4.1.9. Середній коефіцієнт теплової ефективності топкі

(4.18)

де F_пл.і — поверхня і-го ділянки топкі; — коефіцієнт теплової ефективності і-ї ділянки топкі,

= (4.19)

- кутовий коефіцієнт ділянки; — коефіцієнт забруднення і-ї ділянки, визначається по табл. 4.2.

Таблиця 4.2

Тип екрану	Рід палива	Коефіцієнт
Відкриті гладкотрубні і плавникові (мембранні) настінні екрани Ошиповані екрани, покриті хромітової масою, в топках з твердим шла- ковидаленням* Екрани, покриті ша- мотною цеглою	Газоподібне паливо Мазут AШ і ПА при Гун 12%, збіднене вугілля при Гун 8%, кам'яне і буре вугілля, фрезторф Екибазтузьке вугілля при R90 15% Буре вугілля з Wп>3,3% при газовій сушці і прямому вдуванні Сланці північно-західних родовищ без застосування водяного обмивання Те ж з урахуванням водяного обмивання Всі палива Всі палива	0,65 0,55 0,45 0,35—0,40* 0,55 0,25 0,30 0,20 0,10

Примітки: 1. Менші значення при тепловій напрузі перетину топкі

== МВт/м², великі при 5,815 МВт/м².

2. При рідкому шлаковидаленні = ) b, де b= 1,0 для однокамерних і двукамерних топок, b=1,2 для напіввідкритих топок з пережимом; t =t -50 С. Для гладкотрубних двусвітних екранів і топкових ширм коефіцієнт забруднення зменшується в порівнянні з настінними гладкотрубними екранами на 0,1, для суцільнозварних двусвітних екранів і ширм на 0,05.

При розташуванні у вихідному газовому вікні топочних ширм для площини, що відділяє топку від ширм,

, (4.20)

де — коефіцієнт, що враховує взаємний теплообмін між топкою і ширмами, визначається по мал. П2 додатку залежно від температури газів на виході з топки; _отк — коефіцієнт теплової ефективності відкритих екранів. При спалюванні газу після вугільного пилу без очищення екранів коефіцієнти забруднення приймаються, як для твердого палива.

ПРИКЛАДИ

Приклад 4.1. Визначити геометричні характеристики топкової камери котла Е-670-13,8 ГМ, t_{ne =} 545/545°С відповідно до мал. 4.1. Котел має газощільні екрани, спалюється мазут через 12 пальників з діаметром амбразури 1,0 м, є шість лазів діаметром 0,5 м. Ширми на виході з топки мають крок 720 мм. ' -

Рішення. 1. Визначаємо поверхню стін топки (див. п. 4.1.2):

фронтової стіни F_ф = 21,4722 18,0 = 386,5 м²;

задньої стіни F_з = (15,57 + 2,19 + 0,61+0,37)18,0 = 337,3 м²;

бічної стіни F₆=2,499 8,0+0,377 0,87+(0,87+1,30)0,5 0,43+(1,30+5,37)0,55 0,764+13,4722 7,68+2,06 0,5 7,68== 133,9 м^2;

підлоги F_под =7,955 18,0= 143,1 м²;

стелі F_ст = 2,499 18,0 = 44,8 м²;

г азового вікна F_вік=(8,0+25900+1,82+1,5+0,87)18,0=219,4 м² захищаючих стін топкі

+F_вік = 1398,9 м².

2. Визначаємо об'єм топки. Об'єм топкі без зони ширм для визначення ефективної товщини випромінюючого шару

V_т =F_б a_т= 133,99 18,0 = 2410 м³.

Об'єм топкі з урахуванням зони ширм для визначення теплової напруги qv. Оскільки крок ширм перевищує 700 мм, то в об'єм топки включається також об'єм газоходу ширм до входу в наступну поверхность V_т = F₆а_т + b_шh_шa_т+ +b_ol h = 133,9 18,0 +1,822 8,00 18,0 + 0,77 6,4466 18,0 = 2753 м³.

3. Визначаємо променесприймаючу поверхню F_пр no(4.5а):

F_гор = n_гор 0,785d²_гор + п_л 0,78 d _л ² = 10,6 м²;

F_пр=(F_ст-F_гор) х_н.э=(1398,9-10,6) 1,0 = 1388,3 м².

