книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

в передвижном паровом когле уравнение (11-13) примет более простой вид:

Потерей тепла с физическим теплом шлаков пренебрегаем.

232

без парового дутья или парового распиливания жидкого

топлива

Полное количество тепла, которое полезно используется

в передвижном паровом котле, рассчитывается по формуле

QK.a = <n%)№(#> О1’17)

где QKa—полное количество полезно используемого тепла,

ккал[ч\

233

от нагрузки (паропроизводительности) котла. При недогруз­

ках и перегрузках к. п. д. котла падает. При оптимальных

ражена через низшую теплоту сгорания и к. п. д. котла по формуле

По формуле (11-21) определяют испарительность топлива по нормальному пару для котлов, производящих как насы­

щенный, так и перегретый пар.

В табл. 11-2 приведены значения видимой испаритель­

ности топлива для некоторых передвижных паровых котлов. Суммарная потеря тепла на 1 кг сжигаемого топлива

Основной потерей тепла в передвижном паровом котле

является потеря тепла с уходящими газами <?2- Она зави­

234

Таблица 11-2

Видимая испарительность топлива в передвижных паровых котлах

Жаротрубные котлы

Котел системы Шухова с попереч-

Дымогарные (огнетруб­ ные) котлы

236

Температура уходящих газов зависит в свою очередь от

степени использования тепла горячих газов конвективными поверхностями нагрева, а также от форсировки работы па­ рового котла. Степень использования тепла уходящих га­ зов зависит от величины конвективных поверхностей на­ грева (по ходу газов) и их конструктивной особенности

Рис. 11-3. Потеря тепла с уходящими газами в зависимости от их темпера­ туры.

(рис. 11-5). С увеличением на­ грузки (форсировки) топочного пространства увеличивается ко­ личество выделяемого тепла и

вективных поверхностей нагрева.

Загрязнение последних сажей и золой снаружи и накипью внутри снижает теплопередачу и соответственно повышает температуру уходящих газов.

Потеря тепла резко возрастает с увеличением избытка воздуха даже при одной и той же температуре уходящих газов (см. рис. 11-4). Объясняется это тем, что тепло до­ полнительно расходуется на нагрев холодного воздуха, по­ ступающего из окружающей атмосферы, и увеличивается количество газов, уносящих тепло из котла.

При тепловом расчете передвижного парового котла потерю тепла с уходящими газами определяют по следую­

щей формуле

1 Пренебрегая физической теплотой сжигаемого топлива и теплосо­ держанием воздуха, необходимого для его горения.

236

где Vr—объем дымовых газов, нм3[кг;

— средняя объемная теплоемкость газов,

ккал]нм3 -град',

Тух—температура уходящих газов, °C;

tB — температура окружающего воздуха, °C,

С учетом тепла, вносимого в топку паром, используемым

В прикидочных тепловых расчетах, когда неизвестен

состав топлива, потерю тепла с уходящими газами можно определять по приближенной формуле проф. С. Я- Корниц-

кого:

qt = [(0,4 + 3,5а) (1 + 0.0061Г1) -J-

+ 0,046|Г](^2|2) [./,1,

(11-25)

237

потери тепла с уходящими газами по данным, полученным в результате теплотехнических испытаний передвижного парового котла.

При конструктивном тепловом расчете передвижных па­

ровых котлов температуру уходящих газов на основании опытных данных можно рекомендовать в следующих пре­ делах: 300—400° С—для котлов с развитыми конвективны­ ми поверхностями нагрева (дымогарные, водотрубные и комбинированные); 400—500°С—для жаротрубных котлов

с небольшими конвективными поверхностями нагрева

(с внутренними топками и кипятильными трубами систем Шухова, Лешапеля и др.); 500—600° С—для жаротрубных котлов, не имеющих кипятильных труб.

Соответственно этим температурам и приведенным вы­ ше (в табл. 11-1) значениям коэффициента избытка возду­ ха может быть определена потеря тепла с уходящими га­ зами. Для передвижных паровых котлов она не должна превышать 20—25%.

