3. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

3.1 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах (для котлов, работающих под разрежением) меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата. Обычно при расчетах температуру воздуха, присасываемого в газоходы, принимают равной 30 °С.

Расчетные значения присосов воздуха в топку и в газоходы паровых и водогрейных котлов при номинальной нагрузке.

Таблица 10

Присос воздуха принято выражать в долях теоретического количества воздуха, необходимого для горения:

Δα= ΔV_прис/V⁰,

где ΔV_прис — количество воздуха, присасываемого в соответствующий газоход агрегата, приходящееся на 1 кг сжигаемого твердого или жидкого топлива или на 1 м³ газа при нормальных условиях, м³/кг или м³/м³.

При тепловом расчете котлоагрегата присосы воздуха принимаются по нормативным данным. Значения расчетных присосов воздуха для промышленных паровых и водогрейных котлов приведены в табл. 10.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры подсчитывается прибавлением к α_Т соответствующих присосов воздуха:

α_i = α_Т + ΣΔα_i,

где i — номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания; α_Т — коэффициент избытка воздуха на выходе из топки.

Коэффициент избытка воздуха принимается в зависимости от вида топлива, способа его сжигания и конструкции топки (задан в задании). Поэтому, прежде всего, следует выбрать способ сжигания топлива и конструкцию принимаемой к установке топки.

Выбор способа сжигания топлива и конструкции (типа) топочного устройства производится в зависимости от паропроизводительности (теплопроизводительности) и конструкции котельного агрегата, а также физико-химических свойств топлива.

При выборе типа топочного устройства рекомендуется исходить из следующих соображений:

Камерные (факельные) топки применять для котлов любой паропроизводительности при сжигании жидкого и газообразного топлива. При сжигании твердого топлива (кроме антрацитового штыба, полуантрацита и тощих углей) в пылевидном состоянии применять камерные топки для котлов паропроизводительностью более 25 т/ч. Для сжигания антрацитового штыба, полуантрацита и тощих углей применять камерные топки под котлами паропроизводительностью выше 75 т/ч.

При сжигании фрезерного торфа под котлами паропроизводительностью до 25 т/ч могут применяться топки ЦКТИ системы А. А. Шершнева.

Слоевые топки целесообразно применять для котлов паропроизводительностью до 35 т/ч при сжигании сортированных и рядовых углей (содержание мелких фракций 0—6 мм не более 60 %, выход летучих на горючую массу 20 % и выше), сортированных антрацитов и полуантрацитов, сланца и различных древесных отходов.

Не следует использовать слоевые топки для сжигания антрацитового штыба, рядовых антрацитов, а также высоковлажных бурых углей (с W^р>3,34).

В настоящее время следует применять слоевые топки, обеспе­чивающие механизацию всех трудоемких операций (заброс топлива, шуровка слоя, удаление очаговых остатков). Для сжигания рядовых каменных и бурых углей под котлами паропроизводительностью от 4 до 25 т/ч рекомендуются топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода, а для сжигания антрацитов марок АС и AM — топки с цепными решетками прямого хода.

Древесные отходы могут сжигаться в шахтных топках с неподвижной колосниковой решеткой под котлами паропроизводительностью менее 10 т/ч. Кроме того, могут использоваться под котлами большей паропроизводительности высокофорсированные топки скоростного горения ЦКТИ системы В. В. Померанцева. При использовании этих топок требуется предварительное измель­чение топлива до 50—100 мм.

В табл. 11 для различных типов топок и марок топлива приведены расчетные коэффициенты избытка воздуха.

Расчетные значения коэффициента избытка воздуха на выходе из топки.

Таблица 11.

Примечание. Меньшие значения α_Т для паровых котлов произво­дительностью D > 10 т/ч.