Определение температуры газов на выходе из топки

Коэффициент сохранения теплоты:

.

Средняя теплоемкость продуктов сгорания:

.

Критерий Больцмана:

.

Абсолютная температура газов на выходе из топки:

.

Расчетная температура газов на выходе из топки:

.

Сравнение расчетной с предварительно заданной температурой:

, т.е. условие выполнено.

Энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки определяем при и (в интервале ).

;

.

Количество теплоты, переданное в топке излучением:

.

Прямая отдача топки (доля теплоты, воспринятой в топке):

.

Уточняем лучевоспринимающую поверхность топки:

;

.

Среднее тепловое напряжение топочных экранов:

.

Удельное напряжение топочного объема:

.

Расчетное значение сравниваем с допустимым. Для топки с ТШУ и каменного угля, , т.е. меньше допустимого.

6. Расчет радиационно-конвективных поверхностей нагрева

6.1. Геометрические размеры ширмового пароперегревателя

П о описанию и чертежам котла-прототипа составляем эскиз ШПП:

Рис. 5. Эскиз ширмового пароперегревателя

;

;

;

;

;

;

;

.

Диаметр и толщина труб: .

Количество ширм и число ходов ленты ширмы:

Поперечный шаг между ширмами: .

Продольный шаг: .

Относительные поперечный и продольный шаги:

; .

Количество параллельно включенных труб в ширме:

.

Количество параллельно включенных труб всего ШПП:

Внутренний диаметр труб: .

Число параллельных потоков пара в ШПП ; принимаем.

Живое сечение для прохода пара:

.

Расход пара через ШПП: .

Проверка условий надежности работы металла труб по допустимой массовой скорости: .

Т.к. полученная меньше рекомендуемых значений в 2 раза, , уменьшим живое сечение , приняв число параллельных потоков .

.

Полная поверхность ШПП:

.

Угловой коэффициент ширмы: .

Расчетная поверхность ШПП:

.

Лучевоспринимающая поверхность входного сечения:

.

Лучевоспринимающая поверхность выходного сечения:

.

Угловой коэффициент с входного на выходное сечение:

.

Живое сечение для продуктов сгорания на входе:

.

Живое сечение для продуктов сгорания на выходе:

.

Среднее живое сечение для прохода газов:

.

Эффективная толщина излучающего слоя:

.

Дополнительная поверхность топочных экранов:

.

Дополнительная поверхность потолочного пароперегревателя, прилегающего к ШПП:

.

Дополнительная поверхность нагрева, прилегающая к ШПП:

.

Отношение .

Т.о. условие не выполняется. В расчете необходимо учитывать дополнительные поверхности нагрева.

Лучевоспринимающая поверхность ШПП:

.

Лучевоспринимающая дополнительная поверхность:

.

6.2. Тепловой расчет ширмового пароперегревателя с учетом дополнительных поверхностей

Температура и энтальпия газов на входе в ШПП:

; .

Температура газов за ШПП (принимаем предварительно).

Расчет ведем для двух значений

;

.

Энтальпия газов за ШПП, табл. 6, по и :

;

;

.

Тепловосприятие ШПП и дополнительных поверхностей по балансу:

;

.

Тепловосприятие ШПП по балансу:

;

;

;

.

Тепловосприятие по балансу дополнительных поверхностей:

;

.

Средняя температура газов в ШПП:

; ;

; .

Объем продуктов сгорания, табл. 4: .

Средняя скорость газов:

;

.

Коэффициент, учитывающий геометрическую компоновку пучка:

.

Число труб по ходу газов: .

Поправка на число рядов труб: т.к. , то .

Физические характеристики продуктов сгорания: табл.5

		192*10-6

Поправочные коэффициенты к физическим характеристикам продуктов сгорания среднего состава: табл.6

	0,99	0.99	0.99
	0,98	0.99	0.99

Расчетные значения физических характеристик: табл.7

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке:

;

;

;

.

Суммарное парциальное давление газов: .

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

;

;

;

.

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами:

;

,

где .

Безразмерная концентрация золы в продуктах сгорания: .

Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами:

.

Коэффициент ослабления лучей продуктами сгорания:

;

.

Коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами, определим для и : ; .

Коэффициент распределения тепловосприятия по высоте топки; определим для двух плоскостей лучевоспринимающей поверхности входного сечения ШПП по рис. 4 :

• для плоскости ;

• для плоскости .

Количество теплоты, получаемой излучением из топки:

;

среднее тепловое напряжение экранов топки: ;

произведение

;

;

.

Коэффициент излучения факела:

;

.

Поправочный коэффициент, зависящий от вида топлива. Для угля:

.

Количество теплоты, , излучаемой из топки и ШПП на поверхности за ширмами:

;

.

Количество теплоты, воспринятое ШПП и дополнительными поверхностями излучением из топки:

;

.

Количество лучистой теплоты, воспринятой ШПП:

;

;

;

.

Суммарное количество теплоты, воспринятой ШПП, за счет охлаждения продуктов сгорания и излучения из топки:

;

.

Температура и энтальпия пара на входе в ШПП.

Согласно принятой схеме водопарового тракта (рис. 2), насыщенный пар из барабана котла (параметры и ) поступает в потолочный пароперегреватель.

Принимаем перегрев пара . Тогда:

;

Приращение энтальпии пара в ШПП:

;

.

Энтальпия пара на выходе из ШПП:

;

.

Температура пара на выходе из ШПП; определяем по и : ; .

Средняя температура пара в ШПП:

;

.

Температурный напор в ШПП:

;

.

Средний удельный объем пара; определяем по

и :

; .

Средняя скорость пара:

;

.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару.

Определим значения физических свойств водяного пара при среднем давлении для двух расчетных значений средней температуры пара в ШПП.: табл8

348	9.26	0.324	1,86
368	8.35	0.386	1,58

;

;

;

.

Коэффициент загрязнения ШПП:

• для , ;

• для , .

Температура загрязнений стенки трубы ШПП:

;

; ;

;

; .

Коэффициент теплоотдачи излучением:

;

;

;

;

Коэффициент использования ШПП: .

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

;

.

Коэффициент теплопередачи от газов к пару:

;

;

;

.

Тепловосприятие ШПП по уравнению теплопередачи:

;

.

Расчетную температуру газов на выходе из ШПП определяем методом графической интерполяции (рис. 2).

Исходные данные для построения графиков: табл. 9

Из графика .