С какой температурой продукты сгорания покидают котел
Температура горения и температура газов на выходе из топки
Рассмотрение процессов горения топлива и анализ уравнения теплового баланса котельного агрегата показывают, что для успешного сжигания топлива требуется создание в топочных устройствах соответствующих температурных режимов. Режим топочной камеры характеризуют следующие условные температура горения и температура газов на выходе из топки: 1) калориметрическая максимальная; 2) калориметрическая; 3) теоретическая.
Калориметрической максимальной называется такая температура горения, которую могли бы иметь продукты полного сгорания топлива при теоретическом количестве воздуха (α = 1) и при условии, что вся теплота, выделенная топливом, израсходовалась только на нагрев продуктов горения.
Калориметрической называется температура горения и температура газов на выходе из топки, которую приобрели бы продукты полного сгорания топлива при отсутствии потерь теплоты и любом значении коэффициента избытка воздуха α, превышающем единицу.
Теоретическая температура горения и температура газов на выходе из топкиотличается от калориметрической тем, что при ее определении учитывается эндотермический процесс диссоциации продуктов сгорания при высокой температуре (Т >2100 К). При обычно достигаемых в топках температурах (1470 – 2050 К) диссоциация СО2 и Н20 практически отсутствует (см. § 12.4), и в случае полного горения теоретическая температура горения и температура газов на выходе из топки с достаточной точностью совпадает с калориметрической.
Теоретическую температуру горения рассчитывают на основе уравнения энергетического баланса процесса сжигания 1 кг или 1 м3 топлива:
(19.14)
где QB – теплота, вносимая с горячим воздухом, нагреваемым в пределах котлоагрегата (в воздухоподогревателе); ср.г – средняя объемная изобарная теплоемкость продуктов сгорания; Ттеор – теоретическая температура горения.
Следует помнить, что в теплоту Qp/р входит теплота нагретого воздуха QB.BН 1см. формулу, которую он получил до входа в воздухоподогреватель (в паровом или водяном калорифере). Левая часть уравнения (19.14) представляет собой тепловыделение в топке при сжигании 1 кг или 1 м3 топлива. Величину срг можно вычислить как теплоемкость газовой смеси, состоящей из трех компонентов: двухатомных газов, сухих трехатомных газов и водяных паров. Теплоемкости этих компонентов приведены в прил. 1. В этом случае уравнение (19.14) принимает вид
Это уравнение показывает, что тепловыделение в топке равно энтальпии продуктов сгорания при Гтеор. Из равенства (19.15) определяют теоретическую температуру горения:
В этом уравнении неизвестны величина Ттеор и значения теплоемкостей CpN2, СрСо2 СРН2О которые ей соответствуют. Теоретическую температуру горения находят методом подбора или графическим путем с помощью IТ – диаграммы, которую строят следующим образом. Задаются несколькими значениями температуры газов и определяют для них энтальпию по правой части уравнения (19.15). Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе осей координат IT, проводят кривую I = f (T) и по диаграмме находят температуру, при которой I будет равно левой части уравнения (19.15), т.е. I = QT. В этом случае I представляет собой теоретическую энтальпию продуктов сгорания. На рис. 19.30 приведена IT – диаграмма, по которой определена теоретическая температура горения для конкретного числового примера, приведенного в конце настоящей главы.
Анализ уравнения (19.16) показывает, что теоретическая температура горения и температура газов на выходе из топки зависит в основном от четырех факторов:
- теплоты сгорания и, следовательно, от вида и свойств сжигаемого топлива (в Qp/р входит Qрн);
- коэффициента избытка воздуха, основное влияние которого сказывается на величине объема продуктов сгорания;
- температуры подогрева воздуха;
- совершенства организации процесса горения (т.е. от величины химического недожога q3).
Влияние потери с физической теплотой золы и шлаков q6 на величину Ттеор незначительно.
