Подсчитывается степень черноты факела

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

, (6.19)

где k_Д – коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела, принимается по таблице 6.3;

- степень черноты светящейся части факела и несветящихся трёхатомных газов, какой бы обладал факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами.

=0.64 (6.20)

=0.6 (6.21)

=0.4·0.641+(1-0.4) ·0.6=0.292

10) Определяется степень черноты топки по формулам:

- для камерных топок при сжигании жидкого топлива и газа

(6.25)

Определяется параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки по формуле:

- при сжигании газа и мазута

=0.059-0.2 · 0.344=0.5 (6.26)

Относительное положение максимума температуры пламени по высоте топки для большинства топлив определяется по формуле:

, (6.29)

где h_Г – расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок, м;

Н_Т – расстояние от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна топки, м.

Для слоевых топок при сжигании топлива в тонком слое (топки с пневмомеханическими забрасывателями) и скоростных топок системы В.В. Померанцева принимается x_Т = 0; при сжигании топлива в толстом слое x_Т = 0,14.

=,

Определяется средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твёрдого и жидкого топлива или на 1 м³ газа при нормальных условиях по формуле:

, (6.30)

где Vс_СР – средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твёрдого и жидкого топлива или на 1 м³ газа при нормальных условиях, кДж/(кг·К) или кДж/(м³·К);

Q_Т – полезное тепловыделение, кДж/кг или кДж/м³;

- энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг или кДж/м³;

- теоретическая (адиабатная) температура горения, К;

- температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, К.

кДж/(кг·К)

Определяются удельные нагрузки колосниковой решётки и топочного объёма по формулам:

, (6.33)

где q_V – удельные нагрузки топочного объёма, кВт/м³.

, кВт/м³.

2.2 Расчёт конвективных поверхностей нагрева

Конвективные поверхности нагрева паровых и водогрейных котлов играют важную роль в процессе получения пара или горячей воды, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания воде и пару.

Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путём конвекции и лучеиспускания. От наружной поверхности труб к внутренней теплота передаётся через стенку теплопроводностью, а от внутренней поверхности к воде и пару – конвекцией. Таким образом, передача теплоты от продуктов сгорания к воде и пару представляет собой сложный процесс, называемый теплопередачей.

При расчёте конвективных поверхностей нагрева используются уравнения:

- теплопередачи

=8197.1 кДж/м³ (6.34)

где Q_т - количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, кДж/кг или кДж/м³;

К – коэффициент теплопередачи, отнесённый к расчётной поверхности нагрева, Вт/(м²·К);

Н – расчётная поверхность нагрева, м²;

∆t – температурный напор, ºС;

В_Р – расчётный расход топлива, кг/с или м³/с;

Из уравнения (6.34) ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Очевидно. что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева (водяной экономайзер, воздухоподогреватель) работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на её изготовление.

При выборе последовательности размещения конвективных поверхностей нагрева в котлоагрегате стремятся так расположить эти поверхности, чтобы разность температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей среды

была бы наибольшей. Пароперегреватель располагают сразу после топки или фестона, а водяной экономайзер – после конвективной поверхности нагрева.

При расчёте количество теплоты, отданное продуктами сгорания, приравнивается к теплоте, воспринятой водой или паром. Для расчёта задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют её путём последовательных приближений. Расчёт ведут для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.