Теплосприйняття елементів контура

Для визначення теплосприйняття контура необхідні наступні дані з теплового розрахунку топки парового котла: В_р- розрахункова витрата палива, кг/с; Q^т_пр- променисте теплосприйняття топкових екранів, кДж/кг, Q_пр.ш теплосприйняття ширм за рахунок випромінювання з топки, кДж/кг, F_т- повна поверхня стін топки, м², - поверхня площини ширм, що обмежує топкову камеру, м². За цими даними визначається середнє питоме теплове навантаження екранних поверхонь нагріву

. (8)

Теплосприйняття контуру (або ділянки) настінного топкового екрану чи панелі визначається по формулі

, (9)

де y_діл, y_т - коефіцієнти теплової ефективності екранів ділянки і середній для топки в цілому; - коефіцієнти нерівномірності теплосприйняття відповідно по стінах топки, по висоті екрану, по ширині стіни топки, визначається по рис.3

Коефіцієнт ефективності екранів визначається як:

,

де z - коефіцієнт, який враховує тепловий опір забруднення або закритті поверхні екрана ізоляцією, визначається по табл. 3; х - кутовий коефіцієнт екранів визначається по рис.4.

Якщо стіни топки закриті екранами з різними значеннями коефіцієнта теплової ефективності або екрани покривають частину поверхні стін, середне значення коефіцієнта теплової ефективності визначається по формулі

.

Для неекранованих ділянок топкових стін .

Таблиця 3 - Коефіцієнт, який враховує тепловий опір забруднення або закритті поверхні екрана ізоляцією (z)[3]

Тип екрана	Паливо
Настінні гладкотрубні та мембранні цільнозварені екрани у камерних топках	Газоподібне	0,65
Мазут	0,55
Пил твердих палив:
антрацитовий штиб АШ, вугілля марки Т;	0,45
кам’яне1 та буре вугілля середньої шлакуючої здібності (напр. кузнецький ГСШ);	0,45
кам’яне та буре вугілля високої шлакуючої здібності (напр. назаровський, березовський Кансько-Ачинського родовища);	0,35...0,402
фрезерний торф;	0,45
сланці.	0,25
Настінні гладкотрубні та плавникові екрани у шарових топках	Усі палива	0,60
Ошиповані екрани, які мають покриття вогнетривковою масою	Усі палива	0,20
Екрані, що закриті шамотною цеглою	Усі палива	0,10

Примітки:

1. При спалюванні екібазтузського вугілля з тонким розмолом (R £ 15%) в котлах з q_F ³ 3 МВт/м²: z = 0,40.

2. Меньше значення для березовського вугілля.

При рівномірному розташуванні пальників на всіх стінах топки (тангенціальна схема розташування), або при двофронтальному (зустрічному) їх розміщенні коефіцієнт нерівномірності h_ст можна вважати однаковим для всіх стенів топкі (h_ст = 1)_. При однофронтовом розташуванні пальників для заднього екрану приймається h_ст = 1,1, на бічних екранах h_ст = 1,0, для фронтового h_ст – 0,9.

Коефіцієнти нерівномірності тепловосприятия h_в і h_ш визначаються по табл. 4 і 5 або по графіках, зображених на рис.3 [4]

Таблиця 4 - Коефіцієнти нерівномірності теплоосприйняття по висоті топки (h_в) [3]

Таблиця 5 - Коефіцієнти нерівномірності теплосприйняття по ширині стіни топкі (h_ш) [3]

Примітки:

3. За відсутності спеціальних вказівок великі значення приймаються для контурів, розташованих в середній частині стіни, менші - в крайніх.

4. При виділенні кутових секцій в котлах з природньою циркуляцією з числом труб не більше 10 h_ш^min приймається рівним 0,6.

5. При значному шлакуванні h_ш^min зменшується на 25—50%.

Максимальне місцеве питоме теплосприйняття визначають по формулі

. (10)

Рисунок 3 - Коефіцієнт розподілу теплосприйняття по висоті топки [4]

У табл. 6 наведені значення максимального місцевого питомого теплосприйняття розвірених труб при номінальному навантаженні котла і спалюванні в ньому різних палив.

У сучасних котлах задній екран підвішується на трубах. Променисте тепло, що сприймається з топки підвісними трубами, розташованими за ширмовим пароперегрівачем

, (11)

де j_ш - кутовий коефіцієнт ширмового пароперегрівача (береться за даними теплового розрахунку котла); x _пт — кутовий коефіцієнт підвісних труб, визначається по рис. 4.

1 - однорядного гладкотрубного екрану з врахуванням випромінювання обмурівки при

е > 1,4d_н; 2 - те ж при е = 0,5d_н; 3 - те ж при е = 0; 4 - без врахування випромінювання обмурівки при е > 0,5d_н

Рисунок 4 - Кутовий коефіцієнт екранів, підвісних труб і фестона [3]

Конвективне, теплосприйняття підвісних труб приймається з теплового розрахунку котла. Сумарне теплосприйняття підвісних труб

. (12)

В потужних котлах контури циркуляції можуть включати двосвітні екрани. Для двосвітних екранів чисельні значення всіх нерівномірностей приймаються такими ж, як і для настінних екранів, проте променесприймаюча поверхня подвоюється.

