Методика выполнения курсовой работы
Характеристики топлива
Элементарный состав рабочей массы твердого и жидкого топлив берется из прил. I, III [2], а состав природных газов - из прил. II [2]. Там же приведены значения теплоты сгорания топлива 
, кДж/кг (кДж/м3).
Определение коэффициента избытка воздуха
Значение коэффициента избытка воздуха на выходе из топки 
выбирается в зависимости от конструкции топочного устройства из таблицы 4.
Таблица 4 – Расчетные характеристики топочных камер
| Топливо | Коэффициент избытка воздуха за топкой | Удельная нагрузка | Потеря теплоты от неполноты горения, % | Доля золы топлива в уносе, % | |||||
| зеркала горения, кВт/м2 | топочного объема, кВт/м3 | химими-
ческой
| механи-
ческой*
| ||||||
| Топки с ленточными питателями и решеткой с поворотными колосниками (ПТЛ-РПК) | |||||||||
| Тип каменного угля: | 1,35– 1,5 | 930 – 1160 | 230 – 250 | 0,5 – 1,0 | |||||
| – кузнецкий Г и Д ( – донецкий Г и Д ( | ) ) | 5,5/3 | 16/7 | ||||||
| 6,5/4,5 | 13/6 | ||||||||
– кузнецкий 1СС ( 
| ) | 11/5 | 16/7 | ||||||
| Тип бурого угля: | 930 – 1160 | ||||||||
| – ирша-бородинский ( |   ;   )
| 6/3 | 22/9,5 | ||||||
– артемовский ( 
| ;  )
| 5,5/4 | 15/7 | ||||||
– веселовский ( 
| ;  )
| 8/6,5 | 12,5/5,5 | ||||||
– харанорский ( 
|  )
| 7,5/5 | 15/7 | ||||||
– подмосковный ( 
| ;  )
| 810 – 1040 | 9/7,5 | 10,5/5 | |||||
| Топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода (ТЧЗ, ТЛЗ) | |||||||||
| Тип каменного угля: | 1,3–1,4 | 1400 – 1740 | 290 – 460 | 0,5 – 1,0
| |||||
| – кузнецкий Г и Д ( | 5,5/3 | 20/9 | |||||||
| – донецкий Г и Д ( | 6/3,5 | 17/7,5 | |||||||
| – сучанский ( | 1400 – 1620 | 7,5/5,5 | 11/5 | ||||||
– кузнецкий 1СС ( 
| ) | 1400 – 1740 | 11/5 | 20/8 | |||||
| Тип бурого угля: | |||||||||
| – ирша-бородинский ( |  ;  )
| 6/3 | 27/12 | ||||||
– артемовский ( 
| ;  )
| 5,5/4 | 19/8,5 | ||||||
– веселовский ( 
| ;  )
| 7,5/5,5 | 15/7 | ||||||
– харанорский ( 
| ;  )
| 7/4 | 19/8,5 | ||||||
– подмосковный ( 
| ;  )
| 1160 – 1400 | 7,5/5 | 11/5 | |||||
| Камерные топки для сжигания газа и мазута | |||||||||
| Мазут | 1,1 | – | 405 | 0,5 | 0 | – | |||
| Природный газ | – | 465 | – | ||||||
)
)
)* Числитель – для топок, необорудованных средствами уменьшения уноса, знаменатель – для топок с острым дутьем и возвратом уноса
Значения присосов воздуха в газоходах котлоагрегатов:
– топочные камеры газомазутных котлов 
;
– топочные камеры слоевых котлов 
;
– котельный пучок 
;
– экономайзер стальной 
;
– экономайзер чугунный с обшивкой 
.
Определение объемов и энтальпии продуктов сгорания топлив
Определение объемов воздуха и газов ведут на 1 кг твердого или жидкого рабочего топлива и на 1 м3 газообразного топлива. Принимаем, что горение полное, объемы газообразного топлива, воздуха и продуктов сгорания относят к нормальным условиям (р0 = 101,3 кПа, t0= 0 °С). Последовательность расчета следующая.
|
|
|
1. Определение теоретического объема воздуха, необходимого для полного горения:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
– при сжигании газа, м3/м3:
где m – число атомов углерода; n – число атомов водорода.
