Радіаційні властивості продуктів згоряння

4.3 Радіаційні властивості продуктів згоряння

Основною радіаційною характеристикою продуктів згоряння служить критерій поглинальної здатності (критерій Бугера):

Вu = k∙p∙s, (4.14)

де k – коефіцієнт поглинання топкової среди, розраховується по температурі і складу газів на виході з топки. При його визначенні враховується випромінювання трьохатомних газів (RO₂, H₂O) і зважених в їх потоці часток сажі.

p – тиск в топковій камері, МПа;

s – ефективна товщина випромінюючого слою;

Коефіцієнт поглинання променів трьохатомними газами (RO₂, H₂O), 1/(м×МПа)

, (4.15)

де r_n – об'ємна сумарна частка трьохатомних газів ( табл. 2.1), ;

 - заздалегідь прийнята температура газів на виході з топки, К;

=1323.

Коефіцієнт поглинання променів частками сажі, 1/(м×МПа):

, (4.16)

де - співвідношення вуглецю і водню в робочій масі палива.

.

.

Коефіцієнт поглинання топкового середовища при спалюванні твердого палива, 1/(м×МПа):

. (4.17)

Коефіцієнт послаблення променів золовими частками, 1/(м·МПа):

 (4.18)

де  – щільність димових газів, приймається рівною 1,3 кг/м³;

 – безрозмірна концентрація золи у димових газах (визначається по 1. формула 4-11, с.16.);

- визначається по номограмі 4 [I, с. 243.];

-середній (по питомій поверхні) діаметр золових часток, ; його значення наведені в [1.таблица 6-1,с.25.]

=0,146.

.

Критерій Бугера:

Bu=0,946×0,1×6,57=0,6215.

4.4. Розрахунок теплообміну в топці

Розрахунок теплообміну в топці котла заснований на застосуванні теорії подібності до процесу теплообміну між топкового середовища і поверхнями нагріву котла, які утворюють активний топковий об'єм пристрою.

Як визначальний критерій теплообміну використовують безрозмірну температуру на виході з топки , К, яка характеризує зниження температури топкових газів на виході з активного топкового об'єму, , К, порівняно з теоретичною температурою продуктів згоряння палива , К.

Величина  визначається за формулою:

, (4.19)

де М – безрозмірний параметр розподілу температур по довжині (уздовж осі пальників) топки, який залежить від виду спалюваного палива, способу його спалювання, типа пальникових пристроїв і розміщення їх в топковій камері.

При камерному спалюванні низькореакційних палив (АШ):

М = 0,56-0,5·x_п, (4.20)

де х_п – відносний рівень розташування пальників в топці.

М = 0,56-0,5·0,25=0,435.

Во – безрозмірний критерій Больцмана, що характеризує зв'язок між кількістю теплоти, переданою середою з оптичними властивостями абсолютно чорного тіла і геометричними розмірами топкової камери:

, (4.21)

де  – розрахункова витрата палива, м³/с.

Середня сумарна теплоємність топкових газів (продуктів згоряння), кДж/м³ визначаються по формулі:

, (4.22)

де  - корисне тепловиділення в топці, кДж/кг;

- ентальпія продуктів згоряння 1 кг палива на виході з топки при температурі  і надлишку повітря a_т;

- температура на виході з топки;

- теоретична (адіабатна) температура горіння, ^оС, визначається по корисному тепловиділенню в топці, =.

, (4.23)

де , - відповідно робоча теплота палива, кДж/кг і втрати теплоти з механічним та хімічним недопалюванням, з теплом шлаку, % (визначені при розрахунку теплового балансу котла);

- теплота внесена до топки повітрям, кДж/кг:

 (4.24)

Величина присосів у топці =0,05 і у пилоприготувальній системі

 = 0,1 вихзначаються по [I, табл. ХVI, с. 198].

Так як температура гарячого повітря  =400⁰С, визначаємо ентальпію  =3276,6 кДж/кг [I. табл. ХIV, с. 180], 30⁰С, 255,6 кДж/кг.

=(1,2-0,05-0,1)·3276,6+(0,05+0,1)·255,6=3478,7;

;

;

s_о – коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла; s_о = 5,67×10^-11 кВт/(м²×К⁴);

y_ср – середній коефіцієнт теплової ефективності екранів топки, характеризує частку теплоти, яку вони сприймають, визначається за формулою:

, (4.25)

де  - площа поверхні, що сприймає теплоту, м²;

F_ст – повна поверхня стін топкової камери, обчислена по розмірах поверхонь, які захищають активний топковий об'єм, м²;

 - кутовий коефіцієнт ділянки стіни топки, визначається по [1, номограма1, стр. 240] залежно від поверхні.

На неекранованих ділянках (у зонах розміщення амбразур горілок, лазів, лючків та ін.) x=0. Для ошинованих частин екранів, а також вихідного вікна кутовий коефіцієнт x приймається рівним 1. x=0,99.

Коефіцієнт забруднення  i-тої ділянки огорож топкового об'єму залежить від типа поверхні огорожі і виду палива. При спалюванні АШ z= 0,45 по [I, табл. 6-2, с. 29]. Нижня частина екранів ошинована і вкрита хромитовою масою, для цієї частини екрану z= 0,2.

.

Критерій Больцмана буде рівний:

.

Температуру газів на виході з топки можна визначити за формулою, ^оС:

; (4.26)

.

Температура газів на виході з топки відрізняється від прийнятої менш, ніж на 100⁰С. Для даного палива температура  прийнятна, тобто зола на виході з топки знаходиться в твердому стані і нема небезпеки шлакування труб.

Розрахунок топки можна вважати закінченим.

Похожие работы

Розрахунок енергозберігаючих заходів

Скачать

165224

11

6

... Знайдемо потужність променевого опалення для всіх 5 виробничих цехів депо, яка дорівнює їхній сумі. Рн=165,88+148,26+176,9+132,24+71,34=694,62кВт 7. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЗА РАХУНОК ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ЗАХОДІВ 7.1 Розрахунок економічної доцільності переводу парового котла на водогрійний режим Перелік матеріалів та обладнання, необхідних для переводу парового котла типу ...

Розширення центральної опалювальної котельні середньої потужності

Скачать

86497

13

11

... і розрахунок основного обладнання 4.1 Характеристика котлів марки ДЕ-4–14ГМ У зв'язку з розширенням котельні виникає потреба вибору котельного агрегату. Зважаючи на те, що котли ДЕ-4–14ГМ мають високий ККД та добре зарекомендували себе в роботі, а також підходять для розширення своєю потужністю, обираємо саме цей котел. Газомазутні парові вертикальні водотрубні котли типу ДЕ призначені для ...