Определение конструктивных характеристик топочной камеры

 

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчёт топочных устройств. Конструктивный расчёт производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро или при реконструкции топочных камер существующих котлоагрегатов.

 Задачей поверочного расчёта топки является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки. При поверочном расчёте основные размеры определяются по чертежу, а затем по ним вычисляются:

· объём топочной камеры V_ст =2,2м³

· площадь поверхности стен F_ст=8,81м²

· площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева H_ст=6 м

В курсовом проекте определяется по чертежу  и V_т, а Н_л и R определяется по таблицам 8.13-8.25 [12].

 

Расчёт теплообмена в топке

1. Степень экранирования топки представляет собой отношение полной лучевоспринимающей поверхности топки Н_л к суммарной поверхности стен топки F_ст, которая определяется по таблице 5.3 [12]

Для камерных топок определяется по формуле:

                                                          (25)

2. Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры по таблице 7.62[12] или на стр. 60 [15].

3. Для принятой температуры определяется энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки I  по І - θ диаграмме, кДж/м³

4. Полезное тепловыделение в топке Qт, кДж/м³ определяется по формуле:

                             (26)

 кДж/м³

5. Определяется теоретическая температура горения ,^оС по значению Q_т, равному энтальпии продуктов сгорания − по I-  диаграмме.

6. Эффективная толщина излучающего слоя S,м, определяется по формуле:

 м                                                                                      (28)

7. Определяется коэффициент ослабления лучей по номограмме рис.5.4 [15]

При сжигании жидкого и газообразного топлив коэффициент ослабления лучей зависит от коэффициентов ослабления лучей трёхатомными газами к_г и частиц сажи к_с и определяется по формуле:

(29)

где r_n – суммарная объёмная доля трёхатомных газов (из таблицы 1 расчёта)

к_г - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами к_г определяется по формуле:

                             (30)

Коэффициент ослабления лучей частицами сажи к_с определяется по формуле:

к = к =

(31)

При сжигании природного газа  определяется по формуле:

                                                    (32)

 

8. При сжигании твердого топлива определяется суммарная оптическая толщина среды кр S

9. Степень черноты факела а_ф определяется по формулам:

Для жидкого и газообразного топлив степень черноты факела определяется по формуле:

,

(33)

где m – коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела, принимается по таблице 5.2

 

Таблица 5.2 -Доля топочного объёма, заполненная светящейся частью факела

Вид сжигаемого топлива и удельная нагрузка топочного объёма	Коэффициент m
Газ при сжигании светящимся факелом с q	0,1
То же при q	0,6
Мазут при q	0,55
То же при q	1,0

 

 

Примечание к таблице. При удельных нагрузках топочного объёма больше 400 и меньше 100кВт/м³ коэффициент m определяется линейной интерполяцией. 

степень черноты светящейся части факела и несветящихся трёхатомных газов, которые определяются по формулам:

(34)

 

 

10. Степень черноты топки определяется по формулам:

Для камерных топок при сжигании жидкого и газообразного топлив:

(35)

В приведённых формулах:

- соотношение между активной площадью зеркала горения и суммарной лучевоспринимающей поверхностью в топке;

 - коэффициент загрязнения, определяется по таблице 5.1

 

11. Для полуоткрытых топок при сжигании высокореакционных твёрдых топлив, газа и мазута М=0,48;

 

12. Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твёрдого и жидкого топлива или на 1м³ газообразного топлива при нормальных условиях V , кДж/кг×град (кДж/м³×град) определяется по формуле:

(36)

13. Определяется действительная температура газов на выходе из топки (^оС) по номограмме рис.5.7[15] или по формуле:

              (37)

 - степень черноты;

- коэффициент сохранения тепла определяется по формуле:

 

                                          (38)

14. Тепло, переданное в топке излучением , кДж/м³ определяется по формуле:

Q = Q =

(39)

где I  - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки определяется по I- диаграмме по , кДж/кг (кДж/м³)

 

15. Удельные нагрузки топочного объема q , Вт/м³ и поверхности нагрева q , Вт/м², определяются по формулам:                                                               

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

КП.13.02.02 ТТО.16А. 08. ПЗ

q _р                                                                          (40)

q _р

q_v

q_v