Тепловой поверочный расчет котла Е75-40К

XXV [1, стр. 184195];iпв = 634,3 кДж/кг, при рб =4,1 МПа, tпв= 150°С по табл. XXIV [1, стр. 181-183];i' = 1094,6 кДж/кг, при рб = 4,1 МПа по табл. XXIII [1, стр. 179-180].5.1.2Расход воды на продувку котла составляет:Dпр = 0,01·р·Dпе = 0,01·2·20,83= 0,41 кг/с,где р – процент непрерывной продувки котла: р = 2%.Тогда,QК = 20,83·(3320,6– 634,3) + 0,41(1094,6 – 634,3) = 56144 кДж/кг.Расход топлива, подаваемого в топку, определим по следующему уравнению: кг/с. 5.1.3 Полный объем газов, образующихся при сгорании топлива в топочной камере, определяется как произведение количества сожженного топлива ВР, кг/с, на объем газов, получающихся при сгорании 1 кг топлива. Сгоревшее топливо называют расчетным расходом топлива ВР, его количество будет меньше, чем полный расход топлива на котел В, если есть механический недожог q4 [1,п.5-15]: кг/с.В дальнейшем во все формулы для определения объемов и количества теплоты будем подставлять величину ВР.6. Тепловой расчет топочной камерыТепловой расчет топочной камеры заключается в определении температуры газов на выходе из топки и количества тепла, воспринятого в ней.6.1Конструктивные характеристики топочной камеры. Конструктивными характеристиками топки являются: поверхность стен топочной камеры , ее объем и эффективная толщина излучающего слоя . Рисунок 2 - Эскиз топкиГде Hф- высота фронтальной стенкиLскат- длина скатаLс- длина склонаНхв- глубина голодной воронкиВхв- ширина холодной воронкиНтыл- высота тыльной стенкиHго- высота газового окнаат- ширина топкиbт- глубина топкиГлубина топки: aт = 6,4м;Высота топки: hт = 13.4м;Ширина топки b=6м;Площадь фронтовой стены: Площадь тыльной стороны: Площадь холодной воронки: Площадь выходного газового окна: Площадь боковой стены: Площадь топки: Объем топки: Эффективная толщина излучающего слоя топки [1, п.6-03]: м. По номограмме 1[1, стр.214, рис.а], с учетом излучения обмуровки при ; s/d = 1,5> x=0,72. Коэффициент тепловой эффективности экранов равен произведению углового коэффициента экрана χ на коэффициент ξ, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытие изоляциейψ = χ∙ξ ;ξ=0,45[1, табл. 6.3];ψ =0,98∙0,45=0,324.6.2Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера) [1, п. 6-07]:Bu = k∙p∙s ,Где к -коэффициент поглощения топочной среды, 1/(м∙МПа), рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки. При его определении учитывается излучение трехатомных газов (RO2, H2O) и взвешенных в их потоке частиц сажи, летучей золы и кокса.р – давление в топочной камере, МПа; р =0,1 МПа;s – эффективная толщина излучающего слоя, м.6.2.1Коэффициент поглощения топочной среды.6.2.1.1Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания (RO2, H2O) определяется по [1, п.6-08]: , 1/(м∙МПа);где - суммарная объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания; .T"т – температура газов на выходе из топки, К; принимаем = 1000ºC (T"т = 1273 К).(1/(м·МПа));6.2.1.2Коэффициент поглощения лучей частицами золы определяется по [1, п.6-10]: , 1/(м∙МПа);Где μзл – концентрация золы в продуктах сгорания; μзл = 0,025, АЗЛ принимаем по [1,табл.6-1] для каменного угля, (1/(м∙МПа));6.2.1.3Коэффициент поглощения лучей частицами кокса kкокс∙μкокс принимаем по [1,табл.6-2] для каменного угля kкокс∙μкокс = 0,2.При расчете критерия Bu принимается, что при сжигании твердого топлива основными излучающими компонентами являются газообразные продукты сгорания (RO2, H2O) и взвешенные в их потоке частицы золы и кокса.