4.2. Теплообмін випромінюванням в топковій камері

Адіабатна температура горіння визначається при надлишку повітря за топкою а_т і ентальпії, рівної корисному тепловиділенню в топці. Корисне тепловиділення знаходиться по залежності:

Q_т = Q (100- (4.21)

де Qв— теплота, що вноситься повітрям в топку,

Q_в = ( _т- _т- _пл)H°_г.в + ( _т+ _пл)Н°_х.в; (4.22)

_т, і _пл — присоси повітря в топці і в пилосистемі (див. гл. 3); Н°_гв, Н°_х.в - ентальпія теоретично необхідного об'єму повітря при температурах гарячого і присмоктаного холодного повітря, кДж/кг (див. гл. 2 і додаток); Q_в.внш - теплота повітря, підігрітого поза паровим котлом, кДж/кг (див. гл. 3); H_г.от6, r - ентальпія і частка газів, відбиваних на рециркуляцию (див. гл. 3).

Параметр розподілу температур по висоті топкі

M = A-BX_т, (4.23)

де Х_т— відносне положення максимуму температур газів в топці. Для однокамерних топок з горизонтальним розташуванням осей вихрових пальників і верхнім виводом з топки продуктів згорання X_т, як правило, співпадає з відносним рівнем розташування пальників X_г .

Значення коефіцієнтів А і В в рівнянні (4.23) визначається по табл. 4.4.

Таблиця 4.4

Спалюване паливо, топочний пристрій	Коефіцієнт
	А	В
Газ і мазут Високореакційне тверде в камерній топці і всі тверді палива в шаровій топці Малореакційні тверді палива, кам'яні вугілля з підвищеною зольностю в камерній топці	0,54 0,59 0,56	0,20 0,50 0.50

При відхиленні положення максимальної температури від середнього рівня пальників

Xт = Xг + X, (4.24)

де X — відносне перевищення максимуму температур над рівнем пальників, визначається по табл. 4.5.

Таблиця 4.5

Умови спалювання палива	Поправка АХ
Спалювання вугільного пилу в прямоточних горел- ках (окрім пальників з плоскими струменями) і у віх- ревих пальниках (при двох і більш ярусах, з фрон- товим або стрічним розташуванням) у казанах продуктивністю D 116,67 кг/с (420 т/год)		0,05
Tе ж при продуктивності котла D 116,67 кг/с (420 т/год)		0,10
При спалюванні мазуту і газу в топках з D9,72кг/с (35т/год)		0,15
При спалюванні мазуту і газу з надлишками воздуха в пальниках г < 1		2(1- т)
Поворотні пальники з поворотом вниз	-0,1	на поворот 20
Tе ж вгору	+ 0,1	на поворот 20"

У решті випадків, не обумовлених в табл. 4.5, Х_т = Х_г. У інвертних топках при розміщенні пилевугільних пальників на стелі топкі і нижньому відведенні газів приймають Х_т = 0,255 0,30.

Незалежно від набутого значення M по формулі (4.23) параметр M в призматичних топках, окрім інвертних, не повинен для твердих палив перевищувати 0,5. Для напіввідкритих топок параметр M приймають рівним 0,48 при спалюванні газу, мазуту і високореакційних палив і 0,46 при спалюванні антрациту, напівантрациту і худого вугілля. У топках з подовим розташуванням пальників рекомендується приймати M=0,399 0,40. Число Больцмана

Во = В_рVс_ср10¹¹/(5,67 _ср F_стT ). (4.25)

середня теплоємність продуктів згорання V_cср 1 кг палива, кДж/(кг К), при надлишку повітря за топкою і в інтервалі температур газів _а- _т" визначається по формулі

Vc_cp = (Q_т-Н _т " )/( _а - _т" ). (4.26)

При спалюванні суміші твердого і рідкого палива при визначенні числа Больцмана Во об'єм продуктів згорання приймається на 1 кг суміші, а витрата палива рівним сумарній витраті складових суміші палив.

При спалюванні природного газу в суміші з твердим або рідким паливом, як наголошувалося раніше в гл. 2, розрахунок ведеться але витраті твердого (або рідкого) палива і тому при визначенні числа Больцмана об'єм продуктів згорання приймається за об'ємом суміші, що доводиться на 1 кг твердого або рідкого палива (Vcv- Vт.п+xVг.т), у Вр — по витраті твердого (або рідкого) палива. Тут індекси «т. п» — тверде паливо, «г. т» — газоподібне паливо; х—кількість кубічних метрів горючого газу, що доводиться на 1 кг твердого (або рідкого) палива.

Відносна температура продуктів згорання за топкою

_т"=Т_т" /Т_а"; _т"=B /( B +M ) (4,27)

Абсолютна температура продуктів згорання за топкою

T _т"=T_а/[1 + М( _т/Во)^0,6]. (4.28)

Поверхня стін топки, необхідна для охолоджування продуктів згорання до заданої температури на виході з топки,

F_ст=B_рQ_л[(T _а / T _т"-1)²/М²] /(5,67 10 _{т т}МT_т"T_а³), (4.29)

де Q_л— питоме теплосприйняття екранів топкі по балансу, кДж/кг,

Q_л = (Q_г-H_т") ; (4.30)

- коефіцієнт збереження теплоти, що враховує частку теплоти газів, cприйнятою поверхнею нагріву, = 1-q5 /( _к+ q5).

ПРИКЛАДИ

Приклад 4.8. Визначити адіабатну температуру горіння вугілля кузнецького марки CC (додаток, табл. П1, паливо № 6). Умови спалювання палива: топка з рідким шлаковидаленням, температура гарячого повітря t_г.в=370 С, _т= 0, _пл = 0; котел працює під наддувом, рециркуляція газів відсутня, надлишок повітря за топкою _т=1,15, а_ун = 0,5.

Рішення. 1. Визначаємо ентальпію газів для очікуваного діапазону адіабатной температури продуктів згорання (2200—2000 С). Для цього використовуємо теоретичні ентальпії Н_в° і Н_г° для даного палива (додаток, табл. ПЗ). Вони рівні відповідно: при =2200°С Н_в° = 24 865 кДж/кг, Н_г° = 28  855кДж/кг; при = 2000 °С Н_в°= 22  408 кДж/кг, Н_г° = 25 97; Дж/кг.

При надлишку _т= 1,15 ентальпія газів рівна: при = 2200° С Нг = 28 8554+(1,15-1) 24 865 = 32 585 кДж/кг; при =2000° С Нг ₌ 25 971 + (1,15- 1) 22 408 = 29 332 кДж/кг.

Оскільки відсутній попередній підігрів повітря Qв.вн=0_, ; фізичною теплотою палива нехтуємо; тоді Q = Q = 27 420кДж/кг.

2. Визначаємо втрати теплоти q3 і q4 по табл. П7: з хімічним недопалюванням q3=0; з механічним недопалюванням q4= 1,0%.

3. Втрати з фізичною теплотою шлаків [по (3.6)]

q6= =0,531%

Температура шлаків прийнята t_нж = 1700°С, при цьому (с )_зл = 2064кДж/кг.

4. Визначаємо корисне тепловиділення в топці [по (4.21)]. Теоретична ентальпія гарячого повітря визначається по табл. ПЗ додатки для даного палива: при tT =400° С Н_в° = 3960кДж/кг, при tгв ₌ 200°С Н_в° = 1947 кДж/кг. Для температури tгв = 370 °С: Н_в° =3960 –(3960 -1947)) =3658 кДж/кг. Теплота, що вноситься повітрям [по (4.22)],

Qв = (1,15-0 -0) 3658,0 + 0 = 4207 кДж/кг. Корисне тепловиділення в топці

Qт=27420 +4207-0+0=31480 кДж/кг

Для Qт =31 480 кДж/кг адіабатна температура

_а=2000 + (2200-2000)) =2132° С.

Приклад 4.9. Відповідно до даних рішення прикладу 4.8 знайти зміну адіабатної температури горіння при підвищенні температури гарячого повітря на 50 °С.

Рішення. 1. Визначаємо теоретичну ентальпію гарячого повітря при температурі 420 З. По табл. ПЗ додатка для даного палива при tв= 400°С Н_в° = 3960 кДж/кг; при tв= 600°С Н_в° = 6065 кДж/кг. При температурі 420°С

Нв° = 3960 + (420-400) = 4170,5 кДж/кг.