На відміну від звичних гладкотрубних екранів кутовий коефіцієнт х_н.э для газощільних екранів, а також підлоги і газового вікна рівний одиниці.

4. Визначаємо відносний рівень розташування пальників по (4.7). Відстань від підлоги до осі пальників відповідно до мал. 4.1 Н_г = 4,05 м, тоді

X_г = 4,05/(14,5 + 4,05)= 0,219.

5. Визначаємо ефективну товщину випромінюючого шару (по 4.9а)

s=3,66 =6,2м.

Приклад 4.2. Як зміниться коефіцієнт теплової ефективності фронтової стіни топкі, якщо:

а) негазощільний екран з гладких труб зовнішнім діаметром 60 мм з кроком 64 мм замінити на суцільнозварний;

б) ввести запалювальний пояс по всій ширині фронтової

стіни заввишки 2,0 м?

Умови: паливо — буре вугілля, ширина фронтової стіни 18,0 м, висота 25 м, пальники на стіні відсутні, є 2 лази ø 0,5 м, відстань від осі екранних труб до обмурівки 30 мм.

Рішення. 1. Визначаємо коефіцієнт теплової ефективності екрану з гладких труб. Кутовий коефіцієнт х_н.э = 0,98. Відповідно до табл. 4.2 коефіцієнт = 0,45. Коефіцієнт теплової ефективності = 0,455 0,98 = 0,441. Поверхня фронтової стіни топкі F_ст=25,0 18,0 = 450 м².

Поверхня фронтової стіни топкі, зайнята екраном, F = bh_ст – n d _л ² /4 = 25,00 18,0 - 2 0,52 0,785 = 449,6 м².

Середній коефіцієнт теплової ефективності екрану по (4.18)

_cp == = 0,4406.

2. Визначаємо коефіцієнт теплової ефективності суцільнозварного екрану. Кутовий коефіцієнт _нэ=1,0. Величини F_ст, , F зберігають колишні значення. Коефіцієнт = 0,45, при цьому _э = 1,00 0,45 = 0,45 і _ср = 0,455 449,6/450,0=0,4496.

3. Визначаємо коефіцієнт теплової ефективності суцільнозварного екрану із запалювальним поясом заввишки 2,0 м. Кутовий коефіцієнт х_зп = 1,0. Величини F_ст і екранних труб зберігають колишні значення. Поверхня фронтової стіни ділиться на дві частини:

відкрита частина екранних труб

F = 18,0(25,0-2,0) -22 0,52 0,785=413,6 м²;

запалювальний пояс .

F = 18,0 2,0=36 м2.

Коефіцієнт теплової ефективності: відкритої частини

= 0,988 0,45=0,441;

запалювального поясу = 1,0 0,2=0,2,

де =0,2, по табл. 4.2.

Середній коефіцієнт ефективного екрана

=0,421.

П риклад 4.3. Визначити променесприймаючу поверхню камери охолоджування топки з ширмами, включеними в об'єм топкі. Геометричні розміри камери охолоджування приведені на мал. 4.2. Коефіцієнти нерівномірності освітленості ширм Z_шл екранів топкі Z_пр прийняти відповідно 0.702 і 0,700. Топка має три двусвітні екрани і 24 ширми. Екрани і ширми в топці виконані суцільнозварними.

Рішення. 1. B відповідності з п. 4.1.2 і мал. 4.2 визначаємо геометричні характеристики камери охолоджування (рішення аналогічно прикладу 4.1). Поверхня стін камери охолоджування: фронтової стіни F_ф=356,6м²; задньої стіни F3 = =41,5м²: бічної стіни Fб=96,8 м2; двусвітного

екрану F_дв=2F_б=2 96,8=193,6м²; вихідного вікна камери охолоджування F_вік= 5,985 20.428= 122,3 м²;бічної стіни перехідного газоходу F_б._п =

Мал. 4.2. Топкова камера з ширмами у об'ємі топкі

= 6,9 м²; стелі F_ст = 142,0 м²; топкових ширм F_ш.т = 0,5 (16,43+14.903)) (1,235 + 0,032)) 22 24 = 952,8 м². У результаті повна поверхня стін і ширм F_ст = 356,6+ 241,5+ 96,8 2+ 193,6 3+122,3 + 6,9 2 +142,0 + 952,8 = 2610,3 м².