Рис.1. Схема движения воды и газа внутри котла
На схеме показаны емкости прямоугольного сечения фронтального экрана, промежуточного экрана, а также правого и левого боковых экранов. Также на схеме изображены емкости прямоугольного сечения конвективного блока и ребра жесткости специального назначения, приваренные к ним.
Между боковыми экранами топки находится перегородка. У промежуточного, заднего и конвективного экранов сделаны ребра жесткости особой формы для того чтобы увеличить площадь теплообмена, а также повысить прочность прямоугольных емкостей, которые находятся в конвективной части котла. Ребра жесткости особой формы необходимы также для создания циклона, обеспечивающего улавливание золы.
На схеме показано положение дренажных трубопроводов, один из которых находится на фронтальном экране, а два других на заднем экране. Рациональность гидравлической схемы котла достигнута за счет отсутствия внешних и внутренних соединительных трубопроводов, что обеспечивает свободу выбора расположения штуцеров, отвечающих за подвод и отвод воды. Врезки можно сделать в любом месте.
Циркуляция воды в системе. Сначала вода попадает в конвективные экраны, промежуточный экран и задний экран. Потом она поступает в правый и левый боковые экраны конвективной части котла, разделенные перегородкой. После этого вода поднимается вверх и, достигая верхней оси котла, начинает опускаться в нижнюю часть боковых экранов, и только потом она попадет во фронтальный экран. Вода в котле между экранами перемещается через специальные тарированные отверстия.
В системе предусмотрены воздушные и дренажные линии с запорной арматурой для откачки воздуха, заполнения котла водой и слива воды при его опорожнении. Вода, поступающая в котел, будет называться сетевой водой. Для работы котла не требуется ведение водно-химического режима, а для его заполнения можно использовать обычную водопроводную воду.
Расчет скруббера Вентури.
Исходные данные:
Объем очищаемого газа: 449280 м3/ч
Абсолютное давление газа перед входом в скруббер: 200 кПа
Температура газа перед скруббером: 85 градусов
Плотность газов: 0,51 кг/м3
Концентрация сажи на входе: 0,5 г/ м3.
Необходимая концентрация на выходе: 0,015 г/ м3.
Напор воды: 300 кПа
Скорость газов на входе в скруббер 6 м/с
Орошающая жидкость вода
Выбор режима работы трубы Вентури.
Требуемая эффективность работы скруббера Вентури:
η = (С1 –С2) / С1 = (0,5-0,015) / 0,5= 0,97
Из уравнения η =1 – exp (AKTB), где А и В экспериментальные характеристики улавлемой пыли рассчитаем КТ – удельную энергию, затрачиваемую на пылеулавлевание:
η = √ln(1-h) / (-А) = 2,95 (А = 0,6859, В = 1,36)
Температура газа на выходе из скуббера в случае, если газ не насыщен влагой:
t2 = (0.133 - 0.041m)t1 +35 = (0.133 –0.041) * 85 = 46 градусов при
m = 1 л/ м3.
Гидравлическое сопротивление скруббера найдем из выражения:
КТ =0,27777*10-3 (∆Рсв +10mРж)
Скорость газа в горловине трубы можно определить по регулировочным характеристикам. Для скруббера с эллиптическим обтекателем при ∆Рсв = 7620 Па, и m = 1 k/ м3.ωг = 120 м/с.
Принимаем для установки скруббер Вентури типа СВ-Кк-0,108-01
Таким образом, при эксплуатации с расчетными параметрами обтекатель должен быть опущен на 25 мм от своего верхнего положения (максимальный ход штока будет равен 150 мм)
Расчет давления орошающей жидкости:
Расход орошающей жидкости:
Qж = mQ2 = 276 м3/ч
Для подачи орошающей жидкости в скруббер Вентури типа СВ–Кк-2-0,108-01 предусмотрена установка трех форсунок с диаметром отверстия истечения 32 мм. д м3.
Давление орошающей жидкости перед форсунками рассчитывается:
Рж = (QжРж) /36002 *μ2 *F2ф * 2 = 120 кПа
Где Fф суммарное сечение всех форсунок:
Fф = 0,785d2 * n = 0.785*0.0322*3=0.0024 м2
μ2 = 0,41
Расчет каплеуловителя с коническим завехрителем.
Скруббер Вентури компонуется одним каплеуловителем с диаметром
Dk=1.6 м
Скорость газа в каплеуловителе рассчитывается по формуле:
ω = 276063,6 /(3600*0,785*1,62)= 12,6 м/с, что укладывается в диапазон скоростей газа в сечении каплеуловителя.
Высота сепарационной зоны: Н = 2Dк = 2*1,6 = 3,2 м
Высота выхлопного патрубка hn = 0.7*0.32 = 0.224 м
Диаметр патрубка для отвода жидкости:
Dn=√4*76/(p*0.2) = 0.44 м
ωж = 0,2 м/с
Геометрические параметры трубы Вентури.
Диаметр горловины dr= 0.9 м; длина горловины lr =0.08*0.9 =0.072 м
Диаметр входного сечения (конфузора):
d1 = √Q1 / (0.785*3600*ω1) = 3,6 м
Длина конфузора:
lk = 3,6-0.9 / (2tg 60/2) = 1.05 м