Расчетно-пояснительная записка. к курсовому проекту по дисциплине:

к курсовому проекту по дисциплине:

«Теплогенерирующие установки»

на тему: «Расчет и подбор оборудования

отопительной котельной»

Выполнил: студент гр. ГТ-41

Антипов Ю.В.

Проверил: Кущев Л. А.

Белгород 2012

Министерство образования и науки РФ

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

ЗАДАНИЕ

На комплексное проектирование теплогенерирующей установки (ТГУ)

Студент: Антипов Ю.В. группа: ГТ-41

Тема курсового проекта: «Расчет и подбор оборудования котельной»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Тип котельного агрегата ДКВР-6,5-13-250

2. Паропроизводительность, т/ч 13

3. Теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч) 4,88 (4,20)

4. Давление пара, МПа (кг/см²) 13

5. Температура пара на выходе из котла 194

6. Температура питательной воды, ^оС 95

7. Вид и марка топлива каменный уголь,Донец

8. Потери в тепловых/паровых сетях 2 %

9. Процент возврата конденсата 80 % - при температуре 80 ^оС

10. Источник водоснабжения река Донец

Дата выдачи задания «____» _________________ 2012 г.

Руководитель проектирования ______________ / _________ /

БГТУ им. В.Г. Шухова, ГТ-41

КП ТГУ 10709811 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Кущев Л. А.

№ Докум.

Антипо Ю.В.

Разработ.

Проверил

Подп.

Дата

Лист

Изм

Лист

Литер.

Листов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Характеристика парового котла..............................................................

1.1 Технические характеристики котла ДКВР.............................................

1.2 Устройство и принцип работы котла серии ДКВР...............................

1.3 Циркуляционная схема котла ДКВР......................................................

1.4 Эксплуатационные параметры...............................................................

2.Тепловой расчет котельного агрегата......................................................

2.1 Расчет низшей теплоты сгорания топлива и подбор топочного устройства.......................................................................................................

2.2 Расчет теоретических и действительных объемов воздуха и продуктов сгорания........................................................................................

2.3 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.......................................

3. Тепловой баланс теплогенератора...........................................................

3.1 Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива......................

3.2 Расчет теплообмена в топке...............................................................

3.3 Расчет пароперегревателя.................................................................

3.4 Расчет конвективного пучка труб.....................................................

3.5 Расчет водяного экономайзера.........................................................

4. Оборудование котельной.........................................................................

4.1 Устройство и эксплуатация оборудования котельных....................

4.2 Расчет тепловой схемы производственной котельной....................

4.3 Подбор оборудования котельной....................................................

4.4 Аэродинамический расчет котельной..............................................

4.5 Выбор и расчет схемы водоподготовки..........................................

5. Заключение ..............................................................................................

Библиографический список..........................................................................

БГТУ им. В.Г. Шухова, ГТ-41

КП ТГУ 10709811 2012

ВВЕДЕНИЕ

Кущев Л. А.

№ Докум.

Антипов Ю.В

Разработ.

Проверил

Подп.

Дата

Лист

Изм

Лист

Литер.

Листов

ВВЕДЕНИЕ

Тепловая энергия – один из основных видов энергии, используемой человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности как для развития и совершенствования общества, в котором он живет, так и для создания благоприятных условий его быта. Тепловая энергия, производимая человеком из первичных источников энергии, в основном используется для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд промышленных предприятий, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха. Водяной пар используют для технологических нужд в промышленности и сельском хозяйстве, для приведения в движение паровых двигателей, а также для нагрева воды, направляемой в дальнейшем на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Горячую воду и подогретый воздух используют для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения. Теплогенерирующие установки предназначены для производства тепловой энергии из первичных источников энергии, которыми являются: органическое и ядерное топливо, солнечная и геотермальная энергия, горючие и тепловые отходы промышленных производств.

БГТУ им. В.Г. Шухова, ГТ-41

КП ТГУ 10709811 2012

ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОГО КОТЛА

Кущев Л. А.

№ Докум.

Антипов Ю.В

Разработ.

Проверил

Подп.

Дата

Лист

Изм

Лист

Литер.

