Топливо и котельные установки

Расчет теплопередачи в топке

В топочном пространстве горящее топливо и продукты его сгорания передают часть полезного тепловыделения — <Зт ккал/кг поверхностям нагрева котла, расположенным в топке, путем лу­чистого теплообмена. Эти поверхности нагрева называются р а диационными.

Отношение количества тепла, переданного поверхности на­грева путем излучения 0.р ккал/кг, ко всему полезному тепловы­делению, отнесенному на 1 кг топлива 0_т ккал/кг называется коэффициентом прямой отдачи топки [а:

«* = £-. (67)

^ т

Действительная температура топки, т. е. температура продук­тов сгорания, покидающих топку, будет ниже теоретической тем­пературы горения Ьт, подсчитываемой по формуле (36); действи­тельная температура определяется по выражению:

4= = <3т(1~"). (68) V гсг Угсг

Если известна величина эффективной радиационной поверх­ности нагрева — Нр м2, то тепло, передаваемое этой поверхности излучением в топке, может быть найдено по формуле ВТИ:

Н’{т)

<=-------- -—----------- ккал/кг топлива, (69)

Где: Т — абсолютная температура излучающего факела или слоя в 0 абс, принимаемая по соотношению:

Тф = у/"тХ

Причем:

7-т = 273*Сабс;

Ав— видимый коэффициент излучения топки, ккал/м2 град4 час, зависящий от коэффициента черноты факела и степени экранирования топки. Значение этого коэффициента мо­жет определяться по графикам и формулам норм ВТИ для теплового расчета котельных установок. Теплопередачу в топке можно рассчитать при помощи номо­граммы ЦКТИ (рис. 29). При пользовании этой номограммой следует иметь в виду, что степень экранирования топки •!> равна:

<}> = —— м2!мй,

В ст

Где: Рст—полная поверхность стен топки, которая по нормам

ЦКТИ определяется по формуле:

Рст = 6/Ут м2’

Ир — эффективная радиационная поверхность нагрева, подсчитываемая по формуле:

Н„=н;+н;=ха/,+Е*А',.

В которой:

Н* и Н' — эффективная радиационная поверхность нагрева котла и соответственно экрана;

Ьк, Ьэ—соответственно ширина котельного пучка и ширина площади экранированных стен топки в м;

1К, 1В—лучевоспринимающая длина котельных труб и со­ответственно экранных труб; хк* хэ— так называемый фактор формы, зависящий от отно­шений шага труб к их наружному диаметру и от расстояния между трубами и обмуровкой. Фактор формы для кипятильного пучка котла можно при­нять равным единице.

Как видно из рассмотренного ниже приведенного в номо­грамме примера, по ней можно определить температуру дымовых газов на выходе из топки г'о и, наоборот, задаваясь этой темпе­ратурой, можно подсчитать необходимую величину эффективной лучевоспринимающей поверхности нагрева по найденному из но-

В<2т

Мограммы значению —.

Н р

Пр и м е р. Требуется определить температуру продуктов сго­рания кизеловского угля ПЖ на выходе из топки £о° С. Проек­тируется установить механическую топку с шурующей планкой.

Теплотворная способность рабочей массы топлива — 0^ = = 4690 ккалкг.

Часовой расход топлива В = 1600 кг/час.

Температура на

- Теоретическая ' температура сгорания Ь, то то 15оо гвоо тощо 1900 ям 2ь

Степень экранирования топки (р, мум ОТ 0.2 0.3 ОЛ 0,5 0,6 0.7 0.8 0.$Ш

Рис. 29. Номограмма ЦКТИ для расчета теплопередачи в топке.

Теоретическая температура сгорания = 1860° С. Эффективная радиационная поверхность нагрева котла Нр = = 28 ж2.

Объем топочной камеры Ут = 37,8 м3.

Поверхность стен топки по формуле:

Ре» = 6 V К = 6 |Г 37,8* = 67,5 м

Степень экранирования топки ф:

0,415 м2/м2.

Fern 67,5 Полезное тепловыделение в топке:

П 100 ~~ ( Яз + QP

Т ~~ 100 "

— 100^(1+7,5 + 1^ .4^90 = 4220 ккал/кг.

100

Напряжение радиационной поверхности нагрева будет:

Вси _ 1600-4220 = 240 оод к лім2 час Нр 28 '

Эту величину находим на номограмме (см. рис. 29), следуя по пунктирной линии в направлении стрелки при

ВОт

<|> = 0,415, —— = 240 000 ккал/м2 час

Нр

И £т= 1860° С,

Находим, что температура £о равна:

И = 970° С.