8.Тепловой расчёт топки

Тепловой расчёт топки:

Таблица №5 Конструктивные характеристики определяются на основании чертежей. Проверим масштаб чертежей: 1:35

Поверхность стен топочной камеры:

Боковая стена: F₁= 560*3850=

2,156

м²

F₂=4,095*5,495=

22,502

м²

F₃=(3,605+4,095)*1,260/2=

4,851

м²

F₄=(3,605*1,750)/2=

3,154

м²

F_ст.б.= F₁+ F₂+ F₃+ F₄= 2,156+22,502+4,851+3,154=

32,663

м²

Фронтальная стена (с потолком):

F_ст.фр.=4,34*(3,5+7,315)=

46,937

м²

Задняя стена:

F_ст.з.=4,34*(5,495+0,56)=

26,279

м²

Фестон: F_ф.=4,34*3,325=

14,431

м²

Суммарная поверхность стен топочной камеры:

F_ст.=2* F_ст.б+ F_ст.фр+ F_ст.з+ F_ф= 2*32,663+46,937+26,279+14,431=

152,97

м²

Поверхность стен, занятая горелками:

F_гор=h*B*n=0,77*4,34*4=

13,367

м²

Поверхность стен топки, закрытая экранами:

F_пл= F_ст- F_ф- F_гор= 152,97-14,431-13,367=

125,175

м²

χ из номограммы 1[2]: из чертежа

d=

60

мм

S=

105

мм

S/d=

1,75

e≈

60

для однорядного гладкотрубного экрана χ ≈0,92

Лучевоспринимающая поверхность экрана:

H_лэ=χ* F_пл=115,16 м²

Наименование

Обозначе-ние

Ед.изме-рения

Расчётные формулы или способ определения

Расчёт

Присос воздуха в систему пылеприготовления

α_п.пр.

_

_

0

Отношение кол-ва воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому

β^II

_

α_т - Δ α_т - Δ αп.пр= 1,15-0,05-0=

1,1

Энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха tгв=150 ˚C

I⁰_гв

кДж/кг

По I – ϑ-таблице

2033,5

То же холодного воздуха tхв=10 ˚C

I⁰_хв

кДж/кг

Интерполируем по I – ϑ-таблице

119,7

Тепло, вносимое воздухом в топку

Q_в

кДж/кг

β^II* I⁰_гв+( Δ α_т+ Δ α_п.пр)* I0хв= 1,1*2033,5+(0,05+0)*119,7=

2242,8

Полезное тепловыделение в топке

Q_т

кДж/кг

Q_н^р * ((100 – q₃ – q₄)/(100 – q₄) ) + Qв= 38769,768*((100-0,5-0)/(100-0))+2242,8=

40818,8

Адиабатическая температура горения

ϑ_а

˚C

Определяется по Qт, подставляя его в I – ϑ-таблицу для αт и интерполируя

1970

Энтальпия газов на выходе из топки при Tт=1150˚C(по рекомендации)

I_т

кДж/кг

Интерполируем по I – ϑ-таблице

22434

Кол-во тепла, воспринятое в топке на 1 кг топлива

Q_л

кДж/кг

ϕ*( Q_т - I_т )= 0,99*(40818,8-22434)=

18200,9

Коэффициент сохранения тепла

ϕ

_

1 – (q₅ / η+ q₅)= 1-(0,9/90,78+0,9)=

0,990

Эффективная толщина излучающего слоя

S

м

3,6*(V_т/ F_ст)= 3,6*(141,74/152,97)=

3,34

Коэффициент ослабления лучей для трёхатомных газов

k_г*r_п

1/(м*МПа)

((7,8+16*r_H2O)/(3,16*(р_п*S)^1/2)–1)*(1–0,37*T_T/1000)* rп= ((7,8+16*0,1101)/3,16*(((0,1250+0,1101)*0,1)*3,34)^0,5)-1)*(1-0,37*1423/1000)*0,2351)=

1,09

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами

k_зл*μ_зл

1/(м*МПа)

_

0

Коэффициент ослабления лучей частицами кокса

_

1/(м*МПа)

k_кокс* χ₁* χ2= 10*0,5*0,1

0,5

Коэффициент ослабления лучей топочной средой

k

1/(м*МПа)

k_г* r_п+ k_зл*μ_зл + k_кокс* χ₁* χ2= 1,09+0+0,5=

1,59

Степень черноты факела

α_ф

_

1 - е^(-k*p*S)= 1-e^(-1,59*0,1*3,34)=

0,412

Параметр

M

_

χт=hг/Hт ; M=0,54-0,2* χ_т

0,502

Коэффициент загрязнения для топки до реконструкции(располагаемый)

ξ

_

по табл.6-2 стр.29(Нормативный метод)

0,55

Степень черноты топки для трёх значений ψ=0,2; 0,3; 0,4

α_т

_

α_ф/( α_ф+(1- α_ф)*ψ)=0,412/(0,412+(1-0,412)*0,2)=

0,778

α_ф/( α_ф+(1- α_ф)*ψ)=0,412/(0,412+(1-0,412)*0,3)=

0,700

α_ф/( α_ф+(1- α_ф)*ψ)=0,412/(0,412+(1-0,412)*0,4)=

0,637

Располагаемая величина

(ξ*H_л)_р

м²

ξ*χ* Fст= 0,55*0,847*152,97=

71,276

H_лф=х*F_ф=14,43 м²

Суммарная лучевоспринимающая поверхность топки: H_л= H_лэ+ H_лф=129,59 м²

степень экранирования Χ= H_л/F_ст=0,847

Объём топочной камеры V_т= F_стб*b=141,76 м²

Требуемое в связи с реконструкцией значение (ξ*H_л)_тр находится из решения системы двух уравнений :

1) (ξ*H_л)_тр=(10¹¹*B_р*Q_л/5,67* α_т*М* T_T* ϑ_а³)*[ (1/М²)*( ϑ_а/ T_T-1)² ]^1/3

2) (ξ*H_л)_тр= ψ*F_ст

ψ

0,2

0,3

0,4

(ξ*H_л)_тр1

58,4

64,8

71,3

(ξ*H_л)_тр2

30,6

45,9

61,2

Пользуясь функцией «поиск решения», находим точку пересечения прямых:

x=0,514

y=78,63

(ξ*H_л)_тр=78,63 м²