Отопительная техника и запчасти Riello 

Азбука горения

Выбор 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:

  • Подача мазута должна производиться в нижнюю часть бака.
  • В баке должны быть два совместно работающих подогревателя (электрический и паро/водяной) с возможностью аварийного отключения, установленные друг над другом выше точки поступления мазута.
  • Отбор мазута должен производиться из точки, расположенной выше подогревателей.
  • Ёмкость рабочего бака должна превышать в 2-3 раза максимальный часовой расход топлива через горелку.

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:

  • штуцер в нижней части бака для слива воды и осадка;
  • устройство контроля уровня с аварийными сигнализаторами минимального и максимального уровня и системой самоконтроля;
  • трубка соединения с атмосферой;
  • устройства контроля "переполнения", соединённое трубопроводом с ёмкостью для хранения мазута.

 

 

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