Для заданного вида топлива и способа его сжигания основное влияние на величину Гтеор оказывают коэффициент избытка воздуха и температура его подогрева. Например, при горении газа характер этого влияния подобен влиянию концентрации и температуры подогрева на нормальную скорость распространения пламени (см. рис. 18.4).
Другой важной характеристикой работы топочной камеры является температура газов на выходе из топки Тт Эта температура всегда меньше вычисленной теоретической вследствие отдачи газами теплоты той поверхности нагрева (котла или обжигаемого в печах изделия), которая может воспринимать теплоту с помощью лучеиспускания (радиации) непосредственно от топочных газов и горящего топлива.
Температуру газов на выходе из топки Тт находят путем совместного решения уравнений теплового баланса топки и теплоотдачи:
где QT – тепловыделение в топке; Iт и Тт – энтальпия продуктов сгорания и температура на выходе из топки; (φ.- коэффициент сохранения теплоты [φ = (100 – q5)/100]; ат = агаст – приведенная степень черноты топочной камеры (см. § 15.2); QЛ – теплота, отдаваемая топке путем излучения; Тэф – эффективная температура факела, К; Тст – температура стенки экрана, К; Нл – площадь лучевоспринимающей поверхности топки.
В топочной камере существует сложное поле температур. Лучистый тепловой поток, воспринимаемый различными частями экранов, будет неравномерным. Например, в зоне, где находится горящий факел, тепловой поток, падающий на экраны, выше, чем в верхней или нижней части топки.
Эффективная температура факела ТЭФ – это такая усредненная температура, при которой равномерный тепловой поток, падающий на Нл, равен суммарному количеству теплоты, воспринимаемой экранами от факела при фактических температурах топочной среды.
Экранные поверхности являются серыми телами. Поэтому в условиях топочной камеры существенное значение имеют отраженные тепловые потоки. При загрязнении поверхностей экранов их температура возрастает. Следовательно, возрастают и потоки собственного излучения стенок экранов, и их влияние на суммарный перенос теплоты в топочной камере. Собственное излучение экранов учитывают с помощью коэффициента загрязнения.
Вводя понятие средней теплоемкости с учетом коэффициента § по (19.18), придаем уравнению (19.17) следующий вид
средняя теплоемкость в интервале температур от Ттеор до Тт.
При проверочном расчете топки в соответствии с нормативным методом температуру на выходе из топки определяют по формуле
Коэффициент М учитывает влияние горения (относительное положение факела в объеме топки) на теплообмен и зависит от типа топки, вида топлива и места расположения горелок по высоте топки. В общем случае М = А – Вх. При камерном сжигании высокореакционных твердых топлив и слоевом сжигании всех топлив А = 0,59 и В = 0,5. При сжигании газа или мазута М = 0,54 ÷ 0,2х. Величина х = h1/h2, где h1 – высота расположения горелки над подом топки, a h2 – расстояние от пода топки до середины сечения для выхода газов из топки. Для слоевых топок с пневмомеханическими забрасывателями х = 0,1; при сжигании топлива в толстом слое х = 0,14.
Рассмотренный метод определения температуры газов на выходе из топки не учитывает процесса теплопередачи от наружного загрязненного слоя к теплоносителю. Метод, разработанный Всесоюзным теплотехническим институтом им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ) совместно с Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского (ЭНИН), позволяет дополнительно учесть влияние температуры теплоносителя, термического сопротивления слоя загрязнения экранных поверхностей, степени их черноты и др. Этот метод основан на решении системы из четырех уравнений: первые два уравнения являются соответственно правой и левой частями уравнения (19.17); третье представляет собой уравнение теплопередачи между наружным слоем загрязнения поверхности нагрева и теплоносителем; четвертым является уравнение для определения эффективной температуры топочной среды. Оно учитывает влияние таких факторов, как вид топлива, угол наклона горелки и степень экранирования топочной камеры.
Подробный расчет теплообмена в топке и определение температуры на выходе из топки по методам ЦНИПКИ им. И. И. Ползунова и ВТИ – ЭНИН приведены в специальной литературе.