2. Корисне тепловиділення в топці при температурі гарячого повітря 420°С:

Q_в = 4170,5 (1,15- 0 - 0)+0= 4796 кДж/кг;

Qт =27 420 +4796=32069 кДж/кг.

3. Визначаємо адіабатну температуру горіння: _а = 2000 + (2200 - 2000) = 2168°С.

Таким чином, збільшення температури гарячого повітря на 50° С підвищило адіабатну температуру на 2168 - 2132 = 36° С.

Існує наближений спосіб визначення різниці адіабатних температур:

визначаємо зміну ентальпії продуктів згорання в інтервалі температур 200°С при її зміні від 2000 до 2200° С. Відповідно до прикладу 4.9

Нг =32 585-29 332 = 3253 кДж/кг;

зміна ентальпії гарячого повітря теж в інтервалі температур 200°С при її зміні від 400 до 600° С

Нг.в = (6065-3960)(1,15-0) = 2420 кДж/кг;

зміна адіабатной температури продуктів згорання

_а = t_г.в =500 =37°С.

За цим способом можна визначати зміни адіабатної температури без повторного розрахунку Qт_.

Приклад 4.10. Визначити, наскільки підвищиться адіабатна температура горіння при переході від замкнутої схеми сушки при спалюванні вугілля коваля марки C (див. приклад 4.8) до розімкненої схеми сушки димовими газами. Прийняти вологість пилу = 2%, при розімкненій схемі — подачу пилу в пальники повітрям від компресора, частку транспортуючого повітря г.в=0,012, температуру транспортуючого повітря 60°С, температуру пилу після пилового бункера 85°C, рециркуляція газів відсутній, шлаковидалення — рідке, частка віднесення золи 0,5.

Рішення. Відповідно до табл. П1 додатки елементний склад сирого палива

Wр = 6,0%; Ар ⁼ 14,1%; Sp = 0,6%; З ^р = 72,5%; Н ^р = 3.4%; N ^р = 1,7%; При р=1,7%, нижча теплота згорання 27 420 кДж/кг. Елементний склад пилу при W = 2% відповідно до формул перерахунку (гл. 1, табл. 1.1): W = 2,0%; A = 14,7%; S =0.63%; С = 75,59%; Н = 3,54%: N =1,77%: О =1.77%; Q = 28 694 кДж/кг. Відповідно до (2.1), (2.4) -(2.7) теоретичні об'єми повітря і складових продуктів згорання будуть рівні:

V° = 7,58 м3/кг; V_{RO 2} = 1,41 м3/кг: V =6.00 м3/кг; V = 0,57 м3/кг.

1. Визначаємо по (2.23) - (2.25) ентальпії газів при надлишках =1 і =1,15 і очікуваній температурі _а, рівної 2100—2200°С. В результаті набуваємо наступні значення:

Ентальпія, кДж/кг Температура, °С

2100 2200

Нв° ………………24512 25784

Нг° ………………. 28 350 29839

Нг при а=1,15 ……………....32027 33707

2. Визначаємо теоретичні ентальпії повітря при температурах 60 і 370 °С по (2.23): при t= 60°С Нв° ₌602,2 кДж/кг; при t = 370°С Нв° =3791 кДж/кг.

3. Визначаємо теплоту палива. У зв'язку з відсутністю підігріву повітря в калориферах Qв.внш ₌ 0. Відповідно до табл. П6 додатки теплоємність сухої маси вугілля коваля марки CC при 85°С складає 1,070 кДж/(кг °C), а теплоємність пилу с_тл = 4,1868 + 1,077 =1,132 кДж/(кг °С).

При цьому по (3.2)

Q =28694+0+1,132 85 = 28 790 кДж/кг.

4. Визначаємо втрати теплоти. Топкові втрати, як при замкнутій схемі сушки в прикладі 4.8:

q3 = 0; q4 =1,0%.

Втрати з фізичною теплотою шлаків (по 3.6)

q6 = = 0,53 %.

5. Визначаємо теплоту повітря (по 4.22):

Qк = ( 1,15 -0,012) 3791 +(0,012+ 0)602,2 = 4321 кДж/кг. Корисне тепловиділення в топці (по 4.21)

Qт = 28 790 + +4321-0 + 0 = 32 958 кДж/кг.

Цьому значенню по табл. Н - відповідає температура

= 2100 + (2200-2100)= 2155°С.

Для замкнутої схеми сушки відповідно до прикладу 4.9 _а = 2132°С.

Таким чином, перехід на розімкнену схему сушки палива для вугілля кузнецького марки CC з Wp = 6% підвищив адіабатну температуру горіння на 23° С. Для вологіших палив це значення набагато більше: наприклад, для вологого бурого вугілля 150 - 200° С.

Приклад 4.11. Визначити зміну адіабатної температури при введенні рециркуляциї газів в ядро горіння в кількості 5 - 20% з інтервалом 5%. Паливо — березовське буре вугілля (додаток, табл. П1, паливо № 14), помол палива — в індивідуальній замкнутій схемі пилеприготування з мелючими вентиляторами, забір газів на рециркуляцію за повітряпідігрівачем при

_ух =130°С і надлишку повітря _ух = 1,26.

При цьому слід прийняти: температуру гарячого повітря 250° С; відбір газів на сушку r_відб=0,20; температуру газів у відборі на сушку 400°С при

_суш = _т; надлишок повітря в топці _т = 1,20; присос в топці _т = 0; те ж в пилосистемі _пл = 0,2; попередній підігрів повітря в калориферах відсутній, фізичною теплотою палива нехтуємо.

Рішення. Оскільки система пилеприготування замкнута, то гази, що відбираються на сушку палива, також повертаються до топку.

1. Визначаємо теоретичні об'єми повітря і складових продуктів згорання по табл. П1 додатки:

V ° = 4,28 м³/кг; V_{RO 2}= 0,82 м³/кг; V = 3,38 м³/кг; V =0,82 м³/кг

Теоретичні ентальпії повітря Нв° і газів Нг° визначаємо відповідно до (2.23) і (2.24).

2. Визначаємо теплоту палива, що розташовується (по 3.22). У зв'язку з відсутністю попереднього зовнішнього підігріву повітря і фізичної теплоти палива

Q = Q = 16 200 кДж/кг.

3. Визначаємо теплоту, що вноситься в топку повітрям. Теоретичні ентальпії повітря Нв° при температурах tгв= 250°С і tх.в= 30°С по (2.23) відповідно рівні: 1434,8 і 171,0 кДж/кг. Тоді по (4.22)

Qв =(1,20-0-0,20) 1434,8 + (0 + 0,20) 171,0 = 1469,0 кДж/кг.

Втрати теплоти з хімічним і механічним недопалюванням відповідно до табл. П8 додатки: q3 = 0; q4= 1,0%.

4. Визначаємо ентальпію газів у відборі на рециркуляцію і сушку. Відповідно до (2.23) і (2.24) теоретичні ентальпії повітря і продуктів згорання при _ух=130°С: Нв° = 741,0 кДж/кг; Нг° =923,7 кДж/кг. При надлишку повітря _ух = 1,26 ентальпія продуктів згорання по (2.25) (ентальпією золи нехтуємо): Нг.отб = 923,7 + (1,26—1,0) 741,0 = 1116,4 кДж/кг.

Визначаємо ентальпію продуктів згорання у відборі на сушку при =400°С: Нв° = 2319 кДж/кг; Нг° = 2926 кДж/кг. При надлишку повітря _суш= 1,20

H _г.суш = 2926+ (1,20- 1) 2319 = 3390 кДж/кг.

5. Визначаємо корисне тепловиділення в топці (по 4.29). Оскільки паливо малозольне, втратами з теплотою шлаків нехтуємо (q6 = 0). При r_рц=5%

Qт=16  2000 +1469,0-0+1116,44 0,05 + 33900 0,2=

= 18347,2+1116,44 0,05=18 403 кДж/кг; при r_рц=10%

Qт = 18347,2 + 1116,44 0,1 =18 458 кДж/кг; при r_рп = 15%

Qт = 18347,2+ 1116,4 0,15= 18 514 кДж/кг; при r_рц = 20%

Qт= 18347,2 + 1116,4 0,20 = 18 570 до Дж/кг.

Для визначення адіабатних температур горіння, відповідних одержаним тепловиділенням, необхідна побудова H- таблиці при температурах, близьких до очікуваних значень _а.

6. Знаходимо надлишок повітря після змішення основного потоку з рециркуляцією газів і відбором на сушку (див. приклад 2.11):

_{см= т} + (( _{рц- т}) r_рв + (( _суш - _т) r_отб. При r_рц = 5%

_см = 1,26 + (1,26- 1,20)0,05 + 0= 1,203; при r_рц=10%

_см= 1,20 + (1,26-1,20)0,10 + 0= 1,206;

при r_рц=15%

_см = 1,20 + (1,26-1,20)0,15 + 0= 1,209; x0при r_рц = 20%

_см = 1,20 + (1,26-1,20)0,20 + 0= 1,212.

7. Знаходимо ентальпію продуктів згорання при надлишках повітря _см (див. приклад 2.11):

Hг.см =[Н_г°+( _см-1) Нв° ]/(1+r_рц+r_отб).

Для цього по (2.23) і (2.24) знаходимо Нв° і Нг° при температурах 1200, 1400 і 1600°С і значення Hг_. при _см .Результати зведені в табл.4.6.

Таблиця 4.6. Значення Нв і Нг

Энтальпія, кДж/кг		Температура,		°С
		1200	1400	1600
Нв°		7505	8886	10 284
Нг°		9713	11 544	13 409
Нг при = 1,203		11 237	13 348	15 497
Нг при = 1,203 з врахуванням r отб =0,2 и	rрц=5%	14 047	16 685	19 371
Нг при =1,206		11 259	13 375	15 528
Нг при =1,206 з врахуванням r отб = 0,2 и	rрц=10%	14 637	17 388	20 186
Нг при =1,209		11 282	13 401	15 558
Нг при = 1,209 з врахуванням r отб=0,2	rрц=15%	15 231	18 091	21 003
Нг при =1,212		11 304	13 428	15 589
Нг при = 1.212 з врахуванням r отб=0,2	rрц=20%	15 826	18 299	21 825

8. Визначаємо, адіабатні температури горіння у відповідності з даними табл. 4.6: при r_рц=5 %

_а =14000 (1600-1400)= 1528°С.

Аналогічно одержуємо: при r_рц = 10% _а = 1476° С;

при r_рц =15% _а = 1429° С;

при r_рц = 20 % _а = 1385° С.

Таким чином, збільшення рециркуляції на 1 % знижує адіабатну температуру горіння в середньому на 9,5° С.

Приклад 4.12. Визначити температуру газів, що покидають топкову камеру котла Е-670-13,8 ГМ з tпе ₌ 545/545°С, паропродуктивністю 186,11 кг/с для енергоблока потужністю 200МВт при спалюванні природного газу (додаток, табл. П2, паливо № 2).

Конструктивні дані топкової камери прийняти за прикладом 4.1, Параметри пари і води наступні:

Температура перегрітої пари 545/545 °С

Температура живильної води 243 °С

Тиск свіжої пари на виході 13,7 МПа

Тиск живильної води 16,19 МПа

Витрата вторинної пари 163,89 кг/с

Температура пари на вході в

промперегрівач 328 °С

Тиск пари після промперегрівач…...2,40 МПа

Тиск пари на вході в промперегрівач ... 2,70 МПа

Надлишок повітря за топкою _т = 1,05, котел — газощільний, температура холодного повітря 30° С, попередній підігрів повітря відсутній. Прийняти рециркуляцію газів в топку в кількості 6,8% (у повітряний короб на вході в пальники), відбір газів рециркуляції — за економайзером при температурі 322 З і надлишку повітря 1,05. Температура гарячого повітря 247° С, ККД котла _к = 94,34%.

Рішення. Відповідно до табл. П4 додатки об'єм трьохатомних газів V_RO2 = 1,00м³/м3, теоретичні об'єми водяної пари, азоту і повітря відповідно рівні:

V = 2,15м³/м³: V =7,52 м³/м³; V⁰ = 9,52 м³/м³.

Теоретичний об'єм димових газів по (2.7)

V° = 1,00 + 7,52 + 2,15= 10,67 м³/м³.

При надлишку =1,05 об'єми димових газів і водяної пари по (2.15 і 2.14):

V_г=10,67+1,0161(1,05-1,0)9,52 = 11,15 м³/м³

Н_H2O = 2,15 + 0,0161(1,05-1,0)9,52 = 2,16 м³/м³

Об'ємні частки трьохатомних газів і водяної пари по (2.19) і (2.20):

r_R02 = 1,0/11,15 = 0,09;

r_H2O= 2,16/11,15 = 0,194.

Сумарна об'ємна частка трьохатомних газів і водяної пари

r _п = 0,09 + 0,194 = 0,284.

Відношення C ^р/Н ^р визначаємо відповідно до елементного складу палива по табл. 2 додатки і п. 4.1.8:

=2,988.

1. Визначаємо теплоту палива. У зв'язку з відсутністю попереднього підігріву повітря в калориферах і відсутністю помітної фізичної теплоти палива Q = Q при Q = 35 880 кДж/кг.

2. Визначаємо кількість теплоти, сприйнятої робочим середовищем в котлі (по 3.3а):

Q_п.к = 186,11 (3448,7- 1053,1)+163,89(3561,7-3071,0) + 0 = 526 266 кДж/с.

3. Повна витрата палива (по 3.7)

В= =15,55 м /с.

4. Визначаємо адіабатну температуру горіння. Корисне тепловиділення в топці по (4.21). Для її знаходження по табл. П4 додатки визначаємо теоретичні ентальпії гарячого повітря при tгв= 247°С. Вона відповідно рівна 3150 кДж/кг. При цьому по (4.22) теплота, що вноситься повітрям в топку,

Qв = (1,05 - 0 - 0) 3150 + 0 = 3307,5 кДж/м³.

При температурі рециркуляції газів = 322 °С по цій же таблиці знаходимо теоретичні ентальпії повітря і газів:

Нв° =4152,6кДж/м³; Нг° = 4868,2 кДж/м³.

При надлишку повітря в місці відбору _от6=1,05 ентальпія газів по (2.25)

Н _г.отб = 4868,2+ (1,05- 1) 4152,6 = 5076 кДж/м³.

Відповідно до табл. П7 додатки q3 = 0,3%, q4 = 0; втрати з фізичною теплотою шлаків відсутні.

При одержаних Qв і H _г.отб визначаємо Qт, [див. (4.21)]:

Qт = 35880 + 3307,5-0+ 0,068 5076 = 39452 кДж/м³.

Для визначення адіабатної температури горіння необхідна побудова Н, -таблиці при температурах газів близьким до _а. З урахуванням рециркуляції газів теоретичні ентальпії повітря і газів приймаємо при температурах 1800 і 2000°С по табл. П4 додатки. У зв'язку з тим що надлишок повітря в місці забору рециркуляциі рівний надлишку повітря за тонкою ( _см = _т= 1,05), ентальпію газів при = 1,05 знаходимо по (2.25). В результаті набуваємо наступні значення:

Ентальпія, кДж/м³ Температура, °С

1800 2000

Нв° ……………………. 25 987 29 178

Нг° ……………………. 31 635 35 609

H г при = 1,05 …………………... 32 934 37 068

Ентальпія газів з урахуванням рециркуляції визначається по (2.26):

при =1800 ° С

Н_г.рц = 35  174кДж/м³;

при = 2000° С

Н_г.рц = 39 589 кДж/м³

Відповідно до значень Н_г.рц і Qт знаходимо

_а = 1800 + (2000- 1800)= 1994° С;

Т_а= 1994 + 273 = 2267 К.

5. Визначаємо середню сумарну теплоємність продуктів згорання по (4.26).

Приймаємо температуру газів за топкою а" =12655 С. Аналогічно будуємо Н, -таблицю при температурах газів 1200 і 1400° С з врахуванням рециркуляції газів r=0,068:

Ентальпія, кДж/м³ Температура, ° С

1200 1400

Нв° 16 701 19 770

Нг° 20 067 23 873

Hг при =1,05 20 902 24861,5

Нг при (( = 1,05 і r_рц = 0,068 22 323 26 552

Відповідно до таблиці температурі газів 1265 ° С відповідає

Hг =23 697 кДж/м3.

