Расчёт теплообмена в топке

5.2 Расчёт теплообмена в топке

Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки q_т^’’ с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где T_т^’’ = J_т^’’ + 273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; T_a = J_a + 273 -температура газов, которая была бы при адиабатическом сгорании топлива, [K]; B_о – критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся расчетные.

Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а :

Коэффициент ослабления лучей k_г топочной средой определяют по номограмме.

Коэффициент ослабления лучей k_с сажистыми частицами определяют по формуле:

6. Поверочный расчёт фестона

В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен трёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона. Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном J_ф^’’ при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т.е на выходе из топки.

Длину трубы в каждом ряду l_i определяем по осевой линии трубы с учётом её конфигурации от плоскости входа трубы в обмуровку топки или изоляцию барабана до точки перечения оси трубы каждого ряда с плоскостью ската горизонтального газохода. Количество труб в ряду z₁ определяют по эскизу, выполнив по всей ширине газохода разводку труб экрана в фестон.

Поперечный шаг S₁ равен утроенному шагу заднего экрана топки, т.к. этот экран образует три ряда фестона. Поперечные шаги для всех рядов и всего фестона одинаковы. Продольный шаг между первым и вторым рядами определяют как кратчайшее расстояние между осями труб этих рядов S₂^’, а между вторым и третьим рядами S₂^’’ как длину отрезка между осями труб второго и третьего рядов, соединяющего их на половине длины труб. Среднее значение продольного шага для фестона определяют с учетом расчетных поверхностей второго и третьего рядов труб, существенно различающихся по величине:

Принимаем x_ф = 1, тем самым увеличиваем конвективную поверхность пароперегревателя (в пределах 5%), что существенно упрощает расчёт.

По S₁^ср и S₂^ср определяем эффективную толщину излучающего слоя фестона S_ф расположение труб в пучке – шахматное, омывание газами – поперечное (угол отклонения потока от нормали не учитываем). Высоту газохода ‘а’ определяют в плоскости, проходящей по осям основного направления каждого ряда труб в границах фестона. Ширина газохода ‘b’ одинакова для всех рядов фестона, её определяют как расстояние между плоскостями, проходящими через оси труб правого и левого боковых экранов.

Площадь живого сечения для прохода газов в каждом ряду:

F_i = a_i×b - z₁× l_iпр×d; где l_iпр – длина проекции трубы на плоскость сечения, проходящую через ось труб расчитываемого ряда.

F_ср находим как среднее арифметическое между F₁ и F₃.

Расчётная поверхность нагрева каждого ряда равна геометрической поверхности всех труб в ряду по наружному диаметру и полной обогреваемой газами длине трубы, измеренной по её оси с учётом конфигурации, т.е гибов в пределах фестона:

Н_i = p×d×z_1i× l_i; где z_1i – число труб в ряду; l_i – длина трубы в ряду по её оси. Расчётная поверхность нагрева фестона определяют как сумму поверхностей всех рядов:

Н_ф = Н₁ + Н₂ + Н₃ = 9,966+8,666+5,765 = 24,3977 м;

На правой и левой стене газохода фестона расположена часть боковых экранов, поверхность которых не превышает 5% от поверхности фестона:

Н_доп = SF_ст·x^б = (1,7062 + 1,7062)·0,99 = 3,3782 Þ Н_ф^’ = Н_ф + Н_доп = 27,776 м;

Составляем таблицу исходных данных для поверочного теплового расчёта фестона.

Ориентировочно принимают температуру газов за фестоном на 30¸100⁰С ниже, чем перед ним:

Похожие работы

Расчет теплового баланса парового котла

Скачать

51790

3

2

... ,4 32517 2200 3410,4 34202 По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н от температуры Т. 4 Тепловой баланс котла Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2]. При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на ...

Безопасность при работе паровых котлов и водонагревательных котлов

Скачать

12685

0

7

... длительной эксплуатации; нарушение технических требований эксплуатации; недостатки конструкции и несоответствие материала расчетным параметрам. Паровые котлы с топкой, котлы-утилизаторы, котлы-бойлеры подлежат контролю и регистрации Госнадзора, если рабочее давление в них превышает 0,07 МПа, водонагревательные котлы с топкой также подлежат контролю, если температура в них более 115° С. Установки ...

Расчет парового котла ДЕ-6,5-14

Скачать

32472

16

5

... давление (избыточное): 13 кгс/см2 Толщина стенки барабана: 13 мм Тип горелки: ГМ-4,5 Расчетный расход топлива: 442 – 488 м3/ч 2 Тепловой расчет парового котла 2.1 Характеристика топлива Топливом для проектируемого котла является попутный газ, газопровода «Кумертау – Ишимбай – Магнитогорск». Расчетные характеристики газа на сухую массу принимаются по таблице 1. Таблица ...

Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ

Скачать

31037

64

4

... по схеме «противоток». Регулирование температуры промежуточного перегрева производится с помощью рециркуляции газов, и частичного байпасирования регулирующей ступени. 4. Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла 1. Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/м3 (кп) (3.4) 2. КПД проектируемого парового котла (по обратному балансу), % ...