Границами объема камеры сгорания являются плоскости, проходящие по осям экранных труб, по осям первого ряда котельного пучка.
Объем топки V=24,3 м3.
Суммарная площадь поверхностей всех стен м2. Вычисляются площади поверхностей топки, занятых экранами. Топка имеет фронтальный, задний и боковые экраны.
Площадь поверхности -ого настенного экрана обозначим. . Она равна
м2
Здесь m - количество экранных труб на экранируемой поверхности, s - шаг экранных труб, d и
HЭ - соответственно наружный диаметр и высота экранной трубы. Последняя величина определяется по чертежам котла.
Боковые экраны:
м2
Средняя тепловая эффективность экранов равна
.
где , - угловой коэффициент i -ого экрана (определяется по номограмме), - коэффициент загрязнения этой экранной поверхности. При сжигании газа
;
Эффективная толщина излучающего слоя в топке
м
Объёмные доли трёхатомных газов
При α=α т + Δα т =1,17 Vг =12,3805, VН20 =2,1348
При сжигании газа степень черноты факела вычисляется по формуле
При сжигании газа m = 0,1, В приведенной формуле aсв - степень черноты светящегося пламени, aг - степень черноты несветящегося пламени. Они определяются по формулам
Здесь p -давление в топке (1атм), s – эффективная толщина излучающего слоя в топке, k г =0,733 коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, kс = 0,073- коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами(1/м атм)
- объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания.
Коэффициенты ослабления лучей трехатомными газами и сажистыми частицами можно вычислить с помощью программы. Коэффициент кс зависит от соотношения содержания в топливе углерода и водорода, определяемого как:
После определения следует вычислить степень черноты топки
Где - отношение площади зеркала горения слоя топлива R к полной площади поверхности стен топки.
Предварительно задаем температуру дымовых газов за топкой 0C. По I-t диаграмме определяем энтальпию дымовых газов
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг топлива
Расчетный расход топлива
Далее вычисляется критерий Больцмана
Здесь = 5,67 10 –8 Вт/м 2 К 4
Коэффициент сохранения тепла
Теперь вычисляется отношение температур и (температуры в градусах Кельвина) по следующей формуле
Коэффициент М при сжигании газа равен М=0,54-0,2хт =0,54 – 0,2*0,3077=0,4785
x т=0,3077 есть отношение высоты расположения горелки от пода топки и высоты топки
Отсюда 0C
Расхождение между расчетной температурой и предварительно принятой, не превышает 50 0C.
I”=19114,48 кДж/м3
Тепло переданное излучением от продуктов сгорания лучистой поверхности экранных труб
.
Расчет пучка кипятильных труб
Полная поверхность пучка 229,1 м2. Задаем температуру продуктов сгорания 0C.
энтальпия продуктов сгорания за конвективным пучком . И далее определяется тепловосприятие пучка кипятильных труб по формуле теплового баланса
Здесь =19114,48 - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки ().
Исходя из конструктивных размеров котлоагрегата, необходимо определить минимальное живое сечение для прохода дымовых газов в пучке кипятильных труб. Smin=1,87 м2. С помощью программы определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания для коридорного пучка труб при поперечном обтекании его газами с температурой 0C, где -температура дымовых газов на выходе из топки. Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к пароводяной смеси в кипятильных трубах равен
Здесь - коэффициент тепловой эффективности ( = 0,60 – 0,65). Величину коэффициента теплоотдачи излучением так же следует вычислить с помощью программы. Температура стенок труб пучка принимается равной С, где - температура нагреваемой среды. Для котельного пучка она равна температуре кипения воды в барабане котла. При сжигании газа .
Далее с помощью уравнения теплопередачи оценивается тепловосприятие пучка кипятильных труб
Здесь - площадь поверхности теплообмена кипятильного пучка (принимается согласно конструктивным размерам котлоагрегата), - температурный напор. Он вычисляется по следующей формуле.
0C
где 0C, 0C, - температура кипения воды в барабане котла.
Погрешность составляет
Тепло, расходуемое котлом на генерацию пара, определяется по формуле
Здесь - энтальпия питательной воды на входе в котел. Если пароперегреватель отсутствует, энтальпия пара на выходе из котла принимается . Если принять , то тепло, расходуемое на подогрев питательной воды в экономайзере, равно