Поверхность стен топочной камеры

курсач дымовая труба / Мой курсач де 25-14 / 5Расчёт топочной камеры мой курсачь

5 Расчет топочной камеры

Расчёт топки производим по формулам в соответствии с источником [2,с.60] в следующей последовательности.

Предварительно задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры 1100 0 С. Для принятой температуры определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки по таблице 4 – Энтальпии продуктов сгорания Н = 25547,39 , кДж/м 3 .

Подсчитываем полезное тепловыделение в топке Q_т, кДж/м 3

(25)

где Q_в – теплота вносимая в топку с воздухом, кДж/м 3

Q_{т =}42402,8 (100-0,5)/100+465,04=42655,82

Для паровых котлов, не имеющих воздухоподогревателя, теплоту Q_в, кДж/м 3 , определяем

Определяю коэффициент ψ тепловой эффективности экранов

где χ – угловой коэффициент, т.е. отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности. Угловой коэффициент показывает, какая часть полусферического лучистого потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависит от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене. Значение χ определяется из рисунка 5.3 [2,с.57] ; χ=0,98;

ξ – коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Коэффициент загрязнения принимается по таблице 5.1 [2,с.62]: ξ=0,65.

Определяем эффективную толщину S, м, излучающего слоя

где V_т – объем топочной камеры, м 3 ;

F_ст – поверхность стен топочной камеры, м 2 .

Определяем коэффициент k, (м·МПа) –1 , ослабления лучей. При сжигании газообразного топлива коэффициент ослабления лучей зависит от коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами k_г и сажистыми частицами k_с

где k_г – коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, (м·МПа) –1 ;

r_п – суммарная объёмная доля трёхатомных газов; принимаю по таблице 1;

k_с –коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м·МПа) –1 .

Коэффициент k_г, (м·МПа) –1 , ослабления лучей трехатомными газами определяю по формуле

(30)

где р_п = r_п р – парциальное давление трёхатомных газов, МПа;

р – давление в топочной камере котлоагрегата, для агрегатов, работающих без наддува принимаю р = 0,1 МПа;

T˝_т – абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К (равна принятой по предварительной оценке).

Коэффициент k_с , (м·МПа) –1 , ослабления лучей сажистыми частицами

k_с (31)

где С р , Н р –содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива, %.

При сжигании природного газа

(32)

где С_mН_n – процентное содержание входящих в состав природного газа углеводородных соединений, %

Определяем степень черноты факела а_ф.

Для газообразного топлива степень черноты а_ф факела

где m –коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела; принимаю по таблице 5.2 [2] m=0,34,при q_v=699,4кВт/м 3 ;

а_св – степень черноты светящейся части факела;

а_г – степень черноты несветящихся трёхатомных газов.

Значения а_св и а_г определяю по формулам

а_св=1 – е -( kг rп + kс) р s (34)

а_г=1 – е –kг rп р s (35)

Определяем степень черноты топки а_т для камерной топки при сжигании газа

(36)

Параметр М зависит от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки. Для полуоткрытых топок при сжигании газа М=0,48 [источник 2, стр. 67].

Определяем среднюю суммарную теплоёмкость V_с.ср, кДж/м 3 ·К, продуктов сгорания на 1 м 3 газа, а при нормальных условиях

где Т_а – теоретическая (адиабатная) температура горения, К; определяем по таблице 4 по значению Q_т, равному энтальпии продуктов сгорания Н_а; Т_а=1856,30 К.

Т ″ _т –температура (абсолютная) на выходе из топки, К;

H ″ _т – энтальпия продуктов сгорания, кДж/м 3 ; определяем по таблице 4 при принятой на выходе из топки температуре;

Q_т – полезное тепловыделение в топке, кДж/м 3 .

V_ср

Определяю действительную температуру υ ″ _т, 0 С, на выходе из топки

υ″_т = (38)

Полученная температура на выходе из топки υ ″ _т = 1090 0 С сравнивается с температурой, принятой ранее, 1100 0 С.

Источник

Камера сгорания котла

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Камерой сгорания или топкой называют аппарат, который предназначен для сжигания топлива с целью получения тепла. В каждом топочном устройстве происходит одновременно три процесса: горение топлива, теплоотдача излучением и улавливание некоторой части золы (при сжигании твердого топлива). Топочное устройство должно обеспечивать высокую производительность котла, экономичность, хорошее смешение топлива с воздухом, достаточную степень механизации при автоматизации топочного процесса, устойчивую работу.

По способу сжигания топлива (организации топочных процессов) все топочные устройства можно разделить на две основные группы: топки со слоевым сжиганием и топки с камерным сжиганием топлива (камерная топка).

Содержание

Классификация

По способу сжигания топлива:

Слоевые топки в свою очередь классифицируют:

• По расположению относительно обмуровки котла:
  • внутренние;
  • выносные.
• По расположению колосниковых решеток:
  • с горизонтальными решетками;
  • с наклонными решетками.
• По способу подачи топлива и организации обслуживания:
  • ручные;
  • полумеханические;
  • механизированные.
• По характеру организации слоя топлива на решетке:
  • с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива;
  • с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива;
  • с движущейся колосниковой решеткой, перемещающей лежащий на ней слой топлива (перемещение слоя топлива вместе с колосниковой решеткой).

Камерные топки разделяют:

• По способу удаления шлака:
  • с твердым шлакоудалением;
  • с жидким шлакоудалением:
    • однокамерные;
    • двухкамерные.

Слоевая топка

Топки, в которых производится слоевое сжигание кускового твердого топлива, называются слоевыми. Эта топка состоит из колосниковой решетки, поддерживающей слой кускового топлива, и топочного пространства, в котором сгорают горючие летучие вещества. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива. Конструкции топок разнообразны, и каждая из них соответствует определенному способу сжигания. От размеров и конструкции топки зависят производительность и экономичность котельной установки.

Слоевые топки по характеру организации слоя топлива на решетке разделяются на три класса:

• С неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива;
• С неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива;
• С движущейся колосниковой решеткой, перемещающей лежащий на ней слой топлива (перемещение слоя топлива вместе с колосниковой решеткой).

В зависимости от степени механизации подачи топлива и удаления шлака слоевые топки разделяются на:

• топки с ручным обслуживанием (ручные топки);
• полумеханические;
• полностью механизированные;

Камерная топка

Камерные топки применяют для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. При этом твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в специальных пылеприготовительньгх установках — углеразмольных мельницах, а жидкое топливо — распылено на очень мелкие капли в мазутных форсунках. Газообразное топливо не требует предварительной подготовки.

По способу удаления шлака они бывают с твердым (или гранулированным) и жидким (шлак из топки удаляется в жидком состоянии) шлакоудалением. В камерных топках топливо сжигается во взвешенном состоянии (на лету). В них можно сжигать угли и антрациты в пылевидном состоянии, фрезерный торф, опилки и т. п., а также жидкое и газообразное топливо. Расположение горелок в топочной камере делают на передней и боковых стенках, а также по углам ее. Горелки бывают прямоточными и завихривающими. Способ сжигания топлива выбирается в зависимости от вида и рода топлива, а также паропроизводительности котельного агрегата.

Характеристика топки

Тепловые характеристики топки

Количество топлива, которое можно сжечь с минимальными потерями в данной топке для получения необходимого количества тепла, определяется размерами и типом топочного устройства, а также видом топлива и способом его сжигания. К качественным показателям работы топочного устройства относится величина потерь тепла вследствие химической неполноты сгорания и механического недожога. Численное значение этих потерь для различных топочных устройств различно; оно также зависит от вида топлива и способа его сжигания. Так, для камерных топок величина колеблется от 0,5 до 1,5%, для слоевых — от 2 до 5%(потери тепла); при камерном сжигании топлива составляет 1—6%, при слоевом 6—14%(недожог).

Конструктивные характеристики топки

Основными конструктивными показателями топки являются:

• Объем топочной камеры (м 3 );
• Площадь стен топки (м 2 );
• Площадь, занимаемая лучевоспинимающей поверхностью (м 2 );
• Площадь променесприймальнои поверхности (м 2 );
• Степень экранирования стен топки;
• Коэффициент тепловой эффективности топки.

Теплообмен в топке

В топке одновременно происходят горение топлива и сложный радиационный и конвективный теплообмен между заполняющей ее средой и поверхностями нагрева.

Источниками излучения в топках при слоевом сжигании топлива являются поверхность раскаленного слоя топлива, пламя горения летучих веществ, выделившихся из топлива, и трехатомные продукты сгорания С0₂, S0₂ и Н₂О.

При факельном сжигании пыли твердого топлива и мазута источниками излучения являются центры пламени, образующиеся вблизи поверхности частиц топлива от горения летучих, распределенных в факеле, раскаленные частицы кокса и золы, а также трехатомные продукты сгорания. При горении в факеле распыленного жидкого топлива излучение частиц топлива незначительно.

При сжигании газа источниками излучения являются объем его горящего факела и трехатомные продукты сгорания. При этом интенсивность излучения факела зависит от состава газа и условий протекания процесса горения.

Наиболее интенсивно излучает теплоту пламя горящих летучих веществ, выделяющихся при горении твердого и жидкого топлива. Менее интенсивно излучение горящего кокса и раскаленных частиц золы, наиболее слабым оказывается излучение трехатомных газов. Двухатомные газы практически не излучают теплоты. По интенсивности излучения в видимой области спектра различают:

• светящийся
• полусветящийся
• несветящийся факелы.

Излучение светящегося и полусветящегося факела определяется наличием твердых частиц—коксовых, сажистых и золовых в потоке продуктов сгорания. Излучение не-светящегося факела — излучением трехатомных газов. Интенсивность излучения твердых частиц зависит от их размера и концентрации в топочном объеме. По удельной интенсивности излучения коксовые частицы приближаются к абсолютно черному телу, но при сжигании пыли твердого топлива их концентрация в факеле мала (примерно 0,1 кг/м 3 ) и поэтому излучение коксовых частиц на экраны топки составляет 25—30 % суммарного излучения топочной среды. Золовые частицы заполняют весь топочный объем, концентрация их зависит от зольности топлива. Тепловое излучение золовых частиц в факельных топках составляет 40—60 % суммарного излучения топочной среды. Сажистые частицы образуются при сжигании мазута и природного газа. В ядре факела они имеют высокую концентрацию и обладают большой излучательной способностью. Излу-чение трехатомных газов, заполняющих объем топочной камеры, определяется их концентрацией и толщиной объ¬ема излучения.

Доля излучения трехатомных газов составляет 20—30 % суммарного излучения. В газомазутных топках условно разделяют длину факела на две части:

Интенсивность излучения ядра факела мазута в 2—3 раза выше, чем ядра факела при сжигании пыли твердого топлива. Тепловосприятие экранов топки определяется интенсивностью излучения топочной среды и тепловой эффективностью экранов. Увеличение интенсивности излучения среды топки повышает падающий на экраны тепловой поток. Снижение тепловой эффективности экранов уменьшает их тепловосприятие.

Источник