Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ

           Р_пв=1,08 Ч Р_б = 1,08 Ч 44 = 47,52 кгс/см² и t_пв=150°С :  i_пв=151,55 ккал/кг

 

;

 

3.10) Определяем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения:

                             

4. ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ.

 

Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. (рис.4). Подготовка мазута к сжиганию заключается в удалении из него механических примесей, повышении давления и подогреве для уменьшения вязкости.

Для парового котла Е-75-40ГМ установлены горелки с механическими форсунками (рис.5) суммарной производительностью по мазуту 110-120% от его расчетного расхода на паровой котел при номинальной производительности Dн; мазут подогревают до 100-130°С, чтобы его вязкость не превышала 3°УВ. 

5. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ.

 

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топки  при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

 

5.1)  Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

 

Примечания к таблице 5.1:

1. x_ок принимают по таблице 2.2 [2]: для открытых гладкотрубных экранов, для мазута x_ок = 0,55

 

2. Площадь стены топки:

 

                     

 

3. Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана.

      Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают коэффициентом тепловой эффективности экранов: , где x - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала, для неэкранированных стен топки принимают x = 0.

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

 

 

 

 

 

 

Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

                       

 

где - площадь боковой стены топки (табл. 5.1), ;

         - ширина топки, м (табл. 5.1); 

 

          Эффективная толщина излучающего слоя:

 

. 

 

 

 

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры

                                                                                                                                                                                        Таблица 5.1.

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Единица	Источник или формула	Топочные экраны							Выходное окно
					Фронтовой			Боковой	Задний
					Основная Часть		Под или хол. вор.		Основная часть		Под или хол. вор.
1	Расчетная ширина экранированной стены		мм	Чертеж и эскиз	5,78		5,78	5,02	5,78		5,78	5,78
2	Освещенная длина стены		мм	Чертеж и эскиз	14,118		2,25	--	8,05		2,85	3,275
3	Площадь стены		м2		81,6		13,005	52,35	46,53		16,47	18,93
4	Площадь учаска не закрытого экранами		м2	Чертеж и эскиз	1,74		--	--		--	--	--
5	Наружный диаметр труб		мм	Чертеж и эскиз	0,06
6	Число труб в экране		шт.	Чертеж и  эскиз	53		53	45	53		53	--
7	Шаг экранных труб		мм	Чертеж и  эскиз	0,1		0,1	0,1	0,1		0,1	--
8	Отн-ый диаметр труб		--	--	1,67	1,67		1,67	1,67		1,67	--
9	Расстояние от оси трубы до обмуровки		мм	Чертеж и эскиз	0,06		0,06	0,06	0,06		0,06	--
10	Отн-ое растояние до обмуровки		--	--	1		1	1		1	1	--
11	Угловой коэф.экрана		--	Номограмма 1а	0,94		1	0,94	0,94		1	1
12	Коэф. учитывающий загрязнения		--	Таблица  2.2.[2]	0,55		0,2	0,55	0,55		0,2	0,55
13	Коэф. Тепловой эффективности экрана		--		0,517		0,2	0,517		0,517	0,2	0,55

 

5.2) Расчёт теплообмена в топке.

 

5.2.1)  Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная  формула связывает температуру газов на выходе из топки с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

 

 

где    -- абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; 

          --  температура газов, которая была бы при адиабатическом

                                        сгорании топлива, [K];

          B_о -- критерий Больцмана, определяемый по формуле:

 

 

            Из этих формул выводится расчетная формула для определения температуры газов на выходе из топки:

 

,

 

где - коэффициент сохранения тепла,   ;

- расчетный расход топлива,

  - расчетная площадь стен топки, ;

- средний коэффициент тепловой эффективности экранов, ;

- коэффициент излучения абсолютно черного тела, ;

- средняя суммарная теплоемкость продуктов горения 1 кг топлива в интервале температур газов от до , .

 

 

5.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения :

 

,

 

где количество тепла, вносимое в топку с воздухом _, определяют по формуле:

 

        

 

 

,

 

                       где   ;

                                

                    

       Полезное тепловыделение в топке соответствует энтальпии газов , которой      располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т. е. 

 

                                 

 

3. Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

 

 

             где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают:

            А = 0,54;    В = 0,2;  (при камерном сжигании мазута).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

 

 

где - относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок h_г (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Н_т (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. ); - поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: в газомазутных топках с производительностью агрегата равной 75 т/ч , 

При расположении горелок в несколько ярусов и разном числе горелок в каждом ярусе определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода

 

, где

 

- число горелок в первом, втором и т.д. ярусах;

- высота расположения осей ярусов, м.     

,  , (снимаются с чертежа).

 

 

 

 

 

5.2.4)  Степень черноты топки и критерий Больцмана зависят от искомой температуры газов на выходе .

      По таблице 2.5.[2]: в камерных топках для сжигания мазута принимаем                           

       J_т^''= 1100 ⁰С,  этой температуре соответствует .

      Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяют по формуле:

 

        

 

5. Степень черноты топки определяют по формуле:

 

                                        ,

 

            где - эффективная степень черноты факела.

    При камерном сжигании жидкого топлива основными излучающими компонентами    

    пламени являются трехатомные газы (СО₂ и Н₂О) и взвешенные в них частицы сажи. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

 

 

где и - степень черноты, которой бы обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только святящимся пламенем или только не светящимися трехатомными газами; m - коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объема. Для жидкого топлива принимаем m=0,55. 

Величины и определяют по следующим формулам:

 

,

 

,

 

             где S_т - эффективная толщина излучаемого слоя в топке;   P - давление в топке, для паровых котлов, работающих без наддува Р = 1 кгс/см² .

Коэффициент ослабления лучей k_г топочной средой определяют по номограмме 3[2]:

 

 

;

 

 

    Коэффициент ослабления лучей k_c сажистыми частицами определяют по формуле:

 

,

 

где -температура газов на выходе из топки, К;    - соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;  

 

 

,

 

 

;

 

 

Температура газов на выходе из топки:

 

 

 

             при .

 

6. Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

 

 

 

Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

 

 

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

 

6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЕСТОНА.

 

6.1.)     В котле, разрабатываемом в курсовом проекте, на выходе из топки расположен четырёхрядный испарительный пучок, образованный трубами бокового топочного экрана, с увеличенным поперечными и продольными шагами и называемый фестон. Изменение конструкции фестона связано с большими трудностями и капитальными затратами, поэтому проводим поверочный расчёт фестона.

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов за фестоном  J_ф^'' при заданных конструктивных размерах и характеристиках поверхности нагрева, а также известной температуре газов перед фестоном, т .е. на выходе из топки J_т^''.

6.2)      По чертежам парового котла составляем эскиз фестона.

 

3. По чертежам парового котла составляем таблицу:

 

Таблица 6.1. Конструктивные размеры и характеристики фестона.

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Ряды фестона				Для всего фестона
			1	2	3	4
Наружный диаметр труб		м	0,06
Количество труб в ряду		-	18	18	18	17	71
Длина трубы в ряду		м	4,16	4,182	4,316	4,472	-
Поперечный шаг труб	1	м	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Продольный шаг труб		м	-	0,22	0,22	0,22	0,22
Угловой коэффициент фестона		-	-	-	-	-	1
Расположение труб			Шахматное
Расчётная поверхность нагрева		м2	14,107	14,182	14,636	14,323	66,81
Высота газохода		м	4,108	4,108	4,134	4,238	-
Ширина газохода		м	5,78	5,78	5,78	5,78	-
Площадь живого сечения		м2	19,251	19,228	19,233	19,934	19,593
Относительный поперечный шаг труб		-	5	5	5	5	5
Относительный продольный шаг труб		-	-	3,7	3,7	3,7	3,7
Эффективная толщина излучающего слоя		м	-	-	-	-	1,207