POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. T. Kościuszki Wydział Mechaniczny Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych

Kierunek studiów: Energetyka

Specjalność : Systemy i Urządzenia Energetyczne

STUDIA STACJONARNE

PROJEKT

KOTŁY PAROWE I WODNE

Grupa 13E8

Obliczanie powierzchni rusztu mechanicznego taśmowego

TEMAT NR 6

Prowadzący:

mgr inż. Karol Majewski

Kraków, rok akad. 2014/2015

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.

Ruszt mechaniczny taśmowy – schemat

Dane wejściowe:

Zużycie paliwa B [$\frac{\text{kg}}{h}\rbrack$	2200
Wartość opałowa paliwa Qi [$\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}\rbrack$	19500
ρ [$\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$	800
λ	1,55
tpow [°C]	20
φ	0,85
h [m]	0,15
h [mmH2O]	60
ηw	0,7

1. Założenie obciążenia masowego powierzchni z przedziału:

$$b_{r} = \frac{B}{R} = 120 \div 180\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{2} \times h}\rbrack$$

R – powierzchnia rusztu

$$b_{r} = 120\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{2} \times h}\rbrack$$

1. Wyznaczenie natężenia cieplnego powierzchni rusztu:

$$q_{r} = \frac{B}{R} \times Q_{i} = 120 \times 19500 \times \frac{1}{3600} = 650\ \lbrack\frac{\text{kW}}{m^{2}}\rbrack$$

1. Przekształcając wzór (2) obliczamy powierzchnie rusztu:

$$R = \frac{Q_{i} \times B}{q_{r}} = \frac{19500 \times 2200}{650 \times 3600} = 18,33\ \left\lbrack m^{2} \right\rbrack$$

Z otrzymanych danych dobieram ruszt RŁ 2,5×7 o wymiarach

• Szerokość użyteczna b = 2500 mm

• Długości użytecznej L = 7000 mm

o powierzchni równej 17,5 m²

1. Rzeczywiste obciążenie masowe:

R_rz = b × L = 2, 5 × 7 = 17, 5 [m²]

$$b_{\text{rz}} = \frac{B}{R_{\text{rz}}} = \frac{2200}{17,5 \times 3600} = 0,0349\ \left\lbrack \frac{\text{kg}}{m^{2}} \right\rbrack$$

$$q_{\text{rz}} = b_{\text{rz}} \times Q_{i} = 680,55\left\lbrack \frac{\text{kW}}{m^{2}} \right\rbrack$$

 

1. Wyznaczenie przekroju szczelin dla przepływu powietrza:

$$F = \frac{B \times \lambda \times V_{t,pow} \times \left( 1 + \alpha \times t_{\text{pow}} \right)}{w_{\text{pow}}}$$

$$V_{t,pow} = 1,012 \times \frac{Q_{i}}{4186,8} + 0,5\ \left\lbrack \frac{m_{n}^{3}}{\text{kg}} \right\rbrack = 1,012 \times \frac{19500}{4186,8} + 0,5 = 5,213\ \left\lbrack \frac{m_{n}^{3}}{\text{kg}} \right\rbrack$$

$$\alpha = \frac{1}{273}$$

$$w_{\text{pow}} = 8\ \lbrack\frac{m}{s}\rbrack$$

$$F = \frac{2200 \times 1,55 \times 5,213 \times (1 + \frac{1}{273} \times 20)}{8 \times 3600} = 0,662\ \lbrack m^{2}\rbrack$$

1. Wyznaczenie stosunku przekroju szczelin między rusztowaniami do powierzchni użytecznej rusztu:

$$m = \frac{F}{R} = \frac{0,662}{17,5} = 0,038$$

0, 03 ≤ m ≤ 0, 05

Warunek jest spełniony!

1. Wyznaczenie prędkości posuwu taśmy rusztowej:

B = φ × b × h × w_r × ρ

φ = 0, 8

$$\rho = 800\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$

$$w_{r} = \frac{B}{\varphi \times b \times h \times \rho} = \frac{2200}{0,8 \times 2,5 \times 0,15 \times 800} = 9,167\left\lbrack \frac{m}{h} \right\rbrack$$

1. Wyznaczenie mocy wentylatora:

$$N_{w} = \beta_{2} \times V_{w} \times h \times \frac{10^{- 3}}{\eta_{w}}$$

β₂ = 1, 2

V_w = β₁ × B × λ × V_t, pow × (1+α×t_pow)

β₁ = 1, 1

h = 588, 383 Pa

$$V_{w} = 1,1 \times 2200 \times 1,53 \times 5,213 \times \left( 1 + \frac{1}{273} \times 20 \right) \times \frac{1}{3600} = 5,754\ \lbrack\frac{m^{3}}{s}\rbrack$$

$$N_{w} = 1,2 \times 5,754 \times 588,383 \times \frac{10^{- 3}}{0,7} = 5,8\ \lbrack kW\rbrack$$