шлаків по [1] t_шл = 1400°С, тоді їх ентальпія (c ) = 1583кДж/кг (див. табл. П5 додатки)

=0,34%.

Відповідно до табл. ПЗ додатку для даного палива при _відх = 130° С

H _г⁰ = 1201 кДж/кг; H _в⁰ = 1080 кДж/кг.

При надлишку повітря _відх= 1,26 по (2.25)

Н_відх = 1201 + (1,26- 1)1080= 1482 кДж/кг.

По (3.5а) =4,90%

4. Коефіцієнт корисної дії по (3.3)

= 100-(4,90 + 0+1,5 + 0,26 + 0,34)= 93,0%.

Повна витрата палива по (3.7)

=23,72 кг/с.

Значення Q_п.к прийняте за прикладом 3.1.

Котел з урівноваженою тягою. 1. Втрати теплоти: q3 = 0,0%;

q₄ = 1,5%; q₅ = 0,26%; q_6шл = 0,34%.

2. Ентальпія Н_відх = 1201 +(1,34 - 1,0) 1080= 1568 кДж/кг.

3. Втрата з відхідними газами

2. =100- (5,17 +0,0 +1,5 +0,26 +0,34) =92,73%.

2. 23,8 кг/с.

При виконанні розрахунку слід мати на увазі, що в газощільних котлах, зокрема при роботі під наддувом, присоси у повітряпідігрівачах залишаються такими ж, як і в котлах з урівноваженою тягою.

Таким чином, в газощільному котлі ККД вище на 0,27% і відповідно менше витрата палива.

Приклад 3.10. Наскільки зменшиться витрата умовного палива при спалюванні в газощільному котлі за прикладом 3.9 газоподібнного палива (додаток, табл. П2 паливо №8)? Прийняти надлишок повітря за топкою _т = 1,05, присос повітря у повітряпідігрівач 0,06, температуру холодного повітря і на вході в котел t_х.в= =30°С, температуру відхідних газів 120°С.

Рішення. Відповідно до табл. П7 для газоподібного палива q3=0,5%; q4=0; q5=0,26%. Паливо беззольне, втрати з фізичним теплом шлаків відсутні.

1. Визначаємо необхідну теплоту палива. Приймаємо розрахункову температуру палива t_т.л=0_. У зв'язку з відсутністю попереднього підігріву повітря Q_в.внш=0. По табл. П2 додатка = 37 560 кДж/м³.

Необхідна теплота палива (див. 3.2):

= 37 560 + 0 + 0 = 37 560кДж/м3.

2. Визначаємо втрату теплоти з відхідними газами. По табл. П4 додатка для даного природного газу при _ух=120°С, теоретичні ентальпії повітря і продуктів згорання рівні Н_в° = 1583 кДж/м³ і Н_г° = 1854 кДж/м³, теоретична ентальпія повітря при температурі 30°С Н_х.в° = 395,7 кДж/м³.

Надлишок повітря у відхідних газах _відх = _т + _вп = 1,05 + 0,06=1,11. При надлишку повітря _ух =1,11

Н_відх = 1854 + (1,11 – 1,0) 1583 = 2028 кДж/м³.

По (3.5а)

q2 = 4,23 %.

3.Визначаємо коефіцієнт корисної дії

= 100-(4,23+ 0,5+ 0,0+ 0,26+ 0,0)= 95,0%.

4. Визначаємо по (3.7) повну витрату палива

B == = 14,52 м3/с.

Значення Q_п.к прийняте за прикладом 3.1.

5. Визначаємо умовну витрату палива. Умовним називається паливо з нижчою теплотворною здатністю Q_у.п = 29 308 кДж/кг:

В =В = 14,522 = 18,62 кг/с умовного палива.

Для порівняння: при спалюванні в такому ж котлі збідненого вугілля за прикладом 3.9: В = 23,88 =19,0 кг/с умовного палива, тобто на 5,48% більше.

ЗАДАЧІ

Задача 3.5. Наскільки зміняться втрати з відхідними газами для бурого вугілля Назаровського родовища (додаток, табл. П1, паливо № 15) при зміні _відх з 160 до 140°С (за рахунок очищення поверхонь газового тракту)? Прийняти надлишок повітря в відхідних газах 1,26, температуру холодного повітря 30°С, температуру повітря на вході в паровий котел 50°С, відносний надлишок повітря на вході в паровий котел = 1,22, втрати теплоти з механічним недопалом q₄ = 0.5%.

