ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Для слоевых топок основными тепловыми характеристиками являются тепловое напряжение площади колосниковой решетки ( зеркала горения), тепловое напряжение топочного объема и кпд топки, для камерных топок — тепловое напряжение топочного объема и кпд топки.

Тепловое напряжение (кВт/м²) площади колосниковой решетки

Q / R = BQ / R,                                                                                                        (2.27)

где В — натуральный расход топлива, кг/с; Q  — низшая теплота сгорания, кДж/кг; R — площадь колосниковой решетки, м². Тепловое напряжение (кВт/м³) топочного объема

Q / V _т = BQ / V _т,                                                                                                  (2.28)

где V _т — объем топочного пространства, м³.

Коэффициент полезного действия топки

η _т=100-q ₃-q ₄,                                                                                                        (2.29)

где q ₃ — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %; q ₄— потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %.

Задача 2.30. Определить площадь колосниковой решетки, ко­торую требуется установить под вертикально-водотрубным кот­лом паропроизводительностью D=6, l кг/с, работающим на подмосковном угле марки Б2 состава: C^p=28, 7%; Н^р=2, 2%; S =2, 7%; N^p=0, 6%; O^p=8, 6%; A^p= 25, 2%; W^p= 32, 0%, если из­вестны температура топлива при входе в топку t_T =20°С, давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=420°С, температура питательной воды t _пв=180°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =87%, величина непрерывной продувки Р=4% и тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q / R=1170 кВт/м².

Ответ: R =14, 8 м².

Задача 2.31. Определить объем топочного пространства, предназначенного для вертикально-водотрубного котла паропро­изводительностью D=13, 8 кг/с, при работе на малосернистом мазуте состава: С^p=84, 65%; Н^р=11, 7%; S =0, 3%; О^р=0, 3%; A ^р=0, 05%; W^p=3, 0%, если известны температура подогрева ма­зута t_T=90°C, давление перегретого пара p _пп=1, 4 МПа, темпера­тура перегретого пара t _пп=250°С, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%; величина не­прерывной продувки Р=3% и тепловое напряжение топочного объема Q / V _т=490 кВт/м³.

Ответ: V _т=86 м³.

Задача 2.32. Определить площадь колосниковой решетки, объем топочного пространства и кпд топки котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 45 кг/с, если известны давление перегретого пара p _пп=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=280°C, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котло­агрегата (брутто) η =86%, величина непрерывной продувки Р=3%, тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q / R=10l5 кВт/м²; тепловое напряжение топочного объема Q / V _т=350 кВт/м³, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q ₃=0, 5% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=5, 5%. Котельный агрегат рабо­тает на кузнецком угле марки Т с низшей теплотой сгорания горючей массы Q =34345 кДж/кг, содержание в топливе золы А^р=16, 8% и влаги W^p= 6, 5%.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1.14):

=
=26180 кДж/кг.

Расход топлива находим по формуле (2.25):

=
=0, 62 кг/с.

D _пе = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара. Площадь колосниковой решетки, по формуле (2.27),

=16 м².

Объем топочного пространства, по формуле (2.28),

= 46, 4 м³.

Кпд топки определяем по формуле (2.29):

η _т=100-q ₃-q ₄=100-0, 5-5, 5 = 94%.

Задача 2.33. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D=7, 05 кг/с сжигается природный газ Саратовского месторождения состава: СО₂=0, 8%; СН₄=84, 5%; С₂Н₆=3, 8%; С₃Н₈=1, 9%; С₄Н₁₀=0, 9%; С₅Н₁₂=0, 3%; N₂=7, 8%. Определить объем топочного пространства и кпд топки, если известны давление перегретого пара р_пп=l, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=280°C, температура питательной воды t _пв=110°С, кпд теплоагрегата (брутто) η =91%, величина непрерывной продувки Р=4%, тепловое напряжение топочного объема Q / V _т=310 кВт/м³, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q ₃=1, 2% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄ =1%.

Отчет: V _т=63, 6 м3; η _т=97, 8%.

