Расчет температуры газов на выходе из топки
Адиабатическая температура горения , °С, определяется по полезному тепловыделению в топке , кДж/кг, при избытке воздуха в топке aт=1,2. 1) Полезное тепловыделение в топке (для расчета и V∙cср) складывается из располагаемой теплоты топлива за вычетом топочных потерь и теплоты внешнего подогрева топлива и воздуха, парового дутья и теплоты рециркулирующих газов. Qт рассчитывается по формуле (4.17) [2]:
где – располагаемое тепло топлива, кДж/кг; , , – потери тепла от химической и физической неполноты сгорания топлива и с теплом шлака; – тепло вносимое в топку паровым дутьём, кДж/кг, ( ); – теплота, вносимая воздухом в топку, кДж/кг, определяется по (4.18) [2]; – теплота рециркулирующих газов, кДж/кг, ( = 0).
где – энтальпия соответственно горячего воздуха и присосов холодного воздуха извне. По рекомендациям, изложенным в [2] табл.1.6 принимаем tг.в=350 °С. Энтальпию горячего воздуха определяем по данным табл. 2.2 настоящего расчета методом интерполяции:
Полезное тепловыделение в топке:
2) Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания кДж/(кг∙○С) определяем по формуле (7.7) [2]. Предварительно принимаем температуру газов на выходе из топки =1100°С (табл. 4.7. [2]). Для твердых топлив температура газов на выходе из топки выбирается из условия предупреждения шлакования последующих поверхностей нагрева (см. табл. 4.7. [2]). Кроме того, для топок с твердым шлакоудалением должны быть сгранулированы расплавленные микрокапли шлака до встречи их с трубами на выходе из топки. Для этого температура топочных газов на выходе из топки должна быть ниже температуры t2 начала размягчения золы (табл. II [1]. Для Анадырского бурого угля марки 3Бt2= 1460 °С.
где – адиабатическая температура горения, °С, соответствует условию, когда все полезное тепловыделение воспринимается продуктами сгорания (при отсутствии теплопотерь топки), определяется по данным табл. 2.2 настоящего расчета по известному значению Qт. Принимая Hг = Qт=19962,2кДж/кг, получаем
– энтальпия продуктов сгорания при (определяется по табл. 2.2 настоящего расчета)
3) Коэффициент М расположения горелок определяем по формуле (4.26) [2] (коэффициент М учитывает относительное положение ядра факела по высоте топки, что влияет на ; М зависит от вида топлива и способа его сжигания см. стр. 39, 40 [2]). При камерном сжигании твердых топлив, М=0,56 – 0,5∙Хт, где Хт – коэффициент, характеризующий относительную высоту положения зоны максимума температур в топке, определяется по формуле (4.28) [2]:
где – высота размещения горелок, hгор=3,5 м; – расчетная высота заполняющего топку факела (от нижней части топки до середины выходного газового окна (см. рис. 4.2 [2]); –поправка, при Dном ≤ 110 кг/с принимаем Dх = 0,1;
Максимальное значение М не превышает 0,5. 4) Действительная температура газов на выходе из топки , °С, определяется по формуле (7.6) [2]:
где – абсолютная адиабатическая температура горения,
– средний коэффициент тепловой эффективности экранов; – полная поверхность стен, включая площадь горелок; м2; – коэффициент теплового излучения топки; – коэффициент сохранения теплоты, j =1− [q5/(hк+q5)] = 0,99; – расчетный расход топлива (с учётом механического недожога), кг/с.
Полученное значение =1142○С сравниваем с предварительно принятым значением =1100 °С. Расхождение не превышает + 100 °С. Нормативное требование выполняется (стр. 157 [2]). Принимаем температуру газов на выходе из топки =1142°С. Рассчитываем энтальпию газов на выходе из топки:
6) Количество тепла воспринятого в топке:
Здесь коэффициент сохранения теплоты (см. п. 3.7 настоящего расчёта); полезное тепловыделение в топке (см. п. 4.3 настоящего расчёта). 7) Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:
Расчетное тепловое напряжение топочного объема (подсчитано ранее, см. п. 4.1 настоящего расчёта): Расчет фестона
Общие сведения
Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает 5%, то расчёт считается выполненным. Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S1=200÷300 мм и продольным S2=250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z2. Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S1=400÷800 мм). Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы пароперегревателя. Согласно [2] охлаждение дымовых газов в фестоне можно предварительно принять для однорядных фестонов (z2=1) 7–10○С, для двухрядных – 15–20 ○С, для трехрядных фестонов – 30–40 ○С и для четырехрядных – 50–60 ○С (меньшее значение для влажного топлива, большее – для сухого). Количество рядов по ходу газов в фестоне Z2 принимается из чертежа котла. Температура обогреваемой среды постоянна и равна температуре кипения при давлении в барабане котла, температурный напор определяется по формуле:
где = 0,5( ) – средняя температура газов в фестоне, ○С; tн − температура кипения при давлении в барабане. Средняя скорость газов в фестоне, величина, которая необходима для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией, определяется из выражения (6.7) [2]. Объем газов на единицу топлива Vг определяется по избытку воздуха на выходе из топки. Площадь живого сечения для прохода газов определяется из чертежа с использованием рис. 5.1.
где ℓф – высота газового окна, где размещен фестон, м; а – ширина котла по фронту, м; d– диаметр труб (определяется из чертежа); Z1− число труб в одном ряду. Если расстояние от крайней трубы фестона равно поперечному шагу S1, то
Z1 = а/S1 − 1.
Если указанное расстояние равно S1/2, то
Z1 = а/S1.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании определяется в зависимости от формы пучка (коридорный или шахматный) по рис. 6.4, 6.5 [2]. При косом обтекании коридорных пучков с углом между направлением потока и осями труб < 80○С полученная из номограммы величина умножается на 1,07. Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формулам (6.35), (6.37) [2] или номограмме 18 [1], см. рис. 6.14 [2]. Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле:
Шаги труб определяются по действительному расстоянию между осями труб из чертежа. При конструкторском расчете согласно [1] рекомендуются следующие шаги труб фестона S1 ≥ 300, S2 ≥ 200 мм. Излучение газовых объемов на фестон не учитывается. Температура загрязненной стенки вычисляется по формуле:
t3 = tн + ∆t,
где ∆t= 80 ○С. При расчете коэффициента теплопередачи для фестонов не учитывается коэффициент теплоотдачи от стенки к пароводяной смеси , так как он много больше , и поэтому термическим сопротивлением 1/ можно пренебречь. Во всех случаях коэффициент теплоотдачи для фестона определяется по формуле:
где − коэффициент тепловой эффективности. Для фестонов котлов большой мощности и развитых котельных пучков котлов малой мощности в зависимости от рода топлива принимаются в диапазоне 0,5÷0,7 по таблице 7.4, 7.5 [1], табл. 6.4 [2]. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для фестона определяется по формуле:
где ξ − коэффициент использования поверхности. Полная теплообменная поверхность фестона:
Для расчета количества теплоты, передаваемого от газов к фестону за счет конвективного теплообмена Qт, по формуле (6.1) [2] в качестве расчетной поверхности нагрева принимается полная теплообменная поверхность фестона. При поверочном расчете по уравнению теплопередачи определяется количество теплоты, переданное поверхности фестона Qт, и сравнивается с величиной тепловосприятия фестона Qф, которая складывается из двух составляющих: теплоты, непосредственно отданной газами при их охлаждении от до теплоты, полученной фестоном излучением из топки. Q =
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (380)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |