Kotły parowe i wodne
Zajęcia projektowe
Obliczanie powierzchni rusztu mechanicznego taśmowego
mgr inż. Karol Majewski
Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych
Al. Jana Pawła II 37
31-864 Kraków
Zakres projektu
Celem zadania projektowego jest wykonanie obliczeń
powierzchni rusztu mechanicznego taśmowego ze strefowym
podmuchem powietrza wraz z wyznaczeniem przekroju szczelin
dla przepływu powietrza podawanego do spalania.
Ponadto wyznaczone zostanie przybliżone zużycie węgla dla
obliczonego paleniska.
Ostatnim etapem projektu jest wyznaczenie mocy wentylatora
powietrza dostarczanego do spalania w obliczonym wcześniej
palenisku.
2
Ruszt mechaniczny taśmowy  widok rzeczywisty
Budowa kotła z rusztem
mechanicznym w MPEC
3
Białystok
Ruszt mechaniczny taśmowy  schemat
4
Ruszt mechaniczny taśmowy  dane wejściowe
5ØXÜ5ØTÜ 5ØXÜ5ØTÜ
" Zużycie paliwa 5Ø5Ü lub
! 5Ø`Ü
" Wartość opaÅ‚owa 5ØDÜ5ØVÜ 5ØXÜ5Ø=Ü/5ØXÜ5ØTÜ
" Współczynnik nadmiaru powietrza 5Øß
" Temperatura powietrza 5ØaÜ5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ !
" Wysokość warstwy wÄ™gla na ruszcie ! 5ØZÜ
" Całkowity spręż wentylatora
" Sprawność wentylatora
5
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
1. Założenie obciążenia masowego powierzchni z przedziału:
5Ø5Ü 5ØXÜ5ØTÜ
5ØOÜ5Ø_Ü = = 120 ÷ 180 (1)
5ØEÜ 5ØZÜ2!
5ØEÜ  powierzchnia rusztu 5ØZÜ2
2. Wyznaczenie natężenia cieplnego powierzchni rusztu:
5Ø5Ü
5Ø^Ü5Ø_Ü = " 5ØDÜ5ØVÜ 5ØXÜ5ØJÜ (2)
5ØEÜ 5ØZÜ2
3. PrzeksztaÅ‚cajÄ…c wzór (2) wyznaczamy powierzchniÄ™ rusztu 5ØEÜ:
5Ø5Ü"5ØDÜ5ØVÜ
5ØEÜ = 5ØZÜ2 (3)
5Ø^Ü5Ø_Ü
6
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
Kolejnym krokiem jest dobranie wymiarów rusztu dostępnego
w produkcji (5ØOÜ  szerokość, 5Ø?Ü  dÅ‚ugość) tak, aby pole
powierzchni było możliwie jak najbardziej zbliżone do
wyznaczonego pola 5ØEÜ.
W tym celu należy posłużyć się tabelami znajdującymi się na
kolejnych slajdach.
Po dobraniu wymiarów rusztu należy wyznaczyć obciążenie
masowe oraz natężenie cieplne powierzchni rusztu
(wykorzystujÄ…c wzory (1) i (2) wyznaczyć 5ØOÜ5Ø_Ü5ØgÜ oraz 5Ø^Ü5Ø_Ü5ØgÜ).