Котельный завод Энергия-СПБ производит различные модели топок:
- Топки ТШПМ;
- Топки ТЛПХ;
- Топки ТЛЗМ;
- Топки ЗП-РПК;
- Топки РПК;
- Топки ТЧЗМ.
Транспортирование топок и другого котельно-вспомогательного оборудования осуществляется автотранспортом, ж/д полувагонами и речным транспортом. Котельный завод поставляет продукцию во все регионы России и Казахстана.
Перейти к другой главе:
Источник
Потери теплоты с уходящими газами Qy.г (qy.г) возникают из-за того, что физическая теплота (энтальпия) газов Hуг, покидающих котел при температуре tу.г превышает физическую теплоту поступающих в котел холодного воздуха аy.гH°х в и топлива Ст∆tт.
Потери теплоты с уходящими газами Q
уг занимают обычно основное место среди тепловых потерь котла и составляют qуг= 5… 12% располагаемой теплоты Qpp Для расчета Qyv используют формулу
Qy.г =Hуг – аy.гH°х в
Здесь Hуг, H°х в — энтальпии соответственно уходящих газов и теоретически необходимого холодного воздуха, МДж/кг (МДж/м3).
Потери теплоты с уходящими газами зависят в основном от объема и температуры уходящих газов. Наибольшее внимание для снижения этих потерь следует уделять уменьшению коэффициента избытка воздуха ау.г в уходящих газах, который зависит от коэффициента избытка воздуха в топке ат и балластного воздуха ∆аподс за счет его подсосов в газоходы котла, находящиеся обычно под разрежением:
аy.г = ат + ∆аподс
Возможность снижения ат зависит от вида сжигаемого топлива, способа его сжигания, типа горелок и топочного устройства. При благоприятных условиях контактирования топлива и воздуха избыток воздуха ат необходимый для полного сгорания, может быть уменьшен. Принимается, что при сжигании газообразного топлива коэффициент избытка воздуха ат< 1,1, при сжигании мазута ат= 1,1, для пылевидного топлива ат= 1,2 и для кускового топлива ат= 1,3… 1,7.
Подсосы воздуха по газовому тракту ∆аподс в пределе могут быть сведены к нулю в котла, работающих под наддувом, т.е. под давлением в дымовом тракте. Для котлов, работающих под разрежением, подсосы составляют ∆аподс= 0,15…0,3 и даже больше. Местами проникновения воздуха из окружающей среды в систему котла являются места прохода труб через обмуровку, уплотнения лючков, дверок, гляделок, холодная воронка, трещины и неплотности в обмуровке.
Нередко высказывается мнение, что опасность, связанная с подсосами воздуха в топку незначительна, что можно использовать этот воздух для процесса горения. Такие суждения неверны. Дело в том, что большая часть воздуха подсосов засасывается в топку через небольшие неплотности стен топочной камеры, т.е. не может проникать глубоко внутрь топочной камеры. Двигаясь вблизи экранов, в зоне относительно невысоких температур этот воздух в горении участвует слабо. Таким образом, несмотря на достаточно высокое значение атна выходе из топки, основной процесс горения протекает с недостатком воздуха, часть топлива, не сгорая, выносится из топки, повышая температуру продуктов сгорания и создавая восстановительную среду внетопочного пространства. Повышение температуры частиц топлива (следовательно, и золы), а также образующаяся восстановительная среда усиливают процессы шлакования и загрязнения труб.
Балластный воздух в продуктах сгорания помимо увеличения потерь теплоты Qy.г приводит также к дополнительным затратам электроэнергии на дымосос.
Важнейшим фактором, влияющим на потери с уходящими газами Qy.г, является температура уходящих газов ty.г. Ее снижение достигается установкой в хвостовой части котла теплоиспользующих элементов (экономайзера, воздушного подогревателя), так как чем ниже температура уходящих газов и, соответственно, меньше разность температур ∆t уходящих газов и нагреваемого рабочего тела (например, воздуха), тем большая площадь поверхности нагрева требуется для охлаждения продуктов сгорания.
