2. Расчет топочной камеры

   1. Определение геометрических характеристик топки.

а = 6.346 м;

в = 4.18 м;

h_т = 11.85 м;

h_гор = 2.6 м.

Полная площадь стен топки и выходного окна:

Площадь, занятая экранами:

Объем топки:

Рис. 1. Схема топочной камеры.

Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева настенных экранов:

Степень экранирования топки:

2. Расчет теплообмена в топке.

Принимаем температуру продуктов сгорания на выходе из топочной камеры . Для принятой температуры определяем энтальпию продуктов сгорания по таблице 2:

Полезное тепловыделение в топке:

, [1]

где - тепло, вносимое в топку с воздухом.

Принимаем температуру горячего воздуха t_гв = 300^оС. Тогда энтальпия горячего воздуха при этой температуре

, [1]

Коэффициент тепловой эффективности экранов:

ξ – условный коэффициент загрязнения и закрытия экранов. Принимается по [1]:

Для пода ξ = 0.1; для выходного окна для стен

ξ = 0.65.

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности:

Эффективная толщина излучающего слоя:

Коэффициент поглощения лучей:

m = 0.1; [1]

Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами:

Коэффициент поглощения лучей сажистыми частицами:

Критерий Бугера:

[1]

Эффективное значение критерия Бугера:

Относительное положение максимума температуры:

Параметр М, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластирования топочных газов и других факторов:

М₀ = 0.4; [1]

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг газа при нормальных условиях:

Т_а – адиабатная температура горения, определяемая по таблице 2 по значению Q_т, равному энтальпии продуктов сгорания Н_а, Та = 2105 ^оС = 2378 К.

Действительная температура на выходе из топки:

Т. к. расхождение с ранее принятой температурой менее 100 ^оС, то расчет считаем законченным.

Удельное тепловосприятие топки:

Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топки:

3. Расчет ширмового пароперегревателя

Распределение тепловосприятия по ступеням пароперегревателя:

= 2715 кДж/кг;

= 3475.4 кДж/кг;

кДж/кг;

=2715+190.1=2905.1 кДж/кг;

кДж/м³; [1]

[1]

= 2858.4 кДж/кг;

= 3048.5 кДж/кг;

= 3025.2 кДж/кг;

(h_впр= 1420.7 кДж/кг при p_впр= p_б-0.2=10.5-0.2=10.3 МПа и t_впр=313 ^оС)

Таблица 3. Распределение тепловосприятия по ступеням пароперегревателя

Параметр	Поверхность нагрева
	Ширмы	Конвективный пароперегреватель
		1 ступень	2 ступень
Давление, МПа
-вход	10.5	10.275	10.175
-выход	10.275	10.175	10
Температура, оС
-вход	314.6	430	485
-выход	430	485	540
Энтальпия, кДж/кг
-вход	2715	3141.4	3308.2
-выход	3188.1	3331.5	3475.4
Расход среды
	31.79	32.27	33.3

Расчет ширм:

Рис.2. Схема ширмового пароперегревателя.

l_ш = 3.61 м;

d = 0.032 м;

d_вн = 0.024 м;

Количество ширм z₁=7;

Количество ходов по пару

Количество ходов ленты ширмы

Угловой коэффициент ширм

Шаг между ширмами S₁ = 0.7 м;

Продольный шаг между трубами в ширме S₂ = 0.036 м.

Температура газов на входе в ширму .

Температуру газов на выходе из ширмы принимаем равной .

Количество параллельно включенных труб:

Количество труб в ленте ширмы:

Принимаем количество труб в ленте ширмы n=12.

Глубина ширм:

Угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм:

Расчетная поверхность нагрева ширм:

Лучевоспринимающая поверхность входного сечения ширм:

Лучевоспринимающая поверхность, находящаяся за ширмами:

Лучевоспринимающая поверхность ширм:

Эффективная толщина излучающего слоя:

Живое сечение для прохода газов:

Живое сечение для прохода пара:

Средняя температура газа в ширмах:

Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами:

Коэффициент поглощения лучей:

Критерий Бугера:

Коэффициент излучения газовой среды а = 0.26 [3].

Теплота, получаемая излучением из топки:

где η_в – коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки,

η_в=0.6 [1].

Теплота, излучаемая из топки и ширм на поверхность нагрева за ширмами:

Теплота, полученная ширмами за счет излучения:

Тепловосприятие ширм по балансу:

Энтальпия пара после ширм:

Температура пара после ширм t_ш = 430 ^оС.

Средняя температура пара в ширмах:

Среднее давление пара в ширмах:

Средний удельный объем пара в ширмах определяется по термодинамическим таблицам ν = 0.0232 м³/кг.

Температурный напор:

Рис.3. График изменения температуры сред в ширмовом пароперегревателе при прямотоке. ϑ – температура дымовых газов, t – температура пара.

Средний расход дымовых газов:

Средняя скорость газа в ширмах:

Средний расход пара в ширмах:

Средняя скорость пара в ширмах:

Коэффициент теплопередачи:

ξ = 0.85; [1]

Тепловосприятие ширм по уравнению теплопередачи:

Определим расхождение между Q_б иQ_т :

Т. к. погрешность менее 2%, то пересчет не требуется.