Задача 3.6. Визначити витрату палива для газощільного котла продуктивністю 736,11 кг/с на наступні параметри пари:

Температура перегрітої пари 545/545°С

Температура живильної води 270°С

Тиск свіжої пари на виході 25,02 МПа

Тиск живильної води …………………….. 30,41 МПа

Витрата пари через проміжний перегрівач………………. 605,56 кг/с

Температура пари на вході в проміжний перегрівача… ……. 295°С

Тиск пари після проміжного перегрівала………………….. 3,92 МПа

Тиск пари на вході в проміжний перегрівач……………… 4,17 МПа

Паливо - природний газ (додаток, табл. П2, паливо № 7)

При проведенні розрахунків:

Температура повітря перед паровим котелом ……………………...30°С

Попередній підігрів повітря ………………………..Відсутній

Надлишок повітря на виході з парового котела …………………1,30

Температура відхідних газів…………………………………………..120°С

Вприскування в проміжний пароперегрівач………………………...Відсутній

Задача 3.7. Визначити втрати q₂ для палив з різною вологістю при однаковій температурі відхідних газів _відх=140°С і _відх =1,45;

t_х.в=30°С; =30°С; t_тл = 0° С. Прийняти наступні види палив по табл. П1: АШ(№3),ковальський CC (№ 6), назарівське вугілля (№ 15) і відповідно q₄, рівне 4; 1; 0,5%, _{вин =} 0,95.

Задача 3.8. Визначити втрати q₂ при спалюванні в паровому котлі єкибазтузького вугілля (додаток, табл. П1, № 9) при _відх = 140° З і надлишку повітря на виході з парового котла відповідно 1,20; 1,30; 1,40; 1,50. Прийняти t_х.в =30°С , = 30°С, q₄ =2%, t_тл = 0°С. Зіставити зміну об'ємів газів (див. гл. 2) і втрат q_2.

Розділ четвертий

РОЗРАХУНКИ ТОПКОВОЇ КАМЕРИ І РАДІАЦІЙНИХ ПОВЕРХОНЬ НАГРІВУ

4.1. ГЕОМЕТРИЧНІ І ОПТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПКОВОЇ КАМЕРИ

4.1.1. За границі об'єму топки приймаються: за нижню границю - її дно в газомазутних топках і топках з рідким шлаковидаленням або умовну площину, що проходить через середину висоти холодної воронки для топок з твердим шлаковидаленням. Межами верхньої частини топки є площини, що проходять по осях стельового екрану і по осях першого ряду труб ширм або фестона, що знаходиться на виході з топки. Вертикальними межами об'єму топки є площини, що проходять по осях екранних труб або по внутрішній поверхні обмурівки (за відсутності екранів) або шара натрубної футеровки. Приклади визначення об'єму топки приведені на мал. 6.1 [1 ] і мал. 4.1 [2].

Об'єм призматичної топки знаходиться по формулі

(4.1)

де - поверхня бічної стіни топкі, м²; а_т — ширина топки, м.

4.1.2. Поверхня стін відкритої призматичної топки F_ст є сумою площин F_пл, обмежуючих об'єм топки. Якщо топка має розріджені ширми (з кроком більше 700 мм) і двусвітні екрани, то поверхня стін топки визначається як

(4.2)

де F_дв.е - поверхня двусвітних екранів, що визначувана по залежності

Fдвэ=2 _(4.3)

a_дв.э, l_дв.э, n_дв.э — глибина, висота і кількість двусвітних екранів в топці; - поверхня ширм, встановлених в топці (окрім ширм у вихідному вікні),

= 2 а_ш.т l_ш.т n_ш.т, (4.4)

а_ш.т; l_ш.т; n_ш.т, - глибина, висота і кількість ширм; F_cв —поверхня стін частини топки, вільної від ширм; F_np - поверхня стін топкі в зоні ширм (прилеглих до ширм); Z_шт, Z_np — коефіцієнти, що характеризують нерівномірність освітленості ширм і прилеглих до них стін.

4.1.3. Розрахункова променесприймаюча поверхня настінних і двусвітних екранів топки відповідно до її визначення по [1]

(4.5а)

де — поверхня стін, зайнята екраном, м^2; х_н.е, х_две - кутові коефіцієнти настінних і двусвітних, екранів (мал. П1 додатку).

Для газощільних і ошипованних частин екранів, а також вихідного вікна і умовної горизонтальної площини холодної воронки кутовий коефіцієнт х приймається рівним одиниці. Тоді

F_эnл =F _ст - F,

де F - площа пальників, лазів і інших не зайнятих екранними трубами ділянок.

