10.Тепловой расчёт топочной камеры

10.1. Полезное тепловыделение в топке

, кДж/м³ (10)

где - низшая теплота сгорания сухого природного газа, кДж/м³; - теплота внешнего воздуха. Поскольку холодный воздух предварительно не подогревается

, кДж/м³ (10.1)

Результаты расчёта приводится в табл. 10.1

Таблица 10.1

, кДж/м3	, %		, кДж/м3	, кДж/м3	, кДж/м3

10.2. Теоретическая (адиабатная) температура горения топлива.

Температура, υ_а определяется по табл. 7.3 путём интерполяции энтальпии газов топочной камеры по формуле

, ^оС (10.2)

Результат расчета, представлен в табл. 10.2

Таблица 10.2

,кДж/м3	, оС	, оС	, кДж/м3	, кДж/м3	, оС

10.3. Тепловосприятие поверхностями нагрева топки за счёт теплообмена излучением

, (10.3)

где - коэффициент сохранения теплоты; - энтальпия газов на выходе из топки, кДж/м³ при температуре определяется по табл. 7.3

Принимается, что потери теплоты на наружное охлаждение пропорционально доле тепловосприятия рассматриваемой поверхностью. Поэтому для всех поверхностей нагрева

Результаты расчёта коэффициента и представлены в табл. 10.3

Таблица 10.3

,%	,%		, кДж/м3	, кДж/м3	, кДж/м3

10.4. Расчёт теплообмена в топке по методу цкти

Расчёт ставит целью точное определение поверхности стен топочной камеры, воспринимающих заданное количество теплоты В_рQ_л и снижающих температуру газов до выбранной на выходе из топки

, м² (10.5)

где В_р – расчётный расход топлива, м³/с;

[Q_л]= кДж/м³;

- степень черноты топки;

- среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов;

М – параметр, учитывающий характер распределения температуры по высоте топки;

- температура газов на выходе из топки, К;

Т_а – адиабатная температура газов, К.

При сжигании газа и мазута в проектируемом котле

М=0,52-0,5*Х_т=0,52-0,5*0,5=0,27

где Х_т – характеризует относительную высоту положения зоны максимума температур.

h_т

h_гор

Х_т= = 0,5

Предполагается, что стены топочной камеры закрыты экранами с одинаковыми угловыми коэффициентами Х.

Х=

Применяем S=0,55 мм, d=0,51 мм, тогда

Х=1-0,2(0,55/0,51-1)=0,984

Условный коэффициент загрязнения поверхности для газообразного топлива в газомазутных котлах [Липов,1988, с.41]

Тогда коэффициент тепловой эффективности экрана

Коэффициент m для заданного q_v=420 кВт/м³ принимается равным m=0,1

Коэффициент ослабления лучей газовой средой для подсчёта :

Эффективная толщина излучающего слоя ,

где и берутся по табл. 9.4. Параметры , - по табл. 7.1. Температура , К

Коэффициент теплового излучения несветящихся газов факела : , где р=0,1 МПа( для котлов без наддува).

Коэффициент теплового излучения светящейся части факела: ,

где К₂ – коэффициент ослабления лучей газовой средой определяется по формуле К2=К_гr_п+Кс,

где К₂ – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, образующимися в ядре факела при сжигании мазута и газа.

Следовательно, коэффициент излучения факела

(10.8)

и коэффициент теплового излучения

(10.9)

Результаты расчёта F_ст приведены в табл. 10.4

Таблица 10.4

			М	S,мм	d,мм	х			m

				S	,К	К1	р,МПа

К2				Fст, м2

Топка проектируемого котла относится к числу почти полностью экранированных, поэтому коэффициент степени экранирования , тогда лучевоспринимающиеся поверхность нагрева

, м² (10.10)

Найдется величина проверяется с помощью номограммы ( рис.8.5[Липов, ]). Допускается относительно расхождения b 10%. Полученное значение сравнивается также с (см. табл.9.4), расхождение не должно превышать 5%. Тепловое напряжение нагрева топочных экранов

(10.11)