Здесь и далее содержание компонентов топлива принимается в процентах.
2. Определение теоретического объема азота в продуктах сгорания:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
– при сжигании газа, м3/м3:
3. Определение объема трехатомных газов:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
– при сжигании газа, м3/м3:
Здесь имеется в виду, что 
.
4. Определение теоретического объема водяных паров:
– при сжигании твердого и жидкого топлива, м3/кг:
– при сжигании газа, м3/м3:
где 
– влагосодержание газообразного топлива; при расчетной температуре 10 °С принимается ≈10 г/м3.
5. Определение теоретического объема продуктов сгорания, м3/кг (м3/м3):
6. Определение среднего коэффициента воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева (таблица 5).
7. Определение действительного объема водяных паров, м3/кг (м3/м3):
8. Определение действительного объема продуктов сгорания, м3/кг (м3/м3):
|
|
|
9. Масса продуктов сгорания, кг/кг
10. Концентрация золы в продуктах сгорания, кг/кг
где 
– доля золы топлива в уносе (принимается по таблице 3).
Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводят в таблицу (см. таблицу 5). В таблице последовательность и количество расчетных участков конвективных поверхностей должны соответствовать компоновке поверхностей нагрева рассчитываемого котельного агрегата.
Таблица 5 – Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева
| Величина и расчетная формула | Топочная камера | Газоход | ||||||||||||||||
| Котельный пучок | Экономайзер | |||||||||||||||||
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева 
| 
| 
| 
| |||||||||||||||
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева 
| 
| | | |||||||||||||||
Объем водяных паров  , м3/кг
| ||||||||||||||||||
Полный объем газов  , м3/кг
| ||||||||||||||||||
Объемная доля трехатомных газов 
| ||||||||||||||||||
Объемная доля водяных паров 
| ||||||||||||||||||
Доля трехатомных газов и водяных паров
| ||||||||||||||||||
Концентрация золовых частиц  , кг/кг
| ||||||||||||||||||
|
|
|
Таблица 6 – Энтальпия 1 м3 воздуха, газообразных продуктов сгорания (кДж/м3) и 1 кг золы (кДж/кг)
 , °C
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 100 | 170 | 130 | 132 | 151 | 133 | 81 |
| 200 | 359 | 261 | 238 | 305 | 267 | 170 |
| 300 | 561 | 393 | 408 | 464 | 404 | 264 |
| 400 | 774 | 528 | 553 | 628 | 543 | 361 |
| 500 | 999 | 666 | 701 | 797 | 686 | 460 |
| 600 | 1226 | 806 | 852 | 970 | 832 | 562 |
| 700 | 1466 | 949 | 1008 | 1151 | 982 | 664 |
| 800 | 1709 | 1096 | 1163 | 1340 | 1131 | 769 |
| 900 | 1957 | 1247 | 1323 | 1529 | 1285 | 878 |
| 1000 | 2209 | 1398 | 1482 | 1730 | 1440 | 987 |
| 1100 | 2465 | 1550 | 1642 | 1932 | 1600 | 1100 |
| 1200 | 2726 | 1701 | 1806 | 2138 | 1760 | 1209 |
| 1300 | 2986 | 1856 | 1970 | 2352 | 1919 | 1365 |
| 1400 | 3251 | 2016 | 2133 | 2566 | 2083 | 1587 |
| 1500 | 3515 | 2171 | 2301 | 2789 | 2247 | 1764 |
| 1600 | 3780 | 2331 | 2469 | 3011 | 2411 | 1881 |
| 1700 | 4049 | 2490 | 2637 | 3238 | 2574 | 2070 |
| 1800 | 4317 | 2650 | 2805 | 3469 | 2738 | 2192 |
| 1900 | 4586 | 2814 | 2978 | 3700 | 2906 | 2337 |
| 2000 | 4859 | 2973 | 3150 | 3939 | 3074 | 2520 |
| 2100 | 5132 | 3137 | 3318 | 4175 | 3242 | – |
| 2200 | 5405 | 3301 | 3494 | 4414 | 3410 | – |
11. Расчеты по определению энтальпий теоретического объема воздуха 
и продуктов сгорания 
сводят в таблицу 7. Значения энтальпии воздуха 
, трехатомных газов 
, теоретического объема азота 
, теоретического объема водяных паров 
принимаются по таблице 6, кДж/м3.
12. Энтальпия продуктов сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3)
где 
– энтальпия золы, кДж/кг (кДж/м3);
– энтальпия 1 кг золы, определяется по таблице 6.
Энтальпии газа, воздуха и золы в формуле (14) принимаются при температуре газов 
.
Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводят в 
в таблицу 8.
Таблица 7 – Энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, кДж/кг (кДж/м3)
| Температура, °С |  …
м3/кг
|  …
м3/кг
|  …
м3/кг
| …
 м3/кг
|
|
 
|  
|  =
 
|  
| ||
| 30 | |||||
| 100 | |||||
| 200 | |||||
| 300 | |||||
| … | |||||
| 2200 |
Таблица 8 – Энтальпии продуктов сгорания 
в газоходах, кДж/кг (кДж/м3)
|
|
|
|
| Участки газового тракта и коэффициент избытка воздуха | ||
верх топки, 
| котельный пучок  
| экономайзер, 
| ||||
| 100 | ||||||
| 200 | ||||||
| 300 | ||||||
| 400 | ||||||
| 500 | ||||||
| 600 | ||||||
| 700 | ||||||
| 800 | ||||||
| 900 | ||||||
| 1000 | ||||||
| 1100 | ||||||
| 1200 | ||||||
| 1300 | ||||||
| 1400 | ||||||
| 1500 | ||||||
| 1600 | ||||||
| 1700 | ||||||
| 1800 | ||||||
| 1900 | ||||||
| 2000 | ||||||
| 2100 | ||||||
| 2200 | ||||||
, °С
Тепловой баланс, КПД брутто
При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают 
. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды.
Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива, либо на 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях.
Тепловой баланс котла имеет вид, кДж/кг (кДж/м3)
где 
— полезная теплота, содержащаяся в паре или горячей воде; 
– потери теплоты с уходящими газами; 
– потери от химической неполноты сгорания; 
– потери теплоты от механической неполноты сгорания; 
– потери теплоты от наружного охлаждения; 
– суммарные потери физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке и на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла.
Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в долях располагаемой теплоты:
В безразмерном виде уравнение теплового баланса для котлоагрегата имеет вид:
Располагаемая теплота топлива:
– для твердого и жидкого топлива, кДж/кг:
– для газообразного топлива, кДж/м3 
,
где 
– низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг [см. 2, прил. I-III]; 
– физическая теплота, внесенная топливом, кДж/кг; 
– теплота, вносимая в агрегат при паровом распыливании жидкого топлива, кДж/кг.
Физическая теплота топлива, кДж/кг, учитывается только при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты, как правило при паровом подогреве мазута:
где 
– температура топлива, °С (для мазута в зависимости от его вязкости 90–130 °С); 
– удельная теплоемкость мазута, кДж/(кг∙К):
Теплота, вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании мазута, кДж/кг:
где 
– энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива, определяется из таблиц для водяного пара по его параметрам (280–350 °С и 0,3–0,6 МПа), кДж/кг.
Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле
где 
– энтальпия уходящих газов, кДж/кг (кДж/м3); определяется по 
из таблицы 8 при избытке воздуха в продуктах сгорания за экономайзером; 
– энтальпия холодного воздуха при
расчетной температуре 
°С и 
Значения величин и 
принимается по таблице 3, а 
– по графику [см. 2, табл. 5.13], учитывая наличие хвостовых поверхностей нагрева. Потеря в виде физической теплоты шлаков ( 
)
где 
– доля золы в топливе, перешедшей в шлак 
.
Температура золы (шлака) при твердом шлакоудалении принимается равной 600 °С.
КПД брутто (%) котельного агрегата вычисляется по уравнению обратного теплового баланса
Потеря тепла в окружающую среду при расчете теплообмена в отдельных поверхностях нагрева учитывается коэффициентом сохранения тепла
Расход топлива
Полное количество теплоты, полезно отданной в котельном агрегате, кВт:
где 
– расчетная паропроизводительность котла, кг/с; 
, 
, 
– энтальпии соответственно насыщенного пара, питательной воды и кипящей воды в барабане парового котла, кДж/кг, определяются по [см. 2, прил. IV–V]; 
– расход продувочной воды из барабанного парового котла, кг/с, при величине непрерывной продувки 
, %, 
.
Расход топлива, подаваемого в топку, кг/с (м3/с)
Для твердых видов топлива определяют расчетный физический расход топлива с учетом механического недожога:
Расчет теплообмена в топке
Поверочный расчет однокамерных и полуоткрытых топок проводится в такой последовательности.
При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры 
, м3, и площадь поверхности стен 
, м2, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб 
, расстояние между осями труб 
).
Верхняя часть объема топки ограничивается потолочным перекрытием и выходным окном, перекрытым труб котельного пучка. При расчете 
и 
в котлах ДКВр необходимо учитывать объем и площадь стен камеры догорания. При определении объема верхней части топки за его границы принимают потолочное перекрытие и плоскость, проходящую через оси первого ряда труб котельного пучка. Границами средней (призматической) части объема топки являются осевые плоскости экранных труб или стен топочной камеры. Нижняя часть камерных топок ограничивается подом, а слоевых – колосниковой решеткой со слоем топлива. За границы нижней части объема камерных топок принимается под. За границы объема слоевых топок с механическими забрасывателями принимаются плоскость колосниковой решетки и вертикальная плоскость, проходящая через концы колосников или скребки шлакоснимателя. В топках с цепными механическими решетками (ЦМР) из этого объема исключается объем слоя топлива и шлака, находящихся на решетке. Средняя толщина слоя топлива и шлака принимается равной для антрацитов 100–150 мм, для каменных углей 150–200 мм, для бурых углей – 300 мм, для торфа – 400 мм, для древесной щепы – 500 мм.
M hiRdKbXDa4KbRo6zbCoN1pwWKmxpVVHxfeyMgo9DfB99bbqs223duYuz1/1mMFGqfx9fnkEEiuE/ /NfeagVP08kj/L5JT0AubgAAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEA2+H2y+4AAACFAQAAEwAAAAAA AAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQBa9CxbvwAAABUB AAALAAAAAAAAAAAAAAAAAB8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQDRAU35yAAAAN0A AAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAAcCAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAMAAwC3AAAA/AIAAAAA " adj="0,,0" path="m2293268,l,e" filled="f" strokeweight=".23239mm"> | h |
| т |
| h |
| г |
Рисунок 1 – Определение активного объема топки
t xSR9hcbTOcFti3mWPaOlRtJCTR0vai6Pu5PVsJEV+uYz78trPuTHrwlu1/eo9ehu+HgHFXmI/+G/ 9tpoeHvJnuD3TXoCOPsBAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANvh9svuAAAAhQEAABMAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAWvQsW78AAAAVAQAA CwAAAAAAAAAAAAAAAAAfAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAVPr7lMYAAADdAAAA DwAAAAAAAAAAAAAAAAAHAgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAADAAMAtwAAAPoCAAAAAA== " adj="0,,0" path="m,l1465128,e" filled="f" strokeweight=".49919mm">
| F |
| б |
| F |
| под |
| F |
| з |
| F |
| пот |
| F |
| ф |
| Выходное |
| окно |
| h |
| т |
| h |
| г |
| F |
| к |
| . |
| д |
Рисунок 2 – Определение площади стен топки
1. Полная площадь поверхности стен топки ( 
, м2) вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры как показано штриховкой на рисунках 1, 2. Для этого все поверхности, ограничивающие объем топки, разбиваются на элементарные геометрические фигуры. При определении 
учитывают все лучевоспринимающие участки топки:
где 
– площадь фронтальной стены, м2; 
– площадь боковой стены топки и камеры догорания, м2; 
– площадь потолка топки и камеры догорания, м2; 
– площадь пода топки и камеры догорания, м2; 
– площадь задней стены топки, м2; 
– площадь фронтальной и задней стены камеры догорания, м2.
