Газопроводы

Газопроводы на участке воздухоподогреватель‑золоуловитель рассчитываются по расходу и температуре уходящих газов (за воздухоподогревателем), принимаемым из теплового расчета. Газопроводы на участках золоуловитель‑дымосос и за дымососом рассчитываются по расходу и температуре газов у дымососа. При отсутствии золоуловителя газопроводы от воздухоподогревателя до дымососа рассчитываются по расходу газов у дымососа.

Расход газов у дымососа подсчитывается по формуле

(46)

где	, ( )	–	расход газообразного (жидкого или твердого) видов топлива);
	, ( )	–	объем продуктов сгорания 1 м³ газообразного (1 кг жидкого или твердого) видов топлива при избытке воздуха за воздухоподогревателем;
		–	присос воздуха в газопроводах за воздухоподогревателем;
	, ( )	–	теоретическое количество воздуха на 1 м³ газообразного (1 кг жидкого или твердого) топлива;
		–	температура газов у дымососа.

Присос воздуха за воздухоподогревателем принимается (в соответствии с нормами теплового расчета): газопроводы без золоуловителя ; газопроводы с золоуловителем циклонного типа ; газопроводы с электрофильтрами ; газопроводы с электрофильтрами и мультициклонами .

Величины и принимаются непосредственно из теплового расчета.

Температура газов у дымососа, при искусственной тяге и величине присоса за воздухоподогревателем , принимается равной температуре газов за воздухоподогревателем ( из теплового расчета).

При присосе за воздухоподогревателем , а также при естественной тяге, температура газов у дымососа или на входе в дымовую трубу определяется по приближенной формуле

(46)

где	и	–	избыток воздуха в уходящих газах (за воздухоподогревателем) и их температура (°С) из теплового расчета;
	,	–	температура холодного воздуха из теплового расчета.

Снижение температуры газов вследствие потери тепла газопроводами в окружающую среду обычно ничтожно и учитывается лишь в случае наличия длинных, плохо изолированных газопроводов при естественной тяге.

Котельные газопроводы имеют, как правило, большое сечение и сравнительно небольшую длину. Вследствие этого относительная длина , а следовательно, и сопротивление трения в них получаются незначительными, и величина суммарного сопротивления газопроводов определяется, в основном, местными сопротивлениями. Поэтому в расчет сопротивления трения в газопроводах при искусственной тяге вносится ряд упрощений.

При скоростях газов меньше 12 м/с сопротивление трения в газопроводах не учитывается.

При скоростях газов 12‑25 м/с сопротивление трения подсчитывается только для одного‑двух наиболее длинных участков постоянного сечения и полученная величина умножается на отношение суммарной длины газопровода к длине рассчитанных участков.

Подсчет сопротивления трения ведется по формуле (4) с помощью графика 3. При этом для железных нефутерованных газопроводов принимается приближенное значение коэфицнента , а для железных футерованных или кирпичных каналов .

Местные сопротивления газопроводов складываются из поворотов, разветвлений, изменений сечения и шиберов (заслонок). Все местные сопротивления рассчитываются, как обычно, по формуле (5); величина коэфициента местного сопротивления определяется в зависимости от формы сопротивления по соответствующим графикам. При этом все местные сопротивления, для которых заведомо величина , в практических расчетах при искусственной тяге не учитываются.

Плавные повороты в условиях котельных газопроводов (с или ) представляют обычно относительно малое сопротивление, и поэтому коэффициент местного сопротивления плавных поворотов при искусственной тяге и скоростях газов не выше 25 м/с принимается постоянным, независимо от определяющих размеров поворота, . Это значение относится к повороту на угол в 90°, а для других пересчитывается пропорционально углу поворота. При больших скоростях коэфициенты местного сопротивления плавных поворотов определяются по графикам 9, 10 и 11.

Коэфициенты местного сопротивления резких поворотов определяются в зависимости от их форм, согласно указаниям выше приведенным указаниям. Также рассчитываются и повороты с изменением сечения.

Коэфициенты местного сопротивления тройников определяются в зависимости от их типа в соответствии с указаниями.

Коэфициенты местного сопротивления для резких изменений сечения в газопроводах определяются по графику 7, для плавных изменении (диффузор и конфузор) – по графикам 6 и 8. При этом сопротивление резких изменений сечения до 15% ( ) при искусственной тяге не учитывается. Не учитываются также сопротивления плавных увеличений сечения (диффузоров) до 30% ( ) и плавных уменьшений сечения (конфузоров) при любом соотношении сечений в случае угла раскрытия .

Все указанные выше упрощения расчета отдельных небольших сопротивлений в газопроводах применяются только при искусственной тяге. При естественной тяге все отдельные сопротивления рассчитываются общим порядком по соответствующим разделам норм, вследствие незначительности суммарного сопротивления тракта.

Поправки на приведенный удельный вес газов и на давление вносятся, как и для прочих элементов агрегата, в конце расчета газового тракта1. Тогда же подсчитывается и самотяга для газопроводов. При расчете сопротивления газопроводов следует особо учитывать влияние участков, непосредственно примыкающих к дымососу на работу последнего. Поворот газопровода, в особенности крутой, в непосредственной близости от всасывающего патрубка создает неравномерное поле скоростей в последнем. В результате напор и КПД машины, как правило, снижаются.

Консольные центробежные дымососы поставляются заводами‑изготовителями с открытым (осевым) всасом. Если поворот газов в непосредственной близости от всасывающего отверстия неизбежен, рекомендуется установка входной коробки (прямого кармана) достаточного сечения. В этом случае входная коробка учитывается при подсчете сопротивлений тракта. Сечение коробки должно быть в 1,5‑2 раза больше сечения всасывающего отверстия и, кроме того коробка должна быть смещена относительно всасывающего отверстия в соответствии с рис. 15. При соблюдении этих условий рекомендуется принимать коэффициент местного сопротивления коробки (относится к скорости во всасывающем отверстии дымососа). При неудачной конфигурации коробки суммарная потеря напора доходит до 1,5‑2,0 скоростных напоров при входе в дымосос. В подобных случаях рекомендуется согласовать принимаемую потерю напора с заводом-изготовителем дымососа.

Дымососы двухстороннего всасывания поставляются заводами-изготовителями вместе со всасывающими карманами (прямыми или спиральными), являющимися неотъемлемой частью дымососа.

Потери напора, связанные с карманами, учитываются в этом случае в заводской характеристике машины и не подлежат учету при расчете тракта.

При наличии поворотов вблизи всасывающих карманов дымососов двухстороннего всасывания надлежит учитывать следующее. При спиральных карманах наиболее вредный эффект дает поворот в направлении, противоположном крутке спирали кармана, или, что то же, вращению ротора. При совпадающем направлении влияние поворота будет минимальным (рис. 16). При прямых карманах поворот в направлении, совпадающем с вращением ротора, скажется главным образом на напоре машины и меньше на КПД, а поворот в противоположном направлении, наоборот, скажется в первую очередь на КПД машины.

Аналогичное влияние на работу машины оказывают и дроссельные шиберы, расположенные недалеко от всасывающего кармана (до нескольких эквивалентных диаметров) при частичном прикрытии их. В целях минимального расхода мощности на дымосос при дросселировании тракта, расположение этих шиберов должно быть таким, чтобы при частичном прикрытии их поток отжимался в направлении вращения ротора (рис. 17). Это указание относится как к прямым, так и к спиральным всасывающим карманам.

Поворот газопровода непосредственно за нагнетательным патрубком дымососа также нежелателен.


Рис. 16. Схемы присоединений к дымососам при наличии вблизи поворотов. а – неправильно; б – правильно.	Рис. 17. Схемы установок дроссельных шиберов вблизи дымососов. а –правильно; б – неправильно.

В случае неизбежности такого поворота направление его должно совпадать с направлением вращения ротора, в противном случае сопротивление поворота повысится.

При параллельной работе двух машин на один тракт правильное выполнение подходов к дымососам и отводов от них приобретает еще большее значение, т. к. различие в выполнении этих участков эквивалентно установке двух дымососов с разными характеристиками. Для того чтобы одна машина не перебивала при параллельной работе другую, необходимо соблюдать симметрию как в месте раздачи газов из общего газохода на две машины, так и в месте собирания газов от них. Рекомендуется также установка разделительных листов в этих местах (рис. 18).

Диффузор, размещаемый непосредственно за нагнетательным патрубком дымососа, можно выполнять со значительно большим углом раскрытия, чем в остальном тракте. Желательно также отклонение оси диффузора в сторону вращения рабочего колеса. Отклонение оси диффузора в обратную сторону не рекомендуется. При углах раскрытия такого диффузора меньше 40°, и при отклонении оси диффузора, как указано на рис. 19, сопротивление его принимается равным нулю. Если любое из этих условий не выполнено, расчет следует вести как для диффузора в любом участке тракта, т. е. по графикам 7 и 8¹.