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

Определенная таким образом величина потери Qs вклю­

чает в себя невязки и погрешности теплового расчета.

В табл. 11-3 приведены тепловые балансы некоторых передвижных паровых котлов, а на рис. 11-8 дано графи­ ческое изображение изменения теплового баланса котла

комбинированного типа системы РИ в зависимости от на­ грузки топочного пространства.

11-4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПКИ

При конструктивном тепловом расчете топки передвиж­

ного парового котла определяют площадь колосниковой

решетки (зеркало горения), объем топочной камеры, ра­ диационную поверхность нагрева.

При поверочном расчете топки, когда известны ее раз­ меры, а также размеры радиационной поверхности нагре­ ва, определяют расход топлива и температуру газов на вы­

ходе из топки.

Площадь колосниковой решетки, которой в передвиж­ ных паровых котлах обычно определяются внутренние раз­ меры топки в плане, находят по видимому тепловому или весовому напряжению колосниковой решетки (зеркала го­

рения) :

вой решетки), ккал/м2-ч, принимаемое по опытным данным;

B\R — весовое напряжение колосниковой решетки, кг/м2-ч,

принимаемое по опытным данным.

Определив площадь колосниковой решетки, находят ее диаметр, если она круглая. Для определения размеров пря­ моугольной колосниковой решетки задаются длиной или шириной ее, исходя из общей компоновки котла.

242

Объем топочной камеры, ограниченный с боков ее стен­

ками или осевыми плоскостями экранных труб, снизу — плоскостью колосникового полотна и сверху—осевой пло­ скостью первого ряда котельного пучка или днищем жаро­

вой трубы, рассчитывают по формуле

Высота топочной камеры, измеряемая по вертикали (в се­ редине) . от плоскости колосниковой решетки до потолка

В табл. 11-4 приведены средние величины видимых теп­ ловых напряжений площади колосниковой решетки и объ­ ема топки в передвижных паровых котлах при сжигании

Таблица 11-4

Средние напряжения площади колосниковой решетки и объема топки в передвижных паровых котлах (тяга искусственная

с помощью парового сифона)

дров средней влажности и жидкого топлива. Эти величи­ ны можно использовать при тепловом расчете топок.

Для определения эффективной радиационной поверхно­ сти нагрева при конструктивном расчете котла задаются

чивый процесс горения топлива обеспечивается при тем­ пературе газов на выходе из топки не менее 700° С (ниж­ ний предел температуры горения летучих).

Эффективная лучевоспринимающая поверхность нагре­ ва по заданной температуре газов на выходе из топки опре­ деляется по формуле

где В — расчетный расход топлива, определяемый с учетом механической неполноты сгорания топлива; для жид<ого топтива и дров его можно считать рав­

ным действительному расходу топлива; <2л — количество тепла, переданное в топке излучением,

ккал/кг',

ч — условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей нагрева, принимаемый в за­

244

Т— абсолютная теоретическая температура горения,

условно принимаемая равной температуре, которая

имела бы место при адиабатическом сгорании, °К; находится по формуле Та =&-}~273, где &ЭС опре­

деляется по полезному тепловыделению в топке,

которое равно теплосодержанию продуктов сгора­

также определить, задавшись степенью экранирования (за­

245

В передвижных паровых котлах необходимо стремить­ ся к наибольшей степени экранирования (сплошным экра­ нам), т. е. Hn = Fcr и ф=1. Этому требованию удовлетво­

ряют топки, размещенные внутри жаровых труб (огневых камер) или экранированные спиральными змеевиками.

Эффективная радиационная поверхность нагрева, рас­

считанная по формуле (11-33), представляет собой сумму эффективных радиационных поверхностей нагрева экранов, размещенных непосредственно у стен внешней топки, и кон­ вективного пучка, т. е.

конвективного пучка, обращенная непосредственно

втопочную камеру, я2.

