9 Выбор типа, размеров и способа компоновки горелок

9.1 Горелочные устройства - это устройства предназначенные для смешения топлива с необходимым для горения количеством воздуха, обеспечивающие устойчивое воспламенение и заданную экономичность сжигания топлива при рекомендованных значениях тонкости пыли и температуры горячего воздуха.

9.2 Тип горелок – вихревые горелки для сжигания каменных углей .

9.3 Компоновка пылеугольных горелок

9.3.1Вихревые горелки могут компоноваться в камерных топках по встречной схеме. Эта схема находит широкое применение в котлах средней и большой мощности для сжигания каменных и бурых углей, включая угли с пониженной реакционной способностью.

9.4 Компоновка горелок – ­ Встречное расположение вихревых горелок на фронтальной и задней стенах [5,с.6].

9.5 Число горелок [5,c.8]

Принимается =6.Тепловая мощность одной горелки (Q_г)=50 МВт, диаметр амбразур Д_а=1100 мм.

9.6 Количество ярусов горелок [5,c.8]

z_яр=1.

9.7 Допускаемые тепловые напряжения сечения топочной камеры [1,c.174]

[q_F] = 2,3 МВт/м².

9.8 Минимальное сечение топочной камеры F_т.min

;

м²;

9.9 Основные конструктивные характеристики топочной камеры

9.9.1 Расстояние между осями горелок по горизонтали

9.9.2 Расстояние от осей крайних горелок до примыкающих стен

=2,77м

9.9.3Расстояние от оси нижнего яруса горелок до начала ската шлакового пода

9.9.4 Ширина топки в зависимости от компоновки горелок

;

;

Принимается a_тп=11,5м.

9.9.5 Глубина топки [5,c.12]

b_тп=c ;

b_тп=0,75( +1 1)2,77=7,617м;

9.9.6 Расстояние от оси нижнего яруса горелок до начала ската шлакового пода

9.9.7 Расчетное сечение топочной камеры

F_т=а_тп b_тп м²;

F_т= 11,08 7,617 = 84,396 м².

9.9.8 Расчетное тепловое напряжение сечения топочной камеры

;

МВт/м².

9.10 Проверка: Должно быть: q_F ≤ [q_F]

Получили : 2,15МВт/м²<2,3 МВт/м²

10 Выбор основных конструктивных характеристик топки

10.1Топочная камера-это устройство предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания или дымовых газов за счет передачи тепла экранным поверхностям нагрева формирующих саму топочную камеру и выделения из продуктов сгорания шлаков и золы.

Активный объем топочной камеры, рассчитываемой в курсовом проекте, ограничивается плоскостями экранных труб. В выходном сечении камеры ее объем ограничивается плоскостью, проходящей через оси первого ряда ширм. Нижней границей объема топки с TШУ служит под. Конструктивный расчет топки предусматривает определение поверхности стен топки по рекомендациям и расчет поверхности стен топки при заданной температуре газов на выходе из топки. После расчета поверхности стен и уточнения размеров топки необходимо проверить соответствие принятого и полученного в результате расчета значения коэффициента тепловой эффективности.

10.2 Расчет глубины ширм

Примечание: Основные обозначения приведены на рисунке 4

10.2.1 Диаметр труб ширм [6,c.3]

d_ш = 0,032 м.

10.2.2 Толщина стенки труб ширм [6,c.3]

δ_ш = 0,004 м.

10.2.3 Внутренний диаметр труб ширм

d_ш.вн. = d_ш –2δ_ш = 0,032-2 0,004 = 0,024 м.

10.2.4 Поперечный шаг между ширмами [6,c.3]

S₁ = 0,5 м.

10.2.5 Число ходов пара в ширмах [6,c.3]

z_ход = 2.

10.2.8 Массовая скорость пара в ширмах [5,c.3]

ω_ρ = 900 кг/(м²с)

10.2.9 Расход пара через ширмы

Д_ш ≈ Д_пп = 69,44кг/с.

10.2.10 Число ниток (труб) в ширме

;

;

По рекомендациям [6,c.4] n округляется до ближайшего целого числа.

Принимается n=16.

10.2.11 Число петель в ширме

n_пет = 1.

10.2.12 Радиус гиба труб в ширмах

R ≥ 2d_ш = 2 0,032 = 0,064 м.