Повышение же температуры уходящих газов приводит к увеличению потери с Qy.г и, следовательно, к дополнительным затратам топлива ∆В на выработку одного и того же количества пара или горячей воды. В связи с этим оптимальная температура ty.г определяется на основе технико-экономических расчетов при сопоставлении годовых капитальных затрат на сооружение поверхности нагрева и затрат на топливо.
Область температур от t’у.г до t”у.г, в которой расчетные затраты различаются незначительно. Это может служить основанием для выбора в качестве наиболее целесообразной температуры t”у.г, при которой начальные капитальные затраты будут ниже, чем при t’у.г. Необходимая поверхность нагрева также будет меньше, т.е. теплообменник будет более компактным, что облегчает условия его обслуживания и ремонта. При выборе в качестве более целесообразной температуры t”у.г уменьшается также вероятность конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, и коррозии поверхности нагрева.
С увеличением тепловой нагрузки котельного агрегата (увеличением расхода топлива В и выхода пара D потеря теплоты qy.г с уходящими газами возрастает. Это связано с тем, что с ростом нагрузки увеличивается количество выделенной теплоты в топке. Одновременно увеличиваются объем продуктов сгорания и их скорость в газоходах котла. При этом теплоотдача к конвективным поверхностям нагрева возрастает пропорционально увеличению скорости лишь в степени 0.6…0,8. Таким образом, тепловыделение превышает тепловосприятие, и температура уходящих газов с увеличением нагрузки повышается.
При работе котла на твердом и жидком топливе поверхности нагрева могут загрязняться золой топлива. Это приводит к ухудшению теплообмена продуктов сгорания с поверхностями нагрева. Для сохранения заданной паропроизводительности в таком случае приходится увеличивать расход топлива. Загрязнение поверхностей нагрева приводит также к увеличению сопротивления газового тракта котла, и при недостаточной мощности дымососа нагрузка котла снижается. Для обеспечения нормальной эксплуатации агрегата необходимо систематически очищать его поверхности нагрева от загрязнений.
Источник
В топке котельного агрегата происходит процесс сжигания топлива, при котором химическая энергия его превращается в тепловую энергию. Размеры топочной камеры, и главным образом высота ее, должны быть такими, чтобы процесс сгорания топлива был по возможности полностью завершен до входа продуктов сгорания в конвективные газоходы котла.
Передача тепла от продуктов сгорания топлива поверхностям нагрева происходит путем излучения и конвективного теплообмена. В области высоких температур газов, порядка 1200° С и выше, теплоотдача излучением более эффективна, чем конвективный теплообмен. Это объясняется тем, что тепловой поток за счет излучения пропорционален разности четвертых степеней температуры газов и наружной стенки тепловоспринимающей поверхности, а в случае конвективного теплообмена он зависит от разности первых степеней этих температур и коэффициента теплоотдачи, который лишь слабо увеличивается с ростом температуры газов.
Однако настенная радиационная поверхность нагрева значительно дороже конвективной. Наибольшая радиационная поверхность экрана, получающаяся при расположении труб вплотную друг к другу и равная площади стены, покрытой трубами, составляет примерно лишь 1/3 от общей поверхности труб. В конвективном же теплообмене участвует полная поверхность труб. Кроме того, увеличение радиационной поверхности требует повышения размеров топки, т. е. приводит к соответствующему возрастанию затрат на каркас и обмуровку котла.
Поэтому по технико-экономическим соображёниям оптимальные значения температуры продуктов сгорания на выходе из топки больше чем 1200° С.
Тем не менее, температуру газов, покидающих топку, приходится ограничивать, чтобы предотвратить шлакование конвективных поверхностей нагрева.
Для нормальной работы котельного агрегата величина температуры газов перед конвективными поверхностями нагрева, расположенными сразу после топки, имеет важное значение. Если дымовые газы имеют температуру, равную или большую, чем температура начала размягчения золы t2, то размягченные; частицы золы, при соприкосновении с поверхностями нагрева, имеющими в несколько раз более низкую температуру, прилипают к трубам, охлаждаются и образуют наросты шлака. Это приводит к ухудшению теплообмена в зашлакованной поверхности и повышению температуры газов за ней, а также к возрастанию сопротивления потоку газов.
Шлакование конвективных поверхностей нагрева отсутствует, если летучая зола при входе в эти поверхности находится в виде твердых частиц.
Температура затвердевания золы обычно несколько ниже температуры начала размягчения ее t2. Поэтому температура газов на входе в конвективные поверхности нагрева должна быть примерно на 50—100° С меньше, чем t2.
При проектировании котельных агрегатов выбор пониженной температуры на выходе из топки приводит к необходимости делать большую радиационную поверхность топки и тем самым увеличивать объем топки. Снижение температуры в конце топки приводит также к падению температурных напоров и соответствующему росту величины конвективных поверхностей нагрева. Все это влечет за собой увеличение каркаса и обмуровки котла. В конечном счете капитальные затраты на котельный агрегат возрастают, стоимость его повышается.
Для каждого топлива в зависимости от свойств его золы существует некоторое оптимальное значение температуры газов на выходе из топки.
Передача тепла в топке происходит в основном излучением. Скорость газов в топочной камере невелика, поэтому конвективным теплообменом можнопренебречь по сравнению с весьма интенсивным радиационным теплообменом
В конвективных газоходах теплообмен от продуктов сгорания к поверхностям нагрева происходит как конвекцией, так и лучеиспусканием.
В продуктах сгорания топлива содержатся газы, излучающая способность которых различна. Двухатомные газы — азот N2 кислород О2, водород. Н2, окись углерода СО — обладают очень слабым излучением. Интенсивное излучение имеют трехатомные газы (углекислый газ СО2 и сернистый ангидрид SO2), многоатомные газы (метан СН4, тяжелые углеводороды) и. водяной пар. Практически имеет значение излучение лишь трехатомных газов — СО2, SO2 и водяного пара, так как метана и тяжелых углеводородов в топочных газах содержится обычно ничтожное количество.
В отличие от излучения твердых тел, имеющих сплошной спектр, газы излучают энергию лишь, в некоторой части спектра (преимущественно в пределах инфракрасной части).
Интенсивность излучения отдельных полос спектра различна, но она никогда не превышает: интенсивности излучения абсолютно черного, тела, при данных длинах волн и температуре. Поэтому степень черноты газ а аг, т. е. отношение полной энергии излучения газа qг. к полной энергии излучения
абсолютно черного тела q0, всегда меньше единицы:
Энергия излучения газа, так же как и абсолютно черного тела, с ростом температуры увеличивается. Однако степень черноты газа в ряде случаев снижается с повышением температуры. Это объясняется тем; что максимум кривой интенсивности излучения абсолютно черного тела с ростом температуры сдвигается в область малых длин волн, где полос излучения газа почти нет. В отличие от излучения твердого тела, которое происходит с его поверхностного слоя, газы излучают всем объемом. Поэтому интенсивность излучения газа зависит от толщины излучающего объема s и растет с увеличением последней.
Энергия излучения газа возрастает также с увеличением его парциального давления в смеси. Энергия излучения газа, а следовательно, и степень черноты газа аг, таким образом зависят от произведения парциального давления газа на эффективную толщину излучающего слоя ps и температуры, т. е. , где р — парциальное давление газа, МПа;s — эффективная толщина излучающего слоя газа, м; t — температура газа, ° С.
При одинаковых парциальных давлениях углекислого газа и водяного параи небольшой толщине излучающего слоя пламени степень черноты водяного пара несколько меньше. В больших объемах газа излучение водяного пара более интенсивное, чем углекислого газа. В топочных камерах, где толщина излучающего слоя s велика, излучение водяного пара обычно больше, чем у углекислого газа.
Эффективная толщина излучающего слоя газового объема в топке может быть приблизительно подсчитана по формуле
, (6.1)
где V — газовый объем, м3; F ст– площадь ограждающих поверхностей, м2.
В зависимости от элементарного состава топлива и его влажности объемные доли трехатомных газов и водяных паров, а, следовательно, и парциальные давления их, имеют различные значения.
При завершении сгорания топлива в топочной камере объем трехатомных газов по всему тракту котла остается неизменным, но процентное содержание RO2 и парциальное давление их уменьшаются в связи с возрастанием объема дымовых газов за счет присосов холодного воздуха в топку и конвективные газоходы. Процентное содержание и парциальное давление водяных паров по тракту дымовых газов также снижаются.
Энергия излучения смеси различных газов не равна сумме энергий излучений каждого из газов. Это объясняется тем, что при наличии в спектрах газов, полос с одинаковыми длинами волн часть энергии, излучаемая одним газом, поглощается другим газом.
При прохождении, лучей в газовой среде интенсивность излучения их может ослабляться за счет поглощения части лучистой энергии не только молекулами газа, но и взвешенными в газе твердыми частицами. В продуктах сгорания топлива могут быть сравнительно крупные кусочки (размером 200—300 мкм, а иногда и больше) недогоревшего топлива и золы и мельчайшие (размером до 0,2—0,5 мкм) сажистые частицы.
Поглощенная молекулами газа и твердыми частицами лучистая энергия переходит в тепловую энергию и снова излучается. Поэтому суммарная энергия излучения, газовой, среды повышается при увеличении толщины слоя и плотности тазовой среды, а также содержания в газовой среде взвешенных твердых частиц.
Интенсивность теплообмена в топке определяет коэффициент излучения топочной среды ξт. Он определяется коэффициентом излучения факела ξф, заполняющего топочный объем, тепловой эффективностью экранных поверхностей ψти находится по формуле:
. (6.2)
Коэффициент излучения факела при сжигании твердых топлив или газовой среды при сжигании других видов топлив определяется по закону Бугера:
, (6.3)
где k коэффициент ослабления лучей топочной средой, 1/(м-МПа); р — давление газов в топочной камере, МПа; для топок, работающих под разрежеиием и наддувом не более 5000 Па (500 мм. вод. ст.).принимают р = 0,1 МПа; s— эффективная толщина излучающего слоя в топочной камере, м.
При сжигании твердого топлива коэффициент ослабления лучей топочной средой, определяется коэффициентом ослабления лучей трехатомными газами (kгrп), золовыми частицами (kзлμзл) и горящими коксовыми частицами kк:
. (6.4)
Коэффициент ослабления лучей газовой средой определяется по состоянию газов на выходе из топки по формуле
, (6.5) (101)
где – суммарная доля трехатомных газов, определяемая по объёмам продуктов сгорания.
Снижение интенсивности лучей золовыми частицами зависит только их размеров, увеличиваясь с уменьшением последних.
, (6.6)
где dзл – средний (по удельной поверхности) диаметр золовых частиц, мкм, определяется по табл. 6.1. Концентрация золовых частиц определяется по выражению
(6.7)
где G – массовое количество продуктов сгорания образующееся при сжигании 1кг твердого топлива .
Таблица 6.1.
| Топочное устройство | Эффективный диаметр частиц золы dзл,, мкм | |
| Камерные топки, шаровые барабанные мельницы Камерные топки, среднеходные и молотковые мельницы Камерные топки | Все топлива Все топлива, кроме торфа Торф |
|
Коэффициент ослабления лучей горящими частицами кокса принимают в зависимости от вида сжигаемого топлива. Для топлив с малым выходом летучих (антрациты, тощие угли) kк=1; для каменных, бурых углей, торфа, сланцев kк=0,5.