Листов

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОГО КОТЛА

1.1 Технические характеристики котла ДКВР

Паровые котлы ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20 с газомазутными топками – двухбарабанные, вертикально-водотрубные, предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Преимущества:

- надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД – до 91%.

- низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание.

- котел ДКВР имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам.

- возможен перевод котла с одного вида топлива на другой.

- широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение.

- возможность перевода котла в водогрейный режим.

- конструкция котла позволяет использовать под заказ различные варианты комплектации КИПиА, в том числе автоматизированными горелками.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

1.2 Устройство и принцип работы котла серии ДКВР

Конструктивная схема котлов серии ДКВР паропроизводительностью до 10 т/ч одинаково независима от используемого топлива и применяемого топочного устройства.

Котел имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВР-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла – асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб.

Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб на днищах имеются овальные лазы размером 325 × 400 мм.

Барабаны внутренним диаметром 1000 мм на давление 1,4 МПа изготавливаются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки 13 мм. Экраны и кипятильные пучки котлов выполняются из стальных бесшовных труб.

Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32× 3 мм.

Пароперегреватели котлов типа ДКВР, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профилю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.

Пароперегреватели – одноходовые по пару, обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану, одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая – подвижной.

1.3 Циркуляционная схема котла ДКВР

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВР-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран – опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.

Котлы ДКВР-2,5, ДКВР-4 и ДКВР-6,5, поставка которых может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.

Котлы ДКВР-10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой:

- предохранительные клапаны,

- манометры и трехходовые краны к ним,

- рамки указателей уровня со стеклами и запорные устройства указателей уровня,

- запорные вентили и обратные клапаны питания котлов,

- запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя,

- запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей),

- запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями),

- запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов (для котлов ДКВР-10),

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

- вентили для спуска воды из нижнего барабана,

- запорные вентили на линии ввода химикатов,

- вентили для отбора проб пара.

Для котлов ДКВР-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана. На газоходах котлов устанавливается чугунная гарнитура.

1.4 Эксплуатационные параметры

Многочисленные испытания и длительный опыт эксплуатации большого числа котлов ДКВР подтвердили их надежную работу на пониженном по сравнению с номинальным давлении. Минимальное допустимое давление (абсолютное) для котлов ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20 равно 0,7 МПа (7 кгс/см2).

С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепло- выми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлениях.

Элементы котлов рассчитаны на рабочее давление 1,4 МПа, безопасность их работы обеспечивается установлен- ными на котле предохранительными клапанами.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Ростехнадзор.

БГТУ им. В.Г. Шухова, ГТ-41

КП ТГУ 10709811 2012

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Кущев Л. А.

№ Докум.

Антипов Ю.В

Разработ.

Проверил

Подп.

Дата

Лист

Изм

Лист

Литер.

Листов

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

2.1. Расчет низшей теплоты сгорания топлива и подбор топочного устройства

Низшую теплоту сгорания газообразного топлива , кДж/м³, определяют по известному процентному содержанию отдельных газов, входящих в состав данного топлива , кДж/м³.

где СО, H₂, H₂S, С_m Н_n– содержание соответствующего газа, об. %; Q , Q , Q , Q –низшая теплота сгорания данного газа, входящего в состав газообразного топлива, кДж/м³.

Основанием для выбора топочного устройства являются: тип и производительность теплогенератора; вид и характеристики топлива.

К основным характеристикам топочных устройств относятся:

- тепловое напряжение зеркала горения q_зг, кВт/м²;

- тепловое напряжение топочного объема q_v, кВт/м³;

- потери теплоты от химической неполноты сгорания q₃, %;

- потери теплоты от механической неполноты сгорания q₄, %;

Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах теплогенератора. Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам теплогенератора увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах теплогенераторов с уравновешенной тягой меньше давления окружающего воздуха и через

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива.

Значение расчетного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газового тракта теплогенератора с уравновешенной тягой определяют суммированием коэффициента избытка воздуха на выходе из топки с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением

где – расчетный коэффициент избытка воздуха на выходе из рассматриваемого элемента; – сумма присосов воздуха во всех газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением газового тракта.

Принимаем =1.15

Значения расчетных присосов воздуха в отдельных элементах теплогенератора принимают на основе обобщенных данных эксплуатации агрегатов.