7
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
Oznaczenie rusztu Szerokość użyteczna Długość użyteczna
5ØƒÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ] 5ØsÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ]
RA
N 1,26x5,5
1260 5500
RA
N 1,16x5,5
1160 5500
RA
N 1,16x5,0
1160 5000
RA
N 1,13x5,2
1130 5200
RA
N 1,0x5,1
1000 5100
RA
N 1,0x4,0
1000 4000
RA
N 0,86x4,0
860 4000
RA
N 0,86x3,2
860 3200
RA
N 0,6x2,8
600 2800
RA
N 0,6x2,0
600 2000
RTN 0,9x4,0
900 4000
RTN 2x0,6x4,0
2x600 4000
8
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
Oznaczenie rusztu Szerokość użyteczna Długość użyteczna
5ØƒÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ] 5ØsÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ]
RA
SC 2,0x4,5
2000 4500
RA
S 1,8x4,5 1800
RA
SN 1,8x4,5 1800 4500
RA
SC 1,85x4,5 1850
RA
S 1,7x3,6
RA
SN 1,7x3,6 1700 3600
RA
SC 1,7x3,6
RA
S 1,8x2,4
1800 2400
RA
SN 1,8x2,4
RA
S 1,5x3,6
1500 3600
RA
SN 1,5x3,6
RA
S 1,5x3,0
1500 3000
RA
SN 1,5x3,0
RA
S 0,9x2,4
900 2400
RA
SN 0,9x2,4
9
RA
SC 1,3x4,7
1300 4700
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
Oznaczenie rusztu Szerokość użyteczna Długość użyteczna
5ØƒÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ] 5ØsÜ [5ØŽÜ5ØŽÜ]
RA
2x3,6x7,5
2x3600 7500
RA
2x2,9x7,0
2x2900 7000
RA
2x2,5x7,0
2x2500 7000
RA
2x2,5x6,0
2x2500 6000
RA
2x2,4x6,0
2x2400 6000
RA
2x2,1/2,5x6,0
2100+2500 6000
RA
3,3x7,0
3300 7000
RA
2,5x7,0
2500 7000
RA
2,5x6,0
2500 6000
RA
2,5x5,5
2500 5500
RA
2,5x4,7
2500 4700
RA
2,1x5,5
2100 5500
10
Wymiary na podstawie oferty firmy NFW Termal (www.termal.com.pl)
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
4. Wyznaczenie przekroju szczelin dla przepływu powietrza
5Ø5Ü"5Øß"5ØIÜ5ØaÜ,5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ" 1+5ØüÞ"5ØaÜ5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ
5Ø9Ü = 5ØZÜ2 (4)
5ØdÜ5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ
5ØIÜ5ØaÜ,5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ - zapotrzebowanie powietrza do spalania wyznacza siÄ™ na
podstawie znajomości składu paliwa. W przypadku gdy nie jest on
znany, przybliżoną wielkość zapotrzebowania powietrza można
wyznaczyć jako:
3
5ØDÜ5ØVÜ 5ØXÜ5Ø=Ü 5ØXÜ5ØTÜ 5ØZÜ5Ø[Ü
5ØIÜ5ØaÜ,5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ = 1,012 " + 0,5 (5)
4186,8 5ØXÜ5ØTÜ
5ØüÞ  współczynnik rozszerzalnoÅ›ci cieplnej 1/5Ø>Ü , dla powietrza:
1
5ØüÞ =
273
5ØdÜ5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ - zaÅ‚ożona prÄ™dkość przepÅ‚ywu powietrza, (zaÅ‚ożyć w pierwszej
fazie jako 8 5ØZÜ/5Ø`Ü .
11
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
5. Wyznaczenie stosunku przekroju szczelin między
rusztowinami do powierzchni użytecznej rusztu
5Ø9Ü
5ØZÜ = (6)
5ØEÜ
Współczynnik 5ØZÜ powinien zawierać siÄ™ w przedziale od 0,03 do
0,05 dla palenisk taśmowych ze strefowym podmuchem
powietrza.
W przypadku gdy wyznaczona wartość nie mieści się w
wyznaczonym przedziale, można zmienić założenie prędkości
przepływu powietrza lub zmienić obciążenie masowe
powierzchni rusztu i dobrać inny rodzaj rusztu.
12
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
6. Wyznaczenie prędkości posuwu taśmy rusztowej
Zużycie paliwa wyznacza się jako:
5Ø5Ü = 5Øß " 5ØOÜ " ! " 5ØdÜ5Ø_Ü " 5Øß (7)
5Øß  współczynnik zwężenia strumienia wÄ™gla za warstwownicÄ…,
5Øß = 0,8 ÷ 0,9
! - wysokość warstwy węgla
5ØdÜ5Ø_Ü - prÄ™dkość posuwu tamy rusztowej
5Øß  gÄ™stość nasypowa wÄ™gla kamiennego,
5Øß = 700 ÷ 900 5ØXÜ5ØTÜ/5ØZÜ3
Przekształcając wzór (7) wyznacza się prędkość posuwu taśmy
rusztowej.
13
Ruszt mechaniczny taśmowy  tok obliczeniowy
7. Wyznaczenie mocy wentylatora
10-3
5ØAÜ5ØdÜ = 5ØżÞ2 " 5ØIÜ5ØdÜ " "! " 5ØXÜ5ØJÜ (8)
5Øß5ØdÜ
5ØżÞ2 = 1,2  współczynnik rezerwy sprężu
5ØIÜ5ØdÜ - wydajność wentylatora
5ØIÜ5ØdÜ = 5ØżÞ1 " 5Ø5Ü " 5Øß " 5ØIÜ5ØaÜ,5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ " 1 + 5ØüÞ " 5ØaÜ5Ø]Ü5Ø\Ü5ØdÜ 5ØZÜ3/5Ø`Ü (9)
5ØżÞ1 = 1,1  współczynnik rezerwy wydajnoÅ›ci
"! - całkowity spręż wentylatora
5Øß5ØdÜ - sprawność wentylatora
14