Vср= =21,61 кДж/(м3К). Параметр температурного поля по (4.23) і табл. 4.3: M =0,54-0,2 0,219 = 0,496,

де X_т = X_г =0,219—по даним прикладу 4.1.

6. Визначаємо середній коефіцієнт ефективності екранів (по 4.18) . По даним прикладу 4.1 приймаємо

== = 0,538

Коефіцієнт ефективності газового вікна прийнятий з урахуванням коефіцієнта = 0,5 по мал. П2 додатку.

7. Визначаємо коефіцієнт випромінювання топкового середовища: p_пs = 0,1033 0,284 6,2 = 0,181 МПа м;

коефіцієнт k_г по (4.14):

k_г=( )(1-0,377 )=3,061 1/(МПа м)

коефіцієнт ослаблення проміння частинками сажі по (4.16):

k_c = 0,3(2-1,05)(1,66 0,5)2,988 = 1,67 1/(МПа м);

по (4.13) знаходимо _св і _г:

_св = =0,802; _г = =0,426;

коефіцієнт усереднювання m для газу рівний 0,1; коефіцієнт випромінювання факела по (4.12)

_ф = 0,100 802 + (1-0,1)0,426 = 0,464.

Потім по (4.10) знаходимо

_т = = 0,616.

8. Визначаємо температуру газів на виході з топки (по4.28), число Больцмана Во по (4.25):

Во=0,9968 15,555 21,611 1011/(5,67 0,538 1398,99 2267 ³) =0,67;

= 2267/[1+0,496(0,616/0,67)) ] = 1540 К;

''_т=1540-273 = 1267° С.

Відповідно до H, -таблиць при цій температурі =23 740 кДж/кг. При цьому променеве теплосприйняття топки по (4.30)

Q_л = (39 452-23 740) 0,9968 = 15 662 кДж/кг.

Приклад 4.13. Визначити зміну температури газів на виході з топки при збільшенні забруднень екранів вище за розрахунковий на э= 0,1 для котла Е-500-13,8 продуктивністю 138,9 кг/с. Паливо — відсів газового вугілля (додаток, табл. П1, паливо № 2). Конструктивні дані по топковій камері прийняти за прикладом 4.5 (мал. 4.3).

Параметри пари і води наступні:

Температура перегрітої пари ... ……….560 ° С

Тиск пари за котелом ……….. 13,73 МПа

Температура живильної води .................... 230° С Тиск живильної води ………..16,33 МПа

При проведенні розрахунків прийняти: надлишок повітря за топкою 1,20; котел — газощільний, млини - середньоходові, під наддувом; температура холодного повітря 30° С; температура повітря після калориферів 66° С; надлишок повітря за ними 1,314; температура гарячого повітря 340° С; рецир- куляція газів і їх відбір на сушку відсутні; тиск в топці р_т = 0,1 МПа; розрахунковий ККД прийняти 91,618%; коефіцієнт збереження теплоти = 0,9965; шлаковидалення — тверде; температура палива 20°С.

Рішення. Відповідно до табл. ПЗ додатки об'їм трьохатомних газів V_RO2=0,91 м3/кг, теоретичні об'єми водяної пари, азоту і повітря:

V_H2о= 0,58 м³/кг; V = 3,96 м³/кг; V° = 5,00м³/кг. Теоретичний об'єм димових газів по (2.7) V°_г =0,91 + 3,96+0,58 = 5,45 м³/кг.

При надлишку _т = 1,20 об'єми димових газів і водяної пари по (2.15) і (2.14):

V_г = 5,45 +1,0161 (1,20 - 1,0) 5,00 = 6,47 м³/кг;

V_Н2О = 0,58 + 0,0161 (1,20 - 1,0) 5,00 = 0,60 м³/кг.

Об'ємні частки трьохатомних газів і водяної пари по (2.19) і (2.20):

r_RO2 = 0,91 /6,47 = 0,141;

r _{H2O =} 0,60/6,47 = 0,093.

Сумарна об'ємна частка трьохатомних газів і водяної пари

r_п = 0,141 +0,093 = 0,234.

Маса димових газів по (2.16)

Gг=1- 1,3066 1,200 5=8,55 кг/кг

Ар = 28,5% по табл. П1 додатки. По табл. П7 додатку =0,95,при цьому =0,0317 кг/кг.