+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Объем топочной камеры котла


Определение размеров топочной камеры, конвективного газохода и размещение горелок

Топочная камера проектируемого котла представляет собой параллелепипед (ат - ширина, bт – глубина, hт – высота)

Объём топочной камеры ограничивается осевой плоскостью экранных труб стен и потолка. Сечения топки по осям труб экранов fт определяется на основании опробированной в практике плотности тепловыделения по сечению топки qf

fт= , м2 (9)

Ширина и глубина топочной камеры выбираются исходя из размеров пламени горелок и их тепловой мощности. В курсовом проекте используются автоматические горелки Weishaupt [ ]. Размеры сечения топочной камеры определяются по номограмме рис.9.1

рис 9.1

Тепловая мощность горелки

, кВт (9.1)

где Вр – объёмный расход природного газа, м3/ч;

- низшая теплота сгорания газа, кДж/м3.

В котлах малой производительности( до 25 т/ч) устанавливается одна горелка на котёл. Тип подходящей горелки выбирается по каталогу[ ].

Результат выбора горелки представлен в табл. 9.1

Таблица 9.1

Тип горелки Количество
Monarh газомазутная 1000…1000 кВт

Объём топочной камеры котла выбирается исходя из допустимого теплового напряжения топочного объёма .

, м3 (9.2)

Результаты расчёта сечения, объёма и высоты топочной камеры представлены в табл. 9.2

Таблица 9.2

,м3/с ,кДж/м3 ,кВт/м2 , м2 ,кВт/м2 ,м3 hт,м
             

Наименьшее сечение конвективного газохода определяется исходя из объёма газов на входе в шахту и по их экономически оптимальной скорости

, м2 (9.3)

где Fk – сечение, м2; - температура дымовых газов на входе в газоход, оС; К – коэффициент живого сечения потока; – оптимальная скорость дымовых газов, м/с.

Коэффициент живого сечения потока

, (9.4)

где S1 – шаг труб в поперечном к потоку газов сечении, мм; d – наружный диаметр труб, мм.

S1 S1 d

поток газов

Предварительно были выбраны d=51 мм, S1= 100 мм. Результаты расчёта представлены в табл. 9.3

Таблица 9.3

,м3/ч ,м3/с Vг,м3/м3 ,oC ,м/с S,мм d,мм К ,м2
             

Расчётная поверхность стен топочной камеры

, м2 (9.5)

Расчётный объём топочной камеры

, м3 (9.6)

Результат определения представлен в табл. 9.4

Таблица 9.4

, м , м , м , м2 , м2
         

Тепловой расчёт топочной камеры

10.1. Полезное тепловыделение в топке

, кДж/м3 (10)

где - низшая теплота сгорания сухого природного газа, кДж/м3; - теплота внешнего воздуха. Поскольку холодный воздух предварительно не подогревается

, кДж/м3 (10.1)

Результаты расчёта приводится в табл. 10.1

Таблица 10.1

, кДж/м3 , % , кДж/м3 , кДж/м3 , кДж/м3
           

Теоретическая (адиабатная) температура горения топлива.

Температура, υа определяется по табл. 7.3 путём интерполяции энтальпии газов топочной камеры по формуле

, оС (10.2)

Результат расчета, представлен в табл. 10.2

Таблица 10.2

,кДж/м3 , оС , оС , кДж/м3 , кДж/м3 , оС
           

megaobuchalka.ru

"Конструирование топочной камеры"

Московский Энергетический Институт

(Технический Университет)

Кафедра Котельных установок и Парогенераторов

Типовой расчет по теме

“Конструирование топочной камеры”

Студент:

Группа:

Преподаватель:

Москва 2006

Исходные данные и выбор расчетных характеристик:

- Паропроизводительность котла Dn= 320 т/ч = 88.88 кг/с

- Полезная тепловая мощность, воспринятая рабочей средой в котле Q1= 256 МДж/с

- Тип сжигаемого топлива Антрацит

- Шлакоудаление жидкое

По таблице 1. (Расчетные топлива и их рабочие характеристики) находим:

Гр= 59,1 % ;Wр= 8,5 %; Ар= 30,2 %;Qрн= 19,97 МДж/кг;

Гр– суммарное содержание горючих элементов в рабочей массе топлива.

