Поверочный тепловой расчет топки парового котла (стр. 6 из 7)

где ξ − коэффициент использования поверхности.

Полная теплообменная поверхность фестона:

Для расчета количества теплоты, передаваемого от газов к фестону за счет конвективного теплообмена Q_т, по формуле (6.1) [2] в качестве расчетной поверхности нагрева принимается полная теплообменная поверхность фестона.

При поверочном расчете по уравнению теплопередачи определяется количество теплоты, переданное поверхности фестона Q_т, и сравнивается с величиной тепловосприятия фестона Q_ф, которая складывается из двух составляющих: теплоты, непосредственно отданной газами при их охлаждении от

до теплоты, полученной фестоном излучением из топки.

Q

=

5.2 Геометрические параметры фестона

Геометрические параметры фестона принимаются по паспортным данным котла:

− наружный диаметр трубd_H= 76 мм;

− число рядов труб по ходу движения газов Z₂ = 4;

− поперечный шаг труб S₁ = 380 мм;

− продольный шаг труб S₂ = 400 мм;

− расположение труб - шахматное;

− размер поверхности нагрева F_ф=164 м²;

− живое сечение для прохода газов f=50,3 м².

5.3 Расчёт энтальпии дымовых газов на выходе из фестона

Температуру дымовых газов перед фестоном принимаем равной температуре газов на выходе из топки.

= =1142°С,

= =11830,9 кДж/кг.

Температуру дымовых газов за фестоном определяем по формуле:

= -D _ф=1142−70=1072°С,

где принимаем D

=70°С – охлаждение газов в фестоне.

принимается в соответствии с табл. II-1 [1].

Энтальпия дымовых газов на выходе из фестона:

5.4 Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, по уравнению теплового баланса

Теплота, воспринимаемая фестоном, складывается из двух составляющих:

Q_ф = Q_б.ф+Q_л.ф.

1) Теплота, отданная газами Q_б.ф, кДж/кг, рассчитывается по формуле (5.5) [2] по (уравнению теплового баланса) :

где

– коэффициент сохранения теплоты, учитывает потери теплоты поверхностью нагрева в окружающую среду, j = 0,99;

– энтальпия газов соответственно на входе в фестон и на выходе из фестона, кДж/кг;

– изменение коэффициента избытка воздуха в поверхности охлаждения (фестона), Da=0;

– энтальпия присасываемого воздуха, кДж/кг.

2) Теплота Q_л.ф, кДж/кг, полученная фестоном излучением из топки, определяется по следующей формуле:

где

– угловой коэффициент трубного пучка, учитывает то, что не все тепло, излучаемое из топки, воспринимается фестоном. определяется по рис. 5.19 [2]. При S₁/d= 380/76 = 5 для шахматного расположения труб принимаем X_ф = 0,74;

– теплота излучения из топки на фестон, кДж/кг.

Теплоту излучения из топки на фестон определяем по формуле (5.24) [2]:

где

– коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки, определяется по табл. 4.10 [2], принимаем h_в=0,8;

– среднее тепловое напряжение поверхности нагрева топочных экранов, кВт/м² (см. п. 4.3 настоящего к/пр. или (4.49) [2]);

– лучевоспринимающая поверхность фестона, ,

Среднее тепловое напряжение поверхности нагрева

, кВт/м², топочных экранов определяем по формуле (4.49) [2]:

где

– удельное тепловосприятие топки, кДж/кг, определяется по формуле (4.23) [2]:

Тепло, полученное фестоном излучением из топки:

5.5 Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей

Количество тепла

, кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле (6.1) [2]:

где

– расчетная теплообменная поверхность фестона, м²;

– коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К);

– усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, °С;

– расчетный расход топлива, кг/с.

1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [2] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла р_бар = 13,6 МПа, t_ф = 334,34°С:

Усредненный температурный напор определяем по формуле (6.47) [2]:

2) Расчетную скорость

м/с, газов в фестоне определяем по формуле (6.7) [2]:

где

– полный объем газов при сжигании 1 кг топлива при 0,1 МПа и 0°С, определяемый по среднему избытку воздуха в газоходе, м³/кг, (табл. 2.1 настоящего расчета);

– средняя температура дымовых газов в газоходе, °С, (определяется как полусумма температур газов на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее);

– живое сечение фестона (сечение для прохода газов), м².

3) Коэффициент теплопередачи

, Вт/(м К), определяем по следующей формуле (см. табл. 6.1 [2]):

где y– коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [2], y=0,65;

– коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м К).

4)

определяется по формуле (6.5) [2]: