2.4.2. Расчет процесса горения

Для работы печи П-2 используется топливный газ того же состава, что и для П-1, поэтому все параметры процесса горения, найденные в расчете П-1, имеют те же значения и для П-2:

Низшая теплота сгорания топлива:

Средняя молекулярная масса топлива:

Плотность топливного газа:

Элементарный состав топлива:

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива:

Объемный расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:

Действительный расход воздуха:

Массовый состав дымовых газов:

Общее количество продуктов сгорания:

.

Объемный состав продуктов сгорания:

Суммарный объем дымовых газов:

Плотность дымовых газов при нормальных условиях:

2.4.3. Расчет радиантных камер

Как и при расчете печи П-1, задаемся условием (исходя из эмпирических данных), что 77% тепла передается в радиантной камере и 23% - в конвективной.

Тепло, передаваемое в камере радиации:

Q_р = 0,77Q_пр = 7,169 ∙ 10⁶ Вт = 2,581 ∙ 10⁷ кДж/ч. (2.80)

Тепло, передаваемое в камере конвекции:

Q_k = Q_пр  Q_р = 2,142 ∙ 10⁶ Вт = 7,710 ∙ 10⁶ кДж/ч. (2.81)

Полезное количество тепла:

Q_пол = Q_р + Q_k = 3,352 ∙ 10⁷ кДж/ч. (2.82)

Находим часовой расход топлива по формуле (2.33):

B = 946 кг/ч.

Потери тепла в окружающую среду по формуле (2.34):

q_пот = 3164 кДж/ч.

Вычисляем коэффициент полезного действия печи по формуле (2.35):

Плоская поверхность, эквивалентная поверхности радиатных труб для одного ряда по формуле (2.36):

Фактор формы, учитывающий неравномерность облучения поверхности труб и их затенение друг другом определяется по графику Хоттеля [10]:

К = 0,92.

Эффективную лучевоспринимающую поверхность находим по формуле (2.37):

H_л = 287,6 м².

Суммарная неэкранированная поверхность кладки по данным о конструкции печи П-2:

F = 87,2 м².

Степень экранирования кладки по формуле (2.38):

.

Максимальная расчетная температура горения вычисляется при средней теплоемкости продуктов горения по формуле (2.39):

.

Общее количество тепла, вносимого в печь по формуле (2.40):

4,741 ∙ 10⁷ кДж/ч = 11,3 Гкал/ч.

Рассчитанное полезное тепло по формуле (2.41):

3,386 ∙ 10⁷ кДж/ч = 8,1 Гкал/ч.

Расхождение между фактическим и расчетным полезным теплом определяется по формуле (2.42):

Степень черноты поглощаемой среды ε_V вычисляем по формуле (2.43):

ε_V = 0,473.

Функция (t), используемая в формуле (2.44), в среднем равна 0,85. Коэффициент  вычисляем по формуле (2.44):

 = 0,45.

Таким образом, H_S по формуле (2.45) составит:

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи к радиантным трубам по формуле (2.46). Для этого задаемся средней температурой наружной поверхности радиантных труб (с последующей проверкой): t_cт = 300°С (573 К). Коэффициент теплоотдачи:

Величина температурной поправки теплопередачи в топке по формуле (2.47):

.

Для расчета температуры на перевале необходимо вычислить характеристику излучения _S (формула (2.49)) и аргумент излучения x (формула (2.48)):

x = 2,377;

Тогда расчетная температура перевала t_пр составит (формулы (2.50) и (2.51)):

Невязка по температуре перевала (формула (2.52)):

Коэффициент прямой отдачи рассчитываем по формуле (2.53):

Количество тепла, полученного радиантными трубами (формула (2.54))::

Невязка по количеству тепла по формуле (2.55):

Теплонапряженность радиантных труб (по формуле (2.56)):