По таблице 2. (Расчетные коэффициенты и температуры воздуха и газов)находим

- оптимальные коэффициенты избытка воздуха в газовом потоке αт= 1,2; αух= 1,45;

- коэффициенты расхода горячего воздуха в горелках топки βг.в.= 1,15;

- температуры газовоздушного тракта tх.в.= 30оС;tг.в.= 400оС; υт``= 1148,9оС;

υух= 130оС;

- Найдем коэффициент располагаемой теплоты kq

kq= 1 +Qдоп/Qнр= 1 т.к.Qдоп = 0

Расход топлива на котел и объемные расходы воздуха и дымовых газов

- Тепловые потери при сжигании топлива находим по таблице 3. (Значения коэффициентов при расчете КПД котла и объемов воздуха и газов)

q3= 0;q4= 3,5 %;

- Потери теплоты со шлаком q6= 0,3 %;

- Потери с теплотой массы дымовых газов на выходе из котла

%;

- По таблице 3, находим коэффициенты зависящие от топлива и изменения теплоемкости газов С = 0,38; lc= 0,12;

- Потери теплоты на внешнее охлаждение

% - формула выбрана дляDn < 250 кг/с

- Сумма потерь тепла при работе котла

%

- Расчетный КПД котла

;

- Полная тепловая мощность котла

МДж/с

- Расход натурального топлива на котел

кг/с

где Qрр=Qнp1=19,97 1=19,97 МДж/кг м3

- Этому значению соответствует расход у.т.

кг/с

- На основе приведенных характеристик топлива теоретические объемы воздуха, необ. для смешения 1 кг тв. топлива определяемого по формулам

м3/кг тл.

м3/кг тл.

удельные приведенные объемы воздуха ав= 0,265 м3/МДж; вг= 0,273 м3/МДж;

- Полный расход воздуха на сжигание топлива в топке, подаваемый дутьевыми вентиляторами при температуре tх.в.

м3/с

где Δβ учитывает долю перетока воздуха в газовый поток в воздухе в газовый поток в воздухе подогревателе Δβ = 0,05 (по табл. 3)

- Полный расход продуктов сгорания на выходе из котла, удаляемый в дымовую трубу дымососами

м3/с

- Соотношения характеризует объемные расходы газов и воздуха и при близких значениях развиваемых напоров в газовом и воздушном трактах – относительную степень загрузки (затрат мощности) дымососов и дутьевых вентиляторов котла

- производительность ДВ м3/с

- производительность ДС м3/с

Тепловые характеристики топочной камеры

- Полное тепловыделение в топке складывается из теплоты сгорания 1 кг топлива, теплоты горячего воздуха, поступающего через горелки и дополнительных источников теплоты

кДж/кг

- Теплота поступающего горячего воздуха

кДж/кг

- Теплоемкость поступающего горячего воздуха

кДж/(кг К)

- Теплоемкость газов в топочном объеме

кДж/(м3К)

оС

- По таблице 4 (Значение параметров при конструировании топки в зависимости от типа топлива) kt= 0,14;to= 1600oC;

- Расчетная температура дымовых газов в топочной камере – адиабатная температура

оС

значение, υа окончательно

  • Средний воспринятый экранами тепловой поток, кВт/м2

где Ат– коэффициент, учитывающий излучение газовой среды в топке и загрязнением экранов на теплообмен Ат= 0,63 (по табл. 4).- относительная температура газов на выходе из топки.

  • Удельное тепловосприятие экранов в топочной камере

кДж/кг

  • Энтальпия газов на выходе из топки

кДж/кг

кДж/(м3К)

- Условная степень радиационности котла

Конструктивные размеры топочной камеры

- Расчетная поверхность стен, потолка и пода (холодной воронки) топочной камеры

м2

- Расчетный объем топочной камеры

м3

- коэффициент, учитывающий, связь формы и размеров поверхности топки с ее объемом находим по таблице 5 (Значения параметров при конструировании топки в зависимости от паропроизводительности котла)kф= 0,057kф = 0.056(116/Dп) =0,056(116/88,88) =0,057

- Необходимое сечение топки, исключающее шлакование стен или перегрев металла труб экранов

м2

- Расчетное тепловое напряжение сечения

МВт/м2

- По таблице 4 находим максимально допускаемое напряжение - = 4.4 МВт/м2

- Рекомендуемая ширина фронтовой стены топочной камеры

м, приDn=89-33кг/с

- По таблице 5 находим коэффициент

- Глубина топочной камеры

м;

Т.к. отношение aт / bm

studfiles.net

5 Расчет топки

5.1 Составление эскиза топки

и расчет ее характеристик

Для определения поверхности стен топки () и ее объеманеобходимо начертить эскиз топки и по нему определить основные её размеры. Эскиз топки составляется на основании чертежа топочной камеры типового котла, указанного в задании к проекту.

Объем топки /рис.5.1/ ограничивается осевой плоскостью экранных труб стен и потолка, поверхностью, проходящей через первый ряд труб ширм или фестона, плоскостью пода газомазутного котла или горизон­тальной плоскостью, отделяющего половину высоты холодной воронки пылегазового котла. При этом, отсеченная горизонтальной плоскостью нижняя часть холодной воронки в объеме топки не учитывается.

Полная поверхность стен топки вычисляется по размерам (на эски­зе топки) поверхностей, ограничивающих объем топки.

, м2(5.1)

Например, для газомазутной толки на рис.5.1 (а)величинуможно определить следующим образом :

, м2,

где -соответственно .высоты топки, ее призмати­ческой части и выходного окна в области фестона, м; - ширина и глубина топки, м.

а - топочная камера для газа и мазута;

в – то же для твердых топлив с твердым шлакоудалением

Рис. 5.1. Эскизы топочных камер

Для пылегазовой топки на рис, 5.1 /в/ боковая поверхность определяется как сумма поверхностей двух прямоугольников и трапеций. При этом на рис. 5.1 /в/ дополнительные размеры обозначены следую­щим образом:соответственно высоты ширм, газово­го окна и холодной воронки топки, м:- соответственно глубины ширм, пода топки и верхнего прямоугольника, м.

Объем камерной топки определяется по формуле

,м3 (5.2)

Основные размеры топок малых котлов типа ДЕ и КЕ приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 – Основные размеры топок котлов типа ДЕ, КЕ

Тип котла

ДЕ-4

ДЕ-6.5

ДЕ-10

КЕ-2,5

КЕ-4

КЕ-6,5

КЕ-10

Длина топки L, м

1,97

2,72

4,17

1,605

1,69

2,08

2,1

Ширина топки d, м

1,8

1,8

1,8

2,28

2,28

2,28

2,83

Средняя высота топки h, м

2,5

2,5

2,5

2,87

3,11

3,12

3,81

Объем топки , м3

8,55

11,8

18,3

10,5

12,0

14,8

22,6

Полная поверхность стен топки Fст, м2

23,8

29,97

41,47

-

-

-

-

Экранированная поверхность экранов топки Fэк, м2

21,8

27,9

40

19,1

20,5

24,5

24,8

Площадь зеркала горения R , м2

-

-

-

2,75

3,3

4,4

6,4

Данные этой таблицы можно использовать для расчета теплообмена в топках котлов ДЕ и КЕ производительностью до 10 т/ч (0,3 кг/с).

Составление эскиза топки и расчет величин ипозволяет определить коэффициент тепловой эффективности экранов топки, затем произвести расчет теплообмена в топке.

Средний коэффициент тепловой эффективности определяется по формуле усреднения

(5.3)

Здесь ,

где - угловой коэффициент экранов;- коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей (принимается по табл. 5.2). Величина- для открытых экранов из гладких труб одностороннего или двухстороннего облучения определяется из номограммы 1; а для поверхностей нагрева из плавниковых труб, а также для первого ряда ширм или фестона= 1,0.

Таблица 5.2 Коэффициент загрязнения

Тип экрана

Род топлива

Коэффициент ζ

Открытые гладкотрубные и плавниковые настенные экраны, а также ширмы, расположенные в выходном окне топки

Мазут

0,55

Пыль каменных и бурых углей, Газообразное топливо

0,65

Фрезторф, АШ, ПА и Т

0,45

Экибастузские угли

0,35 ÷ 0,4

Сланцы

0,2

Ошипованные экраны, покрытые обмазкой.

Экраны закрытые шамотом

Для всех топлив в топках с твердым шлакоудалением

0,2

Для всех топлив при слоевом сжигании

0,6

Величина ζ ошипованных экранов, покрытых обмазкой, в топках с жидким шлакоудалением рассчитывается по формуле

ζ = в(0,53 – 0,25 · 10ˉ³·t ), (5.4)

где в =1,0 для однокамерных топок и в = 1,2 - для полуоткрытых топок /с пережимом/ t=t- 50 °С - температура плавления шлака.

Для плоскости, отделяющей объем топки от входа в ширмы или фестон, условный коэффициент загрязнения в выходном окне топки ζ, определяется с учетом коэффициента β,дающего поправку на теплообмен между газами на выходе из топки и в зоне ширм или фестона к

ζ= β ×; β = А/, (5.5)

где А - температурный коэффициент, принимающий значения 1100° -для твердых топлив; 900° - для мазута и 700° - для природного газа.

При расчете величины необходимо учесть: что для неэкранированного участка стены топки= 0.

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Схема установки с котлами КЕ-Ю-ПС.  [1]

Объем топочной камеры разделяется под углом 55е верхним газоплотным экраном с окном для прохода газов на две зоны - сепарационную и дожигательную.  [2]

Объем топочной камеры разбивается на зоны, исходя из следующих соображений.  [3]

Границы активного топочного объема.  [4]

Объем топочной камеры выбирается в соответствии с принятым способом сжигания данного топлива и рекомендациями, изложенными в гл. Границы топочного объема указаны в схеме, приведенной на рис. 9.2. Полная площадь поверхности стенок топки FCT, определяется по размерам поверхностей, ограничивающих объем топочной камеры. Площадь окна между камерой сгорания и камерой охлаждения включается в поверхность стен.  [5]

Объем топочной камеры разбивается на зоны следующим образом. Зона расположения горелок, характеризуемая максимальным тепловыделением, рассчитывается как одно целое. Температура газов на выходе из зоны максимального тепловыделения рассчитывается методом последовательных приближений.  [6]

Степень черноты продуктов сгорания.  [7]

Объем топочной камеры VT определяется по рекомендациям разд.  [8]

Правильное определение объема топочной камеры печей и котлов является важным условием создания компактных, экономичных и высокопроизводительных агрегатов. Для ряда печей топочное пространство является одновременно и рабочим пространством. Вопрос о рациональных размерах и формах топочного и рабочего пространства таких печей должен решаться совместно с точки зрения удовлетворения производственных и чисто теплотехнических требований.  [9]

Правильное определение объема топочной камеры печей и котлов - важное условие создания компактных, экономичных и высокопроизводительных агрегатов. Для ряда печей топочное пространство служит одновременно и рабочим пространством. Вопрос о рациональных размерах и формах топочного и рабочего пространств таких печей должен решаться совместно с учетом точки зрения удовлетворения производственных и чисто теплотехнических требований.  [10]

Однако высота и объем топочной камеры 3 значительно превышают размеры котельного пучка.  [11]

Оптимальная величина теплонапряжения объема топочной камеры должна приниматься в зависимости от ее конструкции ( камерная или циклонная) и калорийности топлива.  [12]

При низких теплона-пряжениях объема топочной камеры и высоких температурах экрана уравнения (V.140) - (V.142) дают значительные отклонения.  [14]

Основными излучателями в объеме топочных камер являются трехатомные газы СС и ШО, частицы золы и углерода. Последние могут находиться в пламени в виде коксовых или сажистых частиц.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru


Смотрите также