Температура газов на выходе из топки

’’_Т- температура газов на выходе из топки, определяем

по номограмме 7, для этого находим вспомогательные величины:

Где М- параметр определяющийся в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки Х_т

М =0, 59-0, 5× Х_т (4.10)

Для топок с горизонтальным расположением осей горелок и c верхним отводом газов:

Х_Т= +∆ Х

Где - относительная высота расположения осей горелок- h_Г, к

высоте h_т - от середины холодной воронки до середины выходного окна из топки по чертежу.

∆ Х –поправка при установке рассекателей

∆ Х =-0.15

h_г=83× 50=4.15м

h_т =323мм× 50=16.15м

Х_Т = +(-0.15)

Х_Т=0, 106

М =0, 59-0, 5× 0, 106

М =0, 54

ψ – угловой коэффициент тепловой эффективности экранов:

ψ = (4.12)

Где - среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов, определяем по номограмме 1(а)

Трубы d =76 х 6 - по конструктивным характеристикам по чертежу

е-расстояние от оси крайних труб до обмуровки по конструктивным характеристикам е =60 S-шаг(расстояние между осями труб)

S =90- по конструктивным характеристикам при этом =0, 99 [1, c 240]

– коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения

=0, 45;

=1.18

ψ = 0, 99× 0, 45

ψ =0, 45

α _Ф- эффективная степень черноты факела (топочной среды) рассчитываем по формуле:

α _Ф =1-е^-КР^S (4.13)

Р –давление в топке

Р =1 кг/см²;

S – эффективная толщина излучающего слоя,

Для определения α _Ф служит номограмма 2, для пользования которой необходимо определить произведение КРS –(оптическая толщина), так как Р и S известны, определяем величину КРS:

КРS =( К_Г× ح _П+К_ЗЛ× µ_ЗЛ+К_КОКС× Х₁× Х₂)× Р× S (4.14)

Кг – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяем по номограмме 3 ( 4.15)

РпS –вспомогательная величина

РпS =Р× ح _п× S (4.16)

РпS =1× 0.225× 5.56

РпS =1.25 кгс/см²

Кг =0.15

К_ЗЛ– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, определяем по номограмме 4 для температуры на выходе из топки;

К_ЗЛ=5[1, c 243]

К_КОКС =1[1, c 28]

Безразмерные величины Х₁ и Х₂, учитывающие влияние

концентрации коксовых частиц в факеле, зависят от рода топлива и способа его сжигания

Х₁ =0.5(бурые угли) и Х₂=0, 1(для камерных топок)

Находим оптическую толщину КРS по формуле:

КРS =( К_Г× ح _П+К_ЗЛ× µ_ЗЛ+К_КОКС× Х₁× Х₂)× Р× S (4.17)

КРS =(0.15× 0.225+5× 0.031+1× 0.5× 0.1)× 1× 5.65

КРS =1.34

По номограмме 2 находим степень черноты факела α _Ф:

α _Ф =0, 73[1, c 241]

По найденным данным определяем температуру на выходе из топки ˝ _т, по номограмме 7, для чего необходимо найти q_F, которая находится по формуле:

q_F = Вр× Qт

Fст× 4, 19 (4.18)

q_F =

q_F =184, 518× 10³кКал/м²× ч

˝ _т=970^оС

Конвективные поверхности нагрева

Расчет фестона

Конструктивный расчет

Рисунок 5.1 - Эскиз фестона.

Фактическая конструкция фестона берется по чертежу котла. Фестон рассчитывается как обычный шахматный пучок.

Эффективная толщина излучающего слоя S определяется по формуле:

S = (5.1)

где S₁- поперечный шаг трубы S₁ =270 мм по чертеж

S₂- продольный шаг трубы S₂ =300мм по чертежу

d - наружный диаметр труб d =76× 6 мм.

S =

S =1, 15м

Принимаем температуру дымовых газов за фестоном на 50 градусов ниже, чем на выходе из топки

_ф˝ = _т˝ -50=970-50=920;

Средняя температура дымовых газов в фестоне

Средне секундный объём газов

V_сек= =

V_сек=148, 15 м³/с;

ω _г= F_ср-среднее сечение для прохода газов

F_ср=В_ок× L_ок-Z_рд× L_ок× d

где:

В –ширина выходного окна из топки

L_ок-длинна выходного окна

Z_рд-количество труб в одном ряду

В_ок=В=7.29м

L_ок=4.5м по конструктивным характеристикам

Z_рд=

Z- количество труб по задней стенке котла

Z =7.17/0.09=80 Z_рд=80/3=27 штук.

F_ср=7.29× 4.5-27× 7.29× 0.076=23.57м²

ω _г= =6.24;

Количество тепла переданного в фестоне по Ур.теплового баланса

Q^б_ф=φ (Н˝ _т- Н˝ _ф)

φ – коэффициент сохранения тепла

φ =1- = 1- = 0, 991;

Н˝ _т–энтальпия дымовых газов на выходе из топки

Н˝ _ф- энтальпия дымовых газов за фестоном

Н˝ _т= кДж/кг

Н˝ _ф= кДж/кг

Q^б_ф= 0.99× (10355, 2-9943, 73)= 510, 9кдж/кг;

Q^т_ф= кдж/кг

Q^т_ф–количество теплоты полезной отданной газами и воспринятой расчетной поверхностью нагрева фестона

∆ t_ср-средний температурный напор в фестоне

∆ t_ср= - t_кип(C°)

t_кип- температура кипения воды при давлении в барабане котла

t_кип= 313.9[2; c 30]

∆ t_ср = 945-314=631C°;

Н_ф=Z× L_ср× π × d

L_ср–средняя длинна труб в фестоне

L_ср=4.5м-по конструктивным особенностям

Н_ф=80× 4.5× 3.14× 0.076=85.91м²

К- коэффициент теплоотдачи, от газов, к обогреваемой среде

К =ψ × α ₁

ψ =0.65 α ₁- коэффициент теплопередачи от газов к стенке

α ₁=ξ × ( α _к+ α _л)

где- ξ коэффициент использования тепловосприятия

ξ =1 α _к– коэффициент теплоотдачи конвекцей

α _к=α ^к_н× C_z× C_s× C_ф

σ ₁=S₁/d = 270/76 = 3/55

- относительные поперечный и

продольный шаги

σ ₂=300/76=3.95=4 труб

C_z = 0.9 C_s = 0.91 C_ф= 0.95 – поправочный коэффициент учитывающий конструктивные особенности фестона

α ^к_н=44 коэффициент теплоотдачи найденный по номограмме 13

α _к=44× 0, 89*0, 91*0, 96=34, 21кКал/м²*ч*^оС;

α _л= α ^к_н× а - для запылённого потока

Z=3 ряда.

α _л- коэффициент теплоотдачи излучением;

а –степень черноты:

РпS =Р× ح _п× S =1× 0.225× 1.15=0.25;

К_г=1м× кг× с/м²;

К_зл=7.4 м× кг× с/м² (по номограмме);

KPS=(1× 0.225+7.4× 0.031)× 1.15=0.52;

а=0.41;

t_з- емпература загрязнённой стенки:

t_з= t_кип+ ∆ t;

t_з=314+80=394º С;

∆ t =80 º С;

α ^н_л=130*0, 41=53, 3 кКал./ч * м* º С².

α ₁=ξ × (34.24+ 53, 3) =68, 8 кКал/ ч * м².* º С;

К=0.65× 68, 8=44, 72 кКал/ ч * м².* º С;;

Q^т_ф= = =572.55 кдж/кг; (5, 6)

Так как расхождение между количеством тепла подсчитанного по уравнениям теплового баланса и теплопередачи более 5% произвожу перерасчёт и принимаю температуру дымовых газов за фестоном

˝ _ф=920 º С