Определение площади ограждающих поверхностей топки

В соответствии с типовой обмуровкой топки котла ДКВР-10, которая показана на рис. 4, подсчитаем площади ограждающих её поверхностей, включая поворотную камеру. Внутренняя ширина котла равна 2810 мм.

Рисунок 2. Схема топки котла ДКВР-10 и её основные размеры

 

,

где - расстояние между осями крайних труб данного экрана, м;

- освещенная длина экранных труб, м.

Боковые стены ,

Передняя стена ;

Задняя стена ;

Две стены поворотной камеры ;

Потолок ;

Под топки и поворотной камеры

;

Общая площадь ограждающих поверхностей

.

.

 

Определение лучевоспринимающей поверхности нагрева топки

Таблица 3. Основные данные по определению лучевоспринимающей поверхности нагрева

Экраны	Освещенная длина труб экрана l, мм	Расстояние между осями крайних труб экрана b, мм	Площадь стены покрытая экраном, Fпл, м2	Диаметр экранных труб d, мм	Шаг экранных труб S, мм	Расстояние оси трубы до стены е, мм	Относительный шаг экранных труб S/d	Относительное расстояние от оси трубы до стены e/d	Угловой коэффициент экрана	Лучевоспринимающая поверхность нагрева Нл, м2
Боковые Передние Задние Первый ряд котельного пучка		2600х2	5,95 11,3   4,55				2,55 2,55 2,55   2,17	0,79 0,79 0,79   0,59	0,78 0,78 0,78   0,79	19,5 4,65 8,8   3,6

 

Общую лучевоспринимающую поверхность нагрева топки определяют как сумму отдельных составляющих:

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ТОПКИ

Полезное тепловыделение в топке подсчитывают по уравнению:

,

Где тепло с вносимым в топку воздухом определено при значении коэффициента избытка воздуха .

На I- -диаграмме по прямой, построенной при значении коэффициента избытка воздуха , при найденном теплосодержании находим температуру горения .

Для определения температуры на выходе из топки составляем табл.4, в которую и помещаем все необходимые величины, включая конструктивные характеристики топки.

 

Таблица 4. Расчёт температуры газов на выходе из топки

Наименование величин	Условные обозначения	Расчётные формулы или основания	Расчётные данные	Результаты
Объём топочного пространства, м3	Vт		15,21∙2,81
Общая площадь ограждающих поверхностей, м2	Hст	Эскиз на рис.2	-
Эффективная толщина излучающего слоя, м	S			1,74
Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2	Hл	Табл.3	-
Степень экранирования топки	Ψ			0,416
Положение максимума температур	χ	Рис.2		0,21
Значение коэффициента	m	Принимается по табл.2.4, для несветящегося пламени при сжигании газообразных топлив	-
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов	PпS	rпS по табл.1	0,269∙1,74	0,47
Температура газов на выходе из топки, 0С		Принимается с последующим уточнением	-
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	kг	По номограмме Рис.5.4 [Гусев, стр.103]	-	0,8
Значение коэффициента ослабления лучей топочной средой	k		0,8∙0,269	0,22
Сила поглощения запылённым потоком газов	kpS		0,8∙0,269 ∙1,74	0,37
Степень черноты несветящейся части пламени	aнс	Номограмма [Гусев стр.104]	-	0,24
Степень черноты факела	aф		0,24∙(1-0)	0,24
Значение условного коэффициента загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева	ζ	Для гладкотрубных экранов при сжигании газообразного топлива	-	0,8
Произведение	ψζ	Ψζ	0,416∙0,8	0,33
Тепловыделение в топке на 1 м2 ограждающих её поверхностей, кДж/м2·ч	-
Постоянные величины расчётного коэффициента M	А, В	[Гусев, стр.101]		-
Значение расчётного коэффициента M	М		0,52-0,3·0,21	0,46
Температура дымовых газов на выходе из топки , 0С		Номограмма, 2.2 [Гусев, стр. 106]	-
Теплосодержание дымовых газов на выходе из топки, кДж/м3		Диаграмма Рис.1	-
Тепло, переданное излучением в топке, кДж/м3	Qл		0,985∙(35997-18700)
Тепловое напряжение топочного объёма, кДж/м3·ч

 

Как видим, температура газов на выходе из топки оказалось равной предварительно принятой; не превышает допустимых норм и тепловое напряжение объёма топочного пространства, следовательно, расчёт теплообмена в топке произведён правильно.
Переходим к расчёту первого газохода.