За наявності ширм, що включаються в об'єм топки, її променеспримаюча поверхня розраховується по формулі

(4.5б)

4.1.4. Поперечний перетин топки

f = . (4.6)

Тут — ширина і глибина топки, м.

5. Висота топки при визначенні геометричних розмірів і проведенні позонних теплових розрахунків приймається від середини холодної воронки або череня до стелі топочної камери. При визначенні відносної висоти положення максимуму температури в топці її висота приймається до середини вихідного газового вікна.

6. Відносний рівень положення пальників Xг

Хг = Н_г /Н_т, (4.7)

де Н_г — відстань (висота) від середини холодної воронки (або рівня череня) до осі ярусу пальників. При розташуванні пальників в декілька ярусів H_г визначається як середня величина:

, (4.8)

де B₁, B₂, B_n — витрата палива через кожен ярус пальників, відповідно перший, другий і n-й яруси, кг/с; H_г1, Н_г2, Н_гn — висоти кожного ярусу, м.

4.1.7. Ефективна товщина випромінюючого шару, м,

s= 3,6Vт/F_Cт. (4.9а)

За наявності ширм, що включаються в об'єм топки,

(4.9б)

де V_св — частина об'єму топки, вільна від ширм.

4.1.8. Коефіцієнт випромінювання топкової камери для камерних топок _т= (4.10)

де _Ф — коефіцієнт випромінювання факела,

_ф=1-ее (4.11)

де е — основа натурального логарифма; k — коефіцієнт ослаблення променів топковим середовищем; s - ефективна товщина випромінюючого шару для топки, м (див. п. 4.1.7); р - тиск газового середовища в топці.

При спалюванні газоподібного і рідкого палива коефіцієнт випромінювання факела визначається по формулі

_ф = m _св + (1-m) _г. (4.12)

Тут _св і _г - відповідні коефіцієнти випромінювання, які мав би об'єм топки при заповненні її факелом, що світиться або не світиться; m — коефіцієнт усереднювання, що визначається часткою топкового об'єму, зайнятого факелом, що світиться.

Для відкритих і напіввідкритих топок при qv=

407 кВт/м³ незалежно від навантаження для природного газу m = 0,1, а для рідкого палива m = 0,55. При q_v 1160 кВт/м³ для газу m = 0,6, для мазуту m=1,0. При значеннях qv в інтервалі між цими значеннями т визначається лінійною інтерполяцією.

Значення _св і _г визначаються по формулах

_{св=1 -} е _{г=1 -} е (4.13)

Коефіцієнт k_т визначається за станом газів на виході з топки і розраховується по формулі

k_т= ) (1-0,37 (4.14)

де р_п — сумарний парціальний тиск газів, МПа,

p_п=рr_п=p(r + ); ( 4.15)

rr і — об'ємні частки трьохатомних газів і водяної пари.

Коефіцієнт ослаблення проміння частинками сажі

= 0,3(2- _т) (1,66 -0,5) , (4.16)

де С^р, Н^р — відповідно вміст вуглецю і водню в робочій масі палива; при спалюванні природного газу С^р/Н^р = 0,122 , При _т 2 k_с приймається рівним 0.

При спалюванні твердих палив коефіцієнт послаблення проміння топковим середовищем визначається по формулі

k=k_гr_п+k +k_{коксс .} (4.17)

Величина k_гr_п визначається так само, як і при спалюванні газу і мазуту.

Безрозмірна концентрація золи в продуктах згорання визначається по (2.21):

Коефіцієнт k_зл визначається по формулі

(4.17а)

де — густина димових газів, що приймається рівною 1,3 кг/мм , d_зл — середній по питомій поверхні діаметр золових частинок, мкм, приймається по табл. 4.1; k_кокс — коефіцієнт, що приймається рівним 10,0, 1/(м МПа); ₁, _2—безрозмірні коефіцієнти, що враховують вплив концентрації коксівних частинок у факелі, для низькореакційних палив (АШ, Т) ₁ =1, для високореакційних (кам'яне і буре вугілля, торф, сланці, деревина)) ₁₌0,5_,при камерному спалюванні ₂₌0,1,при шаровому ₂ = 0,03.

Таблиця 4.1

		Паливо або його стан	Ефективний діаметр частинок золи dзл , мкм
Топочний пристрій.
углера	молярні млини
Камерні топки, шарові барабанні млини Камерні топки, середньоходові і молоткові млини Камерні топки, молоткові млини Циклонні топки Шарові топки		Всі палива Всі палива, крім торфу Торф Пил Дроблене Всі палива	13 16 24 10 20 20