10.2.13 Продольный шаг ширм

S₂ ≤ 1,5d_ш = 1,5 0,032 = 0,048 м.

10.2.14 Глубина ширм по осям крайних труб по ходу газов

b_ш = [2∙(n_.–1)∙S₂+2R]∙n_пет+(n_пет–1)∙2R;

b_ш = [2∙ (16-1) ∙0,048+2∙0,064]∙1+(1-1)2 0,064 = 1,568м.

Рисунок 4 Эскиз ширмового пароперегревателя

10.4 Допускаемое тепловое напряжение объема топки по условиям горения [1,c.174]

q_v.доп = 0,175 МВт/м² ;

q_v.кг. = 0,7 МВт/м².

10.5 Высота газового окна (за ширмами, по оси заднего экрана)

h_ок =7,617 м.

10.6 Высота ширм:

h_ш = 8,378 м.

10.7 Расстояние от выходного сечения ширм до пароотводящих труб заднего экрана

l_об = 0,8 м.

10.8 Глубина аэродинамического выступа

b_ав = (0,2÷0,3)b_тп

b_ав =0,25*7,617=2,93 м.

10.9 Углы наклона пережима в полуоткрытых топках с ТШУ

α₁ = 51˚;

α₂ =25˚.

10.10 Угол наклона пода к горизонтали в топках ТШУ

α₃ = 45˚.

10.11 Определение количества и размера шлаковых леток в топках с ТШУ

10.11.1Удельная нагрузка на периметр летки

ρ_л = 0,30 кг/(м∙с).

10.11.2 Произведение количества на периметр леток

= Пр;

.

10.11.3 Периметр летки

П_л = 2 м.

10.11.4 Количество леток

;

;

По рекомендациям [4] принимаем 1 летку.

10.12 Определение основных конструктивных размеров открытых топок с ТШУ

Примечание: Обозначения приведены в приложении Г

м;

h₃ = b_а.в.tg₂

h₃ = 1,904tg25= 0,887 м;

h₄ = (b_а.в.–l_об)tg₃

h₄ =(1.904-0.8)tg45= 1.104м;

h₅ = h_ш ;

h =8.378 м;

;

;

;

м³;

;

м³;

V₅ = h₅∙а_тп(b_тп–b_ш–l_об)

V₅ = 8.378*11.08*(7.61-1.568-0.8)=486.60 м³

;

м³;

увеличим на 44% =1498,927 м³

V₂ = V_т.min–(V₁+V₃+V₄+V₅)=

=1498,927-(134,658+65,434+86,335+486,60)=725,900 , м³.

;

h_т = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅;

h_т =2,04+8,909+0,887+1,104+8,378=21,318 м;

10.13 Полная поверхность стен, ограничивающих активный объем топки с ТШУ.

10.13.1 Длина фронтовой стены открытых экранов

l_фр = h_5­ + h₄ + h₃ + h₂ + h₁/sinα₁;

l_фр =8,378+1,104+0,887+8,909+2,04/sin50=21.318м.

10.13.2 Поверхность фронтовой стены открытых экранов

F_фр = а_тп · l_фр;

F_фр = 21,318*11,08= 236,203 м².

10.13.3 Длина тыльной стены открытых экранов

l_з = h₄/sinα₃ + h₃/sinα₂ + h₂ + h₁/sinα₁, м

l_з = м.

10.13.4 Поверхность тыльной стены

F_з = а_тп · l_з м²;

F_з =15,25*11,08=168,983 м².

10.13.5 Поверхность боковой стены

;

м³

10.13.6 Поверхность стен потолка, ограничивающего активный объем топки

F_пот = а_тп · (b_тп – b_ш – l_об);

F_пот =11,08·(7,61 -1,568-0,8) =58,07 м².

10.13.7 Поверхность выходного окна

F_вых = (h_ш + b_ш)а_тп;

F_вых =(8,378-1,568) ·11,08=75,45 м².

10.13.8 Поверхность, занятая горелками и леткой

F_гор = 0,785Д_а²·z_г;

F_гор-л. =0,785*1,1*1,1*6=5,699 м².

10.13.9 Поверхность экранов

F_экр = F_фр + F_з + 2F_бок – F_гор = 236,203+168,983+2*134,185-5,699=667,857 м².

10.13.10 Полная поверхность стен

F_ст = F_экр + F_пот + F_вых;

F_ст= 667,857+58,07+75,45=801,377 м².