Расчет топочной камеры

Передача теплоты экранам топочной камеры происходит главным образом за счет излучения высокотемпературного ядра факела, а также раскаленных зольных частиц и трехатомных газов, заполняющих топочный объем. Общее количество переданной теплоты в топке определяется разностью между полезным тепловыделением в зоне горения и энтальпии газов на выходе из топки. Общий вид топочной камеры представлен на рисунке.

Высота холодной воронки:

h =0.5(b-b’)tg ,

или

h =0.71(b - 1.2),

где a , b - ширина и глубина топочной камеры, определены в соответствии с типом котла.

a= m *D ;

m=12.6;

q =(0.7-0.9)q ,

q - согласно табл. 4.1 [1].

Расчетный объем топки может быть определен по следующей формуле:

V =(3- /625)*(28/Q )*V ,

где

V =(B *Q )/q

- допустимое тепловое напряжение топочного объема q (табл.4.1 [1]), q =175 КВт/м. Объем верхней части холодной воронки

V =(b+(b-b’)/2)*(h /4*a)

Объем верхней части топочной камеры:

V =a *b *h,

где b - глубина верхней части топки за вычетом выступающих ширм.

Объем призматической части топки определяется из разности

V =V -V -V

Высота призматической части топки определяется по ее объему и поперечному сечению

h =V /f.

Высота вертикальных ширм с учетом наклона нижней плоскости горизонтального газохода и при наличии аэродинамического выступа (‘носа’) на задней стенке топочной камеры принимается

h =(1.1-1.2)*h

Высота газового окна h у задней стенки топки (за ширмами) при П-образной компоновке принимается равной или несколько меньшей глубины топки h b.

Тогда расчетная высота топочной камеры составит:

h =0.5*h +h +h

Полезное тепловыделение в топочной камере:

= * ,

где

- теплота воздуха;

H - энтальпий рециркулирующих газов, отобранных из конвективной шахты.

Адиабатная (калориметрическая) температура горения , соответствует условию, когда все полезное тепловыделение воспринимается продуктами сгорания (при отсутствии теплоотдачи экранам топки). Она соответствует минимальной расчетной температуре газов (в теории). Т.к. минимальное тепловыделение характеризуется Q , то выражение для адиабатной температуры продуктов сгорания получается в таком виде

,

где V C - произведение объема на теплоемкость i-го компонента продуктов сгорания при температуре , кДж/кг*К.

Удельное тепловосприятие топки:

, кдж/кг,

где - коэффициент сохранения теплоты, учитывающий долю теплоты газов, истраченную на поверхности нагрева

Поверхность стен топочной камеры, необходимая для поглощения теплоты и обеспечивающая снижение температуры выходящих газов до ", определяется из уравнения теплообмена между продуктами сгорания и поверхностью настенных экранов

,

где - абсолютная адиабатная температура горения и температура газов на выходе из топки; М - коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топочной камеры; - средний коэффициент тепловой эффективности экранов; - коэффициент излучения среды в топочной камере.

При сжигании высокореакционных твердых топлив (в том числе и каменного угля)

М=0.59-0.5 ,

где - характеризует относительную высоту положения зоны максимума температур в топке. При использовании вихревых горелок в несколько ярусов наблюдается затягивание воспламенения и процесса горения топлива и уровень максимума температур сдвигается несколько выше зоны горелок,

= / + ,

=0.1 т.к. < 110 кг/с, где - при расположении горелок в два яруса принимается средняя высота, т.к. теплопроизводительность всех горелок одинакова; - расчетная высота заполняющего топку факела от 0.5 до 0.5 - до середины выходного газового окна.

Коэффициент тепловой эффективности экрана равен произведению условного коэффициента загрязнения на угловой коэффициент экрана:

,

угловой коэффициент экрана определяется по формуле

,

где S/d -относительный шаг труб настенного экрана.

Если стены топки закрыты экранами с разными коэффициентами загрязнения , то определяют среднее значение коэффициента тепловой эффективности

,

где - коэффициент тепловой эффективности i-го участка экрана;

- поверхность стены i-го участка с отличающимися от других и X.

Для неэкранированного участка стены топки, очевидно, =0. Коэффициент теплового излучения определяется излучением газового факела , заполняющего топочный объем, и тепловой эффективность экранных поверхностей и находится

= /( +(1- )* ),

коэффициент излучения факела при сжигании твердых топлив определяется по формуле

=1-e ,

где k - коэффициент ослабления лучей топочной средой; P- давление в топочной камере, S- эффективная толщина излучающего слоя в топочной камере,

Коэффициент ослабления лучей топочной средой К определяется коэффициентом ослабления лучей трехатомными газами k r , золовыми частицами и горящими косовыми частицами k :

K= k r + + k

k r =()*(1-0.37 )*r

r = r +r

- объемная доля трехатомных газов.

=43* ,

где - эффективный диаметр золовых частиц, Определяется видом сжигаемого топлива и типом углеразмольных мельниц.

Концентрацию золовых частиц в потоке газов берут из табл. 2.1 [1] или

= A ,

где масса дымовых газов, сожженного топлива, при сжигании топлива составляет

= 1- 0.01А + 1.306 .

Плотность дымовых газов при атмосферном давлении , k =0.5 для каменных углей.

Тепловой напряжение топочного объема

q =B Q /V

действительный объем топочной камеры

V =V +a*b*()+V

,

где

= - ;

=

или

Среднее тепловой напряжение поверхности нагрева топочных экранов

q =B Q /H

Лучевоспринимающая поверхность нагрева настенных и двухсветных экранов топки H определяются как плоскости эквивалентная по тепловосприятию экраном. Ее определяют через стержень экранирования стен топки :

H =

Для топочных камер, имеющих неэкранированные участник стен, стержень экранирования составит

=(1- / )*X,

где - поверхность неэкранированных участков стен топки, включая поверхность лазов, лючков, горелок.

Поиск по сайту: