Основы поверочного расчета топочных камер

В этом курсовом проекте, рассмотрены основы поверочного расчета топочных камер. При заданной производительности котла, параметрах пара, экономичности котла. Для

Основы поверочного расчета топочных камер

Курсовой проект

Физика

Другие курсовые по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией
дувках, кг/ч.

Процент продувки i для всех котлов взять равным 3 %.

Часовой расход топлива, кг/ч, или м3

(17)


2.3 Определение температуры газов в зоне горения топлива

Расчет энтальпии топочных газов, кДж/кг или кДж/м3, производится по формуле

(18)

где – средняя объемная изобарная теплоемкость i-го компонента продуктов сгорания, кДж/м3·К.

Расчет энтальпии Н проводится дважды: при температуре топочных газов tт = 900 °С и tт = 2000 °C.

Тепловыделение в топке на один килограмм твердого топлива, кДж/кг, определяется по формуле:

(19)

где QВ = α ∙Vo∙ ∙tВ = 1,1∙9,79∙1,32∙30 = 426,45 – теплота, внесенная в топку влажным воздухом, кДж/кг или кДж/м3;

= 1,32 – объемная теплоемкость воздуха, кДж/м3· К;

tВ= 30 – температура дутьевого воздуха, 0С;

q = ст∙t = 2,1∙100 = 210 – теплота внесенная в топку топливом, кДж/кг или кДж/м3; топка паровой котел топливо

ст– теплоемкость топлива. Для мазута ст= 2,1 кДж/кг·К.

t – температура топлива, 0С. Для мазута можно принять t = 100 °С.

Qф= Wф∙h′′ = 0,02∙2580 = 51,6 – теплота, вносимая в топку паром, кДж/кг. Имеет место при сжигании мазута. Расход пара Wф принимается для паромеханических форсунок равным 0,02...0,03 кг на один килограмм мазута. Энтальпия пара h′′= 2580 кДж/кг при давлении перед форсункой 0,15...0,2 МПа.

Температура горения tТ1, 0С, определяется по значению по графику рисунка 2.

Рисунок 2. Диаграмма Н – t дымовых газов

2.4 Расчет геометрических параметров топки

Часовая теплота, кДж/ч, внесенная в топку

(20)

Объем топки, м3, для котлов с мазутным или газовым отоплением находят как

(21)

где (для всех камерных топок) – тепловое напряжение топочного объема, кДж/м3∙ ч.

Расчетная площадь пода камерной топки, м2

(22)

где hт= 2,5 ...3 м для котлов производительностью 2000 ... 9000 кг/ч и

hт= 4 ... 4,5 м для котлов большей производительности. Рекомендуется принимать значения hт, дающие площади Rмследующего пункта.

Ширина камерной топки “b”, м, берется из таблицы 5.

Таблица 5. Основные размеры колосниковых решеток ручных и полумеханических топок.

Типоразмер решетки

Размеры

Площадь зеркала горения R, м2

b, м

L, м

ПМЗ-0-1800/1000

1,8

1,0

1,8

ПМЗ-2-1800/1525

1,8

1,525

2,74

ПМЗ-2-2200/1525

2,2

1,525

3,36

МПЗ-2-1800/2136

1,8

2,136

3,84

ПМЗ-2-2200/2135

2,2

2,135

4,7

ПМЗ-3-2600/2135

2,6

2,135

5,5

ПМЗ-2-2200/2745

2,2

2,745

6,05

ПМЗ-2-2200/3050

2,2

3,05

6,71

ПМЗ-3-3300/2135

3,3

2,135

7,0

ПМЗ-3-2600/3050

2,6

3,05

7,93

ПМЗ-3-2600/3660

2,6

3,66

9,52

Здесь Rмокругленные в ближнюю сторону Rʹм.

Длина камерной топки, м

(23)

Длина камеры догорания топок Lк=0,3м – для котлов производительностью 2000 ... 6000 кг/ч и Lк= 0,745 м – для других котлов.

Ширина камеры догорания bк, м, равна ширине топки “b”.

2.5 Площади поверхностей топки и камеры догорания

Площадь боковых стен топки и камеры догорания, м2

(24)

где hк = 1,6 – средняя высота камеры догорания для всех котлов, м.

Площадь передней и задней стенок топки с учетом передней и задней поверхностей камеры догорания, м2

(25)

Площадь потолка топки с учетом потолка камеры догорания, м2

(26)

Площадь пода топки и камеры догорания, м2

(27)

Общая поверхность топки, воспринимающая тепловое излучение, м2

(28)

Число труб одного бокового экрана топки

(29)

где S1 = 0,08 –шаг труб бокового экрана (расстояние между осями труб), м.

Площадь поверхности труб обоих боковых экранов, м2,

(30)

где d1 = 0,051 – диаметр труб экранов, м.

Число экранных труб на обоих боковых стенках камеры догорания

(31)

Площадь экранных труб камеры догорания

(32)

Общая площадь экранных труб топки, м2,

(33)

Число труб первого ряда кипятильных труб на задней стенке камеры догорания

(34)

где S2 = 0,11 – поперечный шаг труб первого ряда кипятильного пучка, м.

Поверхность труб первого ряда кипятильных труб, м2,

(35)

Общая площадь поверхности труб топки, м2,

(36)

Поверхность труб топки, воспринимающая тепловое излучение, м2

(37)

где Х = 0,78 – угловой коэффициент экрана


2.6 Расчет температуры газов на выходе из топки

Коэффициент загрязнения поверхностей ζ= 0,8 – при сжигании газа и ζ= 0,6...0,7 – при сжигании мазута и угля.

ζ= 0,65

Коэффициент сохранения теплоты в топке

(38)

Степень экранирования поверхностей топки

(39)

Отношение площади зеркала горения топки к лучевоспринимающей поверхности топки

(40)

где Y – при сжигании мазута или газа в дальнейшем не потребуется и из расчета исключается.

Абсолютная температура топочных газов, К,

(41)

где -предварительно задается равной 1200 °C и представляет температуру газов на выходе из камеры догорания.

Средняя теплоемкость всего объема топочных газов, кДж/К.

(42)

где Σ (VCʹmp1) и Σ(VCʹmp2) – определяются по уравнению (18)

Эффективная толщина излучающего слоя, м

(43)

Произведение рn на S равно

(44)

rn– суммарная объёмная доля трёхатомных газов; rn =0,25.

рn – парциальное давление трёхатомных газов, МПа;

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами kг. Он определяется по номограмме рисунок 4 по значению рnS и температуре tТ2 = 1200 °C. Схема определения kгпоказана стрелками.

Рисунок 4. Номограмма для определения значения коэффициента ослабления лучей трехатомными газами

По графику k г=0,85

Коэффициент ослабления лучей несветящимся пламенем

(45)

Коэффициент ослабления лучей светящимся пламенем

(46)

Степень черноты светящихся компонентов пламени

(47)

где е = 2,718 – основание натуральных логарифмов.

Степень черноты несветящихся компонентов пламени

(48)

Степень черноты факела

(49)

где m = 0,4 ...0,6 – для угля и мазута и m = 0 – для газа.

Степень черноты камерных (мазутных и газовых топок)

(50)

Коэффициент Х находится по формуле

(51)

где Х = 0 – для углей;

h1 = 1 – расстояние между подом топки и осью мазутной или газовой форсунок, м;

h2 – расстояние от пода топки до середины входного окна из топки в камеру догорания, м. Для котлов паропроизводительностью 2000...9000 кг/ч h2 = 1,2...2,2 м, пропорционально принятой ранее высоте топки. Для котлов большей производительности h2 = 3,2...3,7 м, также пропорционально высоте топки.

Расчетный коэффициент М определяется по формуле

(52)

где А = 0,52, В = 0,3 для всех видов топок

Расчетная температура топочных газов на выходе из топки,0С

(53)

Если значение tТ2, определенное по формуле (53), будет отличаться более чем на 500С от ранее принятого значения tТ2 = 12000С, то задаются новым значением tТ2 большим или меньшим ранее принятого tТ2 = 1200 0С.

Теплота, переданная экранным трубам топки и трубам камеры догорания тепловыми лучами, кДж/кг или кДж/м3

(54)

Теплота, полученная трубами теплоотдачей от горячих газов, кДж/кг или кДж/м3,

(55)

2.7 Чертеж топки котла Заключение

В данном курсовом проекте был произведен поверочный расчет, в котором были рассчитаны тепловые процессы, происходящие в объёме топки котла, рассчитан необходимый объём воздуха для сжигания данного топлива. На основании уравнения теплового баланса, учтены потери тепла, выделяющегося во внешнюю среду, через обмуровку котлоагрегата, рассчитан расход топлива, необходимый для поддержания паропроизводительности котлоагрегата.

Определено тепловыделение продуктов горения для данного вида топлива, температура дымовых газов в зоне горения топлива. Рассчитан эффективный объем топочной камеры, благодаря ним подобраны геометрические параметры топки. Найдена площадь поверхности труб топки, для данного котлоагрегата, температур

Похожие работы

< 1 2 3 >