4. ВЫБОР И РАСЧЕТ ТОПЛИВОСЖИГАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (ФОРСУНКИ).

Устройства для сжигания топлива предназначены для того, чтобы обеспечить превращение химической энергии топлива в тепловую. Устройства для сжигания жидкого топлива называют форсунками.

Зададимся числом форсунок:

                                 примем n=3 форсунок; тогда расход газа через одну форсунку

будет равен:     при n=3 

Примем для данной печи форсунки конструкции Шухова №3, поскольку они отвечают нашим требованиям.

5. РАСЧЁТ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Лучшим методом повышения термического к.п.д. печей, а следовательно, и экономии топлива, является возврат в печь части тепла, содержащегося в отходящих дымовых газах, путём подогрева в рекуператорах воздуха, используемого для горения топлива, а также путём подогрева горючего газа. В промышленности применяют керамические и металлические рекуператоры, причём последние внедряют в промышленность всё в больших масштабах. При расчёте рекуператоров определяют число труб, секций и ходов.

Возьмем игольчатый рекуператор для рассчитываемой печи. Расчет будем вести согласно [1]. Низшая теплота сгорания полукоксового газа по расчетам , расход топлива (при работе рекуператора) составляет 9,8625 ; температура подогрева воздуха 500С; tn=970 С; С; состав дымовых газов 11.326% , 11.967% ; 76.705% , 3.9% О ;

из расчёта горения топлива ;                             .

Выберем трубы с иглами, только на воздушной стороне, длиной 880 мм. Примем скорость движения воздуха , дыма — .

Составим тепловой баланс рекуператора. Для выбора теплоёмкости дымовых газов предположим, что С.

Теплоёмкости дымовых газов [2]:

С

Потери тепла в окружающую среду 10%.

Уравнение теплового баланса:

                 

;

откуда С.

   Определим (считаем, что движение газа происходит по схеме перекрёстного противотока). Пренебрегая поправкой на перекрёстный ток = определим .

Определим, по какому закону изменяется температура

, т.к. ,

С.

   Определим К, применяя график [2]. При и .

   Определим общую поверхность нагрева и размеры рекуператора из выражения:

;

.

Условная поверхность нагрева каждой трубы длиной 880 мм без наружных игл (определяется по таблице в [4]) составляет 0.25 . Следовательно, общее число труб рекуператора составит

труб;

Необходимое общее сечение для прохода воздуха:

;

Необходимое сечение для прохода дыма:

;

Ориентировочно должно быть труб на пути воздуха:

;

На пути движения дыма:

Таким образом, в рассчитываемом рекуператоре должно быть предусмотрено 22/8 = 3 секций (хода) по 8 трубы в каждой

6. РАСЧЕТ ДЫМООТВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ

Схема дымового тракта

По каналам изображенным на рис. Проходят продукты сгорания с расходом В=160 м³/с., плотность продуктов сгорания = 1,3 кг/м³, температура окружающего воздуха 20⁰С. Определим необходимое разряжение у основания дымовой трубы и высоту дымовой трубы.

Коэффициент трения для всех каналов принят =0.05, для рекуператора =0.03

Для расчета трубы разряжение у её основания h принимаем с 30% запасом.

Скорость на выходе из трубы

При секундном объёме продуктов сгорания :

,

Диаметр устья трубы:

, м

, м

Диаметр основания трубы:

, м

, м

Температура дымовых газов в устье трубы

t_У= 500-1.25H¹, ⁰С

Ориентировочная высота Н¹ по t_д=580⁰С, равна 30, м

Температура:

В устье:

t_У= 500-1.25*30=462 ⁰С

Средняя по высоте трубы:

⁰С

⁰С

Высоту кирпичной дымовой трубы Н определяем по формуле:

м

- суммарное сопротивление трассы.

, Н/м²

- коэффициент местного сопротивления на выходе дымовых газов из трубы в атмосферу. В расчёте принимаются

- приведённая скорость дымовых газов на выходе из трубы в атмосферу, м/с

, - приведенные плотности дымовых газов и воздуха, кг/м³

- температура дымовых газов в устье, ⁰С

Сравнение полученной расчётной высоты трубы Н= 25 м, с ранее ориентировочно пронятой Н¹= 30 м, даёт расхождение , м, или в процентах

Высоту следует принят равной 26 м.

32