Разработка экологически чистого высокоэкономичного котельного агрегата для ТЭС и ГРЭС, страница 19

При этом энтальпия:  J_III" = 11230_. кДж/кг.

Теплоемкость продуктов сгорания:

.

Отношение теплоемкостей:         

С'/С" = 9,36/9,35 = 1,001.

Средняя температура газов:

 °С.

Эффективная степень черноты топки:  а_т = 0,813.

Коэффициент переизлучения в данную зону: 

ψ" - ψ' = 0,439 – 0,1 = 0,339, где   ψ' = 0,1 – для топок, работающих на угле с твердым шлакоудалением;

ψ" = ψ_ср = 0,439    (см. выше).

Температура газов на выходе из III зоны:

,

= 1201°С.

Расхождение с принятым значением температуры допустимо.

Расчеты показали, что в предлагаемой конструкции топки с камерой термоподготовки топлива перед сжиганием (около 800°С), температура в топке не превышает 1300°С, что позволяет надеяться на значительное сокращение образования топочных окислов азота. Уменьшение теплоотдачи излучением, ввиду низких температур во всех трех зонах, компенсируется увеличением поверхностей нагрева (мембранные экраны).

Поэтому температура на выходе из топки очень незначительно превышает температуру в этой области до реконструкции.

Анализ полученных результатов показывает, что способ сушки в процессе размола оказывает некоторое влияние на распределение температур в топке.

Так при воздушной сушке температура на выходе из II зоны составляла 1176°С, а из III зоны 1170°С.

При газовой же сушке эти температуры соответственно 1234°С и 1201°С.

Объясняется это тем, что при газовой сушке концентрация кислорода во II и III зонах снижается за счет разбавления сравнительно "холодным" сушильным агентом.

Однако установленное влияние не настолько сильно, чтобы существенно изменить экологичность сжигания.

4 Расчет камеры термоподготовки

4.1 Тепловой расчет камеры термической подготовки при воздушной и газовой сушке

В камеру термоподготовки поступает из бункера пыль с влажностью W^п = 4%, как при воздушной, так и при газовой сушке топлива. Поэтому для обоих случаев расчеты одинаковы.

Конструктивные размеры камер термоподготовки.

Площадь стен, ограничивающих объем данной камеры термоподготовки: F_ст =   =102,4 м².

Высота камеры: h = 10 м.

Площадь поперечного сечения:  f_сеч = 4,5 м².

Площадь настенных экранов в работе предтопка: F_экр = 60 м².

Площадь мембранного экрана в одном предтопке: F_м = 42,4 м².

Площадь стен, ограничивающих объем одного предтопка:

F_ст = 102,4 м².

В верхней части предтопка на высоте 1 м экраны ошипованы и покрыты хромитовой массой для создания зоны надежного воспламенения.

При этом площадь утепления предтопка:  F_ут. = 10,24 м².

Площадь открытых экранов в предтопке:   F_экр^пр_. = 54 м².

Площадь открытой части мембранного экрана в предтопке:  F_м^пр_. = 38,16 м².

Объем предтопка: V_пр. = 45 м².

Концентрация золы:   μ_з= 0,0037 кг/кг (таблица 1.1).

Суммарная объемная доля водяных паров и трехатомных газов r_п= 0,3131 (таблица 1.1)

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами: К_з = 8,5  1/м Мпа.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами: К_г = 3,2.

Коэффициент ослабления топочной средой:

K = K_г ∙ r_п + K_з ∙ μ_з + K_кокс ∙ H₁ ∙ H₂ = 3,2 ∙ 0,313 + 85 ∙ 0,0037 + 1 ∙ 0,5 ∙ 0,1 =

= 0,939 + 0,278 + 0,005 = 1,366.

Давление в топке: Р = 0,1 МПа, K · P · S =1,366 · 0,1 · 1,58 = 0,216.

Степень черноты факела:  а_ф = 0,18.

Коэффициент загрязнения стен: ξ = 0,5.

Угловые коэффициенты:

- для экранных поверхностей:  x_экр = 0,98;

- для мембранной поверхности:  x_м = 1,0

Коэффициенты тепловой эффективности:

- для экранных поверхностей:  ψ_экр = х_экр · ξ= 0,98 · 0,5 = 0,49;

- для мембранной поверхности:  ψ_мемб = 1,0  · 0,5 = 0,5;

- для "утепленной" части камеры термоподготовки     ξ = 0,2, тогда:

ψ_ут = х_ут · ξ = 0,98 · 0,2 = 0,196.

Средний коэффициент тепловой эффективности:

.

  

Температура нагреваемой среды в экранных и мембранных трубках близка к температуре насыщения при давлении в экранах: Р_экр = 16 МПа,t_кип= 346°С.

Температура наружного загрязнения стенки:  t_з = 346 + 60 = 406°С.

Коэффициент теплоотдачи излучением:

α_л = α_н · а_ф = 146 · 0,18 = 26,3 (Вт/м²град).