4.1 Определение геометрических размеров топки

Для расчета топки необходимо знать объем (V_Т), ширину (в) в и глубину (а), шаги и количество экранных труб, высоту и поверхность стен (F_СТ). Ориентировочно для малых котлов площадь стен, м², считается по формуле:

Объем топки м³

Минимальная длина топки:

где А=6, расход топлива через одну форсунку.

Площадь поперечного сечения топки:

4.2 Тепловой расчет топки

Критерий Больцмана определяется из выражения:

где коэффициент сохранения теплоты

расход топлива, кг/с;

радиационная поверхность нагрева топки, м²;

коэффициент загрязнения радиационной поверхности;

средняя суммарная изобарная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг*К).

энтальпия продуктов сгорания при адиабатной температуре.

энтальпия воздуха, поступающего в топку парогенератора, кДж/кг.

Степень черноты топки:

где эффективная степень черноты факела.

где коэффициент, характеризующий соотношение объемов, занимаемых светящимся пламенем и несветящимися трехатомными газами;

Степень черноты светящегося пламени и потока газов :

где коэффициент ослабления лучей трехатомными газами,

коэффициент ослабления лучей частицами,

где: суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания;

давление в топке ( ;

эффективная толщина излучающего слоя газов в топке, м:

Т.к. | , то расчет топки можно считать оконченным.

5 Компоновка газотрубного парогенератора типа ков

Для вертикальных цилиндрических парогенераторов форма поперечного сечения топки (в плоскости, перпендикулярной оси форсунки) имеет форму прямоугольника, у которого одна из сторон – D_т, а вторая – высота топки. Толщина кирпичной кладки

Расчет площади поперечного сечения в парогенераторах данного типа производится по формуле:

Откуда высота топки:

Расход воздуха через отверстие фурмы, м³/с:

Живое сечение фурмы:

Диаметр фурменного отверстия:

Принимает

Действительное сечение фурмы:

Действительная скорость воздуха:

Радиационная поверхность парогенераторов типа КОВ,

Средняя температура газов в пучке:

Средняя абсолютная температура:

Расчетное живое сечение для прохода газов в пучке, м²:

Число труб в пучке:

Уточнение живого сечения для прохода газов в пучке, м²:

Уточнение скорости движения продуктов сгорания:

Площадь поверхности теплообмена:

6 Расчет конвективного пучка

Производится поверочный расчет пучка труб при известных температурах продуктов сгорания на входе в конвективный пучок, уходящих газов.

Основными уравнениями являются: уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи .

Расчет уравнения теплового баланса, кДж/с, имеет вид:

где количество переданной (полученной) теплоты, кДж/с,

энтальпии газов, соответственно, на входе конвективный пучок и на выходе из него, кДж/кг.

Расчет уравнения теплопередачи, кДж/с, имеет вид:

где k – коэффициент теплопередачи от воды к дымовым газам к воде, текущих внутри труб конвективного пучка, Вт/(м²К), определяется по формуле;

температурный напор, определяется по формуле;

поверхность нагрева конвективной части, м².

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле:

где коэффициент тепловой эффективности пучка,

коэффициент теплоотдачи конвекцией для гладких труб при продольном омывании дымовыми газами, ,

коэффициент теплоотдачи излучением трехатомных газов, ,

Эффективная толщина слоя газов внутри труб:

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

Степень черноты:

,

где коэффициент теплоотдачи дымовых газов, ,

Среднетемпературный напор:

Рассчитаем погрешность расчета по формуле:

Погрешность < 2%, расчет можно считать оконченным.

Результаты поверочного расчета:

, ºС	I1, кДж/кг	tп, ºС	, кВт	kп, Вт/(м2К)	, кВт
700	14375	610	238		189
750	15401	632	224		221
800	16428	657	216		237

Рисунок 5.1 – Графическое решение системы уравнений теплового баланса и теплопередачи.

Полученные действительные значения:

= 635 ºС;

Q_п = 225 кВт;

I₁= 13153 кДж/кг.