3.2.1. Вибір моделі пальника
Отже, у нас запитують пальник яка повинна використовувати два види палива (природний газ + дизельне паливо). Цим вимогам для даної потужності
Вибір ми повинні зробити в рамках розрахованого нами віртуального робочого діапазону, почавши з реальної повної теплової потужності. Як ми пам'ятаємо вона залежить від висоти установки над рівнем моря.
З таблиці 22 слід що для висоти 1000 метрів над рівнем моря і температури 20 ° С коригувальний коефіцієнт F дорівнює 0,898. Реальна потужність пальника буде дорівнює:
З каталогу або графіків підбору вибираємо ті моделі пальників, у яких параметр Qгорелкі дорівнює 501,1 кВт
З таблиці 25 слід, що цим вимогам задовольняють два пальники: RLS 50 і RLS 70.
Вибір між цими двома моделями повинен бути зроблений з урахуванням аеродинамічного опору котла. Це необхідно перевірити за допомогою графіка робочого діапазону пальника.
Таблиця 23. Приклад зменшення аеродинамічного опору в пальнику
Малюнок 93. Комбінована пальник (диз. Паливо - газ) серії RLS
Таблиця 25. Технічні характеристики моноблочних пальників серії RLS
(*) Базові умови: Температура середовища 20Х Атмосферний тиску 1000 мбар- Висота над рівнем моря 1000 метрів.
(**) Звуковий тиск виміряно в лабораторії виробника, пальник була встановлена на тестовий котел на максимальній потужності.
На графіку для обраних моделей вертикальну лінію необхідно провести з точки, що відповідає максимальній необхідної потужності 501,1 кВт. Звідси ми отримаємо максимально можливе аеродинамічний опір котла, яке може подолати вентилятор пальника.
З графіка діапазону застосування пальників ми отримуємо такі максимальні значення напору:
- RLS 50. Рmax = 4 мбар
- RLS 70. Рmax = 9 мбар
Тепер максимальний напір необхідно скоригувати на коефіцієнт F, який залежить від висоти розташування установки над рівнем моря, після чого ми отримаємо такі значення:
Для пальника RLS 50:
Для пальника RLS 70:
Аеродинамічний опір котла одно 4,5 мбар (450 Па), це більше, ніж може розвинути пальник моделі RLS 50 і менше, ніж напір, який може розвинути пальник RLS 70.
Можливі два варіанти:
- Можна використовувати пальник RLS 50, але необхідно зменшити максимальну потужність, яку вона може розвивати, за рахунок зменшення максимального напору;
- Можна використовувати пальник RLS 70.
Використовуючи ітераційний метод (див. Табл. 26) ми можемо розрахувати, наскільки в першому випадку зменшиться теплова потужність.
Таблиця 26. Ітераційна таблиця
Максимальна потужність, яку може розвинути пальник, вказана в тій сходинці, де натиск пальника перекриє аеродинамічний опір в камері згоряння котла:
Числа в шпальтах мають таке значення:
(1) вихідна повна потужність Qполная;
(2) відсоток зменшення повної потужності R;
(3) зменшена повна потужність
(4) натиск котла при зменшеній потужності;
(5) потужність, яку повинна розвивати пальник
(6) максимальний створюваний натиск, відповідний Qгорелкі. позначається Pmax; (7) реальний напір пальника
Звідси випливає: щоб натиск вентилятора став більше, ніж аеродинамічний опір теплогенератора, потужність треба зменшити на 6%.
Якщо система витримає таке зменшення максимальної потужності, то можна застосувати пальник RLS 50.
На графіку діапазону роботи пальника (див. Рис. 14) робоча точка вказана для стандартних умов (висота установки -100 метрів над рівнем моря, температура - 20 ° С) не потребують коригування.
З прикладу видно, що максимальну необхідну потужність можна досягти і за допомогою пальника меншого типорозміру RLS 50, не втрачаючи в продуктивності. Це показує, наскільки важливо оцінити геодезичні параметри місця установки, і наскільки це впливає на величину потужності і тиску.
Для подальших розрахунків скористаємося все-таки пальником RLS 70.
3.2.2. Вибір довжини головки пальника
Довжина головки моделі RLS 70 дорівнює 250 мм.
У запитуваної схемою вказаний котел з інверсійної камерою згоряння. Схема пристрою такого котла показана на рис. 95.
Малюнок 94. Головка пальника
Малюнок 95. Конструктивна схема водогрійного котла з інверсійної камерою згоряння
У даного котла мінімальну відстань З між фронтовий плитою котла і початком другого витка димових газів, складає приблизно 200 мм.
Краще щоб головка пальника заходила всередину камери згоряння, по крайней мере, ще на 20 -25%, тобто приблизно на 50 мм.
Нагадаємо, що у пальника моделі RLS 70 головка має довжину 250 мм, яка і є оптимальною для нашого випадку.
Якби довжина головки пальника виявилася набагато довшою необхідної, то потрібна була б установка обмежувальної вставки між з'єднувальним фланцем пальника і фронтовий плитою котла.
Якби головка виявилася занадто короткою, то було б потрібно спеціальний комплект для подовження головки.
У каталозі "Пальники RIELLO" в розділах "Аксесуари до пальників" обмежувальні вставки і комплекти для подовження головок представлені у вигляді стандартних приладдя.
3.2.3. Перевірка довжини полум'я
Перш ніж перейти до системи подачі палива, давайте перевіримо розміри камери згоряння, не сильно вони відрізняються від розмірів камери згоряння тестового котла, на якому випробовували пальник
Малюнок 96. Довжина і діаметр полум'я в залежності від потужності пальника
У нашому випадку камера згоряння має діаметр 700 мм, а довжину 1600 мм, тому пальник RLS 70 до неї підходить.
Якби розміри дуже сильно відрізнялися від розмірів тестового котла, то геометрія полум'я (довжина і ширина) могла б вийти такий, що пальник не підійшла б для даного котла. Якби камера згоряння виявилася занадто короткою, то полум'я контактувало б із задньою стінкою і викликало б її теплове напруга (а можливо і пошкодження).
3.2.4. Вибір газової рампи
При підборі газової рампи необхідно враховувати, що сума втрат тиску газу не повинна перевищувати наявне тиск газу.
Втрати тиску відбуваються на наступних елементах:
- Н1 - аеродинамічний опір котла;
- Н2 - головка пальника;
- Н3 - газова рампа;
- Н4 - система подачі палива, аж до точки відбору.
Позначимо мінімально допустимий тиск в точці відбору газу Н. Повинно дотримуватися таких умов:
Для полегшення розрахунків втрати тиску в газовій рампі виміряні заздалегідь і представлені у вигляді графіків і таблиць. У них уже враховані і втрати тиску на голівці пальника (Н2 + Н3). Але для повноти картини, на цих графіках втрати тиску на голівці пальника (Н2) вказуються окремо. Втрати тиску на газовій рампі це різниця двох значень.
Обрана газова рампа повинна задовольняти наступні умови:
Приймемо, що: η = 2800 Па (28 мбар); η1 = 450 Па (4,5 мбар); Н4 = 1000 Па (10 мбар).
Втрати тиску на газовій рампі і на голівці пальника не повинні перевищувати наступного значення:
Втрати тиску газу пропорційні його витраті. Витрата природного газу можна розрахувати за наступною формулою:
Qполное - повна теплова потужність котла (кВт);
I.C.V. - нижча теплотворна здатність природного газу (кВт-ч / м³). Витрата газу дорівнює:
З пальниками RLS 70 застосовуються двоступеневі газові рампи. На графіку від точки, що відповідає повній теплової потужності котла, відкладають вертикальну лінію. Перетин цієї лінії з характеристичною кривою газової рампи і дасть нам втрати тиску (з урахуванням втрат тиску на голівці пальника).
Для різних газових рамп можуть бути наступне втрати тиску:
Голова пальника + рампа MBD 415/2 1650 Па (16,5 мбар);
Голова пальника + рампа MBD 420/2 1250 Па (12,5 мбар);
Втрати тиску на голівці пальника: 600 Па (6 мбар);
Видно, що газова рампа моделі MBD 420/2 задовольняє обмеженням на максимальні втрати тиску і підходить для нашої системи.
Малюнок 97. Графік вибору газової рампи
3.2.5. Вибір компонентів для системи подачі дизельного палива
Давайте розглянемо систему подачі дизельного палива, при якій воно надходить безпосередньо з бака, встановленого на 3 метри нижче пальника.
Для визначення діаметрів топливопроводов користуються таблицями, наданими виробниками. Довжина паливопроводу обчислюється як сума довжини всіх паливопроводів і еквівалентних довжин, що відповідають установленим в контур пристроїв.
Контур подачі палива має довжину 25 метрів і складається з компонентів, що володіють власними еквівалентними довжинами. Для розрахунків в нашому випадку використовуємо наведену нижче схему.
Припустимо, що внутрішній діаметр топливопроводов може дорівнювати 14 мм.
- 4 повороту 90 °
еквівалентна довжина повороту Lекв = 0,1 м
- 2 запірних вентиля
Загальна еквівалентна довжина дорівнює:
Отже, паливопровід довжиною 25 метрів при висоті η = -3 метра повинен мати діаметр 14 мм. Наша гіпотеза виявилася вірною. Якби різниця по висоті між пальником і ємністю з паливом була - 4 метри, то знадобився б паливопровід з внутрішнім діаметром 16 мм. (Не забудьте при цьому перерахувати еквівалентні довжини поворотів, вентилів і фільтра).
Малюнок 98. Схема контуру подачі дизельного палива
Таблиця 27. Таблиця вибору діаметра паливопроводу для подачі дизельного палива