2. Площадь стены, занятой экраном, м2
где 
– расстояние между осями крайних труб данного экрана, м; 
– освещенная длина экрана, определяется по рисунку 1.
При определении 
исключают незащищенные трубами участки экранов, если площадь каждого из них более 1 м2: амбразуры горелок, лючков, гляделок.
3. Для слоевых котлов по таблице 3 определяют площадь зеркала горения 
, м2.
4. Объем топки (см. таблицу 3)
где 
– глубина топки, м (см. рисунки 1, 2).
5. Угловой коэффициент экранов х определяется по рисунку 3. Для ошипованных экранов угловой коэффициент принимается равным 1, как и для поверхности, проходящей через первый ряд труб котельного пучка, расположенного в выходном окне топки.
| Рис |
| унок |
| 3 |
| – |
| Угловой коэффициент одно |
| рядного гладко |
| т- |
| 4 |
| – |
| при |
| ; |
| 5 |
| – |
| без учета излучения об |
| муровки при |
B H9a+krrHMYSbVq6i6FUabDgQauxoV1P5U1xN4HJ+wml/zIurW3/KRXn7yrubUs9P0/sbCE+T/zc/ rj90qB/H0Qru74QZZPYHAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANvh9svuAAAAhQEAABMAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAWvQsW78AAAAVAQAA CwAAAAAAAAAAAAAAAAAfAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAboFf/cYAAADeAAAA DwAAAAAAAAAAAAAAAAAHAgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAADAAMAtwAAAPoCAAAAAA== " adj="0,,0" path="m,l795167,e" filled="f" strokeweight=".28942mm"> M 62CkHvCWzF0nn7NsIx02nBIs9vRuqb6Wo1Ng7nNnx358NfrYtrH6PE1vpVbq6XE+7kBEmuP/8Z/6 S6f3E17gt06aQRY/AAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQDb4fbL7gAAAIUBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFr0LFu/AAAAFQEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAAHwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAF3I0OPEAAAA3gAAAA8A AAAAAAAAAAAAAAAABwIAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAAAwADALcAAAD4AgAAAAA= " adj="0,,0" path="m,l,133534e" filled="f" strokeweight=".28942mm"> s dSZ1jbdgbko5iKKRNFhwSMixokVO6Xl7MQrWwwbl+PD/19u7Q3ZaJn43SrRS3U7zMwHhqfHv45d6 o8P7AV/wrBNmkLMHAAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQDb4fbL7gAAAIUBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFr0LFu/AAAAFQEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAAHwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAJCn/RbEAAAA3gAAAA8A AAAAAAAAAAAAAAAABwIAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAAAwADALcAAAD4AgAAAAA= " adj="0,,0" path="m,105648l,e" filled="f" strokeweight=".28942mm"> 1 6MPaFlK3OARzU8tZFCXSYMUhocSG3krKf86dUfCZzFf+UJl42e2z5Ct32fE6yZR6fhpf1yA8jf7/ +K7+0OH9gAXc6oQZ5PYPAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANvh9svuAAAAhQEAABMAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAWvQsW78AAAAVAQAA CwAAAAAAAAAAAAAAAAAfAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEANYwyUMYAAADeAAAA DwAAAAAAAAAAAAAAAAAHAgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAADAAMAtwAAAPoCAAAAAA== " adj="0,,0" path="m,l140413,e" filled="f" strokeweight=".28942mm"> D JDDU2gY8S7jr9DzLnrTDluVCgz1tGqqO+5MzUB7Wn6c85Jdtv3vnMr8fXh6/tDF3k/HtFVSiMf2L r+4PK/VlpK+8Izvo5R8AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANvh9svuAAAAhQEAABMAAAAAAAAA AAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAWvQsW78AAAAVAQAA CwAAAAAAAAAAAAAAAAAfAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAyVkxfcYAAADeAAAA DwAAAAAAAAAAAAAAAAAHAgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAADAAMAtwAAAPoCAAAAAA== " adj="0,,0" path="m,l,122232e" filled="f" strokeweight=".28942mm"> | s |
| d |
| e |
| s |
| / |
| d |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
| 0 |
| . |
| 5 |
| 0 |
| . |
| 4 |
| 0 |
| . |
| 3 |
| 0 |
| . |
| 2 |
| 0 |
| . |
| 6 |
| 0 |
| . |
| 7 |
| 0 |
| . |
| 8 |
| 0 |
| . |
| 9 |
| 1 |
| . |
| 0 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
рубного экрана:
1 – при расстоянии от стенки 
;
2 – при 
; 3 – при 
;
Расчет геометрических характеристик топочной камеры удобно вести в форме таблицы (таблица 9).