При сжигании твердых топлив коэффициент поглощения топочной среды определяется по [1, п. 6-12]:k = kг + kзл∙μзл + kкокс∙μкокс;k = 1,1 + 1,12+0,2 = 2,42 (1/(м∙МПа)).ТогдаBu = 2,42∙0,1∙4,34 = 1,05.6.3Методика расчета суммарного теплообмена в топке базируется на приложении теории подобия к топочному процессу. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки Өт", являются критерий радиационного теплообмена Больцмана (Во) и критерий поглощательной способности Бугера (Bu).Учет влияния на теплообмен неизотермичности температурного поля топки и эффекта рассеяния излучения обеспечивается использованием эффективного значения критерия Bữ.Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры [1, стр.39, ф.(6-23)]: ,где ТА – адиабатическая температура горения топлива, К;М – параметр, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов.Критерий Больцмана [1, стр.40, ф.(6-24)]: ,Где ВР – расчетный расход топлива, кг/с;FСТ – поверхность стен топки, м2;(Vc)СР – средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур (ТА - Т"Т), кДж/(кг∙К);ψср – среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов;φ – коэффициент сохранения тепла;σ0 = 5,67∙10-11 кВт/(м2∙К4) – коэффициент излучения абсолютно черного тела.6.4 Эффективное значение критерия БугераВữ [1, п. 6-17]: ;.6.5 Параметр М для камерных топок рассчитывается по [1.п.6-18]:,где при однофронтовом расположении горелок принимаем согласно[1, стр.40]: М0 = 0,42;rv – параметр забаластированности топочных газов [1, стр.41, ф.(6-27)]: , м3/м3 ,где r – коэффициент рециркуляции;r = 0;Vгн – объем газов на выходе из топки без учета рециркуляции, м3/кг.;Тогда .6.6 Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива [1, п.6-19]: , кДж/(кг∙К),где I"т – энтальпия продуктов сгорания 1 кг топлива при температуре t"т, избытке воздуха на выходе из топки αт; I"т = 13281 кДж/кг.Адиабатическая температура горения tа определяется по полезному тепловыделению в топке Qт при избытке воздуха αт.6.7Полезное тепловыделение в топке [1, п.6-20]:, кДж/кг,где – располагаемое тепло топлива, кДж/кг;q3, q4, q6 – потери тепла от химической и механической неполноты сгорания топлива, с теплом шлака и охлаждающей воды, %; - тепло, вносимое в топку воздухом, кДж/кг, [1, п.6-20];где - количество воздуха, подаваемое в топку из воздухоподогревателя, отнесенное к теоретически необходимому для сгорания топлива [1. ф-а 4.43 с 27];[1.XVIIc 172]., - энтальпии теоретически необходимого количества воздуха при температуре за воздухоподогревателем tгв=300°С и присасываемого воздуха Тогда ;Тогда кДж/кг.По определяем адиабатическую температуру ta = 1973ºС, Та = 2246 К.Тогда кДж/(кг∙К).6.8Температура газов в конце топки [1, п.6-23 ]:;6.9Количество тепла, воспринятого в топке на 1 кг топлива [1,ф.(6-30)]:кДж/кг. Задавались ºС. Полученное расхождение температур меньше 100ºС, поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой на выходе из топки является ºС.Список использованной литературыТепловой расчёт котлов (Нормативный метод). - издание 3-е, перераб. и дополн. – С.-Пб.:НПО ЦКТИ, 1998. – 156 с.:ил.2. Компоновка и тепловой расчёт парового котла: Учеб.пособие для вузов/ Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат,1988. – 108 с.:ил.3. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Вишерская Г.М. и др. Отраслевой каталог. Москва, 1993 год.4. Сидельковский Л.Н., Юренев. В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. – М .: Энергоатомиздат, 1988. – 518 с.:ил.