2.2. Расчет теоретических и действительных объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания (при ).Все объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитывают на 1 м³ газообразного топлива. Расчеты производят в следующей последовательности:

Вычисляют теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания газообразного топлива, м³/м³

;

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

где m – число атомов углерода; n – число атомов водорода.

Рассчитывают теоретические объемы продуктов сгорания для сухого газообразного топлива, м³/м³:

– объем трехатомных газов

;

– объем азота (двухатомных газов)

;

– объем водяных паров

где d_гт– влагосодержание газообразного топлива, отнесенное 1 м³ сухого газа, г/м³.

Расчет действительных объемов воздуха и продуктов сгорания (при ). Расчет ведут в следующей последовательности:

1. Определяют объем воздуха при , м³/кг (м³/м³)

=1,159,52=10,95м³/м³

2. Объемы продуктов сгорания твердых, жидких и газообразных топлив при отличаются от теоретических на величину объемов воздуха и водяных паров, поступающих в теплогенератор за счет избыточного воздуха (присосов атмосферного воздуха).

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то действительный объем этих газов не зависит от коэффициента избытка воздуха и во всех газоходах остается постоянным, т.е равным теоретическому объему.

;

– объем двухатомных газов, м³/кг (м³/м³)

;

– объем водяных паров, м³/кг (м³/м³)

;

– суммарный объем дымовых газов, м³/кг (м³/м³)

;

3. Объемные доли трехатомных газов и водяных паров , равные парциальным давлениям этих газов при общем давлении P = 0,1 МПа, соответственно равны

Определяют суммарную объемную долю трехатомных газов и водяных паров

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

2.3. Энтальпии воздуха и продуктов сгорания

При выполнении расчетов энтальпию воздуха и продуктов сгорания относят к 1 кг твердого, жидкого или к 1 м³ газообразного топлива. Расчет энтальпий производят при фактических коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчет следует производить для всего возможного диапазона температур после поверхностей, так как эти температуры неизвестны.

Определение энтальпий производят в следующей последовательности:

1. Вычисляют энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур для твердого и жидкого топлив, кДж/кг и газообразного топлива, кДж/м³

где (ct)_в – энтальпия 1 м³ воздуха, кДж/м³.

2. Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания , кДж/кг (кДж/м³), рассчитывают для всего выбранного диапазона температур

где (ct) ,(ct) ,(ct) – энтальпии 1 м³ соответственно трехатомных газов, азота и водяных паров, кДж/м³.

Удельную энтальпию трехатомных газов (ct) считают равной удельной энтальпии диоксида углерода (ct) .

3. Определяют энтальпию продуктов сгорания, при коэффициенте избытка воздуха >1, кДж/кг (кДж/м³)

Результаты расчетов энтальпий продуктов сгорания по всем поверхностям нагрева теплогенератора сводят в таблицу 2.3.

По данным табл. 2.3 на миллиметровой бумаге строят график зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры It-диаграмму (рис. 2.1).

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

It-диаграмма позволяет в последующих расчетах определить для заданного коэффициента избытка воздуха энтальпию продуктов сгорания при любой их температуре и наоборот.

Таблица 2.3

Энтальпия продуктов сгорания (It-таблица)

	, кДж/кг (кДж/м³)
Коэффициенты избытка воздуха по участкам газового тракта

		X	X	X
		X	X	X
		X	X	X
	X		X	X
	X		X	X
	X		X	X
	X	X		X
	X	X		X
	X	X		X
	X	X	X
	X	X	X
	X	X	X

БГТУ им. В.Г. Шухова, ГТ-41

КП ТГУ 10709811 2012

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА

Кущев Л. А.

№ Докум.

Антипов Ю.В

Разработ.

Проверил

Подп.

Дата

Лист

Изм

Лист

Литер.

Листов

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА

3.1. Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива

Тепловой баланс теплогенератора выражает равенство теплоты, поступившей в агрегат, сумме полезно использованной теплоты и всех тепловых потерь, имеющихся при его работе.

