Расчет теплообмена в топке

Расчёт полной площади стен топочной камеры и сумарной лучевоспринимающей поверхности топки представлен в таблицах 4.1,4.2, 4.3

На рис.2 представлена схема топочной камеры

ТАБЛИЦА 4.1 Расчет полной площади стен топочной камеры (Fст) и суммарной лучевоспринимающей поверхности топки (Hл)

Наименование	Обоз-наче-ние	Еди-ница	Фр.и свод	Боко-вые	Задн	Вых. окно	S
Полная площадь стены и выходного окна	F_СТ	м²	56.2	63.5	44.28	13,48	177.46
Расстояние между осями крайних труб	b	м	5.2	3.66	5.2	5.2
Освещённая длина труб	L	м	10.3	8.28	8.165	2.05
Площадь, занятая лучевоспринимающей поверхностью	F	м²	53.56	60.61	42.46	10.66	167.29
Наружный диаметр труб	d	мм	60	60	60	60
Шаг труб	s	мм	70	70	70	70
Расстояние от оси труб до кладки (стены)	e	мм	100	60	100
Отношение	s/d	-	1,1667	1,1667	1.1667
Отношение	e/d	-	1,667	1	1,667
Угловой коэффициент	x	-	0.99	0.99	0.99	0.99
Площадь лучевоспринимающей поверхности открытых экранов	H_ЛОТК	м²	53.02	60	42	10.55	165.57

ТАБЛИЦА 4.2 Расчёт конструктивных характеристик топки

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения	Единица	Расчёт
Активный объём топочной камеры		По конструктивным размерам	м³	150
Тепловое напряжение объёма топки: расчётное допустимое		По табл. 4–3	кВт/м³ кВт/м³	290
Количество горелок	n	По табл. III–10	шт.	6
Тепло производительность горелки			МВт
Тип горелки	—	По табл. III–6	—	ГМГ-7

Рис.2 Топочная камера

ТАБЛИЦА 4.3 Поверочный расчёт теплообмена в топке

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определение	Единица	Расчёт
Суммарная площадь лучевоспринимающей поверхности		По конструктивным размерам	м2	165.57
Полная площадь стен топочной камеры		По конструктивным размерам	м2	177.46
Коэффициент тепловой эффективности лучевоспринимающей поверхности			—
Эффективная толщина излучающего слоя пламени			м
Полная высота топки		По конструктивным размерам	м	8
Высота расположения горелок		По конструктивным размерам	м	1.85
Относительный уровень расположения горелок			—
Параметр забалансированности топочных газов	rн		—
Коэффициент M0	M0	По нормативному методу	—	0,4
Параметр, учитывающий характер распределения температуры в топке	М		—
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки		По табл. 4–3	—	1,1
Присос воздуха в топке		По табл. 2–2	—	0,1
Присос воздуха в системе пылеприготовления		По табл. 2–1	—	0
Температура горячего воздуха		По предварительному выбору	°С	250
Энтальпия горячего воздуха		По IJ–таблице	кДж/кг	9774,09
Энтальпия присосов воздуха		По IJ–таблице	кДж/кг	1139,58
Полезное тепловыделение в топке			кДж/кг
Адиабатическая температура горения		По IJ–таблице	°С	2045,86
Температура газов на выходе из топки		По предварительному выбору	°С	1144
Энтальпия газов на выходе из топки		По IJ–таблице	кДж/кг	62672.34
Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания			кДж/кг
Объёмная доля: водяных паров трёхатомных газов		По табл. 1–2 По табл. 1–2	— —	0,16 0,102
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов			—
Произведение			м·МПа
Коэффициент ослабления лучей: трёхатомными газами			1/(мЧЧМПа)
Коэффициент излучения сажестых частиц Для мазута Для газа			—
		1-	—
Коэффициент заполнения	m		—
Коэффициент ослабления лучей топочной средой			1/(мЧЧМПа)
Критерий Бургера			—
Критерий Бургера			—
Температура газов на выходе из топки			°С
Энтальпия газов на выходе из топки		По IJ–таблице	кДж/кг	62718.46
Общее тепловосприятие топки			кДж/кг
Средняя удельная тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей			кВт/м2

Расчёт фестона

Конструктивные размеры и поверочный расчёт фестона представлен в таблицах 5.1 и 5.2

На рис 3 представлена схема фестона

Рис. 3 Схема фестона

ТАБЛИЦА 5.1

Показатели		Еди-ница	Фес-тон
Наименования	Обозначение
Диаметр труб:
наружный	d	м	0.06
внутренний	dвн	м	0.054
Кол-во труб в ряду	Z1	шт.	23
Кол-во рядов труб	Z2		3
Общее кол-во труб в рассчитваыемом участке	Z	шт.	70
Средняя длина труб	lср	м	1.8
Расчетна площадь поверхности нагрева	H	м²	23.74
Расположение труб	-	-	ш
Шаг труб:
поперек движения газов	S1		520
Вдоль движения газов	S2		210
Относительный шаг труб:
поперечный	S1/d		8.66
продольный	S2/d		3.5
Размер сечения газохода поперек	А	м	1.85
движения газов	В	м	5
Площадь живого сечения для прохода газов	F	м²	6.766

ТАБЛИЦА 5.2 Поверочный расчёт фестона

Величина			Единица	Расчёт
Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения	Единица	Расчёт
Полная площадь поверхности нагрева	Н	По конструктивным размерам	м²	23.74
Дополнительна поверхностья	H доп	»	м²	2.5
Диаметр труб	d	»	мм	60x3
Относительный шаг труб: поперечный продольный		» »	— —	8.66 3,5
Количество рядов труб по ходу газов		»	шт.	3
Количество труб в ряду		»	шт.	23
Площадь живого сечения для прохода газов	F		м²
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м
Температура газов перед фестоном		Из расчёта топки	°С	1144.77
Энтальпия газов перед фестоном		То же	кДж/кг	62718
Температура газов за фестоном		По предварительному выбору	°С	1076
Энтальпия газов за фестоном		По IJ –таблице	кДж/кг	58584
Количество теплоты, отданное фестону			кДж/кг
Температура кипения при давлении в барабане р_б=4.4 МПа		По таблице VI–7	°С	256
Средняя температура газов			°С
Средний температурный напор			°С
Средняя скорость газов			м/с
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		По рис. 6–5	кВт/(м²·К)	590.881*0.85=44.13
Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов			м·МПа	2.03=0.053
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами			1/(м·МПа)
Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока			—
Степень черноты излучающей среды		По рис. 5–4 или формуле (5–22)	—	0,31
Температура загрязнённой стенки трубы			°С
Коэффициент теплоотдачи излучением		По рис. 6–12 (a_л=a_на)	Вт/(м²·К)	220·0,31=68.2
Коэффициент использования поверхности нагрева		По § 6–2	—	1
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²·К)
Коэффициент теплопередачи			Вт/(м²·К)
Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи			кДж/кг
Тепловосприятие настенных труб			кДж/кг
Суммарное тепловосприятие газоходов фестона			кДж/кг	3694.8+389.1=4083.85
Расхождение расчетных тепловосприятий			%