Расчет лучевоспринимающих поверхностей топки

Действительную поверхность мы заменили условно-расчитанной поверхностью. Она представляет собой поверхность проведенную по осям крайних труб и является сплошной. Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева рассчитывается по формуле:

Н_л = S F_{пл i} × х_i, м²,

где F_{пл i} – площадь поверхности

F_{пл i} = l_i×b_i, м²

х_i – угловой коэффициент экрана

 

 

Левый боковой экран топки Н_л:

отношение расстояния от оси труб к их диаметру e/d = 40/51=0,78;

отношение шага труб к их диаметру s/d=55/51=1,078 ®

угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,991

F_пл = 1,82×3,56=6,4792м²

Н_л =0,991×6,4792 = 6,421 м²

Правый боковой экран топки:

e/d = 40/51=0,78; s/d=55/51=1,078 ® угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,991

F_пл = 2,04×3,56 = 7,2624м²

Н_л =7,2624×0,991 = 7,197м²

Левый боковой экран камеры догорания:

e/d = 40/51=0,78; s/d=55/51=1,078 ® угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,991

F_пл = 0,44×2,06 =0,9064м²

Н_л =0,9064×0,991 = 0,898м²

Правый боковой экран камеры догорания:

e/d = 40/51=0,78; s/d=55/51=1,078 ® угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,991

F_пл = 0,6×2,06 =1,236м²

Н_л =1,236×0,991 = 1,225м²

Газовое окно из топки в камеру догорания (лучевоспринимающая поверхность одностороннего экрана I кипятильного пучка):

e/d = 40/51=0,78; s/d=110/51=2,1569 ® угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,83

Средняя освещенная длина экранных труб l^2св=(l_max+l_min)/2, м

F_пл = 2×[(1,92+1,18)/2]×0,32 =0,992м²

Н_л =0,992×0,83 = 0,8234м²

Лучевоспринимающая поверхность двухстороннего экрана I кипятильного пучка:

e/d = 40/51=0,78; s/d=110/51=2,1569 ® угловой коэффициент левого бокового экрана х = 0,83

Средняя освещенная длина экранных труб двустороннего экрана I кипятильного пучка l^2св=(l_max+l_min)/2, м

F_пл = [(1,58+1,68)/2]×1,36 = 2,2168м²

Н_л =2,2168×0,83 = 1,8399м²

Общая лучевоспринимающая поверхность экранов:

Н_л = 6,421+7,197+0,898+1,225+0,8234+1,8399=18,404 м²

Определение степени экранирования топки:

При высокой степени экранирования стен топочной камеры максимально используется эффективный способ передачи теплоты излучением, что в сравнении с конвективным способом приводит к экономии расхода металла для котельного агрегата в целом.

Степень экранирования показывает, какая доля поверхности стен топки закрыта экранами.

c = Н_л / F_ст

c =18,404/38,995 = 0,472

Определим площадь зеркала горения:

q_R = B × Q_р^р / R, ккал/(м² × ч), отсюда R = B × Q_р^р / q_R, м²

где q_R - видимое теплонапряжение зеркала горения, ккал/м² × ч

по способу сжигания q_R = 1400×10³, ккал/(м² × ч) [1, табл.XXI]

по характеристике решетки q_R = (1000-1400)×10³, ккал/(м² × ч) [6, табл.7.10]

® принимаем q_R = 1400×10³, ккал/(м² × ч)

R = 767,467×6124,4998/1400000 = 3,357м²

Т.к. площадь зеркала горения из характеристики топки, равная 4,4м²,

Больше полученной - 3,357м², то топка ТЛЗМ-1800/3000 подходит для сжигания на ней данного топлива.

Определим объем и высоту топки:

q_v = B × Q_в^р / V_т, ккал/(м³ × ч), отсюда V_т = B × Q_в^р / q_v, м³

где q_v - видимое теплонапряжение топочного объема по условиям горения, ккал/м² × ч

по способу сжигания q_v = (250-400)×10³, ккал/(м³ × ч) [1, табл.XXI]

по характеристике решетки q_v = (250-400)×10³, ккал/(м³ × ч) [6, табл.7.10]

® принимаем q_{v min} = 250×10³, ккал/(м³ × ч)

q_{v max} = 400×10³, ккал/(м³ × ч)

V_{т max}= 767,467×6124,4998/250000 = 18,801 м³

V_{т min} = 767,467×6124,4998/400000 = 11,751 м³

Т.к. по конструктивной характеристике котлоагрегата типа КЕ V_т = 14,77м³, что находится в пределах полученых минимального и максимального объемов топки, то принимаем объем топки V_т = 14,77м³.

Отсюда высота топки определяется из формулы:

V_т = h_т × R ® h_т = V_т /R, м

h_т = 14,77/3,357 = 4,4м.

Принимаем высоту топки, равной 3,22м (из чертежа).

Определение эффективной толщины излучающего слоя:

При прохождении луча через слой поглощающей среды топочного объема, его длина может быть самой различной в зависимости от направления распространения излучения и плотности среды. По ходу луча интенсивность излучения непрерывно уменьшается.

В результате ослабления этого излучения объемом среды к наружной границе среды будет проникать лишь некоторая часть этого излучения, пропущенная указанным слоем, следовательно, длина пути луча различна в разных направлениях. Для расчетов целесообразно использовать не действительную длину луча, а некоторую принятую, так называемую эффективную длину луча, или эффективную толщину излучающего слоя, под которой понимают толщину слоя, равную радиусу полусферы.

Для топочных сред в котлоагрегатах эффективная толщина излучающего слоя рассчитывается по формуле:

S = 3,6 ×V_т / F_ст, м

S = 3,6 ×14,77/38,995 = 1,3635м