Отнесенные к нормальным условиям, м/с

Диаметр отверстий, мм	газ
коксовый	природный	бутан
= 0,7	= 0,8	= 0,5	= 0,6	= 0,7	= 0,8	= 0,6	= 0,7	= 0,8
	8,3	6,9	1,7	1,3		0,8	1,15	0,9	0,7
	8,75	7,25	1,9	1,5	1,2	0,95	1,2	0,95	0,75
	9,75	8,2	2,55	2,15	1,75	1,3	1,55	1,3	1,1
	11,15	9,5	3,4	2,95	2,5	2,1	1,85	1,65	1,35
	-	-	4,5		3,5		-	-	-

 

Диаметр отверстия выбирают в пределах 2,5 ÷ 8 мм. Чем меньше диаметр отверстий, тем меньше высота пламени, но тем больше число отверстий при неизменной производительности горелки. Для природного газа при величине > 0,65 диаметр горелки принимают не более 1,8 мм.

 

Задача № 2. Рассчитать атмосферную горелку и по полученным данным начертить эжекционную трубку горелки.

Исходные данные (приложение Б): Производительность горелки , м³/ч, давление газа перед горелкой , кПа, температура подогрева , ^оС, тип эжекционной трубки, диаметр выходных отверстий , мм, коэффициента избытка воздуха , скорость выхода газовоздушной смеси из отверстий головки W_о.

 

Порядок расчета:

Пользуясь таблицами 6 и 7, делаем выводы о работе горелки.

Например, при значениях основных параметров горелки = 0,6, = 6 мм, W_о = 1,65 м/с, принятая скорость позволяет работать горелке с перегрузкой до 2,95/1,65 = 1,79 раза. При значении = 0,6 проскока пламени не будет. Следовательно, диапазон регулирования горелки составляет 0…1,79 номинальной нагрузки.

1. Суммарную площадь выходных отверстий, см², определим по формуле:

, (2.1)

где – объем теоретически необходимого воздуха для горения газа, м³/м³, определяемый по формуле (1.10):

2. Определим коэффициент эжекции по формуле:

(2.2)

где – относительная плотность газа, определяемая по формуле (1.3);

3. Найдем значения коэффициентов потерь в зависимости от типа эжекционной трубки. Для эжекционной трубки типа а (рис.1) коэффициент потерь 1,5; для эжекционной трубки типа б (рис.2) – 2,1, для эжекционной трубки типа в (рис.3) – ; коэффициент расхода головки горелки принимаем ; коэффициент расхода сопла .

4. Рассчитаем величину коэффициента сопротивления отверстий головки горелки и коэффициент, учитывающий потери энергии в головке горелки по следующим формулам

, (2.3)

, (2.4)

где Т = t + 273 – температура подогрева, К.

5. Определим площадь, см², и диаметр, см, сопла по формуле:

, (2.5)

. (2.6)

где – давление газа перед горелкой, Па.

6. Найдем оптимальное значение основного параметра горелки по формуле:

. (2.7)

7. Определим параметр горелки и определим величину х:

(2.8)

(2.9)

 

Рис.1 – Эжекционная трубка эжектора типа а (оптимальная форма трубки)

 

 

Рис.2 – Эжекционная трубка эжектора типа б (укороченная форма трубки)

 

Рис.3 – Эжекционная трубка эжектора типа в (укороченная форма трубки)

Решая уравнение (2.9), получаем два значения х. В качестве расчетного следует принимать меньшее значение.

Если параметр горелки = 1, то это значит, что горелка работает в оптимальном режиме. При = 1 из уравнения (2.9) получаем х = 1, что соответствует оптимальному режиму.

Если параметр горелки > 1, уравнение (2.9) дает мнимые корни, физически это означает, что горелка не может обеспечить требуемую эжекционную способность.

Если параметр горелки <1, что соответствует избыточному давлению газа, то в этом случае для сокращения размеров горелки целесообразно за расчетный режим принять неоптимальный режим или применить укороченную эжекционную трубку.

8. Определим площадь поперечного сечения горловины эжектора , см², по формуле:

. (2.10)

Параметр горелки определяем по формуле:

(2.11)

9. Определим диаметр горловины эжектора, см:

= . (2.11)

Остальные размеры эжектора выбираем по рис.1, рис.2 и рис.3 как величины, кратные d_г.

10. По полученным размерам согласно рис. 1, 2, 3 вычерчивается эжекционная трубка горелки.

 

3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

Последовательность расчета газовых сетей среднего и высокого давления такая же, что и для сетей низкого давления. Это относится как к применению условий соблюдения экономических требований, так и к прокладке магистральных направлений из труб одинакового диаметра.

Сначала выбирают трассу газопровода в соответствии с характером населенного пункта, наличием и расположением крупных потребителей газа, расположением ГРС, характером застройки, Трассы ГСД и ГВД наносят на план населенного пункта. Определяют максимальные часовые расходы газа, а затем и расчетные расходы газа для отдельных участков сети.

Затем выбирают методику гидравлического расчета ГСД и ГВД: либо из условий соблюдения экономических требований, либо из условий прокладки магистральных направлений из труб одинакового диаметра.

При расчете сети на минимум металловложений разница квадратов давлений на каждом участке должна быть равной:

(3.1)

где - установленные из технологических условий значения абсолютного начального и конечного давлений на рассчитываемом направлении, МПа;

– расчетный расход газа на участке, м³/ч;

–расчетная длина участка, км.

 

Задача № 3. Произвести гидравлический расчет кольцевой газовой сети. Определить диаметры участков и давления во всех характерных точках.

Исходные данные (прил. В): потребители и их расчетные расходы газа V_i, м³/ч, давление на входе к потребителю Р_i, МПа, длины участков L _i, км, принимаются по номеру зачетной книжки. Материал газопроводов указан в задании.