Федотова К.С.
РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ КОТЛА Е-16-21-350 ГДМВ *
Аннотация:
в работе представлен расчёт температуры газов на выходе из топочной камеры котла.
Ключевые слова:
рециркуляция, степень черноты, топочная камера, сжигание лузги
При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется расчет топочных камер. Конструктивный расчет топочных камер производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро заводов-изготовителей или при реконструкции топочных камер существующих котлоагрегатов для перехода на описание новых видов топлива.При выполнении поверочного расчета топки известны: объем топочной камеры, степень ее экранирования и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, конструктивные характеристики труб экранных и конвективных поверхностей нагрева (диаметр труб, расстояние между осями труб S1 и между рядами S2). Рассчитаем температуру газов на выходе из топочной камеры котла.Теплота, вносимая в камеру с воздухом:где - температура горячего воздуха, 0С.Теплота, вносимая газами рециркуляции:где:- температура рециркуляции ,0С,R – доля рециркуляции.Теплота, вносимая в топку с влагой:где:- энтальпия влаги, кДж/кг,g – водотопливное соотношение,r – удельная теплота парообразования, кДж/кг.Расчетный расход топлива:где:В- расчетный расход топлива, кг/с,– относительные потери теплоты с механическим недожогом топлива, %.Эмпирические коэффициенты К1 и К2 определим по уравнениям:где:- степень сгорания топлива, кДж/кг,- низшая теплота сгорания топлива на рабочую массу, кДж/кг,- средняя объемная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кг∙0С.Целью расчета процесса горения является определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива, количества и состава материального баланса и определения температуры газов в зоне активного горения.Определим температуру газов на выходе из топки котла с кипящим слоем по формуле:здесь К1 и К2 – эмпирические коэффициенты, определяемые по формулам (5), (6).Абсолютная температура газов на выходе из топочной камеры:Отметим, что расчет осуществляется методом последовательных приближения с допустимой погрешностью определения ∆ ≤ 50 К, что в относительных значениях составляет не более 5%.Одним из условий экономичного сжигания топлива является поддержание необходимого температурного уровня. При работе котельных агрегатов на различных видах топлив обеспечение заданного температурного уровня в топке позволяет предотвратить процессы шлакования на конвективных поверхностях нагрева.Определим температуру газов на выходе из топки котла:Теплота, вносимая в камеру с воздухом и топливом:МДж/кг,МДж/кг.Теплота, вносимая газами рециркуляции, рассчитывается по выражению:МДж/кг.Теплота, вносимая с влагой, определяется по зависимости, для g=0, получим:МДж/кг.Расчетный расход топлива вычислим по формуле:кг/ч.Эмпирические коэффициенты К1 и К2 рассчитаем по выражениям:,Температура газов на выходе из топки лузгового котла равна:0САбсолютная температура газов на выходе из топки котла, соответственно равна:КНа рисунке 1 представлена зависимость температуры газов на выходе из топки от степени черноты топочной камеры лузгового котла Е-16-21-350 ГДМВ.Рисунок 1. Зависимость температуры газов на выходе из топки от степени черноты топочной камеры.Анализ полученных данных показывает, что для состояния поверхности, соответствующего «новому» котлу = 0,45 температура газов составляет 8850С, что удовлетворительно согласуется с результатами исследований других авторов. При это для варианта загрязненных поверхностей нагрева = 0,67 температура газов отличается по сравнению с базовым уровнем, и не превышает 872 0С, что соответствует падению температурного уровня, оценочно на 1,5 % от номинального.На рисунке 2 представлены результаты расчета температуры газов на выходе из топки лузгового котла Е-16-21-350 ГДМВ в зависимости от степени сгорания топлива в топочной камере.Рисунок 2. Зависимость температуры газов на выходе из топки от степени сгорания топлива.Для вариантов сжигания лузги подсолнечника характерны степени сгорания =0,85÷0,96, что отображено на рисунке 2. При этом отметим, что данным значениям степени сгорания топлива соответствуют температурные уровни от 870 до 970 0С. Анализ данных подтверждает, что наиболее вероятная степень сгорания топлива в топочной камере, приведенного типа котла, не превышает значений =0,87÷0,91, характеризующих температуру газов на выходе из топки, равную = 1153÷1188 К.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Федотова К.С. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ КОТЛА Е-16-21-350 ГДМВ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2403 - 2409. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24176 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+