Цель составления теплового баланса – вычислить коэффициент полезного действия теплогенератора и определить необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляют применительно к установившемуся тепловому состоянию теплогенератора. Все статьи теплового баланса принято относить к 1 м³ газообразного топлива.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид, кДж/кг (кДж/м³)

где – располагаемая теплота; Q₁– полезно использованная теплота; Q₂ – потери теплоты с уходящими газами; Q₃– потери теплоты от химической неполноты сгорания; Q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания; Q₅ – потери теплоты всеми элементами теплогенератора в окружающую среду (потери от наружного охлаждения); – потери теплоты в виде физической теплоты шлака.

Располагаемая теплота на 1 м³ газообразного топлива, кДж/м³

Для упрощения расчетов в курсовой работе можно принимать для газообразного топлива

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

Если статьи теплового баланса выразить в относительных величинах (процентах от располагаемой теплоты

, то уравнение теплового баланса примет вид

100 = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q_6шл.

Величину полезно использованной теплоты Q₁(q₁) прямым путем определить нельзя, так как заранее неизвестно количество сжигаемого топлива. Поэтому Q₁(q₁) можно найти из уравнений теплового баланса лишь после определения всех потерь теплоты.

Далее расчет осуществляем в следующей последовательности:

1. Потери теплоты с уходящими газами находят по разности энтальпий продуктов сгорания, уходящих из теплогенератора, и холодного воздуха, %

где – энтальпия уходящих дымовых газов, кДж/м³,при соответствующем избытке воздуха и температуре уходящих газов t_ух; –коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется в сечении газохода после последней поверхности нагрева; I – энтальпия теоретического объема холодного воздуха, кДж/кг (кДж/м³)

где (ct)_хв–энтальпия 1 м³ холодного воздуха, кДж/м³, определяется в зависимости от температуры холодного воздуха t_хв, которую при отсутствии специальных указаний принимают t_хв= 30^оС.

Энтальпию уходящих дымовых газов I_ух находят по It-диаграмме при соответствующем избытке воздуха и температуре уходящих газов t_ух. При этом температурой t_ух следует задаваться.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

2. Расчетные потери от химической q₃, %,и механической q₄, %, неполноты сгорания топлива принимают из расчетных характеристик топок.

q₃= 0,8 %, q₄= 0 %,

3. Потери теплоты в окружающую среду (от наружного охлаждения) q₅, %, для стационарных теплогенераторов принимают в зависимости от паропроизводительности котельного агрегата и наличия хвостовой поверхности.

q₅= 1,4 %,

4. Коэффициент полезного действия теплогенератора (брутто) находят по уравнению обратного баланса, %

= q₁=100 – (q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q_6шл);

= q₁=100 – (5,2 +0,8 + 0+ 1,4 + 0)=92,6 %

5. Номинальный расход топлива определяют по формуле, м³/ч

где Д_пп, Д_нп – количество выработанного пара, перегретого и насыщенного соответственно, кг/ч; Д_пр – расход воды на продувку теплогенератора, кг/ч, причем

где Р – непрерывная продувка, %; учитывается только при Р 2, в курсовой работе следует принимать Р = 2–7%; i_пп – энтальпия перегретого пара при давлении и температуре в барабане теплогенератора, кДж/кг; i_нп– энтальпия сухого насыщенного пара при давлении в барабане котла, кДж/кг; i' – энтальпия кипящей воды при давлении в барабане котла, кДж/кг; i_пв– энтальпия питательной воды, кДж/кг, определяют по ее температуре и давлению на входе в теплогенератор.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

6. Расчетный расход топлива определяют по формуле м³/ч

3.2. Расчет теплообмена в топке

При проектировании и эксплуатации теплогенерирующих установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. Конструктивный расчет производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро заводов-изготовителей или при реконструкции топочных камер существующих теплогенераторов.

При поверочном расчете топки по ее тепловым и конструктивным характеристикам определяют температуру дымовых газов на выходе из топки , °С.

Передача теплоты в топке к лучевоспринимающим поверхностям происходит в основном излучением. Доля конвективного теплообмена относительно мала и им при расчете топки пренебрегают.

Поверочный расчет однокамерных топок производят в следующей последовательности:

1. Для камерных топок проверяют только тепловое напряжение топочного объема.

Тепловое напряжение зеркала горения, кВт/м²

где R_зг–площадь зеркала горения, м².

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

2.Полезное тепловыделение в топке определяют по формуле, кДж/м³

где Q_в–теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/м³.