РАСЧЁТ ПЕРВОГО ГАЗОХОДА

Определяем конструктивные характеристики газохода и помещаем их в табл.5.

Таблица 5. Основные конструктивные характеристики первого газохода

Наименование величин	Условные обозначения	Расчётные формулы	Результаты
Общий вид	Числовые значения
Поверхность нагрева в м2	H1	По чертежам (рис. 2)
Число рядов труб: вдоль оси котла поперёк	z1 z2	- -	- -
Диаметр труб в мм	dн	-	-	51∙2,5
Расчётные шаги труб в мм: поперечный продольный	S1 S2	- -	- -
Сечение для прохода газов в м2	F1	ab-z1bdн	(1,6∙2,1-16∙2,1∙0,051)	1,71
Эффективная толщина излучающего слоя в м	SI			0,184

Задаёмся двумя значениями температуры дымовых газов на выходе из первого газохода и и проводим для этих значений температур два параллельных расчёта. Все необходимые расчётные операции располагаем в табл.6. расчёт первого газохода производим при . Приращением значения коэффициента избытка воздуха пренебрегаем, т.е. .

 

 

Таблица 6. Тепловой расчет первого газохода

Наименование величин	Условные обозначения	Расчётные формулы	Результаты при
Общий вид	Числовые значения	500 0C	300 0C
Температура дымовых газов перед первым газоходом в 0C		Из расчёта топки	Табл.4
Теплосодержание дымовых газов перед первым газоходом в кДж/м3		Диаграмма I-	Рис.1
Температура дымовых газов за первым газоходом в 0C		Задаёмся	-
Теплосодержание дымовых газов за первым газоходом в 0C	I”I	Используем I- -диаграмму	Рис.1
Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплового баланса в кДж/м3 Разве тепловосприятие в кДж/м3 измеряется Инженер-размерность!	Qб		0,985∙0,19∙(19000-8000+0) 0,985∙0,19∙(19000-5100+0) Уточнить значения энтальпий	2058   -	-   2601
Средний температурный напор в 0C	Δtср		Температура насыщения взята неверно потому что была выше ошибка с абсолютным давлением
Средняя температура дымовых газов в 0C	ср
Средняя скорость дымовых газов в м/сек	ωср			5,06	4,57
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией в Вт/м2∙град	αк	czcфαн [Гусев, стр.110]	-	-	-
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов в м∙атм	PпS	rпS1 табл.1	0,269∙0,184	0,049	0,049
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	kг	Номограмма, 2.2 [Гусев, стр.103]	-	3,5	3,7
Суммарная сила поглощения газовым потоком	kpS		3,5∙0,049 3,7∙0,049	0,172 -	- 0,181
Степень черноты газового потока	α	Номограмма, 2.2 [Гусев, стр.104]		0,1	0,125
Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева в Вт/м2·град	ε	Табл. 2.5	Природный газ, гладкотрубные пучки	0,0058	0,0058
Температура наружной поверхности загрязнённой стенки в 0C	tст		Температура насыщения неверно взята, см. выше		292,5
Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока в Вт/м2·град	αл	αн∙ α∙сг [Гусев, стр. 116]	61,6∙0,1∙0,96 40,7∙0,125∙0,94	5,91 -	- 4,8
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами	ω	[Гусев, стр.108]	-	0,9	0,9
Значение коэффициента теплопередачи в первом газоходе в Вт/м2·град	KI		-	31,9	30,6
Тепловосприятие первого газохода по уравнению теплопередачи в кДж/м3	Qт	KIHIΔtср	31,9∙134∙535 30,6∙134∙367	-	- 1505

 

По значениям Q_б и Q_т строим вспомогательный график (рис.3,а) и определяем температуру газов на выходе из первого газохода. Эта температура, равная , является и температурой дымовых газов при входе во второй газоход, т.е.

