Разработка экологически чистого высокоэкономичного котельного агрегата для ТЭС и ГРЭС, страница 15

где     j^/- коэффициент, характеризующий отдачу в сторону холодной воронки или пода топки;

j^// - коэффициент, характеризующий отдачу теплоты излучением в вышерасположенную зону;

c₀ = 5,67*10^-11 кВт/(м²*К⁴) -  постоянная Стефана-Больцмана в законе излучения абсолютно твердого тела.

Физическая теплота топлива:

Q_тл = с_тл*t_тл= 1,14*20;

теплоемкость топлива:

с_тл = 0,042*W^р + с^с_тл (1-0,01W^р) = 0,042*0,33 + 1,13(1- 0,01*0,33)=

= 1,14 (кДж(кг*К)),

где     с^с_тл = 1,13 кДж(кг*К) – теплоемкость сухой массы топлива;

r = 0,041 – коэффициент рециркуляции;

Н_г.отб = 12951 кДж/кг – энтальпия газов рециркуляции (при u т^// 1000⁰ С).

Температура газов на нижней границе первой зоны:

J₁^/ = J₁^//((1-j^/)/(1-j^//)^0.25 = 1340.5((1-0.5)/(1-0,1))^0.25 =1157,3(⁰ С).

Максимальная температура факела в первой зоне:

T_ф^макс = b_сгТ_а(1- j₁)^0,25(1-r^{1 + nr}) = 0,98*(1729+273)(1-0,456)^0,25(1-0,041^1+2*0,041) = 1609,92 (К),

Где    n=2 – экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние места ввода газов рециркуляции в топку;

Т_а = 1729⁰ С – адиабатная температура.

Расчет температуры газов на выходе из зоны, расположенной выше зоны максимального тепловыделения:

J^// = Db₃Q_н^р/(V_c^//) + (c^//c^//)J^/ - (1 + (T^///T^/)⁴) * (c₀e_т(Т^/)⁴(j_срF_ст – F_с(j^/-j^//)/2B_Р(V_с)^// =

= 0,015*15671/(8,083) + (8,2/8,083) *1328 – (1+(1430/1720,5)*( 5,67*

10^-11*0,49)(1720,5)⁴(0,49*545-115(0,1-0,5)/(2*24(8,083)) = 1152 (⁰ С),

где     F_c = 0,5(F^/+F^//) – средняя площадь сечения топочной камеры в данной зоне;

Db₃ – коэффициент, характеризующий долю топлива, сгоревшего в пределах рассматриваемой зоны:

Db₃ = 1- b_сг – 0,01(q₃+q₄) = 1- 0,98 – 0,01(0,5) = 0,015.

Для выполнения позонного расчета топки, оборудованной системой термоподготовки топочную камеру (см. рисунок 11) делим на две части. Считая камеры термообработки I зоной, в топочной камере уровень подвода вторичного воздуха осуществляется на высоте 6 м. Третичное дутье подается на расстоянии 10 м от входа в ширмовый пароперегреватель. Верхнюю часть (высотой 10 м) будем считать III зоной, нижнюю часть – II зоной.

 Конструктивные данные:

           Объем всей топочной камеры: V_т = 3590 (м³).

Площадь стен, ограничивающих всю топку: F_ст. = 1552 (м²).

Площадь выходного окна: F_в.о. = 115 (м²).

Площадь боковых стен III зоны: F_бок. ^III = (5,25 ∙ 2 + 4,2 ∙ 2 + 4,24 ∙ 4) ∙ 10 = 357 (м²).

Поперечное сечение топки:    F_поп. = 10,2 ∙ 11,25 - 3 ∙ 3 ∙ 2 = 96,8 (м²).

Суммарная площадь стен, ограничивающих III зону:

F_III = F_в.о. + F_бок. ^III + F_поп = 115 + 356,6 + 96,8 = 568 (м²).

Объем отсеков: V_отс = 3 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 10 = 180 (м³).

Объем реконструированной топки: V_т = 3590 – 180 = 3410 (м³).

Площадь стен, ограничивающих реконструированную топку, тоже уменьшилась.

Каждый отсек сократил поверхность стен:   ∆F_ст. = (3 + 3) ∙ 10 –

- 4,24 ∙ 10 = 17,6 (м²).

Общее сокращение площади стен:     ∆F = 4 ∆F_ст. = 4 ∙ 17,6 = 70,4 (м²).

Площадь стен реконструированной топки составит:

F_ст^р = F_ст - ∆F = 1552 – 70 = 1482 (м²).

Тогда толщина излучающего слоя:

 (м).

Суммарная площадь стен, ограничивающих II зону:

F_II = F_ст. - F_бок. ^III - F_в.о = 1482 – 356,6 - 115 = 1010 (м²).

Объем III зоны:            V_III = F_поп ∙ h = 96,8 ∙ 10 = 968 (м²).

Объем II зоны:            V_II = V_т - V _III = 3410 - 968 = 2442 (м³).

Расчет II зоны(зона максимального тепловыделения).

Количество воздуха, подаваемого во все зоны: V_в= 4,26 (нм³/кг).

Израсходовано в I зоне (предтопках):

 (нм³/кг).

Принимаем долю воздуха, подаваемого в III зону – 15%, тогда будет вдуваться в III зону: V_III^в= V^в ∙ 0,15 = 4,26 ∙ 0,15 = 0,639 (нм³/кг).

Тогда расход воздуха во II зону:

V_II^в = V^в – V_I^в - V _III^в= 4,26 – 0,337 – 0,639 = 3,28 (нм³/кг).

Полный расход топлива: В_р = 24 (кг/с).                               

Расход топлива в I зоне (см. расчет предтопков):

В_р ^I = 1,9 (кг/с).

Расход топлива в III зоне:  

В_р^III = (кг/с).

Расход топлива во II зоне:  

В_р^II =  (кг/с).