Впередвижных паровых котлах с внутренними топками общая эффективная радиационная поверхность нагрева складывается из радиационных поверхностей жаровой тру­ бы (огневой камеры) и первого ряда кипятильных труб,

ограничивающих топоч­ ный объем.

Стены выносной топ­ ки могут быть экраниро­

ваны с разными просве­

тами между трубами в

Рис. 11-10. зависимости от типа и конструктивной компо­

новки котла, а также от условий монтажа его на

передвижной базе. В небольших передвижных котлах

передняя (фронтовая) стенка, ,в которой сделаны отвер­ стия для загрузки топлива и ’притока воздуха, часто совсем не экранируется. Наоборот, заднюю стенку топки, воспринимающую наибольшее количество лучистой тепло­ ты, стараются экранировать трубами с минимальными про­

246

движных паровых котлах, составляет лишь некоторую часть полной (строительной) поверхности нагрева. Послед­ няя определяется по формуле

н3

нагрева, .и2;

х— угловой коэффициент экрана, определяемый по графику в зависимости от отношения шага экран­ ных труб к их диаметру и расстояния от оси экранной трубы до стенки топки; для сплошных экранов х= 1.

При поверочном тепловом расчете определяют темпе­ ратуру газов на выходе из топки, подсчитав величину эф­ фективной радиационной поверхности нагрева по формуле

конструктивных характеристиках) определяют по номограмме или рассчитывают по следующим формулам:

247

где QT—полезное тепловыделение в топке, ккал[кг, опре­ деляемое по формуле (11-35);

/т' — теплосодержание продуктов сгорания при темпера­

туре Я", которой предварительно задаются,

ккал{кг',

$а — теоретическая температура, °C, определяемая, как

указано выше;

Определение температуры газов на выходе из топки по

формуле (11-40), предложенной проф. А. М. Гурвичем, да­ ет более точные результаты при расчете камерных топок,

приспособленных для сжигания жидкого топлива. Форму­ лой (11-41), выведенной проф. И. К- Конаковым, пользу­ ются при расчете топок судовых котлов. Эта формула про­ ста и дает вполне удовлетворительные результаты.

Рассчитанная по формулам (11-40) или (11-41) темпе­ ратура газов на выходе из топки не должна отличаться от принятой ранее более чем на ± 100° С.

Следует иметь в виду, что в передвижных паровых кот­ лах с внутренними топками и кипятильными трубами, рас­ положенными редко, в качестве расчетной температуры принимается температура газов за кипятильными труба­ ми. Последние при этом включаются в радиационную по­

верхность нагрева котла.

248

Средняя тепловая нагрузка или тепловое напряжение

ляется при конструктивном тепловом расчете котла по фор­ муле

В передвижных паровых котлах, ограниченных по весу, правильнее от­ носить нагрузку к полной радиационной поверхности нагрева котла.

249

/" — теплосодержание газов на выходе из конвективной поверхности нагрева, определяемое также по I — /-диаграмме соответственно заданной температуре уходящих газов, ккал/кг-,

Да/°рС—количество тепла, вносимого с присосанным воз­

духом, ккал[кг', для передвижных паровых котлов, работающих вне помещений и не оборудованных воздухоподогревателями, можно его не учитывать.

Если рассчитываемая конвективная поверхность нагрева слабо развита или же состоит из одного или двух рядов труб по ходу газов, то коэффициентом сохранения тепла можно пренебречь, ибо потеря тепла в окружающую среду, приходящаяся на долю конвективных поверхностей котла,

Количество тепла, воспринятое конвективным перегрева­

и— соответствующие коэффициенты теплопровод­ ности золы и сажи, металла и накипи,

ккал)м-ч-град.

250

Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке а,

по номограмме. Исходными величинами для определения ак являются: скорость и температура газового потока, диаметр

воздуха между входом и выходом, нм31кг',

В — расчетная температура потока газов, принимаемая с достаточной точностью равной полусумме темпе­

ратур газов на входе в поверхность нагрева и вы­ ходе из нее, °C;

251