Таблиця 6 - Максимальне місцеве питоме теплосприйняття поверхні нагріву [3]

У ряді випадків розрахунок циркуляції виконують при часткових навантаженнях котла. У цих випадках значення місцевого максимального питомого теплосприйняття топкових екранів визначають по формулах:

- для нижніх 2/3 висоти топки

; (13)

- для верхньої 1/3 висоти топки

. (14)

Перевірку надійності циркуляції проводять з урахуванням нерівномірності теплосприйняття розвіренной труби контура. Коефіцієнт нерівномірності тепловосприятия развереної труби контура h_т залежить від числа контурів або панелей, розташованих на стіні топки (табл. 7).

Таблиця 7 - Коефіцієнт нерівномірності теплосприйняття розвіреної труби контура h_т [3]

Кількість контурів			Кількість контурів
1; 2	1,3	0,5	4; 5; 6	1,1	0,7
	1,2	0,6	Більше 6	1,1	0,8

Площа стіни, зайнята трубами ділянки контура або панелі, м²

, (15)

де -довжина труб ділянки, м; S - крок труб, м; n₀ число труб; d_н- зовнішній діаметр труб, м.

Для контура, що складається з декількох ділянок його теплосприйняття

. (16)

Паропродуктивність контура

. (17)

Тут r-теплота паротворення, Дж/кг; Q_ек - теплосприйняття економайзерної ділянки, викликане недогріванням води в барабані, кДж/с, визначається по формулі

, (18)

у якій G₀ - витрата води в підйомних трубах, кг/с; Di_б - недогрів 1 кг води до кипіння на вході, в опускні труби, кДж/кг.

У котлах з некиплячим економайзером без ступінчастого випаровування в екранах топки недогрівання до кипіння у верхньому барабані визначається по формулі

, (19)

у якій i_ек- ентальпія води на виході з економайзера (приймається за даними теплового розрахунку котла); К-загальна кратність циркуляції в котлі (вибирається заздалегідь по табл. 8).

Таблиця 8 -Середні значення циркуляції, які рекомендуються для розрахунку кратності, в парових котлах [3]

У чистих відсіках котлів з ступінчастим випаровуванням

. (20)

Тут D, D_ч.від - паропродуктивність котла в цілому і чистого відсіку, відповідно надходженню живильної води, кг/с. Якщо в завданні спеціально не обумовлено, можна прийняти D_ч.від = (0,75...0,95)×D.

При подачі частини живильної води на паропромиваючий пристрій в барабані

, (21)

тут G, G_пром - повна витрата живильної води і води, що поступає на промивку пари, кг/с.

У контурах, включених в другу (третю) ступінь випаровування, величина Di_б =0.

Якщо в барабані Di_б > 0, вода з цим недогріванням поступає в опускні труби. В них може потрапити пара, що знаходиться у водяному об'ємі барабана, шляхом захоплення водою в опускні труби (знос пари). Ця пара підвищує ентальпію води в опускних трубах на величину Di_зн. Тоді дійсний недогрів до кипіння в опускних трубах складеDi_нед = Di_б — Di_зн,що визначає середній напірний паровміст в опускних трубах j_оп, Величина Di_зн зменшує недогрів води в опускних трубах і, таким чином, впливає на висоту економайзерної і паровмісткої ділянок, отже, і величину напору циркуляції. Корегування величини j_оп виконується таким чином. По `j<sub>оп</sub>, прийнятому згідно рис. 5, знаходять по рис.6,г відповідне йому збільшення ентальпії середовища Di<sub>зн</sub>, віднімають його з недогріву Di<sub>б</sub> і по отриманому значенню дійсного недогріву Di<sub>нед</sub>знаходять уточнене значення `j_оп (також по рис. 6).

1 — при наявності внутрішньобарабанних циклонів або перегородок у водяному об'ємі барабана, що розділяють підйомні і опускні труби, і швидкості води у визначальному перетині барабана 0,1 м/с; 2—при наявності стояків великого діаметру, а також перегородок, що розділяють підйомні і опускні труби, і швидкості води у визначальному перетині 0,2 м/с; 3— за наявності перегородок, що міняють напрям потоку, а також при швидкості води у визначальному перетині 0,3 м/с, або за відсутності у водяному об'ємі перегородок; 4 — для опускних труб екранів другого і третього ступенів випаровування при будь-яких пристроях сепарацій, окрім циклонів

Рисунок 5 - Середній напірний паровміст в опускних трубах

залежно від тиску за різних умов [3]

Для визначення середнього напірного паровмісту `j_оп по рис. 5 необхідно знати швидкість, отже, і визначальний перетин барабана, через який вода прямує до опускних труб. Визначення цього перетину умовне. Згідно нормативному методу гідравлічного розрахунку котельних агрегатів [4] умовна швидкість води в об'ємі барабана визначається по найменшому перетину на шляху надходження води до опускних труб, що розраховується, по формулі

, (22)

у якій f - перетин набігаючого потоку циркулюючої води, що поступає до опускних труб, м².

Якщо вода рухається уздовж барабана, як показано на рис. 6, в, то перетин набігаючого потоку визначається по формулі

, (23)

тут, d_б - діаметр барабана, м; Dh — відстань рівня води від осі барабана, м.

Рисунок 6 - Поправка на знос пари в опускні труби Di_зн [1]

При русі води упоперек барабана рис. 6 а,б

, (24)

де h-висота від нижньої внутрішньої поверхні барабана, або перегородки до середнього рівня води, м; ℓ - довжина барабана, в якій розташовані дані опускні труби.

Знос пари в опускні труби не враховується за наявності внутрішньобарабанних циклонів і тиску до 11 МПа, а також для опускних труб виносних циклонів.

Поиск по сайту: