Расчет топочной камеры для примера бкз-420

Объем топочной камеры, м³	Vт			1992
Лучевоспринимающая поверхность экранов, м²	Hл			1069
Поверхность стен топки, м²	Fст			1077
Температура горячего воздуха,	tгв		Принимаем	350
Теплосодержание горячего воздуха, кДж/кг	Iгв		Табл. 1.5	2025
Тепло, вносимое воздухом в топку, кДж/кг	Qв			1,2·2025=2430
Полезное тепловыделение в топке, кДж/кг	Qт					15660(100-1,3-0,0085)/100-1,3 + +2430=18089
Продолжение табл. 3.3
Теоретическая температура горения,	tг	Табл. 1.5			1646
Относительное положение максимума температур	XТ	Рис. 3.1			0,347
Коэффициент М	M	(3.5-3.8)			0,48
Температура газов на выходе из топки, ºС		Принимаем предварительно			1100
Энтальпия газов на выходе из топки, кДж/кг	I"	Табл. 1.5			11229
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кг					(18089-11229)/ /(1646-1000)=12,6
Произведение	rпs	Табл. 1.2. и (3.17)			0,2826·6,66=1,882
Коэффициент ослабления лучей: трех-атомными газами, 1/(м·кгс/см²)	kг	[1, ном. 3]			0,35
То же золовыми частицами, 1/(м·кгс/см²)	kз	[1, ном. 4]			6,5
То же частицами кокса, 1/(м·кгс/см²)	kкокс	[1, п.6-08]			1
Безразмерные параметры	х1,x2	[1, п.6-08]			0,1 0,5
Оптическая толщина	kps				(0,35·0,2826+6,5· ·0,0049+0,1·0,5)· ·6,66=1,2
Степень черноты факела	aф	(Прил. - ном.2)			0,7
Коэффициент загрязнения поверхности экранов	экр	[1, п.6-20]			0,55
То же поверхности ширм	ш	[1, п.6-20]			0,45
Степень экранирования топки с учетом коэффициента загрязнения					(0,55·1069+0,45· ·59,6)/1077=0,571
Степень черноты топочной камеры	aт	(Прил. - ном.6)			0,81
Температура газов на выходе из топки,					[(1646+273)/0,48· ·(4,9·0,571·1077· ·1919³∙4,19)/0,995· ·74937·12,6 ) 0,6+ +1]-273=1106
Теплосодержание газов на выходе из топки, кДж/кг	I"	Табл. 1.5			11290
Количество тепла, воспринятого в топке, кДж/кг	Qлт				0,995(18089- -11290)=6765
Теплонапряжение топочного объема, кДж/м³·ч	qV				74937·6765/1992==285·10³
Теплонапряжение сечения топки, кДж/м²·ч	qS	BрQн /Fт			74937·6765/138,5==4·106

4. Расчёт теплообмена в поверхностях нагрева

Расчёт основан на уравнениях теплового баланса и теплообмена, с помощью которых определяются тепловосприятия Q, кДж/кг (кДж/м³), рассчитываемой поверхности от омывающих газов. Для поверхностей, у которых тепло, передаваемое рабочей среде, включает в себя тепловосприятие от газов и излучение из топочного объёма, приходится отдельно учитывать оба слагаемых.

Уравнение теплового баланса для конвективного пароперегревателя

(4.1)

Для поверхностей, расположенных в конвективном газоходе, Q_л = 0, поэтому для пароперегревателя и экономайзера

(4.2)

где D – расход среды через рассчитываемую поверхность, кг/ч; – энтальпии среды на выходе и входе в поверхность, кДж/кг.

Для воздухоподогревателя

(4.3)

где – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому (2.8);– доля рециркуляции воздуха в воздухоподогревателе:

(4.4)

где – температура воздуха: холодного на входе в воздухоподогреватель (ВЗП) и горячего на выходе из ВЗП.

Тепло, отданное дымовыми газами:

(4.5)

где – коэффициент сохранения тепла ;– присосы воздуха по газоходам котла (табл. 1.1).

