1.Задаются температурой продуктов сгорания на выходе из топки при сжигании твердого топлива (850°С - 950°С), мазута (1000°С-1050°С); природного газа (1050°С-1100°С)
2.Определяется эффективная толщина излучающего слоя (М) по формуле:
S = 3,6 * Vт/Fст
Vт – объем топочной камеры, м3 (конструктивные характеристики котла)
Fст- поверхность стен топочной камеры, м3 (конструктивные характеристики котла)
3.Определяется парциальное давление 3х атомных газов и водных паров по формуле:
Pn = rn P
rn- объемная доля 3х атомных газов и водяных паров (см. таблицу расчета 2 Курсового проекта)
Р- давление в топочной камере котлоагрегата (принимается – 0,1 МПа).
4. Рассчитывается теплота воздуха внесенная в котельный агрегат. Для котлов не имеющих воздухонагревателей по следующей формуле: (кДж/кг, кДж/м3)
Qв= αr Hох.в.
αr- коэффициент избытка воздуха в топке (см. таблицу 2 п.1. курсового проекта)
Hв – энтальпия холодного воздуха (см.таблицу 5 п. расчета курсового проекта)
5. Определяется полезное тепловыделение в топке (кДж/кг, кДж/м3)
q3, q4, q5, - потери от химической неполноты горения топлива, механической неполноты горения и потери тепла в окружающую среду (см.таблицу 5 расчета курсового проекта)
Qв- теплота внесенная в топку с воздухом.
6. Определяется угловой коэффициент (отношение количества посылаемой энергии на облучаемую поверхность и энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности) по формуле:
S- шаг экранных труб, мм(конструктивные характеристики котла)
d- диаметр труб, мм (конструктивные характеристики котла)
7. Определяется коэффициент тепловой эффективности экранов по формуле:
ζ
ζ – коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями. (Принимаем при использовании газообразного топлива - 0,65; мазута- 0,55; все виды топлива при слоевом сжигании топлива- 0,6.
8. Определяется коэффициент ослабления лучей.
8.1 При сжигании жидкого и газообразного топлива коэффициент ослабления лучей (м МПа)-1зависит от коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами (kr) и сажистыми частями (kс) определяется по формуле:
k = kr rn+kc
rn- суммарная объемная доля трехатомных газов (см.таблицу 2 Курсового проекта)
kr- коэффициент ослабления лучей трехатомными газами(1/м.МПа) определяется:
- по номограмме (рис.1) в зависимости от произведения парциального давления трехатомных газов и водяных паров (Рn) (cм.п.3. методики) и толщины излучающего слоя S (cм.п.2. методики)
- объемной доли водяных паров (rH2O,см.таблицу 2 Курсового проекта)
- температуры на выходе из топки (см.п.1.методики расчета)
kc- коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами (1/м.МПа)-1 определяется по формуле:
αr- коэффициент избытка воздуха в топке
Тт – абсолютная температура на выходе из топочной камеры, 0К
Сp, Hp- содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.
При сжигании природного газа определяется по формуле.
CmHn- процентное содержание входящих в смесь природного газа углеводородных соединений.
8.2. Коэффициент ослабления лучей k для твердого топлива определяется по формуле:
k = kr rn + kзл μзл + kк
kr, rn – смотри п. 8.1. методики.
kзл – коэффициент ослабления лучей золовыми частицами (см.рис.2)
μзл – средняя массовая концентрация золы. (см. табл.2 Курсовой проект)
kк- коэффициент ослабления лучей частицами кокса. При сжигании антрацитов и тощих углей принимается -0,3, при сжигании каменных и бурых углей – 0,15.
9. Определить степень черноты факела (аф)
9.1 При сжигании жидкого и газообразного топлива по формуле:
аф= m аcв+ (1-m) aнесв.
аcв- степень черноты светящейся части факела определяется по суммарной оптической толщине среды светящейся части факела, ( kr rn + kс)*Р*S (рис.3)
kr , rn, kс- смотри п.8.1. методики
Р- давление в топочной камере котлоагрегата – 0,1 МПа
S- эффективная толщина излучающего слоя
αнесв – степень черноты несветящейся части факела определяется по суммарной оптической толщине несветящейся части факела, kr rn*P *S (рис.3)
m- коэффициент характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела, принимается по таблице 6 приложения 1 в зависимости от удельной нагрузки топочного объема qv;
qv= , кВт/м3
Вcр- расход топлива (таблица 5 курсового проекта)
Qpн- теплота сгорания топлива, (кДж/кг, кДж/м3)
Vт- объем топки (Приложение 1, таблица 2,3,4)
9.2.При сжигании твердого топлива степень черноты факела аф, определим по рис.3. на основании суммарной оптической толщины среды (k P S)
k- коэффициент ослабления лучей (см.п.8.2. настоящей методики).
Р- давление в топочной камере котлоагрегата (0,1 МПа)
S- эффективная толщина излучающего слоя (см.п.2. методики)
10. Определяется параметр М по формуле
10.1 При сжигании газа и мазута: М= 0,54 – 0,2 Хт
10.2При сжигании твердого топлива:М= 0,59 – 0,5 Хт
Хт- относительное положение максимума температуры, определяется по формуле:
Хт = hт/ Hт
hт- расстояние от пода топки до оси горелки
Hт- высота топки (м)
Для слоевых топок с пневмомеханическими забрасывателями Хт=0; для других топок Хт=0,14
11.Определяется теоретическая температура горения, °С (таблицу 4 курсового проекта), по значению Qт- полезное тепловыделение в топке (см.п.5 настоящей методики)
12. Действительная температура на выходе из топки определяется (по рис.4) на основании величин:
-аф- степень черного факела (см.п.9) методика расчета
-Ψ- коэффициента тепловой эффективности экранов (см.п.7 методика расчета)
- М- параметра (см.п.10)
-Вср Qт/Fст- величина, которую необходимо рассчитать, где
- Вср- расход топлива, кг/с (м3/с)- таблица 5 расчета курсового проекта
- Qт- полезное тепловыделение в топке (п.5 методики)
- Fст- поверхность стен топки (Приложение 1, таблица 2,3,4)
Полученная температура на выходе из топки сравнивается с температурой принятой ранее.
Если расхождения между температурами не превышает ±100°С, то расчет считается оконченным. В противном случае задаются новым значением температуры и расчет повторяется.
Заполнить таблицу 6.