Потеря тепла от химической неполноты сгорания топ­ лива (химического недожога) Q3 зависит от количества воздуха, подводимого в топку, и условий перемешивания его с топочными газами, размеров и высоты топочного про­ странства, а также от нагрузки последнего. Имеет значе­ ние и обслуживание топки.

Основной причиной химического недожога является не­ достаток воздуха. Поэтому процесс горения топлива дол­ жен проходить при соответствующем коэффициенте избыт­

ка воздуха а. Понятно, что чем выше коэффициент избыт­ ка воздуха а, тем меньше содержание окиси углерода СО

и тем ниже потеря Q3, и наоборот (см. рис. 11-4). Однако при чрезмерном избытке воздуха сильно понижается тем­

пература газов в топке, вследствие чего ухудшается про­ цесс горения летучих веществ (повышается потеря тепла

Q3). и, кроме того, возрастает потеря с уходящими газами С?2- Поэтому необходимо стремиться к тому оптимальному

избытку воздуха, при котором сумма потерь Q2 + Q3 мини­

мальна.

238

Размеры и высота топочного пространства, которое

впередвижных паровых котлах ограничено заданными га­ баритами, оказывают большое влияние на величину потери тепла от химического недожога, особенно при сжигании древесного топлива, которое занимает значительный объем

втопке и характеризуется большим выходом летучих. По­

этому в малогабаритных передвижных котлах потеря теп­

ла от химической неполноты сгорания для этого вида топ­ лива может достигать большой величины (до 15%).

Потерю тепла от химической неполноты сгорания, ко­ гда известны составы топлива и уходящих газов, определя­ ют по следующей формуле:

*(CO2 + CO)qp

тепла с провалом через колосниковую решетку в зольник частиц несгоревшего топлива и потери тепла с уносом.

Провал несгоревших частиц топлива зависит от величи­ ны живого сечения колосниковой решетки. В передвижных

паровых котлах, рассчитанных на дрова, площадь живого

сечения решетки доходит до 40%. Поэтому провал может достигать значительной величины. Однако относить к по­ терям все провалившееся в зольник топливо нельзя, так как оно, догорая в зольнике, выделяет тепло и способству­ ет подогреву воздуха, поступающего в топку.

Унос горящих частиц топлива с золой и сажей зависит от скорости дымовых газов, длины пути факела в топке и количества избыточного воздуха, т. е. от теплового напря­

239

жения решетки и конструкции топки. При форсированной работе топки потеря тепла с уносом повышается.

Для дров потеря тепла от механической неполноты сго­ рания может быть принята в пределах <74=1—3%,илив ка­ лориях:

При сжигании жидкого топлива потерю Q4 полагают равной нулю.

Потеря тепла в окружающую среду Qs зависит от кон­ струкции котла и его размеров, температуры и величины

наружной поверхности стенок котла, температуры окру­

Температура окружающе­

го воздуха, скорость и направление ветра, а также солнеч­ ная радиация непостоянны. Поэтому потеря тепла в окру­ жающую среду для передвижных паровых котлов сильно

меняется.

Решающее влияние на величину потери тепла в окружаю­

щую среду оказывает температура наружной поверхности стенки. Она для неизолированных стенок элементов котла, подверженных избыточному давлению (паросборник, кор­ пус котла и т. п.), зависит от температуры насыщения, что графически представлено на рис. 11-7. Обращает на се­ бя внимание разность температур насыщения и окрашен­ ной поверхности стенки котла, которая на всем протяже­

нии кривых почти одинакова (около 16° С). Температура стенки изолированного корпуса того же котла, как пока­ зывают испытания, снижается до 60° С и мало изменяется

взависимости от давления.

Впрактике тепловых расчетов передвижных паровых

240

масло

котлов потерю тепла в окружающую среду обычно опреде­ ляют как остаточный член теплового баланса:

Qt = Qj-(Ql + Qa + Q, + Q4) [ккал/кг], (11-29)