и можно обойтись значительно меньшей мощностью. Подогревается только та часть объёма ёмкости, которая необходима для рециркуляции мазута. Мощность для нагрева этого объёма определяется из графика в разделе 5. Количество теплоты рассчитывается по следующей формуле:
где: Q - мощность, необходимая для подогрева перекачиваемого мазута (кВт); mс - фактический расход мазута (кг/час); cе - удельная теплоемкость мазута (примерно равна 1,88 кДж/кг*°С) (кДж/кг*°С); ΔΤ - разница между температурой подаваемого мазута и температурой окружающей среды (50 - 60°С) (°С). Если перекачивающий насос работает непрерывно в контуре с обратным топливопроводом, то производительность такого насоса должна быть в 1,5 раза больше, чем расход потреблённого мазута. Если перекачивающий насос подает мазут в рабочий бак и обратный топливопровод отсутствует, то режим работы насоса будет прерывистый, а его работой будет управлять регулятор уровня, установленный в рабочем баке. В этом случае правильный расход будет равен производительности перекачивающего насоса. Для прогрева ёмкости с мазутом можно использовать:
В данном пособии ограничимся рассмотрением электрического подогрева. Ёмкость с мазутом можно разогреть подогревателями ленточного типа, которые наматываются снаружи, и подогревателями, которые устанавливаются внутрь ёмкости. Что касается обогрева ленточными подогревателями, следует обратиться к предыдущей главе, в которой описаны подогреватели такого типа. При этом надо полностью учесть общие тепловые потери ёмкости. Внутренние подогреватели можно разбить на две основные группы:
Подогреватели для вертикальных ёмкостей похожи на трубчатые паро/водяные подогреватели и состоят из трубного пучка, закреплённого на трубной доске. Для того чтобы свести к минимуму образование продуктов крекинга мазута, удельная тепловая нагрузка подогревателя должна быть максимально низкой, не более 2 Вт/м², но лучше около 0,8 Вт/м². Максимальный эффект от использования этих подогревателей достигается не тогда, когда они обогревают поверхность ёмкости, а когда с помощью ряда переходников их используют в качестве самых обычных скоростных теплообменников. Подогреватели для горизонтальных ёмкостей расположены внутри контейнера, имеющего форму колокола. Колокол погружается в ёмкость и удерживается распоркой в вертикальном положении. Большим преимуществом таких нагревателей является простота их установки и производства. А для технического обслуживания достаточно вынуть их через люк, не сливая мазут из ёмкости. Однако, применение таких нагревателей на практике ограничивается мощностью, которая не превышает 36 кВт. Рисунок 67. Электрическая схема моноблочной горелки с однофазным питанием
 Рисунок 68. Электрическая схема моноблочной горелки с трехфазным питанием
 >> Вернуться к содержанию | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