Задача 2.34. Определить площадь колосниковой решетки и кпд топки котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 9 кг/с, если известны давление перегретого пара р_пп=l, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=250°C, температура питательной воды t _пв=120°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =86, 5%, тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q / R =1260 кВт/м², потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива Q ₃=101, 5 кДж/кг и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива Q ₄=1290 кДж/кг. Котельный агрегат работает на кизеловском угле марки Г с низшей теплотой сгорания горючей массы Q =31349 кДж/кг, содержание в топливе золы А^р=31% и влаги W^p= 6%.

Ответ: R =12, 1 м²; η _т=93%.

Задача 2.35. Определить тепловое напряжение топочного объема камерной топки котельного агрегата паропроизводительностью D=2, 5 кг/с, если известны давление перегретого пара р_пп=l, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=250°C температура питательной воды t _пв=100°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =90%, величина непрерывной продувки Р=4% и объем топочного пространства V _т=24 м³. Котельный агрегат работает на высокосернистом мазуте с низшей теплотой сгорания горючей массы Q =40090 кДж/кг, содержание в топливе золы А^р=0, 1% и влаги W^p=3%. Температура подогрева мазута t_T=90°С.

Ответ: Q / V _т=292 кВт/м³.

Задача 2.36. В топке водогрейного котла сжигается челябинский уголь марки БЗ с низшей теплотой сгорания Q =13 997 кДж/кг. Определить тепловое напряжен: площади колосниковой решетки, если известны кпд котлоагрегата (брутто) η =85%, расход воды М_в=65 кг/с, температура воды, поступающей в котел, t ₁=70°C, температура воды, выходящей из него, t ₂=150°С и площадь колосников решетки R = 15 м².

Ответ: Q / R=1596 кВт/м².

Задача 2.37. В шахтно-мельничной топке сжигается Донецкий уголь марки Г с низшей теплотой сгорания Q =22024 кДж/кг. Определить площадь колосниковой решетки, объем поточного пространства и кпд топки, если тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q / R=1270 кВт/м², тепловое напряжение топочного объема Q / V _т=280 кВт/м³, расход топлива В=0, 665 кг/с, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q ₃=0, 6% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄ =4, 4%.

Ответ: R=11, 5 м²; V _т=52, 3 м³; η _т=95%.

§ 2.3. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Теплота, переданная лучевоспринимающим поверхностям топки. Количество теплоты (кДж/кг, кДж/м³), переданной лучевоспринимающим поверхностям топки, определяется по фор­муле

Q _л =φ (Q _т - I ),                                                                                                        (2.30)

где Q _т — полезное тепловыделение в топке, кДж/кг (кДж/м³); I  - энтальпия продуктов сгорания при температуре θ  на выходе из топки, кДж/кг (кДж/м³); φ — коэффициент сохранения теплоты.

Полезное тепловыделение в топке (кДж/кг, кДж/м³) при сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 м³ газообразного топлива

,                                                       (2.31)

где Q  — располагаемая теплота топлива, кДж/кг; Q  — теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом, кДж/кг; Q _рц — теплота рециркулирующих газов, кДж/кг; Q _вн— теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, кДж/кг; q ₃ — потери теплоты от хи­мической неполноты сгорания топлива, %; q ₄ — потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %; q ₆ — потери теплоты с физической теплотой шлака, %.

Теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом:

Q =(α _т-Δ α _т-Δ α _пл)V ⁰(сθ )_гв+(Δ α _т+Δ α _пл)V ⁰(сθ )_хв,                                                       (2.32)

где  α _т — коэффициент избытка воздуха в топке; Δ α _т — присос воздуха в топке; Δ α _пл — присос воздуха в пылеприготовительной установке; V ⁰ — теоретически необходимый объем воздуха, м³/кг; (сθ )_гв и (сθ )_хв — энтальпии горячего и холодного воздуха, кДж/кг.

Теплота рециркулирующих газов

Q _рц=V _рц c θ _рц,                                                                                            (2.33)

где V _рц — объем рециркулирующих газов, м³/кг; c  — средняя объемная теплоемкость рециркулирующих газов, кДж/(м³· К); θ _рц — температура рециркулирующих газов в месте отбора, °С.

Теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, Q _в.вн находится по формуле (2.7).

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: