Читайте также:
|
На промышленных предприятиях получение различных теплоносителей осуществляется в котельных установках, при этом тип топочного устройства зависит от сжигаемого органического топлива:
- слоевые топки для сжигания кускового топлива;
- камерные топки для сжигания газообразного, жидкого, твёрдого в пылевидном состоянии топлива и смеси топлив.
а) пригодность для сжигания данного топлива;
б) тепловая производительность
, (5.39)
где Q – тепловая производительность, МВт;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
=78.1·42.811=3343.5 МВт;
в) коэффициент избытка воздуха на выходе из топки αУХ;
г) потеря теплоты от химической неполноты сгорания q3;
д) потеря теплоты от механической неполноты сгорания q4;
е) видимая объёмная плотность тепловыделения, характеризующая возможность сжигания в единице объёма топки при располагаемой теплоте,
, (5.40)
где qV – видимая объёмная плотность тепловыделения в топке, МВт/м3;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
VТ - объём топки, м3;
= 
, МВт/м3;
ж) видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок), характеризующая возможность сжигания на решётке топлива расчётного количества при низшей теплоте сгорания,
, МВт/м2; (5.41)
где qЗ.Г. – видимая плотность теплового потока зеркала горения, МВт/м2;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- низшая теплота сгорания, МДж/кг или МДж/м3;
R – площадь решётки, м2;
и) видимая плотность теплового потока через сечение топки,
, (5.42)
где qF – видимая плотность теплового потока через сечение топки, МВт/м2;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
FТ – сечение топки, м2;
= 
, МВт/м2;
к) доля золы, уносимой газами из топки αУН;
л) необходимое давление воздуха перед топкой р, Па;
м) температура дутьевого воздуха tВ, ºС.
После определения соответствующих показателей для топливосжигающего устройства, установленного на котельном агрегате, производят сравнение с паспортными показателями, приведёнными в справочной литературе [6].
При их различии более чем на 10 %, производят необходимые корректировки.
При сжигании газообразного топлива для существующей горелки при известных располагаемых давлениях газа и воздуха расчёт (поверочный) проводится для определения производительности горелки. Расчётные данные сравниваются с паспортными, в случае несоответствия выполняется корректировка.
Производительность горелки определяется по формуле:
, (5.43)
где П – производительность горелки, кг/час или м3/ час;
n – количество горелок, установленных в топливосжигающем устройстве.
При применении жидкого топлива методика расчёта аналогична расчёту газообразного топлива.
= 
, м3/ ч
2. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
2.1 Расчёт топочных камер
При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчёт топочных устройств, при котором по чертежам необходимо определить: объём топочной камеры, степень её экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).
Для определения геометрических характеристик топки составляется её эскиз. Активный объём топочной камеры складывается из объёма верхней, средней (призматической) и нижней частей топки. Для определения активного объёма топки её следует разбить на ряд элементарных геометрических фигур в соответствии со схемами, показанными на рисунке 6.1.
При определении объёма верхней части топки за его границы принимают потолочное перекрытие и плоскость, проходящую через оси первого ряда труб фестона или конвективной поверхности нагрева в выходном окне топки.
В топках с ширмовыми поверхностями нагрева объём ширм, расположенных в верхней части топки по всему поперечному сечению входного окна в соответствии с рисунком 6.2 (позиции 1 и 2), а также занимающих часть поперечного сечения топки в районе выходного окна (позиция 3), в объём топки не включается. При ином расположении ширм (позиции 4, 5 и 6) межширмовые объёмы рассчитываются совместно с объёмом топочной камеры. При определении удельной нагрузки топочного объёма объём, занимаемый ширмами, расположенными в верхней части топки и в районе выходного окна, включается в её объём в том случае, если шаг ширм S1 ≥ 700 мм.
Границами средней (призматической) части объёма топки являются осевые плоскости экранных труб или стен топочной камеры.
Нижняя часть камерных топок ограничивается подом или холодной воронкой, а слоевых топок – колосниковой решёткой со слоем топлива. За границы нижней части объёма камерных топок принимается под или условная горизонтальная плоскость, проходящая по середине высоты холодной воронки. За границы объёма слоевых топок с механическими забрасывателями принимаются плоскость колосниковой решётки и вертикальная плоскость. проходящая через концы колосников или скребки шлакоснимателя. В топках с цепными механическими решётками из этого объёма исключается объём слоя топлива и шлака, находящихся на решётке. Средняя толщина слоя топлива и шлака принимается: для каменных углей (150…200) мм, для бурых углей – 300 мм, для древесной щепы – 500 мм.
Полная площадь поверхности стен топки (FСТ) вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объём топочной камеры, как показано штриховкой на рисунке 2.1. Для этого все поверхности, ограничивающие объём топки, разбиваются на элементарные геометрические фигуры.
Площадь поверхности стен двухсветных экранов и ширм определяется как удвоенное произведение расстояния между осями крайних труб этих экранов и освещённой длины труб.
При наличии ширм, включаемых в объём топки, общая площадь поверхности стен определяется как сумма площадей поверхности стен свободного объёма (FСВБ), площадей поверхности ширм (FШ) и стен, прилегающих к ширмам (FПР), с учётом неполного их освещения.
Лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экранов определяется по формуле:
=16.6 м2 (6.1)
где НЛ – лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экранов, м2;
FПЛ – площадь стены, занятая экраном, м2;
x – угловой коэффициент экрана, определяется по графику на рисунке 6.3.
Площадь стены, занятая экраном, определяется по формуле:
, (6.2)
где b – расстояние между осями крайних труб данного экрана, м;
ℓ - освещённая длина экранных труб, определяется в соответствии со схемами, показанными на рисунке 6.1, м.
Степень экранирования топки определяется по формуле:
, (6.3)
где χ – степень экранирования топки;
НЛ – площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева, м2;
FСТ – полная площадь поверхности стен топки, м2
= 
Определяется коэффициент тепловой эффективности экранов по формуле:
, (6.9)
где x – угловой коэффициент экрана, определяется по рисунку 6.3;
- коэффициент загрязнения экранных поверхностей наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой, принимается по таблице 6.2.
=0.78·0.55=0.43
Определяется эффективная толщина излучающего слоя по формуле:
, (6.10)
где SЭ – эффективная толщина излучающего слоя, м;
VТ – объём топочной камеры, м3;
FСТ – поверхность стен топочной камеры, м2.
= 
м
Определяется коэффициент ослабления лучей.
При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей определяется по формуле:
, (6.11)
где k – коэффициент ослабления лучей, (м·МПа)-1;
kГ – коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, (м·МПа)-1;
rП – суммарная объёмная доля трёхатомных газов;
kС – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м·МПа)-1.
= 10.46 ·0.251+1.22=3.835, (м·МПа)-1
Дата добавления: 2015-11-28; просмотров: 124 | Нарушение авторских прав