|
Читайте также: |
.
3. Полезное тепловыделение в топке
|
|
- теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/кг
где 
кДж/кг – энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха (см. (4.3), (4.4))
.
|
,
где: 
[приложение 1, рисунок 9] – угловой коэффициент
[2] – коэффициент загрязнения учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева в следствие их загрязнения внешними отложениями или закрытия огнеупорной массой.
.
5. Эффективная толщина излучающего слоя
|
,
где 
- объем топочной камеры, м3.
- площадь поверхности стен топки.
|
,
,
.
|
,
где 
- суммарная объемная доля трёхатомных газов (таблица 2);
- коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м·МПа)-1;
- коэффициент ослабления лучей частицами кокса[2], (м·МПа)-1;
- коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы [приложение 1, рис.13], (м·МПа)-1;
- средняя массовая концентрация золы.
|
,
где 
- парциальное давление трёхатомных газов, МПа (для агрегатов, работающих без наддува 
[2]).
.
|
,
где 
м 
/кг – полный объем продуктов сгорания (таблица 2);
.
|
8. Степень черноты среды заполняющей топку
|
9. Площадь зеркала горения (активной части колосниковой решетки), 
|
,
К установке принимается топка с площадью зеркала горения 
где 
- удельная нагрузка зеркала горения, принимается в зависимо-сти от конструкции топки [2].
10. Степень черноты топки
|
.
|
)
,
где 
- относительное положение максимума температуры для слоевых топок при сжигании в тонком слое (топки с пневмомеханическимизабрасывателями).
10.Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг топлива при нормальных условиях
|
,где 
- теоретическая температура горения, определяется из таблицы 3 по значению 
(см. п.3).
|
,
.
.
11. Действительная температура на выходе из топки
|
Составляем сводную таблицу.
Таблица 5
Теплотехнические характеристики топочной камеры
| Наименование величин | Услов. Обоз-начение | Расчётные формулы | Результаты |
| Общая площадь ограждающих поверхностей, м2 | Fст | (5.2) | |
| Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2 | Hл | (5.3) | |
| Предварительная температура продуктов сгорания, ˚С | Т"Т | (5.6) | |
| Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки, кДж/кг | I"T | (5.7) | 18458,79 |
| Полезное тепловыделение в топке, кДж/кг | QT | (5.8) | |
| Коэффициент тепловой эффективности экранов | Ψ | (5.10) | 0,34 |
| Объем топочной камеры, м3 | VT | (5.12) | |
| Эффективная толщина излучающего слоя, м | s | (5.11) | 1,739 |
| Коэффициент ослабления лучей, (м·МПа)-1 | k | (5.13) | 1,958 |
| Суммарная оптическая толщина среды | 
| (5.16) | 0,34 |
| Степень черноты среду заполняющей топку | 
| (5.17) | 0,29 |
| Степень черноты топки | 
| (5.19) | 0,255 |
| Расчётный коэффициент | М | (5.20) | 0,59 |
| Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг топлива, кДж/кг·К | VCcp | (5.21) | 18,87 |
| Теоретическая температура горения, ˚С | Ta | (5.22) | |
| Действительная температура на выходе из топки, ˚С | 
| (5.23) |
 |
Глава 6 РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Конвективные поверхности нагрева паровых и водогрейных котлов играют важную роль в процессе получения пара или горячей воды, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания воде и пару.
При расчете конвективных поверхностей нагрева используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса.
|
.
|
где К — коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2·К);
— температурный напор, °С;
Вр — расчетный расход топлива, кг/с;
Н — расчетная поверхность нагрева, м2;
— коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения;
I', I" — энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/кг;
— количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом, кДж/кг.
Коэффициент теплопередачи (К) является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения.
Из уравнения теплопередачи ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на ее изготовление.
Уравнение теплового баланса показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания воде или пару через конвективную поверхность нагрева.
Количество теплоты (Qб), отданное продуктами сгорания приравнивается к теплоте, воспринятой водой или паром. Для расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют 
ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведут для двух значении температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.
6.1 Тепловой расчёт первого газохода
1. По чертежу определяются конструктивные характеристики рассчитываемого конвективного газохода: площадь поверхности нагрева, шаг труб и рядов (расстояния между осями труб), диаметр труб, число труб в ряду, число рядов труб и площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания. Для данной конструкции котла ширина газохода а=1,6 м, а высота b=2,1 м [2].
Таблица 6
Конструктивные характеристики первого газохода [2]
| Наименование величин | Условные обозначения | Результаты | |
| Поверхность нагрева, м2 | Н | ||
| Число рядов труб: вдоль оси котла поперек оси котла | z1 z2 | ||
| Диаметр труб,мм | dн | 51х2,5 | |
| Расчётные шаги труб в мм. продольный поперечный | S1 S2 |
|
.
3.Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода
4. Определяем тепло, отданное продуктами сгорания (6.2)
,
где - коэффициент сохранения теплоты (4.12);
- энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по таблице.3 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности (5.7);
- энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 3 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева;
- присос воздуха в конвективную поверхность нагрева, определяется как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из неё (таблица 1);
- энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30˚С (4.4).
|
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
5. Определяем расчётную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе
|
,
где 
- температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из неё.
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
|
,
где tк – температура охлаждающей среды (температура кипения воды при давлении в котле [3]).
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
7.Определяем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева
|
,
где Вр – расчётный расход топлива (4.10), кг/с;
F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (6.3);
VГ – объем продуктов сгорания на 1 кг топлива (таблица 2);
- средняя расчётная температура продуктов сгорания (6.5), ˚С.
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
8. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева
|
,
где 
- коэффициент теплоотдачи (приложение 1,рисунок 10);
- поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания (приложение 1, рисунок 10);
- поправка на компоновку пучка (приложение 1, рисунок 10);
- коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока (приложение 1, рисунок 10);
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
|
где 
– коэффициент ослабления лучей трехатомными газами (5.14), (м·МПа)-1;
р – давление в газоходе, МПа;
s – толщина излучающего слоя, м.
|
,
,
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
|
,
где - коэффициент теплоотдачи (приложение 1, рисунок 11 б)), Вт/м2·К;
а – степень черноты.
Вт/м 
;
Вт/м .
|
вычисляется температура загрязненной стенки
,
где t – средняя температура окружающей среды (температура насыщения при давлении в котле Р=1,3 МПа [3]), ˚С;
˚С - при сжигании твердых топлив.
.
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
, Вт/м
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
Вт/м .
|
,
где 
- коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо неё и образования застойных зон; для поперечного омывания пучков принимается 
[2].
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
, Вт/м
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
Вт/м .
12. Определяем коэффициент теплопередачи
|
,
где 
- коэффициент тепловой эффективности [2].
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
, Вт/м
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
Вт/м .
13. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг топлива (6.1)
|
,
для температуры 300˚С после конвективной поверхности нагрева:
|
,
,
для температуры 600˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
.
14. По принятым двум значениям температуры 
и полученным двум значениям Qб и QТ производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева.
Рисунок 5. Графическое определение расчётной температуры
не более чем на 50˚С меньше или больше предварительно выбранной, поэтому определяем только , сохранив прежний коэффициент теплоотдачи.
Дата добавления: 2015-09-01; просмотров: 69 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| 2 страница | | | 4 страница |