Поверочный тепловой расчет топки парового котла

 кДж/кг.

Тепло, полученное фестоном излучением из топки:

 кДж/кг;

 кДж/кг.

 

5.5. Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей   

 

Количество тепла  , кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле (6.1) [2]:

,

где – расчетная теплообменная поверхность фестона, м²;

      – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² К);

     – усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, °С;

    – расчетный расход топлива, кг/с.

1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [2] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла р_бар = 11МПа, t_ф = 318,04 °С:

^○ С;

 ^○ С.

Усредненный температурный напор определяем по формуле (6.47) [2]:

^○С.

2) Расчетную скорость  м/с, газов в фестоне определяем по формуле (6.7) [2]:

,

где – полный объем газов при сжигании 1 кг топлива при 0,1 МПа и 0 °С, определяемый по   среднему избытку воздуха в газоходе, м³/кг, (табл. 2.1 настоящего расчета);

      – средняя температура дымовых газов в газоходе, °С, (определяется как полусумма температур газов на входе в поверхность нагрева и  на выходе из нее);

       – живое сечение фестона (сечение для прохода газов), м².

^○С.

 м/с.

3) Коэффициент теплопередачи  , Вт/(м К), определяем по следующей формуле (см. табл. 6.1 [2]):

,

где y – коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [2], y=0,65;

      – коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м К).

    4) определяется по формуле (6.5) [2]:

,

где – коэффициент использования поверхности нагрева, учитывает неравномерное омывание поверхности газами (см. стр. 119 [2]), принимаем x=1;

– коэффициент теплоотдачи конвенций  от газов к поверхности нагрева, Вт/(м К);

– коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/(м К).

5) Коэффициент теплоотдачи  конвекцией  , Вт/(м К), для шахматных гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.10) [2], по данным стр. 125 [2] или по номограмме 8 [1]:

.

Или

.

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м К), определяется по рис. 6.5 стр. 124 [2] (для шахматных трубных пучков при поперечном омывании);

       – поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов, при Z₂³10, С = 1 (см. стр. 125 [2]);

       – поправка на компоновку пучка, определяется в зависимости от относительных шагов s₁ и s₂ труб пучка. рассчитывается по одной из формул, приведённых на стр. 125, 126 [2] или определяется по рис. 6.5 [2].

С_ф − поправка на физические характеристики потока, (см. рис. 6.5 [2]).

Относительные шаги труб фестона рассчитываем по формулам:

;

;

определяем по рис 6.5 [2], принимаем  =0,9.

При Z₂ < 10 и s₁ ³ 3,0

С_ф определяем по рисунку 6.5 [2]:

при ,   принимаем С_ф=0,95;

при принимаем =49,5 Вт/(м К).

 Вт/(м К)

6) Коэффициент теплоотдачи излучением Вт/(м К), продуктов сгорания определяем по формуле:

,

где коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м К), определяется по номограмме 18 [1], по рис. 6.14 [2]; по известной температуре стенки фестона и средней температуре газов; 

      – коэффициент теплового излучения газовой среды (степень черноты продуктов сгорания для запыленного потока), определяется по температуре дымовых газов по формуле (4.37) [2]. Для газа и мазута по формуле (4.42) [2].

.

Здесь – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания, определяется по формуле (6.38) [2]

.

Эффективную толщину S излучающего слоя для гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.40) [2].

 м.

р = 0,1 МПа – давление в топочной камере.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами определяем по формуле (4.40) [2] при ; ;

 К.

.

Коэффициент ослабления лучей частицами золы определяем по формуле (4.41) [2] при =0,0131 (см. табл. 2.1 настоящего расчёта)

Коэффициент теплового  излучения (степень черноты) газового потока.

Коэффициент теплоотдачи  излучением продуктов сгорания равен:

 Вт/(м К).

Здесь =250 Вт/(м²∙К) определяется по рис. 6.14 [2] при средней температуре газов в фестоне υ_ср=1114 °С и температуре загрязненной стенки труб фестона t₃= t_н+ Δt =314+80=394 °С.

Коэффициент теплоотдачи  от газов к стенке определяем по формуле:

,

где ξ – коэффициент использования поверхности, ξ = 1.

 Вт/(м К).

Коэффициент теплопередачи  определяем по формуле:

;

 Вт/(м К).

Количество тепла, передаваемое фестону по условию теплопередачи  определяем по формуле:

 кДж/кг.

 

5.6. Невязка  баланса теплот

       

Невязка баланса теплот для фестона рассчитывается по формуле:

Невязка теплового баланса  для фестона не превышает допустимого  значения ±5 %, расчет фестона считается законченным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Тепловой  расчет котлов (нормативный метод). М.: НПО ЦКТИ 1998. 297 с.

2. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомиздат, 1988. 208 с.

3. Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 376 с.

4. Кудинов А.А. Краткий курс теории горения органических топлив. Самара: CамГТУ, 2004. 108 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3