Рис. 3, а

 

 

РАСЧЁТ ВТОРОГО ГАЗОХОДА

Определяем конструктивные характеристики газохода, значение которых помещаем в табл.7.

Расчёт второго газохода производим при значение коэффициента избытка воздуха

. Тепло с присосанным в газоход воздухом принимаем:

.

Снова задаёмся двумя произвольными значениями температур дымовых газов, но уже на выходе из второго газохода, принимая их и , в остальном расчёт аналогичен первому газоходу.

Таблица 7. Основные конструктивные характеристики второго газохода

Наименование величин	Условные обозначения	Расчётные формулы	Результаты
Общий вид	Числовые значения
Поверхность нагрева в м2	HI	По чертежам
Число рядов труб: вдоль оси котла поперёк	z1 z2	- -	- -
Диаметр труб в мм	dн	-	-	51×2,5
Расчётные шаги труб в мм: поперечный продольный	S1 S2	- -	- -
Сечение для прохода газов в м2	FII	ab-z1bdн	(1,075×2,1-11×2,1×0,051)	1,08
Эффективная толщина излучающего слоя в м	SII			0,184

 

Таблица 8. Тепловой расчёт второго газохода

Наименование величин	Условные обозначения	Расчётные формулы	Результаты при
Общий вид	Числовые значения	400 0C	200 0C
Температура дымовых газов перед вторым газоходом в 0C		Из расчёта первого газохода	-
Теплосодержание дымовых газов перед вторым газоходом в кДж/м3		Диаграмма I-	-
Температура дымовых газов после второго газохода в 0C		Задаёмся	-
Теплосодержание дымовых газов после второго газохода в кДж/м3		Используем I- -диаграмму	Рис.1
Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплового баланса в кДж/м3	Qб		0,985∙690∙(7850-7300+39,14) 0,985∙690∙(7850-3800+39,14) Где-то расход топлива в м3/с подставляешь, а где то м3/ч, определись с размерностями	-	-
Средний температурный напор в 0C	Δtср
Средняя температура дымовых газов в 0C	ср
Средняя скорость дымовых газов в м/сек	ωср			5,97	5,13
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией в Вт/м2∙град	αк	[Гусев, стр. 110] номограмма 2.6 czcфαн	0,99×1,07×45 0,99×1,1×39,5	-	-
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов в м∙атм	PпS	rпSII (табл.1, табл.7 )	0,248×0,184	0,046	0,046
Значение коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами	kг	Номограмма [Гусев, стр.103]	-	3,5	4,0
Суммарная сила поглощения газовым потоком	KρnS	II	3,5∙0,046 4∙0,046	0,161 -	- 0,184
Степень черноты газового потока	α	Номограмма, 2.3		0,12	0,145
Значение коэффициента загрязнения поверхности нагрева в Вт/м2·град	ε	Табл.2.4	-	0,005	0,005
Температура наружной поверхности загрязнённой стенки в 0C	tст
Значение коэффициента теплоотдачи излучением незапылённого потока в Вт/м2·град	αл	Номограмма, 2.10 αнαсг	40,7∙0,12∙0,97 36∙0,145∙0,87	4,7 -	- 4,5
Значение коэффициента омывания газохода дымовыми газами	ω	[Гусев, стр. 108]	-	0,9	0,9
Значение коэффициента теплопередачи во втором газоходе в Вт/м2·град	KII		-	38,6	35,5
Тепловосприятие второго газохода по уравнению теплопередачи в кДж/м3	Qт	KIIHIIΔtср	38,6∙93∙254 35,5∙93∙101	-	- 333

При построение графика (рис.3, б) по полученным значениям Q_б и Q_т температура дымовых газов за вторым газоходом определится равной ⁰C.

Рис.3, б

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: