3.2.5 Тепловой расчет топочной камеры
3.2.6 Определение геометрических характеристик топки
При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).
Расчет геометрических характеристик приведен в таблицах 3.5 и 3.6.
Таблица 3.5 – Геометрические характеристики топки
Рассчитываемая величина |
Обоз-начение |
Размер-ность |
Расчет или обоснование |
Результат |
Площадь фронтовой стены |
Fф |
м2 |
16,2*9-4*(3,14* 0,952/4) |
141,55 |
Площадь боковой стены |
Fб |
м2 |
16,2*6,04-3,44*2,565-0,5*2*2,56-3*(3,14*0,452)/4 |
171,974 |
Площадь задней стены |
Fз |
м2 |
9(9,4+5+0,2) |
131,4 |
Площадь двухсветного экрана |
Fдэ |
М2 |
- |
- |
Площадь выходного окна топки |
Fш |
м2 |
3,44*9 |
30,96 |
Площадь, занятая горелками |
Fгор |
м2 |
6(3,14*0,952/4) |
4,25 |
Ширина топки
|
B |
м |
по конструктивным данным |
9,144 |
Активный объем топочной камеры
|
Vт |
м3 |
16,2*9*6,04-2,565*3,44*9-2,56*9 |
778,18 |
Таблица 3.6 – Геометрические характеристики топки
Наименование поверхности |
Fст, м2 |
d, мм |
S, мм |
S/d |
по номограм- ме 1(а) [2] |
по (6-06а) [2] |
Фронтовая стена |
141,55 |
60 |
64 |
1,07 |
0,99 |
140,13 |
Боковые стены |
85,987*2 |
60 |
64 |
1,07 |
0,99 |
85,127*2 |
Двухсветный экран |
------- |
60 |
64 |
1,07 |
0,99 |
----- |
Задняя стена
|
131,4 |
60 |
64 |
1,07 |
0,99 |
130,086 |
Газовое окно |
30,96 |
- |
- |
- |
1,0 |
30,96 |
Всего |
475,884 |
- |
- |
- |
- |
471,125 |
Площадь экранируемых стен (без учета горелок) |
475,884 |
471,125 |
||||
,
,3.2.7 Расчет топки
Далее в таблице 3.7 представлен результат расчета топки.
Таблица 3.7 – Результаты расчета топки
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами по (6-14) [2] |
kс |
(м×МПа)-1 |
kс = |
1,2/(1+1,122) · (2,975)0,4·(1,6·1150/1000-0,5) |
1,103 |
|
Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела |
m |
|
Принимается по стр.38 [2] |
В зависимости от удельной нагрузки топочного объема:
|
0,1 |
|
Коэффициент поглощения топочной среды по (6-17) [2] |
k |
(м×МПа)-1 |
k=kг + mkс |
1,209+0,1·1,103 |
1,319 |
|
Критерий поглощательной способности (критерий Бугера) по (6-12) [2] |
Bu |
- |
Bu=kps |
1,319·0,1·5,887 |
0,777 |
|
Эффективное значение критерия Бугера по (6-25) [2] |
Bũ |
- |
Bũ= |
1,6ln((1,4·0,7772+0,777+2)/(1,4·0,7772-0,777+2)) |
0,897 |
|
Параметр забалластированности топочных газов по (6-27) [2] |
rv |
м3/ м3 |
rv= |
11,082(1+0)/(7,4738+0,9943) |
1,309 |
|
Расход топлива подаваемого в горелку яруса |
B |
кг/с |
B=Впг/4 |
4,779 /6 |
0,7965 |
|
Уровень расположения осей горелок в ярусе по (6-10) [2] |
hГ |
м |
hГ= |
(2·0,7965·2,56+2·0,7965·4,72+2·0,7965·6,96)/(2·3·0,7965) |
4,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительный уровень расположения горелок по (6-11) [2] |
xг |
- |
хГ=hГ/HТ |
4,75/14,48 |
0,328 |
|
Коэффициент (Для газомазутных топок при настенном расположении горелок) |
Мо |
- |
- |
Принимаем по стр. 40 [2] |
0,4 |
|
Параметр по (6-26а) [2] |
М |
- |
М= |
0,4(1-0,4∙0,328) |
0,38 |
|
Коэффициент сохранения теплоты по (5-11) [2] |
|
- |
1 -
|
1 -
|
0,994 |
|
Теоретическая (адиабатная) температура горения |
Tа |
K |
- |
Принимаем равной 2001 0С по табл. 2.
|
2274 |
|
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания по стр.41 [2] |
|
КДж/ (м3∙К) |
|
|
20,75 |
|
Действительная температура на выходе из топки по (6-35) [2] |
|
0С |
|
|
1141,5 |
|
Окончание таблицы 3.7 |
Температура на выходе из топки выбрана верно и погрешность составила (1150-1141,5)*100%/1150=0,74 %