Расчет теплообмена в топке

2.5 Расчет теплообмена в топке

Расчёт теплообмена в топке целесообразно начинать с проверки величин видимых тепловых напряжений топочного объёма – q_V (кВт/м³) и зеркала горения (только для

 или

Значения q_V и q_R, найденные по уравнениям (9.1) и (9.2), не должны выходить за пределы рекомендуемых тепловых напряжений. Отклонение расчётных тепло напряжений от рекомендованного диапазона значений свидетельствует о недопустимых условиях организации топочного процесса.

Целью поверочного теплового расчёта топки заданной конструкции является определение температуры дымовых газов на выходе из неё (U^II_T, ⁰C), которая находится из уравнения:

1)  Адиабатическая (теоретическая) температура горения

Тα, К (Uα, %).

Адиабатическая температура горения – это такая температура, которая развивалась бы в топке при отсутствии теплообмена между топочными газами и луче воспринимающими поверхностями (экранами, обмуровкой и др.). Значение U_α определяется по величине полезного тепловыделения в топке – Q_Т (кДж/кг; кДж/м³):

При отсутствии подогрева воздуха, для слоевых и газомазутных топок, величина Q_В может определятся по упрощённой формуле:

Q_B= α_T· C_B · t_B,

В которой температура воздуха – t_В=30 ⁰С, а теплоёмкость воздуха – С_В=1,3 кДж/(м³ К).

По найденному значению полезного тепловыделения в топке Q_Т, равному энтальпии дымовых газов I_α при коэффициенте избытка воздуха α_Т, используя I-U – таблицу находят величину адиабатической температуры горения U_α, ⁰С или Т_α=U_α+273, K.

Параметр М, учитывающий влияние характера распределения температур в топке на интенсивность лучистого теплообмена, определяется в зависимости от конструктивных особенностей и конфигурации топочной камеры, вида сжигаемого топлива и способа его сжигания.

В частности, в «вертикальных» топках с верхним выходом газов параметр М находится по следующим эмпирическим уравнениям:

а) при сжигании газа и мазута:

М= 0,54 – 0,2·Х_Т;

б) при камерном сжигании малореакционных твердых топлив (АШ, Т), а также каменных углей с повышенной зольностью (типа Экибастузских):

М= 0,56–0,5·Х_Т;

Х_Т – относительное положение максимума температур по высоте топки.

,

2)  Рассчитываем тепловой рассчитываема экранов Ψ_ср.

_ассчитывае тепловой _ассчитываема экранов (Ψ_с) характеризуется отношением количества лучистой теплоты воспринятой экранной поверхностью, и поступающему на ее рассчитыва тепловому потоку:

Ψi=xiּξi

4)  Степень черноты топки αТ.

Степень черноты топки определяется структурой, физическими свойствами топочной среды и лучевоспринимающих поверхностей.

5)  Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания VC_ср, кДж/(кгּ⁰С) или кДж/(м³ּ⁰С). Величина VC_ср, входящая в уравнение (9.3), определяется по соотношению:

При выполнении проверочного теплового расчета топки, для определения численных величин коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами К_Г, золовыми частицами К_зл и частицами сажи К_с, а также величины средней суммарной теплоемкости газов VC_ср, необходимо предварительно задаваться температурой газа на выходе из топки U_T^IIи осуществлять расчет методом последовательных приближений. Значения температуры U_T^II рекомендуется принимать в диапазоне 900+1150 ⁰С. Если расчетная температура газов U_T^II, полученная по уравнению (9.3) или по номограммой отличается от принятой предварительно более чем на 100 ⁰С, задаются новой величиной U_T^II и вычесления повторяют. Если разница между принятыми предварительно вычесленным значениями U_T^IIне привышает 100⁰С, то расчет топочной камеры считают _ассчитывае и в дальнейшем используют расчетное значение температуры газов на выходе из топки.

Таблица 1.4 Расчёт теплообмена в топке котла БК3 – 75 – 39