Тепловой расчет парогенераторов

Окончание табл. 4.4

Число и диаметр шлаковых леток определяют из условия предельной удельной нагрузки периметра летки:

где В− расход топлива, кг/ч;

Аr − зольность топлива;

ашл − коэффициент шлакоулавливания (табл. 4.3); пл − число леток;

dл − диаметр летки (обычно 0,5–1 м).

Для однокамерной топки [рл] = 500 кг/(м ч), для двухкамерных,

циклонных и других форсированных топок [рл] = 2500 кг/(м ч). Газомазутные топки в большинстве случаев выполняют

призматическими открытого типа (рис. 4.2). Под имеет наклон к горизонту от 8 до 15° для прямоточных и не менее 15° для барабанных котлов.

А

Вид А

а

Рис. 4.2. Конструктивные схемы газомазутных топок:

а – однофронтальное расположение горелок (возможно размещение горелок на задней стене); б – встречное расположение горелок;в – с горизонтальными циклонами; г – подовое расположение горелок

Наиболее распространенными видами компоновок газомазутных вихревых горелок являются однофронтальная, встречная и подовая

(см. рис. 4.2).

Кроме вихревых возможно применение прямоточных горелок с организацией сжигания в двухкамерных топках (см. рис. 4.1) при одностороннем расположении горелок. К достоинствам этих схем следует отнести пониженный выброс оксидов азота в атмосферу.

По нормативным методам [2, 1] значения допустимого теплового напряжения сечения топки qF и на один ярус горелок qFяр должны быть не выше для барабанных парогенераторов соответственно 4 и

2 МВт/м2, а для прямоточных − 9,5 и 3,5 МВт/м2.

Таблица 4.5

Компоновка газомазутных горелок в топочной камере

Таблица 4.6

Расчетные характеристики камерных газомазутных топок (D ≥ 45 кг/с)

*Меньшие значения для топок с газоплотными экранами.

**Значения в скобках − для топок, не оборудованных газоплотными цельносварными экранами.

Примечание к табл.4.6 1. Значения αт указаны для одноступенчатого подвода воздуха в

топку парогенератора (весь воздух подается равномерно через все горелки, неравномерность значений коэффициентов избытка воздуха по горелкам не более ±5 %). При двухступенчатом подводе αт, увеличивают на 0,02−0,05 (уточняется при наладке). Коэффициент избытка воздуха в горелках αr = αг–∆αт.

2.Для парогенераторов производительностью менее 45 кг/с (160 т/ч) значение q3 + q4 может быть увеличено в 1,5−2 раза.

3.Значение q3 + q4 при паропроизводительности парогенератора

менее 70 % номинальной при указанных значениях αт приведено в качестве контрольного, характеризующего нормальную организацию топочного процесса.

4. В эксплуатации при нагрузках менее 70 % номинальной для

обеспечения q3 + q4 не более 0,1−0,5 % αт монотонно увеличивают до 1,05 при всех работающих горелках.

Технические характеристики пылеугольных парогенераторов приводятся в табл. 4.7, а газомазутных парогенераторов в табл. 4.8.

4.2.Тепловой расчет однокамерных топок

Вповерочном расчете искомой величиной является температура газов на выходе из топки, оС

где Та – адиабатная температура горения топлива, К;

М – параметр, учитывающий влияние на теплообмен уровня расположения горелок и степени забалластировки факела

продуктами сгорания;

~

Вu – эффективное значение критерия Бугера.

уточнением). Энтальпия газов на выходе из топки Нт" определяется

при ϑ"т и αт. При различии значений ϑ"т , принятом предварительно и полученном по (4.1), не превышающем 100 оС, повторного расчета для уточнения ϑ"т не требуется.

Площадь поверхности стен топочной камеры Fст, м2, вычисляется по размерам площадей поверхностей, ограничивающих объем то-почной камеры (рис. 4.3). Площадь поверхности ширм, включенных в объем топки, и двухсветных экранов определяется как удвоенное произведение расстояния между осями крайних труб экранов (ширм) на освещенную факелом длину труб.

Рис.4.3. Определение границ топочного объема и среднего уровня расположения горелок:

а, б – топки с ТШУ; в, г – газомазутные топки; д – двухкамерная топка

Коэффициент тепловой эффективности экранов ψ зависит от углового коэффициента излучения экранов х, коэффициента

теплового сопротивления загрязнений труб ξ и способа закрытия труб изоляцией

Угловой коэффициент гладкотрубных экранов определяется по рис. 4.4. Для ошипованных и плавниковых экранов, для плоскости, проходящей через оси первого ряда труб ширм (фестона, котельного

пучка), расположенных в выходном окне топки, а также дляплоскости, проходящей через середину холодной воронки топки с ТШУ х =1.

Рис. 4.4. Угловой коэффициент x гладкотрубного экрана:

1 – с учетом излучения обмуровки при e ≥ 1,4d; 2 – то же при e = 0,8d; 3 – то же при e = 0,5d; 4 – то же при e = 0; 5 – без учета излучения обмуровки при e³0,5d

Угловой коэффициент трубного пучка определяется по рис. 4.4а.

Рис. 4.4а. Угловой коэффициент z-рядного трубного пучка: а – коридорное расположение; б – шахматное расположение

Значения коэффициента ξ приведены в табл. 4.9. Для ошипованных экранов

где tшл – температура плавления шлака (в отсутствие данных принимают tшл = t0 – 50 оС; t0 – температура жидкоплавкого состояния золы).

Для гладкотрубных двусветных экранов и топочных ширм

(кроме ширм-«щек») ξ уменьшают на 0,1, а для цельносварных – на 0,05 по сравнению с данными табл. 4.9.

Таблица 4.9

Коэффициент теплового сопротивления лучевоспринимющих поверхностей топки ξ

Примечание. 1. Приведенные значения ξ относятся к топкам, оборудованным высокоэффективными средствами очистки от загрязнений.

2.При сжигании экибастузского угля тонкого размола (R90 < 15 %) в парогенераторах с qF ≥ 3 МВт/м2 ξ = 0,4.

3.Для березовских шлакующих углей ξ = 0,35.

Для выходного окна топки

Коэффициент β учитывает взаимный теплообмен между выходным окном и топкой. При установке ширм β равен 0,6 для твердых топлив и 0,8 для газа и мазута. В отсутствие ширм и при наличии фестона β = 0,9, котельного пучка β = 1,0; если поверхности нагрева за выходным окном отсутствуют, β = 0,5.

При экранировании топки экранами с различным значением ψ

Значения М0 приведены в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Значения параметра М0