Проверочный расчет топки




 

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки Jm’’ при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

Примечания к таблице 5.1:

1. xок принимают по таблице: для открытых гладкотрубных экранов, для каменных углей xок=0,45

2. Площадь стены топки

стт= Fстф+ Fстф’+2× Fстб+ Fстз+ Fстз’+ Fок=88,157+23,113+

+2×72,25+55,825+23,113+27,03=361,738 м2.

 

3. Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана. Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов: y=х×x, где x - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала, для неэкранированных стен топки принимают x=0. Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

 

 

Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

 

м3

 

Эффективная толщина излучающего слоя:

 

м

 

Таблица 5.1

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

№ п/п Наименование величины Обозначение Единица Источник Или Формула Топочные экраны Выходное окно
          Фронтовой Боковой Задний  
          Основная часть Под или хол. вор.   Основная часть Под или хол. вор.  
  Расчетная ширина экранированной стены bст м Чертеж и эскиз 6,315 6,315 5,8 6,315 6,315 6,315
  Освещенная длина стены lст м Чертеж и эскиз 13,96 3,66 - 8,84 3,66 4,28
  Площадь стены Fст м2 bст× lст 88,157 23,113 72,25 55,825 23,113 27,03
  Площадь участка, не закрытого экранами Fстi м2 Чертеж и эскиз 23,12 - - - - -
  Наружный диаметр труб d м Чертеж и эскиз 0,06 -
  Число труб в экране Z шт. Чертеж и эскиз           -
  Шаг экранных труб S м Чертеж и эскиз 0,075 0,075 0,085 0,075 0,075 -
  Отн-ый диаметр труб S/d - - 1,25 1,25 1,417 1,25 1,25 -
  Расстояние от оси трубы до обмуровки e м Чертеж и эскиз 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 -
  Отн-ое расстояние до обмуровки e/d - - 1,667 1,667 1,667 1,667 1,667 -
  Угловой коэф. экрана x - Номограмма 1а 0,98 0,98 0,97 0,98 0,98  
  Коэф., учитывающий загрязнения x - Таблица 2.2 [2] 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
  Коэф. тепловой эффективности экрана y - x×x 0,441 0,441 0,4365 0,441 0,441 0,45
                       

) Расчёт теплообмена в топке

Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки с критерием Больцмана Bo, степенью черноты топки и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

 

,

 

где = +273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; = +273 - температура газов, которая была бы при адиабатическом сгорании топлива, [K]; - критерий Больцмана, определяемый по формуле:

 

 

Из этих формул выводится расчётная формула для определения температуры газов на выходе из топки , которую мы будем определять в конце данного раздела.

Определяем полезное тепловыделение в топке и соответствующую ей адиабатическую температуру горения :

 

,

 

где количество тепла, вносимое в топку с воздухом определяют по формуле:

 

,

 

где - энтальпия теоретического объема холодного воздуха, ккал/кг. Определяем по таблице 2.2 при температуре холодного воздуха :

- энтальпия теоретического объема горячего воздуха, поступающего в топку, ккал/кг. Определяем по таблице 2.2 при заданной температуре горячего воздуха :

- присос в пылесистему, берется из таблицы. Для пылесистем прямого вдувания с молотковыми или среднеходными мельницами при работе под разрежением

Теперь мы можем посчитать а затем :

 

 

Полезное тепловыделение в топке соответствует энтальпии газов , которой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т. е ; отсюда по таблице 2.2 с помощью интерполяции находим температуру, соответствующую этой энтальпии:

Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

 

,

 

где А и В - опытные коэффициенты, значения которых принимаем: А=0,59; В=0,5 (при камерном сжигании каменных углей).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

 

 

где - относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. ); - поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице: в пылеугольных топках с вихревыми или прямоточными горелками при фронтальном или встречном их расположении Определим по очереди , и по вышеприведенным формулам:

 

 

Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе .

В камерных топках для сжигания каменных углей принимаем , этой температуре соответствует

Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяют по формуле:

 

 

Степень черноты топки определяют по формуле:

 

,

 

где - эффективная степень черноты факела.

При камерном сжигании твердых топлив основными излучающими компонентами пламени являются трехатомные газы (СО2 и Н2О) и взвешенные в них частицы золы и кокса. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

 

,

 

где - эффективная толщина излучаемого слоя в топке; - давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува = 1 кгс/см2.

Коэффициент ослабления лучей топочной средой определяют по формуле:

 

,

 

где: определяем по номограмме 3: ;

- коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, определяем по

номограмме 4: ;

-массовая концентрация золы в дымовых газах: ;

- коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами

z1 и z2 - безразмерные величины, учитывающие влияние концентрации коксовых частиц в факеле, которые зависят от рода топлива (z1) и способа его сжигания (z2). Для топлив, рекомендованных для курсового проекта z1=0,5, при камерном сжигании z2=0,1.

 

 

Найдем :

Далее найдем эффективную степень черноты факела :

Наконец, найдем степень черноты топки :

 

 

Сосчитаем температуру газов на выходе из топки:

 

 

Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

 

;

 

определили с помощью интерполяции

 

 

Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

 

 

Величина не должна превышать , это условие выполняется.

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

 

 

Величина не должна превышать , это условие выполняется.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: