не более чем на 100 0С, то она (расчетная) принимается за действительную. Если отличие превышает 1000С, то найденную в результате расчета ϑт// следует принять за исходную и расчет повторить.

Полученную из расчета температуру на выходе из топки следует проверить на устойчивость горения и отсутствие шлакования поверхностей, расположенных в выходном окне топки, согласно данных таблиц 4.4 и 4.5.

Таблица 4.4 - Минимально допустимые температуры газов на выходе из топки при слоевом и камерном сжигании твердых топлив, 0С

Таблица 4.5 - Максимально допустимые температуры газов на выходе из топки, 0С

5 Расчет конвективных поверхностей нагрева

Конвективными называются такие поверхности, в которых процесс передачи теплоты осуществляется путем конвективного теплообмена. Для водогрейных котлов это фестоны, конвективные пакеты (пучки), воздухоподогреватели. Расчет конвективных поверхностей осуществляется по законам конвективного теплообмена.

При установившемся тепловом состоянии количество теплоты, отданное греющим теплоносителем (газами) Qг, равно количеству теплоты, воспринятому нагреваемым теплоносителем (водой, воздухом) Qт .

20

Тепло, отданное продуктам сгорания, определяется уравнением теплового баланса:

где φ – коэффициент сохранения теплоты,

I/, I// - энтальпия газов на входе в рассчитываемую поверхность нагрева и на выходе из нее, α – присос воздуха на рассчитываемом участке газохода,

Iпрс – энтальпия присасываемого воздуха, определяется по диаграмме I – ϑ при температуре присасываемого воздуха (300С), или по формуле:

I0прс = 39,8 V0.

Тепло, воспринятое рассчитываемой поверхностью, определяется

где K – коэффициент теплопередачи, Вт/м2 К,

Н – расчетная площадь поверхности нагрева, м2 t – средний температурный напор, 0С

Bр – расчетный расход топлива, кг/с.

Расчет конвективных поверхностей нагрева может быть конструктивным и поверочным. Поверочный расчет является более общим и выполняется для определения температур по тракту продуктов сгорания. В результате конструктивного расчета определяется величина поверхности нагрева и выбираются ее конструктивные элементы.

5.1 Определение конструктивных характеристик и расчетной скорости продуктов сгорания

5.1.1 Выполнение эскиза рассчитываемой конвективной поверхности нагрева

Выполняется эскиз рассчитываемой конвективной поверхности нагрева и описывается ее конструкция: характер расположения труб (коридорный, шахматный), способ омывания ( продольный, поперечный), диаметр и количество труб, продольный и поперечный шаги, число труб по ходу газов и т.д.

21

5.1.3 Определение площади живого сечения

Площадь живого сечения F, м2, равную разности между полной площадью поперечного сечения газохода в свету и частью этой площади,

стенками, м;

z1 – количество труб в одном ряду поперек хода газов; l – омываемая длина труб,м.

Если в газоходе имеются участки с одинаковым характером омывания, но с различными живыми сечениями, то рассчитывается среднее живое сечение:

где Bр – расчётный расход топлива, кг/с;

Vг – объём газов в пределах рассчитываемого участка, определяемый по среднему значению коэффициента избытка воздуха, м3/кг (м3/м3);

β//вп – отношение действительного количества воздуха в рассчитываемом

ϑгср, ϑвср – средняя температура газов и воздуха в рассчитываемом участке, вычисляется как средняя арифметическая величина в начале и в конце участка.

5.2 Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплопередачи К (Вт/м2К) определяется по следующим формулам:

22

- для поперечного омывания шахматных пучков при сжигании твёрдого топлива

- в коридорных пучках при сжигании твёрдых топлив, во всех гладкотрубных пучках (шахматных и коридорных) при сжигании газа и мазута, а также во всех гладкотрубных продольно омываемых пучках при сжигании всех видов топлив

где ε – коэффициент загрязнения (м2К/Вт), рассчитывается по формуле

где ε0 – исходный коэффициент загрязнения, определяемый по рис. 7-1

[1].

Сфр – поправка на фракционный состав золы (для углей Сфр=1, для торфа

Сфр=0,7);

Сd – поправка на диаметр труб;

ψ– коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева.

5.2.1Определение коэффициента теплоотдачи от газов к стенке α1

где - ξ – коэффициент использования конвективного пучка, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её газами.

Для поперечного омывания пучков ξ=1. Для смешанно-омываемых ξ=0,95;

αк – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м2К, определяется по номограммам в зависимости от конструкции пучков, способа омывания, скорости газового потока и от физических свойств теплоносителя;

αк= αн∙Сz∙Сs∙Cф – при поперечном омывании шахматных и коридорных

αн – номинальный коэффициент теплоотдачи, определяемый по скорости потока W и диаметру труб пучка d;

Сs – поправка на геометрию пучка, зависящая от относительного продольного σ1=S1/d и поперечного σ2=S2/d шагов;

Cz – поправка на количество рядов труб (Z2) по ходу газов; Сl – поправка на относительную длину пучка l/dэ;

Сф(Cф/) – поправка на физические характеристики потока при изменении температуры и состава теплоносителя.

При определении Сф и Сф/ принимается среднеарифметическая температура потока в пределах рассчитываемой поверхности ϑ = 0,5(ϑ/+ ϑ//).

αл – коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, учитывается при температуре газового потока выше 350оС. Рассчитывается по формуле:

23