V.2. Расчёт теплообмена в топке
Расчет основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчетная формула связывает температуру газов на выходе из топки с критерием Вольцмана cтепенью черноты и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Где Tт’’ = Jт’’ + 273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; Ta = Ja + 273 -температура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; Bо – критерий Больцмана, определяемый по формуле: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Из этих формул выводятся рясчётные.
5.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Qт и соответствующую ей
адиабатическую температуру горения Та :
Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Qв, определяют по формуле:
=(1,2-0,1-0,04)*420+(0,1+0,04)*51,015=452,34 ккал/м3,
=0,04 420 ккал/м3
51,015 ккал/м3
=4900*((100-0-3-0.09)/(100-3))+452.34= 5347.79 ккал/м3
Полезное тепловыделение в топке Qт соответствует энтальпии газов Iа, которой
располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Qт= Iа υа=1900
5.2.3)Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки,
определяют по формуле:
М=А-B*xт; где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают:
A=0,59 В=0,5 при камерном сжигании углей.
Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:
Хт= Хг+ ∆Х; где Хг – относительный уровень расположения горелок,
представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок hг
(от пода топки) к общей высоте топки Нт (от пода топки до середины выходного
окна из топки, т.е. Хг = hг/ Нт ); ∆Х – поправка на отклонение максимума температур
от уровня горелок, принимаемая для пылеугольных топок с молотковыми мельницами, оборудованных амбразурами с рассекателями или наклонными к холодной воронке амбразурами с плоскими струями
∆Х=0,1
При расположении горелок в несколько ярусов и одинаковом числе горелок в ярусе высоту расположения определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода или до середины холодной воронки; при разном числе горелок в каждом ярусе:
где n1, n2 и т.д. – число горелок в первом, втором и т.д. ярусах; h1г, h1г и т.д. – высота расположения осей ярусов.
5.2.4) Степень черноты топки ат и критерий Больцмана В0 зависят от искомой температуры газов на выходе .
Принимаем =1100
Среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания определяют по формуле:
(5347.79-2869.81)/(1900-1100)=3.0974
5.2.5) Степень черноты топки определяют по формуле:
где аф – эффективная степень черноты факела.
При камерном сжигании твердых топлив основными излучающими компонентами
пламени являются трехатомные газы и взвещенные в них частицы золы и
кокса. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле
Суммарный коэффициент ослабления лучей топочной средой(1/м×кгс/см2):
k=kг×rn+kзл× зл+kкокс×X1×X2,
где kг определяется по номограмме;
kзл коэфф.ослабления лучей золовыми частицами, определяют по номограмме;
зл массовая концентрация золы в дымовых газах;
kкокс =1- коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами;
| C1= | 0,5 |
| C2= | 0,1 |
кг=0,41414 (1/мкгс/см2)
кзл=6,75026 (1/мкгс/см2)
µзл=0,02155 (кг/кг)
к=0,41414·0,22092+6,75026·0,02155+1·0,5·0,1=0,28696
Pn·ST=P·rn·ST=0.22092·4.28=0.94598
Где Sт – эффективная толщина излучаемого слоя в топке;
P – давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см2 .
rn=0.22092
ST=4.282 м
Р=1 кгс/см2
Рn=P· rn=0.22092 кгс/см2
=0,8407 Ψср=0,434
0,92401
Та=2073 К
М=0,36
=0,434
=360.478
aT=0.92401
=0.99
Bp=10696.6
(Vс)ср=3,0974
1100 0 С I"т=2869,81 ккал/кг
5.2.6) Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:
2453,2002 ккал/кг
5.2.7) Определим тепловые нагрузки топочной камеры:
Удельное тепловое напряжение объёма топки:
122244 ккал/(ч·м3)
Допуск 300 мкал/ (ч·м3)
Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок
qf2=(10696.6·4900)/(6.315·5.8)=1434002 ккал/(ч·м2)