Расчёт теплообмена в топке

1.Степень экранирования топки представляет собой отношение полной лучевоспринимающей поверхности топки Н_л к суммарной поверхности стен топки F_ст минус R- площадь зеркала горения, которая определяется по таблице 5.3 [12]

Для слоевых топок определяется по формуле:

,

(43)

Для камерных топок определяется по формуле:

(44)

2. Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры по таблице 7.62[12] или на стр. 60 [15].

3. Для принятой температуры определяется энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки I по I- диаграмме, кДж/кг (кДж/м³)

4. Полезное тепловыделение в топке Qт, кДж/кг (кДж/м³) определяется по формуле:

(45)

где - теплота, вносимая в топку воздухом, определяется по формуле:

= (

(46)

где присос воздуха в топку и систему пылеприготовления, табл. 3.1.и 4.7[15]

I - энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха, она определяется по таблице 1 расчёта по его температуре, а t гв – по таблицам 8.6, 8.8, 8.14, 9.30 [4].

5. Определяется теоретическая температура горения ,^оС по значению Q_т, равному энтальпии продуктов сгорания − по I- диаграмме.

6. Эффективная толщина излучающего слоя S,м, определяется по формуле:

(47)

7. Определяется коэффициент ослабления лучей по номограмме рис.5.4 [15]

При сжигании жидкого и газообразного топлив коэффициент ослабления лучей зависит от коэффициентов ослабления лучей трёхатомными газами к_г и частиц сажи к_с и определяется по формуле:

(48)

где r_n – суммарная объёмная доля трёхатомных газов (из таблицы 1 расчёта)

к_г - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами к_г определяется по формуле:

(49)

где р_п =r_п×р – парциальное давление трёхатомных газов, МПа,

р – давление в топочной камере, принимаемое в котлах без наддува 1атм=0,1МПа,

r_н2о – объёмная доля водяных паров, она определяется по таблице1 расчёта.

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами к_с определяется по формуле:

(50)

При сжигании природного газа определяется по формуле:

(51)

8. При сжигании твердого топлива определяется суммарная оптическая толщина среды крS

9. Степень черноты факела а_ф определяется по формулам:

Для твёрдого топлива она равна степени черноты среды, заполняющей топку (а). Эта величина определяется по графику рис. 5.6 [15] или по формуле:

а =1- ,

(52)

Для жидкого и газообразного топлив степень черноты факела определяется по формуле:

,

(53)

где m– коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела, принимается по таблице 5.2 [15]

Таблица 5.2 -Доля топочного объёма, заполненная светящейся частью факела

Вид сжигаемого топлива и удельная нагрузка топочного объёма	Коэффициент m
Газ при сжигании светящимся факелом с q	0,1
То же при q	0,6
Мазут при q	0,55
То же при q	1,0

Примечание к таблице. При удельных нагрузках топочного объёма больше 400 и меньше 100кВт/м³ коэффициент m определяется линейной интерполяцией.

степень черноты светящейся части факела и несветящихся трёхатомных газов, которые определяются по формулам:

(54)

10. Степень черноты топки определяется по формулам:

Для слоевых топок

(55)

Для камерных топок при сжигании твёрдого топлива:

,

(56)

Для камерных топок при сжигании жидкого и газообразного топлив:

(57)

В приведённых формулах:

- соотношение между активной площадью зеркала горения и суммарной лучевоспринимающей поверхностью в топке;

- коэффициент загрязнения, определяется по таблице 5.1 [15]

11. Определяется параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки (x _m) по формулам:

При сжигании газа и мазута М= 0,54-0,2 ,

При камерном сжигании высокореакционных топлив и слоевом сжигании всех топлив: М= 0,59-0,5 ,

При камерном сжигании малореакционных твёрдых топлив (антрацит и тощий уголь), а также каменных углей с повышенной зольностью (типа Экибастузского): М= 0,56-0,5 ,

где М ,

- определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки по формуле: ,

где h -расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок, м,

Н - расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до середины выходного окна топки, м,

Для слоевых топок с ПМЗ и топок системы В.В. Померанцева =0; при сжигании топлива в толстом слое =0,14.

Для полуоткрытых топок при сжигании высокореакционных твёрдых топлив, газа и мазута М=0,48; при сжигании АШ и Т М=0,46

12. Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твёрдого и жидкого топлива или на 1м³ газообразного топлива при нормальных условиях V , кДж/кг×град (кДж/м³×град) определяется по формуле:

(58)

13. Определяется действительная температура газов на выходе из топки (^оС) по номограмме рис.5.7[15] или по формуле:

(59)

- степень черноты;

- коэффициент сохранения тепла определяется по формуле:

,

Полученная температура на выходе из топки сравнивается с температурой, принятой в пункте 2. Если расхождение между полученной температурой и ранее принятой на выходе из топки не превысит , то расчёт считается оконченным. В противном случае задаются новым, уточнённым значением температуры на выходе из топки, и весь расчёт повторяется.

14. Тепло, переданное в топке излучением , кДж/кг (кДж/м³) определяется по формуле:

Q = ,

(60)

где I - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки определяется по I- диаграмме по , кДж/кг (кДж/м³)

15. Удельные нагрузки колосниковой решетки q , Вт/м², топочного объема q , Вт/м³ и поверхности нагрева q , Вт/м², определяются по формулам: