книги из ГПНТБ / Основы теплотехники и гидрогазодинамики учеб. пособие

о

Ъ

*

о — п и т а т е л ь н а я т р у б а ; б —п и т а т е л ь н ы й к л а п а н ; 7—в е с т о в о й к л а п а н ; 8— в е с т о в а я т р у б а ; 0 — п а р о в о м к л а п а н ; Л —- п а р о в а я т р у б а ; В— к о н д е н с а ц и о н н а я к а м е р а .

Инжекторы ППК

Инжекторы — это пароструйные питательные насосы. Расход пара в них составляет ориентировочно 6—7% от производительно­ сти котла. Принцип действия инжектора изображен на схеме

(рис. 14.3).

В общей камере размещены три насадка переменного сечения (конуса) паровой, водяной, нагнетательный. В устье парового на­ садка сопла (конуса) пар развивает большую скорость и захва­ тывает воду. Вследствие непрерывного захвата воды и конденса­ ции пара создается разрежение для обеспечения беспрерывного подсоса воды. Смесь воды и пара прогоняется в водяную камеру смешения, а из нее в нагнетательный насадок — диффузор и далее в питательную трубу. При расширении к выходу скорость воды па­ дает, а давление, наоборот, растет до величины, достаточной для преодоления давления в котле. Температура воды, поступающей в инжектор, должна быть не более 40° С, так как при более высокой температуре вода будет кипеть и инжектор прекратит работу. Из­ лишек воды, образующийся в первый момент работы инжектора, сбрасывается через клапан 7 по вестовой трубе 8 наружу.

380

Лар

Рис. 14.3. Схема парового прямодепствующего питательного насоса:

/ - о б щ а я о т л и в к а ; 2 — в о д я н ы е ц и л и н д р ы ; 3— п а р о в ы е ц и л и н д р ы ; ‘/ — п о р ш н е в о й ш т о к ; 5 - в с а с ы в а ю - щ и е к л а п а н ы (4 ш т . ) ; ( / - - н а г н е т а т е л ь н ы е к л а п а н ы (4 ш т . ) ; 7-- к л а п а н н а я к о р о б к а ; 8—в о з д у ш н ы й к р а н :

ПАРАМЕТРЫ КОТЛОВ И ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ПЕРЕДВИЖНЫХ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Тактико-технические данные современных паровых передвиж­ ных котлов, нашедших применение в Вооруженных Силах, приве­ дены в таблице 14.1.

технической характеристике он ничем не отличается от РИ-ЗМ. Изменена лишь

К числу основных параметров, характеризующих котельные установки, относятся:

1.Избыточное манометрическое давление пара р, ат;

2.Общая поверхность нагрева Н, м2. К величине Н относится вся металлическая поверхность, омываемая с одной стороны горя­ чими газами, а с другой—нагреваемой средой. Поверхности на­ грева, расположенные в газоходах котла, где преобладает конвек­ тивный перенос тепла, называются конвективными. Поверхности нагрева, расположенные в топочной камере и в газоходах с высо­ кими температурами газов, называются радиационными.

382

нлп мощность котла, определяемая как количество подаваемой в единицу времени в котел жидкости;

в диапазоне 3—12. Малые числа И относятся к дровам, большие — к жидким топливам. В отдельных конструкциях на жидком топли­ ве #=16. Величина И может быть использована для ориентиро­

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Рациональные размеры топки

Для обеспечения полноты сгорания топлива при минимальном избытке воздуха топки паровых котлов должны иметь строго опре­ деленные размеры.

К основным размерам топки относятся:

— живое сечение колосниковой решетки в слоевых топках

Ro, м2,

—площадь колосниковой решетки R, м2;

—объем топочного пространства (топочной камеры) VT, м3;

—высота топки liT, м.

Живое сечение колосниковой решетки равно сумме просветов — прозоров между колосниками, где проходит воздух. Определяется

сквозь колосниковую решетку (скорость дутья)

последней колеблется в пределах 0,5—2 — с е к '

383

Количество воздуха, проходящего через колосники, будет равно

С другой стороны, это количество воздуха можно выразить так:

Приравнивая правые части двух последних уравнении, получим

Площадь колосниковой решетки R. характеризующая внутрен­ ние размеры топки в плане, определяется исходя из теплового или весового напряжения колосниковой решетки или так называемого зеркала горения

стенками или осевыми плоскостями экранных труб, снизу плоско­ стью колосникового полотна и сверху осевой плоскостью первого

3 8 4

топки или до осевой плоскости нижнего ряда труб конвективного пучка,— определяется уравнением

Температуры продуктов сгорания в топке

Различают две основные температуры продуктов сгорания в топ­

чае сгорания топлива при полном отсутствии теплообмена, когда все тепло расходуется лишь на нагрев газов. В этом случае баланс тепла при сгорании топлива можно выразить уравнением

а— коэффициент избытка воздуха;

тде <7з — потери тепла от химической неполноты горения, %;

Таким образом, как следует из двух последних уравнении, тео­ ретическая температура горения увеличивается с увеличением теп­ лоты сгорания топлива, уменьшением тепловых потерь в топке, уменьшением коэффициента избытка воздуха и увеличением темпе­

Температура газов на выходе из топки 1"т

В топке процесс передачи тепла к поверхностям нагрева проис­ ходит в основном за счет лучеиспускания от факела и продуктов сгорания, а в слоевых топках еще и от накаленного слоя горящего топлива. В газоходах котла передача тепла преимущественно про­ исходит конвекцией, т. е. непосредственным соприкосновением. Так как излучение пропорционально четвертой степени абсолютной температуры, то коэффициент теплопередачи в топке достигает знп-

и конвективной поверхностей нагрева и устойчивость процесса го­ рения. Чем выше эта температура, тем полнее и устойчивее идет

3 8 6

из уравнения (14.8) получим

1/.Д*г.^ рш(Д* г)

По опытным данным, коэффициент прямой отдачи тепла для существующих котельных установок изменяется в пределах р- =

=0,15-0,70.

Всоответствии с изложенным выше значения температуры га­ зов на выходе из топки

*"т < fp.3.— (50-Ь 100°),

где tpр.3. температура размягчения золы.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Определение и составляющие теплового баланса

Тепловым балансом называется распределение располагаемого тепла (тепла, вносимого в топку котла, котельного агрегата) на по­ лезно используемое тепло и тепловые потери.

В общем случае уравнение теплового баланса имеет вид

Qo — потеря тепла с уходящими газами, ккал

Q3— потеря тепла от химической неполноты горения, ккал

Разделив члены уравнения (14.10) на QIon и умножив на 100, можно получить выражение баланса в процентном отношении

Ях + Я2~\~Яз + <74 + Яъ — Ю0°/0.

Примерные соотношения между составляющими теплового ба­ ланса подвижных паровых котлов приведены в таблице 14.2.

Составляющие теплового баланса паровых котлов серии РИ

Определение составляющих теплового баланса. Располагаемое

При известном полезно использованном тепле величина коэф­

3 8 8

где R 02 = C 02 + S 02.

Температура уходящих газов зависит от степени использования тепла горячих газов конвективными поверхностями нагрева, а так­ же от форсировки работы парового котла. С увеличением нагрузки (форсировки) топочного пространства увеличивается количество

вективной поверхности. Для существующих котлов z?yX =300—350° при естественной тяге и = 120—150—180° при искусственной тяге. R общем случае £уХs ts + (100 -ь- 150°). Нижний предел

С ограничивается температурой точки росы, т. е. температурой газов, при которой начинается конденсация водяных паров.

Потеря тепла от химической неполноты горения определяется по уравнению

Потерн тепла от химической неполноты горения можно опреде­

потери в провале, шлаках, уносе при сжигании жидкого топлива, принимаются равными нулю.

Потери тепла в окружающую среду для передвижных паровых котлов сильно меняются. Основное влияние на величину потерь тепла в окружающую среду оказывает температура наружных по­

3 8 9