Расчет тепловых процессов топки котла
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
ч - количество воды, удаляемой из котла при продувках. Тогда .
Часовой расход топлива, кг/ч
(19)
топка котел топливо сгорание
2.4 Определение температуры газов в зоне горения топлива
Расчет энтальпии топочных газов, кДж/кг
(20)
где - средняя объемная изобарная теплоемкость i-го компонента продуктов сгорания, . (таблица 2.5)
Расчет энтальпии Н проводится дважды: при температуре топочных газов tт = 900 0С и tт = 2000 0С.
кДж/кг;
кДж/кг.
Построение диаграммы Н - t топочных газов производится по Н900 и Н2000 в приложении рисунок 2.
Тепловыделение в топке на один килограмм угля, кДж/кг
(21)
где теплота, внесенная в топку влажным воздухом, кДж/кг;
q=21 - теплота внесенная в топку топливом, кДж/кг. Тогда
.
Температура горения , , определяется по значению по графику рисунок 1 приложения.
2.5 Расчет геометрических параметров топки
Часовая теплота, кДж/ч, внесенная в топку
, (22)
кДж/ч.
Площадь колосниковой решетки для угольных топок,
, (23)
где - удельный теплосъем с квадратного метра колосниковой решетки, . Значение выбираем из таблицы 2.3 исходных данных.
.
Высота топки принимается равной 4,3 м. Ширина топки b, м, для механических топок определяется по таблице 2.6. b=2 м. При этом округляют до ближайшего значения R. R=8,5 .
Длина механической топки, м
(24)
.
Объем угольной топки,
, (25)
.
.6 Площади поверхностей топки и камеры догорания
Площадь боковых стен топки и камеры догорания,
, (26)
где hк=1,6 - средняя высота камеры догорания для всех котлов, м; =0,745 - длина камеры догорания топок, м. Тогда
.
Площадь передней и задней стенок топки с учетом передней и задней поверхностей камеры догорания,
(27)
.
Площадь потолка топки с учетом потолка камеры догорания, м2
(28)
Площадь пода топки и камеры догорания FП, м2
(29)
Общая поверхность топки, воспринимающая тепловое излучение FT, м2
(30)
Число труб одного бокового экрана топки n
(31)
где S1=0,08 - шаг труб бокового экрана (расстояние между осями труб), м. Тогда
Площадь поверхности труб обоих боковых экранов FЭБ, м2
(32)
где d1=0,051 - диаметр труб экранов, м. Тогда
Число экранных труб на обеих боковых стенках камеры догорания nK
(33)
.
Площадь экранных труб камеры догорания, м2
(34)
Общая площадь экранных труб топки FЭТ, м2
(35)
Число труб первого ряда кипятильных труб на задней стенке камеры догорания
(36)
где S2=0,11 - поперечный шаг труб первого ряда кипятильного пучка, м. Тогда
Поверхность труб первого ряда кипятильных труб FКК, м2
(37)
Общая площадь поверхности труб топки FЭ, м2
(38)
Площадь стен экранов, воспринимающая тепловое излучение FЛ, м2
(39)
где х = 0,78 - угловой коэффициент экрана. Тогда
.7 Расчет температуры газов на выходе из топки
Коэффициент сохранения теплоты в топке j
(40)
Степень экранирования поверхностей топки y
(41)
Отношение площади зеркала горения топки к лучевоспринимающей поверхности топки Y
(42)
Абсолютная температура топочных газов TT1, TT2, К
(43)
(44)
где tT2=1000 - предварительно заданная температура газов на выходе из камеры догорания, 0С. Тогда
Средняя теплоемкость всего объема топочных газов (VC)m, кДж/К
(45)
Эффективная толщина излучающего слоя S, м
(46)
Произведение рn на S
(47)
Коэффициент ослабления лучей несветящимся пламенем КН.СВ.
(48)
где kr=0,85 - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами. Тогда
Коэффициент ослабления лучей светящимся пламенем КСВ
(49)
Степень черноты светящихся компонентов пламени aСВ
(50)
где е=2,718-основание натурального логарифма. Тогда
Степень черноты несветящихся компонентов пламени aН.СВ
(51)
Степень черноты факела aФ
(52)
где m = 0,5 - для угля. Тогда
Степень черноты камерных (мазутных и газовых) топок aT
(53)
где ?=0,6 - коэффициент загрязнения поверхностей. Тогда
Расчетный коэффициент М
(53)
где А=0,52; X=0-для угля. Тогда
Расчетная температура топочных газов на выходе из топки tT2, С
(54)
Энтальпия дымовых газов на выходе из топки НТ2, кДж/м3 определяем по диаграмме рисунок 2 приложения по значению =1060,10С
НТ2=11250 кДж/кг.
Теплота, переданная экранным трубам топки и трубам камеры догорания тепловыми лучами qЛ, кДж/кг
(55)
Теплота, полученная трубами теплоотдачей от горячих газов qa, кДж/кг
(56)
Приложение
Рисунок 1 - Номограмма для определения значения коэффициента ослабления лучей трехатомными газами