Первая часть контрольной работы
Задача 1
Рассчитать гидравлический расчет котельной с тремя котлами Е-1/9-Г. Каждый котел оборудован одной горелкой типа Г-1 с максимальным расходом газа.
Диаметр присоединительного газового патрубка горелки dвн = 78 мм.
ГРУ расположена внутри котельной.
Принимаем диаметр газопровода на участке 2-3-4-5-6-7-8-9 – dн x S = 89x35 (труба электросварная с прямым швом по ГОСТ-10704-76)
А. Исходные данные:
| № варианта | Максимальным расходом газа Qмах м3/ч | Номинальное давление газа перед горелкой pном Па | Коэффициент рабочего регулирования Кр.р |
| 1 | 113 | 850 | 4,3 |
| 2 | 120 | 750 | 2,3 |
| 3 | 109 | 620 | 3,5 |
| 4 | 104 | 720 | 4,1 |
| 5 | 125 | 680 | 5,1 |
| 6 | 114 | 800 | 4,0 |
| 7 | 126 | 740 | 3,6 |
| 8 | 167 | 650 | 3,1 |
| 9 | 136 | 630 | 4,3 |
| 10 | 143 | 780 | 3,7 |
| 11 | 128 | 670 | 4,9 |
| 12 | 148 | 620 | 2,8 |
| 13 | 135 | 850 | 2,6 |
| 14 | 127 | 760 | 4,7 |
| 15 | 158 | 800 | 2,9 |
| 16 | 154 | 700 | 4,8 |
| 17 | 130 | 620 | 4,5 |
| 18 | 148 | 690 | 3,5 |
| 19 | 139 | 710 | 3,1 |
| 20 | 150 | 620 | 2,0 |
Рисунок 2 - Аксонометрическая схема газопровода
Методический материал для решения практических задач:
Определяем режим движения газа на участке по формуле:
(1)
где Q – расход газа, м3/ч
d – внутренний диаметр газопровода, см
- коэффициент кинематической вязкости, м2/с.
Определим эквивалентную длину прямолинейных участков газопровода по формуле:
, (2)
где n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, n =0,01 см для стальных труб.
Расчетная длина участков для внутренних газопроводов определяется по формуле:
(3)
где l1 – действительная длина газопровода, м;
– сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Определим удельные потери давления по участкам по следующей формуле:
Па/м (4)
Общие потери по каждому участку определяются по формуле:
(5)
При расчете газопроводов низкого давления необходимо учитывать гидростатический напор на вертикальных участках газопровода по формуле:
(6)
Гидравлический расчет сводим в таблицу 1.
Таблица 1 - Потери давления по участкам внутреннего газопровода котельной
| № участка | Расчетный расход газа, м3/ч | Внутренний диаметр газопровода см | Длина участка l1, м | Эквивалентная длина участка ld, м | Сумма коэффициентов местных сопротивлений | Расчетная длина l, м | Удельные потери давления Н, Па/м | Потери
давления
на участке
 , Па
| Разность высот, м | Гидростатический напор, Па | Фактические потери давления, Па |
| Всего потерь | |||||||||||
Технология решения задачи на примере:
Пример 1: Задана котельная с тремя котлами Е-1/9-Г. Каждый котел оборудован одной горелкой типа Г-1 с максимальным расходом газа 113 м3/ч.
Номинальное давление газа перед горелкой 850 Па.
Диаметр присоединительного газового патрубка горелки dвн = 78 мм.
Коэффициент рабочего регулирования Кр.р = 4,3 ГРУ расположена внутри котельной.
Рисунок 2 - Аксонометрическая схема газопровода
Принимаем диаметр газопровода на участке 2-3-4-5-6-7-8-9 – dн x S = 89x35 (труба электросварная с прямым швом по ГОСТ-10704-76)
Определяем режим движения газа на участке 2-9 по формуле 1:
- режим турбулентный;
где Q – расход газа, м3/ч
d – внутренний диаметр газопровода, см
- коэффициент кинематической вязкости, м2/с.
Определим эквивалентную длину прямолинейных участков газопровода по формуле 2:
Принимаем диаметр газопровода для оставшихся участков тот же – 89х35 и определяем эквивалентные длины газопроводов:
участок 1-2 – Q = 226 м3/ч
участок 0-1 – Q = 339 м3/ч
Расчетная длина участков для внутренних газопроводов определяется по формуле 3:
Например, для участка 8-9 сумма коэффициентов местных сопротивлений равна: два отвода 
-2х1,1 = 2,2 и задвижка – 0,5, l1=1,3м и расчетная длина l = 1,3+(2,2+0,5)*3,14=9,778м. Для остальных участков расчеты сведены в таблицу 16.
