Тепловой расчет котельного агрегата типа КВ-ТС (стр. 4 из 6)
(4.6)
4.2.4. Определение коэффициента ослабления лучей в топочной камере
Для этого сначала определяем коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами:
(4.7)
Где Р П = r П·Р – парциальное давление трёхатомных газов, МПа
Р – давление в топочной камере котельного агрегата (для котлов без наддува типа ДЕ, КЕ, КВ и др. принимается Р = 0,1 МПа)
Затем рассчитываем коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами при сжигании природного газа:
(4.8)
Тогда коэффициент ослабления лучей в топочной камере определяем как:
8(4.9)
4.2.5. Определение степени черноты факела
При сжигании твердого топлива:
(4.11)4.2.6. Определение степени черноты топочной камеры
При сжигании твердого топлива в слоевых топках:
(4.13)Где ψ СР – средний коэффициент тепловой эффективности экранов топочной камеры, формула 4.2
4.2.7. Вычисление параметра М
Параметр М характеризует положение максимальной температуры пламени по высоте топочной камеры:
(4.14)
Где Х Т = h Г/Н Г – отношение высоты размещения горелки к высоте топочной камеры. Для котлов ДЕ Х Т = 0,4
4.2.8. Вычисление средней суммарной теплоёмкости продуктов сгорания
Определяем среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания на расчётную единицу сжигаемого топлива:
(4.15)
Где υ А – теоретическая (адиабатная) температура горения топлива, определяемая по таблице 4 по известной величине Q Т = I , по формуле пересчёта 2.20.
I ``T – энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки, определяемая по этой же таблице по принятой ранее в пункте 4.2.1. температуре газов υ T`` (пункт 4.2.2.)
4.2.9. Определение расчётной температуры продуктов сгорания на выходе из топки
(4.16)
4.2.10. Определение общего тепловосприятия экранами в топочной камере
Где I ``T – энтальпия продуктов сгорания на выходе из топочной камеры вычисленная по расчётной температуре газов υ T``
5. Расчёт первого конвективного пучка
К конвективным поверхностям нагрева (теплообменникам) котельного агрегата относят пароперегреватели, конвективные пучки, экономайзеры, воздухоподогреватели. Теплоперенос в таких поверхностях осуществляется в основном за счёт конвективного теплообмена.
5.1 Основные расчётные уравнения теплопереноса
При расчёте конвективных поверхностей нагрева используют два основных уравнения теплопереноса:
- уравнение теплового баланса для поверхности нагрева на единицу используемого топлива:
(5.1)
- уравнение теплопередачи:
(5.2)
Где φ – коэффициент сохранения теплоты (3.10)
I `, I `` - энтальпии продуктов сгорания на входе в конвективную поверхность и выходе из неё
∆α – величина присоса воздуха в конвективную поверхность
I 0ХВ – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность холодного воздуха
К – коэффициент теплопередачи для конвективной поверхности, отнесённый к расчётной поверхности нагрева
F – расчётная площадь поверхности нагрева
∆Т – среднелогарифмический температурный напор между теплоносителями для конвективной поверхности нагрева.
5 .2 Тепловой расчёт конвективных поверхностей нагрева
Расчёт конвективных пучков начинаем с уточнения их конструкций и определения всёх необходимых размеров и характеристик, приведённых в [2]: длины, высоты, ширины, числа труб, площади сечения для прохода продуктов сгорания, общей площади поверхности теплообмена и т.п.
Далее с использованием чертежа котла и его технических характеристик определяем способ омывания труб конвективной поверхности нагрева продуктами сгорания: поперечный, продольный, смешанный. Находим продольный и поперечный шаги труб пучка, диаметр и число вдоль и поперёк потока.
5.2.1. Определение общей площади для пучка
Площадь для поверхностей нагрева задана.
5.2.2. Определение площади для прохода продуктов сгорания в пучок
Для этого находим среднюю высоту труб в рассматриваемом проходном сечении конвективной поверхности l CP. Устройство котла ДЕ-6,5 таково, что правая стенка конвективного пучка является левой стенкой топки, т.е. средней высотой труб: l CP =С= 2,58 м.
Ширина проходного сечения (В): В = 500 мм. Наружный диаметр труб ( d ) берём из [2]: d = 51 мм. Число труб в проходном сечении определяем как отношение длины этого сечения к поперечному шагу конвективных труб, т.е.:
шт.Тогда площадь для прохода продуктов сгорания в конвективную поверхность нагрева определяет по формуле:
ƒ ПР = В · l CP – n1·d·l CP
(5.3)
ƒ ПР= 0,768*2,88-12*2,88*0,028=1,2м 2
5.2.3. Задание граничных температур
Задаёмся двумя температурами продуктов сгорания на выходе из рассчитываемой конвективной поверхности нагрева υ ``1 и υ ``2. Для удобства и простоты расчётов эту разницу принимаем в 100 °С. В дальнейшем для этих температур ведём два расчёта.
5.2.4. Определение средней температуры продуктов сгорания
Находим средние температуры продуктов сгорания для конвективной поверхности нагрева:
; 
(5.4)
; 
5.2.5. Определение средней скорости движения продуктов сгорания
Определяем среднюю скорость движения продуктов сгорания в проходном сечении конвективной поверхности нагрева по формуле:
(5.5)
Где V Г – полный объём продуктов сгорания для рассчитываемой поверхности нагрева, таблица 2.
5.2.6. Определение коэффициентов теплоотдачи конвекцией к трубам
Сначала по найденным скоростям, типу пучка труб и по известному способу омывания труб продуктами сгорания по рисунку 5.1 [1] находим коэффициенты теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхностям труб: α Н400 = 140 Вт/м 2К; α Н500 = 135 Вт/м 2К;
Тогда коэффициенты теплоотдачи конвекцией к трубам с учётом различного рода поправок, при поперечном омывании труб, определятся по формуле:
(5.6)
Где С S, C Ф, C n2 – поправочные коэффициенты на компоновку поверхности нагрева, влияние изменения теплофизических свойств продуктов сгорания по длине поверхности нагрева, на число труб в вдоль потока продуктов сгорания. Все они определяются по номограммам изображённым на рисунке 5.1 [1]. При использовании номограмм используем следующие обозначения: