|
Азбука горенияВыбор компонентов для контура подачи мазута (Пример подбора блочной горелки)>> Вернуться к содержанию Показанный на рис. 107 контур подачи является наиболее предпочтительным для мазута с вязкостью от 7°E до 65°E при температуре 50°С. Рисунок 107. Схема контура для подачи мазута
 Данная система подачи топлива состоит из двух кольцевых контуров (первичный и вторичный) и одного транспортировочного. По транспортировочному контуру мазут поступает из ёмкости для хранения в рабочий бак. В первичном контуре мазут циркулирует через рабочий бак. По вторичному контуру мазут подаётся непосредственно на горелку. В каждом контуре работает свой собственный насосный агрегат. Насосные агрегаты для первичного и транспортировочного контура выбираются проектировщиком в зависимости от индивидуальных особенностей и общей мощности системы топливоснабжения, а насосный агрегат для вторичного контура поставляется вместе с горелкой. Если мы возьмём первичный и транспортировочный контуры, то предел вязкости при перекачивании обычно составляет примерно 70°? при температуре 50°С. Поэтому температура мазута 50 - 60 °С для этих контуров будет достаточной, чтобы предотвращать закупоривание топливопроводов и осуществлять перекачивание. На форсунке горелки, у мазута должна быть температура, достаточная для правильного распыления и последующего сжигания в камере сгорания. Для правильного распыления вязкость мазута должна находиться в пределах от 2°? до 5°? при 50°С. Для этого мазут необходимо подогревать до температуры 130°С. Мазутные горелки оборудованы электрическими подогревателями с плавным регулированием мощности, которыми управляют ряд предохранительных и регулировочных термостатов. Термостаты отслеживают температуру, необходимую для распыления топлива. Применяя вязкий мазут, следует прибегать к специальным ТЭНам - для насоса вторичного контура подачи. На подбор компонентов контура подачи топлива влияют следующие факторы: Фактическая длина всасывающего топливопровода - (Lвсфак) = 15 м, Эквивалентная длина всасывающего топливопровода - (Lвсэкв) = 10 м; Фактическая длина подающего топливопровода - (Lподфак) = 30 м; Эквивалентная длина подающего топливопровода - (Lподэкв) = 20 м; Разница по высоте между насосом и ёмкостью - (Δh) = 1 м, Проектная температура -(t) = 60°С; Плотность мазута при базовой температуре (15°С) = 990 кг/м³ ; Вязкость γ при 50°С = 50°? (приблизительно 400*10-6 м²/с); Вязкость γ при 60°С = 40°? (приблизительно 200*10-6 м²/с); Производительность насосного агрегата для перекачивания мазута 1200 кг/час = 20,7 л/мин.
3.3.5.1. Транспортный насос для перекачивания мазута из ёмкости для хранения в рабочий бак Насосный агрегат транспортировочного контура должен состоять из пары шестерёнчатых насосов, имеющих собственные фильтры и возможность переключения в режим бай-пас. Каждый из насосов должен иметь производительность в 1,2 -1,5 раз большую, чем максимальный пиковый расход системы топливоснабжения. В нашем случае:
Насосы должны быть оборудованы самоочищающимися пластинчатыми фильтрами с размером ячейки от 400 до 600 мкм и должны подогреваться до температуры 50 - 60°С. Для обеспечения стабильной работы, насосный агрегат необходимо устанавливать как можно ближе к ёмкости для хранения мазута.
3.3.5.2. Рабочий бак Рабочий бак, который выполняет функции газоотделителя, является гидравлическим разъединителем между транспортировочным и первичным контуром. Рабочий бак должен удовлетворять следующим требованиям:
В нашем случае, объём рабочего бака равен:
К полученному объёму следует добавить 10% для выделяющихся из топлива газов. Кроме того, на рабочем баке должны быть установлены следующие устройства:
3.3.5.3. Насосный агрегат первичного контура Насосный агрегат первичного контура должен состоять из пары шестерёнчатых насосов, имеющих собственные фильтры и возможность соединения через бай-пас. Оба насоса для первичного контура выбираются в зависимости от расхода топлива и его вязкости при температуре перекачки. Насосы первичного контура должны иметь минимальную производительность, которая не менее чем в 3 - 5 раз должна превышать величину максимального расхода топлива через все горелки.
Эти насосы должны быть оборудованы самоочищающимися пластинчатыми фильтрами с размером ячейки от 200 до 300 мкм и должны подогреваться до температуры 50 - 60°С. Насосный агрегат должен быть расположен как можно ближе к рабочему баку. Скорее всего к нашей ситуации подойдёт насос со следующими характеристиками: Q = 4000 кг/час (1,11 кг/с); ΔРнасоса = 30 м (300000 Па). Потребуется установить самоочищающийся пластинчатый фильтр с ячейками 250 мкм, который при расходе около 4000 кг/час оказывает гидравлическое сопротивление равное 3000 Па. На первичном контуре следует установить регулирующий клапан давления с диапазоном регулировки от 1 до 4 бар, номинальный расход через который должен быть больше, чем расход на участке топливопровода, идущего от насоса.
3.3.5.4. Выбор диаметра топливопровода первичного контура В качестве материала для топливопроводов рекомендуется использовать стальные бесшовные трубы. Обогрев топливопровода -обеспечивать либо электрическим кабелем удельной мощностью от 20 до 40 Вт/м, либо горячей водой или паром. Для удобства монтажа и технического обслуживания в качестве трубопровода можно использовать модную трубку (диаметр 12x1-20x1), внутри которой может идти обогревающий кабель. Топливопровод должен быть надежно изолирован. Диаметр топливопровода рассчитывается на основе следующих данных: Минимальная скорость во всасывающем топливопроводе (вверх от насоса) - 0,15 м/с; Максимальная скорость в подающем топливопроводе (вниз от насоса) - 0,6 м/с. Плотность мазута при температуре 60°С равна:
Всасывающий топливопровод подбирается так, чтобы потери давления в нём не превышали следующего значения:
где: ΔPamn - 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 50660 Па (0,5 бар); Δhasp - высота всасывания; ΔРасс - потери давления, вызванные присутствием элементов арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины всасывающего топливопровода (фильтры и так далее). Высота всасывания равна:
где: Δh - разница по высоте между контрольной точкой уровня топлива в ёмкости и центром нагнетательного насоса (м); ρ - плотность мазута (кг/м³ ). Значение Δh будет положительным если ёмкость находится ниже, чем горелка, и отрицательным, если ёмкость находится выше, чем горелка. В нашем случае мы получаем следующие значения:
Максимальные допустимые потери давления на всасывающем топливопроводе будут равны:
Минимальный внутренний диаметр всасывающего топливопровода получаем по следующей формуле:
Предположим, что мы взяли стальной трубопровод DN 80 с внутренним диаметром 80 мм, тогда скорость перекачивания будет равна:
Это значение скорости больше, чем минимально допустимое значение 0,15 м/с. Если скорость перекачивания при расчётах оказалась бы меньше, чем минимально допустимый предел в 0,15 м/с, то действовать следовало бы следующим образом. Необходимо определить диаметр, который обеспечит минимальную скорость, по формуле:
Из стандартного типоряда необходимо выбрать диаметр трубопровода с округлением в меньшую сторону Максимальная общая длина (реальная + эквивалентная) всасывающего топливопровода, соединяющего рабочий бак и насос, должна быть такой, чтобы на ней не были превышены максимальные потери давления, предусмотренные проектом.
В подающем топливопроводе скорость мазута может достигать 0,6 м/с.
Из стандартного типоряда мы выбираем стальную трубу DN 50, внутренний диаметр которой равен 0,0512 метра. Потери давления, распределённые вдоль подающего топливопровода, равны:
Сумма этого значения и потерь давления на аксессуарах (Расс - 6000 Па) (фильтры, вентили и т.д.), которые не были учтены при расчёте эквивалентной длины, не должна превышать напор системы перекачивания топлива.
Значение APtot, рассчитанное таким образом, плюс остаточный напор АРконтура, который должен поддерживаться в контуре, должно быть меньше, чем напор насоса:
Неравенство выполняется. Это означает, что диаметры топливопроводов подобраны правильно. >> Вернуться к содержанию |