Величина Q_вскладывается из теплоты горячего воздуха и холодного, присосанного в топку

где –коэффициент избытка воздуха в топке; – присосы воздуха в топку; V⁰ –теоретически необходимое количество воздуха, м³/м³; с_в–объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м^3.К), с_в = 1,3кДж/(м^3.К); –температура воздуха после подогрева в воздухоподогревателе, °С; –температура холодного воздуха, °С, = 30°С.

По Jt-диаграмме (см. рис. 2.1) по значению J = Q_топределяют теоретическую (адиабатическую) температуру горения топлива t_а, °С (Т_а, К).

t_а = 1950°С; Т_а = 2223 К.

3. Вычисляют параметр М, зависящий от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.

При сжигании газа и мазута

М = 0,54 – 0,2X_т.

Параметр Х_т характеризует относительное положение максимума температуры топочных газов, которое для камерных топок с верхним отводом газов и горизонтальным положением осей горелок определяют по формуле

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

где h₁–расстояние от нижней плоскости топки до плоскости максимальных температур, м; h₂–расстояние от нижней плоскости топки до середины ее выходного окна, м.

М = 0,54 – 0,20,93=0,35 .

Под нижней плоскостью топки следует понимать: при сжигании газа и мазута – под топки, при сжигании твердого топлива – середину холодной воронки. Максимум температур практически совпадает с уровнем расположения осей горелок.

4. Определяют среднее значение коэффициента тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности топки

где H_л – полная лучевоспринимающая поверхность топки, м², принимают по прил.1; F_ст – полная поверхность стен топки, м²; коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева, учитывающий снижение ее тепловосприятия вследствие загрязнения топочных экранов наружными отложениями или покрытия их огнеупорной массой.

Коэффициент загрязнения принимают равным: для газообразного топлива – 0,65.

5. Предварительно задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры . Для промышленных паровых теплогенераторов рекомендуется предварительно принимать температуру продуктов сгорания на выходе из топки: при сжигании природного газа 1050…1100°С.

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

6. Определяют эффективную толщину излучающего слоя, м

где V_т – объем топочной камеры, м³.

7. Вычисляют коэффициент ослабления лучей топочной средой, (м^.МПа)^-1.

При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей зависит от коэффициента ослабления лучей трехатомными газами к_ги сажистыми частицами k_c.

к = k_гr_n + k_c ,

где r_n – суммарная объемная доля трехатомных газов.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами рассчитывают по формуле, (м^.МПа)^-1

где –объемная доля водяных паров; Р_п –суммарное парциальное давление трехатомных газов, МПа; Р_п= r_п^.Р; Р – давление в топочной камере теплогенератора, МПа, для агрегатов, работающих без наддува, Р = 0,1 МПа.

(м^.МПа)^-1

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами вычисляют по формуле, (м^.МПа)^-1

где С^p, Н^p – содержание соответственно углерода и водорода в рабочей массе топлива.

(м^.МПа)^-1

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

Для газообразного топлива:

где С_mН_n – процентное содержание углеводородных соединений, входящих в состав газообразного топлива.

к = 8,160,26 +1,22=3,34(м^.МПа)^-1_.

8. Определяют степень черноты топки:

– для камерных топок (R_зг = 0)

где а_ф – эффективная степень черноты факела, зависящая от вида сжигаемого топлива.

Для жидкого и газообразного топлив степень черноты факела

где m – коэффициент, учитывающий заполнение объема топки светящимся пламенем; a_св,а_нс– степень черноты соответственно светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов:

,

,

9.Определяют среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания, кДж/м³

Лист

КП ТГУ 10709811 2012

№ Докум.

Подп.

Дата

Лист

Изм

,

где Q_т – полезное тепловыделение в топке, кДж/м³; Т_a – теоретическая (адиабатическая) температура горения, К; – энтальпия продуктов сгорания топлива при температуре и избытке воздуха на выходе из топки, кДж/м³, определяют по It-диаграмме (см. рис. 2.1) по предварительно принятой температуре .

кДж/м³

10. Определяют действительную температуру на выходе из топки , °С.

,

где - коэффициент сохранения теплоты, рассчитываемый по формуле