В данной схеме сопротивление воздуха  и газового тракта преодолевается вентилятором. При этом и газовый и воздушный  тракт находятся под давлением. Такая схема используется преимущественно  для котлов малой мощности (схема  с наддувом). 

5. Аэродинамическое  сопротивление газо-воздушного тракта

5.1. Расчёт аэродинамического сопротивления газового тракта

     Для удаления газообразных продуктов сгорания служат тяговые приборы: дымовая  труба или дымосос вместе с  дымовой трубой.

     В современных производственно - отопительных котельных основным тяговым прибором является дымосос, а труба служит лишь для отвода продуктов сгорания.

     Аэродинамическое  сопротивление котельной установки определяется по формуле:

 Па            (33)

где - разряжение в топке, Па; Па;

 - газовое сопротивление I и II конвективных пучков, Па:

, Па                                                    (34)

ζ_к – коэффициент сопротивления конвективных пучков:

                                                                 (35)

ζ₀ – коэффициент сопротивления одного ряда труб:

                                                                (36)

Z₂ – количество рядов труб по глубине пучка;

 принимаются в зависимости от поперечного (S1 =0,09 м), продольного (S2=0,11 м) шага труб и их диаметра по [10, с. 140]

;

;

ω – скорость движения газа по газоходам, м/с;

, м/с                                                 (37)

где V_г – объём газов в газоходе, м³;

В_р – расход топлива, м³/ч; В_р = 11,14 кг/ч;

f – площадь живого сечения конвективных пучков, м²; f = 0,338 м²;

θ_г – температура дымовых газов, ⁰С;

;

(м/с)

ρ – плотность  дымовых газов, кг/м³:

(кг/м³)

(Па)

- газовое сопротивление водяного экономайзера, Па:

,Па                                               (38)

- число рядов труб;

- скорость воздуха, м/с; = 6,9 м/с;

- плотность газов при средней  температуре:

                                              (39)

- плотность газов при нормальных  физических условиях = 1,34кг/м³

;

(кг/м³)

(Па);

- газовое  сопротивление золоуловителя;

Принимаем к  установке золоуловитель циклонного типа?

Типоразмеры блоков – 3×2-500;

Условное сечение  блока – 1,18 м²;

Количество циклонов в блоке – 6

Производительность  блоков-циклонов – 11900 м³/ч;

  мм. вод. ст.

Основные размеры:

А – 1760 мм;

В – 1920 мм;

С – 1320 мм;

- газовое сопротивление шиберов,  Па; Па;

- газовое сопротивление боровов,  Па; Па;

- газовое сопротивление дымовой  трубы, Па:

, Па                                                (40)

- сопротивление трения, Па:

, Па                                               (41)

- коэффициент сопротивления  трения ; λ=0,05;

- средний уклон внутренних стенок труб, i = 0,02;

- скорость газов в выходном сечении трубы, м/с; =11м/с;

- плотность газов в трубе:

, кг/м³                                                (42)

- температура газов на входе  в трубу,⁰С:

, ⁰С                                        (43)

- коэффициент избытка воздуха  на входе в дымовую трубу;

- температура воздуха ; =30 ⁰С;

;

(кг/м³)

- потеря давления на выходе  из трубы, Па

                                                   (44)

 – коэффициент местного  сопротивления выхода; = 1;

- скорость газов на выходе, м/с;

- плотность газов при температуре  газов на выходе из трубы;

(Па)

(Па)

 (Па)

5.2 Подбор  оборудования газо-воздушного тракта

5.2.1 Расчет и подбор дутьевых вентиляторов

     В производственно-отопительных котельных  подача воздуха в топку может  осуществляться эжектированием струей газа или пара, или дутьевыми вентиляторами.

     Для паровых котлов с паропроизводительностью 1,6 т/ч и более требуется установка  индивидуальных вентиляторов и дымососов.

     Вентиляторы подбираются по производительности и напору. 

Производительность  определяется по формуле:

 м³/с                                       (45)

где - расчетный расход топлива, кг/с; кг/с;

β₁ – коэффициент запаса; β₁

- количество теоретически необходимого  воздуха, м³/кг;

- коэффициент избытка воздуха  в топке; α_т = 1,5;

- температура воздуха, поступающего  в вентилятор, ⁰С; = 23,1⁰С.

(м³/с)

Необходимый напор вентилятора определяется по уравнению:

 Па,                                     (46)

где - напор, который должен быть создан вентилятором на входе под колосниковую решетку, Па; = 0,8 кПа [6, с. 212];

- сопротивление воздушных каналов  от вентилятора до топки, Па; 
= 200 Па;

β₂ – коэффициет запаса.

Па 

Принимаем к  установке вентилятор ВДН-8 с характеристиками:

производительность  – 10200 м³/ч

напор – 2,19 кПа

КПД – 83%

Эл. двигатель  – 4А-160S6 (11кВт)

масса – 417 кг

мощность – 15 кВт

5.2.2 Определение высоты дымовой трубы при естественной тяге

     Высота  дымовой трубы может быть определена по формуле:

                                  (47)

где - искомая высота трубы, м;

- газовое сопротивление котельной  установки, Па; = Па;

- температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца, ⁰С;

= 24,1 ⁰С;

- средняя температура газов  в трубе, ⁰С:

, ⁰С                                                    (48)

θ_вх= θ_ух.г=155,6 ⁰С;

θ_вых= θ_ух.г - 35 ⁰С =155,6 – 35 =120,6 ⁰С;

 ⁰С;

- среднее барометрическое давление  в данной местности, гПа;  
= 990 ГПа.

.

5.2.3 Определение высоты дымовой трубы по санитарным нормам

     При сжигании газового топлива высоту дымовой трубы определяют из условия:

                                            (49)

где - предельно допустимая концентрация соответствующего вещества;

с_м – максимальная приземная концентрация токсичного вещества;

с_ф – фоновая концентрация токсичного вещества.

     Минимальная высота дымовой трубы определяется по формуле:

, м                                (50)

где - объем уходящих дымовых газов, м³;

                                              (51)

- перепад температур уходящих  дымовых газов и наружного  воздуха;

                                                         (52)

;

;

- максимальный секундный выброс  NO₂

                                         (53)

- удельный выброс NO₂

, г/с                                             (54)

;

;

;

- коэффициент, зависящий от  температурной слоистости атмосферы; А=160;

- коэффициент учитывающий скорость  оседания токсичных веществ в  атмосфере; F = 1;

- коэффициенты, учитывающие условия выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы; m = 1, n = 1;

- коэффициент, учитывающий рельеф местности; = 1.

Принимаем = 0,2 мг/м³, = 0,07 мг/м^3.

;

     Принимаем высоту трубы по [1] Н_тр=30 м.

     Диаметр устья дымовой трубы определяется по формуле:

                                                         (55)

Где - объем уходящих дымовых газов, м³;

- скорость движения дымовых  газов, м/с. 

.

По [1] принимаем диаметр устья дымовой трубы d = 1,5 м

5.2.4 Расчет и подбор дымососов

     Расчет  и подбор дымососа производят по производительности и напору.

     Производительность  дымососа определяют по формуле:

                                      (56)

где - расчетный расход топлива, м³/ч;