Определим удельные потери давления по участкам по следующей формуле 4:
Для участка 0-1
Для участка 1-2
И для всех остальных участков
Общие потери по каждому участку определяются по формуле 5:
Так, для участка 8-9
По остальным участкам расчеты сведены в таблицу 16.
При расчете газопроводов низкого давления необходимо учитывать гидростатический напор на вертикальных участках газопровода по формуле:
Таких участков три: 3-4, 5-6, 7-8.
Например для участка 3-4:
Так как на этом участке приходится преодолевать стремление газа легче воздуха подниматься вверх, то этот напор принимается со знаком плюс (+).
На участке же 7-8 гидростатический напор вычитаем из общих потерь давления. Все остальные расчеты сведены в таблицу 1
Из таблицы видно, что общие потери давления в газопроводе от ГРУ (точка «0») до горелки последнего котла (точка «9») составляют 1138,7 Па.
С учетом номинального давления газа перед горелкой 850 Па давление газа на выходе из ГРУ, после регулятора, должно быть равно или больше 1138,7+850 
2000 Па и так как оно меньше 5000 Па, то принятые диаметры газопровода можно оставить.
Таблица 1 - Потери давления по участкам внутреннего газопровода котельной
| № участка | Расчетный расход газа, м3/ч | Внутренний диаметр газопровода см | Длина участка l1, м | Эквивалентная длина участка ld, м | Сумма коэффициентов местных сопротивлений | Расчетная длина l, м | Удельные потери давления Н, Па/м | Потери
давления
на участке
, Па
| Разность высот, м | Гидростатический напор, Па | Фактические потери давления, Па |
| 8-9 | 113 | 8,2 | 1,3 | 3,14 | 1,1+1,1+0,5=2,7 | 9,778 | 5,417 | 53,0 | - | - | 53,0 |
| 7-8 | 113 | 8,2 | 0,5 | - | - | 0,5 | 5,417 | 2,7 | 0,5 | -1,638 | 1,1 |
| 6-7 | 113 | 8,2 | 0,7 | 3,14 | 1,1+1,1+0,5=2,7 | 9,178 | 5,417 | 49,7 | - | - | 49,7 |
| 5-6 | 113 | 8,2 | 1,0 | - | - | 1,0 | 5,417 | 5,4 | 1,0 | 3,276 | 8,7 |
| 4-5 | 113 | 8,2 | 2,7 | 3,14 | 1,1+1,1+0,5=2,7 | 11,178 | 5,417 | 60,6 | - | - | 60,6 |
| 3-4 | 113 | 8,2 | 0,5 | - | - | 0,5 | 5,417 | 2,7 | 0,5 | 1,638 | 4,3 |
| 2-3 | 113 | 8,2 | 4,4 | 3,14 | 1,1 | 7,854 | 5,417 | 42,5 | - | - | 42,5 |
| 1-2 | 226 | 8,2 | 4,4 | 3,443 | 1,5 | 9,565 | 19,7366 | 188,8 | - | - | 188,8 |
| 0-1 | 339 | 8,2 | 7,8 | 3,587 | 1,5+1,1=2,6 | 17,126 | 42,623 | 730 | - | - | 730 |
| Всего потерь | 1138,7 | ||||||||||
Контрольные вопросы:
a. Цели и задачи гидравлического расчета.
b. Зачем нужны высотные отметки.
c. Классификация местных сопротивлений на газопроводе.
d. Назначение местных сопротивлений.
Вторая часть контрольной работы
Темы рефератов
1.Классификация котлов. Простейший цилиндрический и водотрубные котлы.
2. Конструкция прямоточных и барабанных паровых котлов.
3. Основные элементы типового парового котла.
4. Тепловая эффективность энергоблока ТЭС.
5. Повышение тепловой экономичности ТЭС.
6. Паровые котлы с естественной циркуляцией.
7. Определение кратности циркуляции.
8. Паровые котлы с принудительной циркуляцией.
9. Прямоточный паровой котел. Устройство.
10. Принцип работы прямоточного парового котла.
11. Надежность работы котлов.
12. Котельная установка.
13. Работа газовоздушного тракта котла.
14. Определение величины самотяги.
15. Варианты работы газовоздушных трактов котлов.
16. Совместная работа воздушного и газового трактов котла.
17. Тепловосприятие поверхностей нагрева.
18. Конструкции топочных экранов.
19. Вертикальные топочные экраны котлов с естественной циркуляцией.
20. Топочные экраны прямоточных котлов.