При сжигании газового и жидкого топлива коэффициент теплового излучения продуктов сгорания по высоте топки заметно изменяется, поэтому его усредняют по формуле:
, (6.8)
где ξсв, ξг— коэффициенты теплового излучения светящегося факела и несветящихся газов в верхней части топки; m — доля топочного объема, заполненная светящимся факелом. Значение т для теплонапряжений qv£ 390×103 кВт/м3 независимо от нагрузки котла принимается: мазуты m = 0,55; природный и др. газы m = 0,1.
Коэффициент ξг находится по (6.3), если принять ξг= kгrп. Коэффициент ξсв также находится по (6.3), если принять k=kгrп+kс ,
где kс – эффективный коэффициент ослабления сажистыми частицами, образующимися в ядре факела при сжигании газа и мазута
. (6.9)
Здесь Ср/Нр – соотношение содержаний углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива. Для газового топлива
, (6.10)
где m и n – количество атомов углерода и водорода в соединении, а содержание углеводородных соединений СmHn выражено в %.
Определение геометрических характеристик
Для расчета топки необходимо знать объем топки Vт, поверхность стен топки Fст, лучевоспринимающую поверхность экранов Нлэ, шаг и диаметр труб экранов.
Объем топочной камеры ограничивается осевой плоскостью экранных труб стен и потолка, поверхностью, проходящей через первый ряд труб фестона, горизонтальной плоскостью, отделяющей половину высоты холодной воронки, или плоскостью пода топки.
Объем топки можно взять из справочной литературы либо рассчитать по чертежам котла:
, (6.11)
где: b– ширина топки в свету, Fст.б – поверхность боковой стены топки.
Полная поверхность стен топки
, (6.12)
где Fст.фр, Fст.з, Fф – поверхности стен фронтовой, задней и фестона (по первому ряду труб).
Поверхность стен топки, занятая экранами,
, (6.13)
где Fгор – неэкранированная поверхность стен, занятая горелками.
Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топки определяется по справочной литературе или рассчитывается
, (6.14)
где Fi – поверхность соответствующей стены топки, занятой экраном, определяется как произведение расстояния между осями крайних труб данного экрана на освещенную длину экранных труб; xi – угловой коэффициент экрана, определяемый по рис. 6.1.
Рис. 6.1. Угловой коэффициент однорядного гладкотрубного экрана
1. с учетом излучения обмуровки при ;
2. с учетом излучения обмуровки при ;
3. с учетом излучения обмуровки при ;
4. с учетом излучения обмуровки при (ДЕ, КЕ);
5. без учета излучения обмуровки при (ДКВР).
Угловой коэффициент х поверхности, проходящей через первый ряд труб котельного пучка или фестона, расположенных в выходном окне топки, равен 1.
При расчете последующих поверхностей нагрева следует учитывать, что угловой коэффициент самого пучка или фестона может быть меньше единицы и часть падающего на него лучистого тепла проходит сквозь пучок на расположенные за ним поверхности нагрева (например, на пароперегреватель, расположенный за фестоном).
Коэффициент тепловой эффективности экранов равен произведению углового коэффициента экрана на коэффициент, учитывающий загрязнение,
y=х×x .(6.15)
Если стены топки закрыты экранами с разными угловыми коэффициентами х или экраны покрывают часть поверхности стен, среднее значение коэффициента эффективности составит
. (6.16)
Для неэкранированных участков топочных стен y=0.
Таблица 6.2
Коэффициент загрязнения экранов [2]
| Тип экрана | Род топлива | Коэффициент x=y/х |
| Открытые гладкотруб-ные и плавниковые настенные экраны | Газообразное топливо Мазут АШ и ПА, тощий уголь, каменные и бурые угли, фрезерный торф Экибастузский уголь Бурые угли с Wп³3 при газовой сушке и прямом вдувании Сланцы | 0,65 0,55 0,45 0,35-0,4 0,55 0,25 |
Источник