Таблица 9 – Расчет полной поверхности стен топочной камеры 
| Показатели |
| Стены топки |
|
| ||||||||||||||||||||
| Наименование |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
| 1. Расстояние между осями крайних труб | 
| м | ||||||||||||||||||||||
| 2. Освещаемая длина труб | 
| м | ||||||||||||||||||||||
| 3. Площадь, занятая экраном | ||||||||||||||||||||||||
| – суммарная | 
| м2 | ||||||||||||||||||||||
| – ошипованная | 
| м2 | ||||||||||||||||||||||
| – открытая | 
| м2 | ||||||||||||||||||||||
| 4. Площадь стены | 
| м2 | ||||||||||||||||||||||
| 5. Наружный диаметр труб | 
| мм | ||||||||||||||||||||||
| 6. Шаг труб | 
| мм | ||||||||||||||||||||||
| 7. Расстояние от трубы до кладки стены | 
| мм | ||||||||||||||||||||||
| 8. Угловой коэффициент | 
| – | ||||||||||||||||||||||
| 9. Коэффициент загрязнения экранов | 
| – | ||||||||||||||||||||||
| 10. Коэффициент тепловой эффективности экранов | 
| – | ||||||||||||||||||||||
6. Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры 
, ориентируясь на данные таблицы 10.
Таблица 10 – Ориентировочные значения температуры газов на выходе из топки 
, °C
| Топливо | Способ сжигания |
| Слоевые топки | |
| Сортированные антрациты, тощие угли | 1050–1100 |
| АРШ, АШ, ТР | 1000 |
| Каменные угли сортированные | 950–1050 |
| Бурые угли рядовые | 900–1000 |
| Сланцы | 900 |
| Торф | 900–950 |
| Камерные топки | |
| Мазут | 1000–1050 |
| Природный газ | 1050–1100 |
7. Для принятой в п. 6 температуры определяется энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки 
по таблице 8.
8. Подсчитывается полезное тепловыделение в топке, кДж/кг (кДж/м3):
где 
– теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/кг (кДж/м3). Для котлов, не имеющих воздухоподогревателя, кДж/кг (кДж/м3):
9. Определяется коэффициент тепловой эффективности экранов
где 
– условный коэффициент загрязнения и закрытия экранов. Коэффициент учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Коэффициент загрязнения принимается по таблице 11.
Таблица 11 – Коэффициент загрязнения и закрытия экранов
| Тип экрана | Топливо | Значение
|
| Настенные гладкотрубные цельносварные экраны в камерных топках | газообразное | 0,65 |
| мазут |
| |
| Настенные гладкотрубные цельносварные экраны в слоевых топках | все топлива | |
| Экраны, покрытые шамотным кирпичом | все топлива | 0,10 |
Если стены топки покрыты экранами с разными угловыми коэффициентами или частично покрыты огнеупорной массой (шамотным кирпичом), то определяется среднее значение коэффициента тепловой эффективности 
При этом для неэкранированных участков топки коэффициент тепловой эффективности ψпринимается равным нулю. При определении среднего коэффициента тепловой эффективности суммирование распространяется на все участки топочных стен. Для этого стены топочной камеры должны быть разбиты на отдельные участки, в которых угловой коэффициент и коэффициент загрязнения неизменны.
Для выходного окна топки, отделяющего топку от расположенной за ним поверхности нагрева
где 
– коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и поверхностью нагрева. При размещении за выходным окном котельного пучка 
.
Значения коэффициентов 
и 
заносятся в таблицу 9.
10. Определяется эффективная толщина излучающего слоя, м:
11. Рассчитывается коэффициент поглощения топочной среды 
, который определяет относительное изменение интенсивности луча в поглощающем слое единичной толщины и характеризует полную поглощательную способность среды.
При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент поглощения лучей, (м∙МПа)-1, зависит от коэффициентов поглощения лучей трехатомными газами ( 
и сажистыми частицами 
:
где 
– суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из таблицы 3; 
– поправочный коэффициент; при сжигании мазута в негазоплотных котлах 
; при сжигании газов
.
Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами определяется по номограмме
-
где 
– давление в топочной камере котлоагрегата (для агрегатов, работающих без наддува, принимается 
= 0,1 МПа); 
– объемная доля водяных паров, берется из таблицы 5;
– абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К (равна принятой по
предварительной оценке).
где 
, 
– содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива. При сжигании газа
где 
– процентное содержание входящих в состав природного газа углеводородных соединений.
При сжигании твердого топлива коэффициент поглощения лучей зависит от коэффициентов поглощения лучей трехатомными газами, золовыми и коксовыми частицами и подсчитывается по формуле, (м∙МПа)-1:
Коэффициент поглощения лучей частицами летучей золы 
определяется по формуле
Коэффициент 
для топок с твердым шлакоудалением принимается по таблице 12.
Средняя массовая концентрация золы 
берется из расчетной таблицы 4.
Коэффициент поглощения лучей частицами кокса 
принимается по таблице 12. Таблица 12 – Значение коэффициента 
и коэффициента 
| Вид сжигаемого топлива | 
|  , (м∙МПа)-1
|
| АШ | 1,00 | 0,25 |
| Тощий уголь | 0,8 | 0,25 |
| Каменный уголь | 0,8 | 0,2 |
| Бурый уголь | 0,75 | 0,1 |
| Сланец | 0,75 | 0,1 |
| Торф | 0,6 | 0,1 |
12. Рассчитывается критерий Бугера (критерий поглощательной способности)
13. Рассчитывается эффективное значение критерия Бугера
14. Относительное положение максимума температуры для большинства топлив определяется как отношение высоты размещения горелок к общей высоте топки
где 
– расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок, м; 
– расстояние от пода топки до середины выходного окна топки, м (рисунок 2).
15. Определяется параметр 
, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластирования топочных газов и других факторов. Он зависит от вида топлива, способа его сжигания, типа горелок, их расположения на стенах топки и связан с относительным уровнем расположения горелок по высоте топочной камеры 
:
– для камерных топок
– для слоевых топок ( 
)
где 
– отношение площади 
зеркала горения (слоя) к площади поверхности стен топки 
; коэффициент 
для слоевых топок 
, для газомазутных топок при настенном расположении горелок 
.
Параметр забалластирования топочных газов
где 
– объем газов на выходе из топки, м3/кг (м3/м3).
16. Адиабатная температура горения. Из таблицы 8 по значению 
, равному энтальпии продуктов сгорания 
получаем значение адиабатной температуры 
, °С. Абсолютное значение температуры 
, К.
17. Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или на 1 м3 газа при нормальных условиях, кДж/(кг∙К) или кДж(м3∙К):
18. Определяется действительная температура на выходе из топки, °С:
Полученная температура на выходе из топки сравнивается с температурой, принятой ранее в п. 6. Если расхождение между полученной температурой 
и ранее принятой на выходе из топки не превысит ±100 °С, то расчет считается оконченным. В противном случае задаются новым, уточненным значением температуры на выходе из топки, и весь расчет повторяется. Дальнейшие расчета ведутся по значению температуры, принятой в п. 4.
19. Удельное тепловосприятие топки, кДж/кг (кДж/м3):
где 
– коэффициент сохранения теплоты (26).
20. Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топки, кВт/м2:
Полученное значение не должно превышать значений, указанных в таблице 3.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 347; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!