Значения энтальпий рабочей среды H определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2].

Энтальпии газов воздуха, кДж/кг (кДж/м³), принимаются по табл. 1.5 при соответствующих температурах с учётом избытка воздуха ();для всех газоходов находится подля газохода воздухоподогревателя – по

Перепад энтальпии в пароперегревателе следует рассчитывать с учётом тепловосприятия пароохладителя. При поверочном расчёте задаются температурой газов на выходе, по (1.66) определяют отданное газами тепло, по (1.62) – температуру перегрева, а если она задана, то тепловосприятие пароохладителя, так как .

При расчёте котельных пучков и фестонов с постоянной температурой рабочей среды уравнение тепловосприятия по обогреваемой среде не составляется.

Расчёт излучения топочного объёма, например, для котельных пучков и фестонов Q_л.п и Q_л.ф, кДж/кг (кДж/м³), производится по формулам:

при отсутствии перед ними теплообменных поверхностей

(4.6)

при наличии перед ними трубного пучка

(4.7)

где

(4.8)

В формулах (4.6-4.8) – угловой коэффициент соответственно рассчитываемого пучка или фестона [1; номограмма 1,а]; фестон со смешанными по ходу газов трубами определяется как для шахматного пучка);– лучевоспринимающая поверхность, м², входного сечения пучка, рассчитывается как произведение ширины топки на длину труб первого ряда пучка; – лучевоспринимающая поверхность, м², предвключённого пучка и его угловой коэффициент [1; разд. 7 - 04]; при числе рядов труб пять и более – коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки табл. 4-1;– среднее тепловое напряжение поверхности топочной камеры,:

(4.9)

Количество тепла, воспринятого в топке на 1кг (1м³) топлива, определяется как

(4.10)

При поверочном расчёте для определения по формуле (1.66) приходится задаваться температурой за поверхностью и по ней оценивать энтальпию газов на выходе. При этом можно воспользоваться следующими рекомендациями по охлаждению дымовых газов в поверхностях котельного пучка, фестона: однорядный 7-10; однорядный 15-20; трёхрядный 30-40; четырёхрядный

50-60(меньшие значения для более влажных топлив).

Тепловосприятие конвективного пароперегревателя (обозначим эту величину), если перед ним расположен пучок или фестон, определяется по соотношению

(4.11)

где х – угловой коэффициент предвключенной поверхности [3, табл. 7.1]. При числе рядов предвключённого пучка пять и более . При проверочном расчёте вначале рассчитывается первая по ходу газов (горячая) часть – вторая ступень пароперегревателя.

Таблица 4.1

Коэффициент распределения тепловосприятия по высоте топки (

Тип топки	Относительная высота
Пылеугольная с твёрдым шлакоудалением:	0,6	0,8	1,0
АШ, тощий, каменные угли, сушенка бурого угля	1,1	0,8	0,6
Бурые угли, фрезерный торф	1,1	1,0	0,8
Газомазутная	1,0	0,7	0,6

Изменение энтальпии среды, кДж/кг, в этой ступени может быть предварительно оценено как

(4.12)

где - приращение энтальпии пара в первой (холодной) ступени конвективного пароперегревателя (можно принять, аи тогда оценить). Тепловосприятие пароохладителяпринимают равным 15-20 кДж/кг, что позволяет на барабанном котлоагрегате поддерживать номинальный перегрев пара при нагрузке около 70 % и выше.

При работе поверхностного пароохладителя:

в рассечку

(4.13)

на стороне насыщенного пара

(4.14)

Тепловосприятие ступеней пароперегревателя по газовой стороне, кДж/кг (кДж/м³):

(4.15)

Значения энтальпии газов за ступенями определяются с помощью (4.5), а по ипри соответствующих значениях коэффициента избытка воздуха с помощью табл. 1.5 определяются температуры газов за ступенями пароперегревателя.

Таблица 4.2