Разработка экологически чистого высокоэкономичного котельного агрегата для ТЭС и ГРЭС, страница 20

Принимаем среднюю температуру газов в камере термоподготовки: θ_ср = 800˚С(температура, необходимая для термообработки топлива).

Температурный напор: Δ t_ср= 800 – 406 = 394˚С.

Принимаем скорость газов: W_г = 5 м/с.

Тогда (для продольного омывания): α_н = 12 Вт/м²·град.

Коэффициент теплоотдачи:  α_к = 12 · 0,9 = 11,7 Вт/м²·град.

Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов стенке:

α₁ = (α_к + α_л) = 11,7 + 26,3 = 38 (Вт/м²град).

Коэффициент теплопередачи: К = ψ · α₁ = 0,464 · 38 = 17,63 Вт/м²град.

Количество тепла, переданного в четырех камерах термоподготовки через ограждающие его поверхности:

Q _т.о. = Q_б · B = K ·Δt_ср · F_ст · 4 = 17,63 · 394 · 102,4 · 4 = 2845 (кДж/сек).

Тепловой баланс камеры термоподготовки:

а) Приходные статьи баланса.

В верхнюю часть камер термоподготовки подсасываются дымовые газы из верхней части топки.

Их температуру принимаем равной: θ_т" = 1100˚С.

При этом энтальпия:   J_т" = 10198 кДж/кг.

Тепло, внесенное с рециркулируемыми газами:

Q_рец =  J_т" · х_подс · В_р = 10198 · 0,041 · 20 = 8362 (кДж/сек), где     В_р -  расход топлива через камеры термоподготовки, В_р = 20 кг/с (см. выше).

Принята доля подсоса:  х_подс = 0,041.

Тепло, внесенное с горячим воздухом при температуре воздуха: t_в = 280°С.

Энтальпия воздуха:J_в = 1601 кДж/сек (расход топлива B_х – определится из баланса):

Q_в = B_х · Jв = 1601 · B_х (кДж/сек).

Полезное тепловыделение в камерах термоподготовки:

Q_пр = (Q_р^р + Q_в) · Bх = (15671 + 1601) · B_х (кДж/сек).

Кроме того, в поток газов подается угольная пыль, подлежащая термообработке, в количестве: (В_р^пр – В_х) кг/сек.

Тепло, внесенное с этой пылью (при температуре 20°С):

Q_т^р = (B_р^пр – B_х) · С_т · t_т= (20 – B_х ) · 1,16 · 20

илиQ_т^р = 464 – 23 · В_х.

Приходные статьи баланса:

Q_прих =  Q_рец + Q_пр. + Q_т^р =

= 8363+(15671+1601) · В_х + 552 – 29,3 · В_х,

Q_прих = 8827 + 17249 · В_х..

б) Расходные статьи баланса.

Нагрев топлива, подаваемого для термообработки.

Теплоемкость угля:  С_т = 1,16 кДж/кг·град.

Q_терм = (B_р^пр – B_х) · С_т · t_т= (20 – B_х ) · 1,16 · 800 = 18560 – 928 · B_х.

Количество тепла, передаваемого через стены камер термоподготовки (см. выше): Q_т.о. = 2845 кДж/сек.

Количество тепла, уносимого с газами рециркуляции:

Q_рец" =  J₈₀₀ · х_подс · В_р = 7157 · 0,041 · 20 = 5069 (кДж/сек), где   J₈₀₀= 7157 кДж-  энтальпия газов при температуре 800°С.

Количество тепла, уносимого с газами, образовавшимися от сгорания части топлива:

Q_вых." =  J₈₀₀ · В_х = 7157 · В_х..

Расход тепла на испарение влаги, содержащейся в несгоревшей части топлива (W^п = 4%):  

Q_исп = (B_р – B_х) · W^п· 25,1 = (24 – B_х) · 4 · 25,1 = 2410 – 100 · B_х.

Расход тепла на термическое разложение угля:

Q_разл = (B_р – B_х) ·29,3 = (20 – B_х) ·29,3 = 586 – 29,3 · В_х (кДж/сек), где    Q_уд = 29,3 кДж/кг – удельный расход энергии на разложение.

Сумма расходов тепла:

Q_расх =  Q_терм + Q_т.о. + Q_рец" + Q_вых" + Q_разл" + Q_исп =

= 22272 – 928 · В_х + 2845 + 5869 + 7157 · В_х + 2008 – 100 · В_х+ 586 – 29,3 · В_х,

Q_расх = 35272 + 6100 · В_х.

Составляем тепловой баланс:   

Q_прих = Q_расх,

8827 + 17249 · В_х = 35272 + 6100 · В_х,

В_х = 1,9 (кг).

4.2 Аэродинамический расчет камеры термоподготовки

Аэродинамический расчет камер термоподготовки котла Е-500 при сжигании березовских углей и газовой сушке топлива выполняется по нормативному методу [3]. Основные исходные данные берутся из теплового расчета .

Проходное сечение канала - треугольной формы:

3 м

                                       

                                          сечением  F = 4,5 м², периметр U = 3 · 2 + 4,25 = 10,25 м.

                                         Средняя температура газов в предтопке (см. тепловой

4,25 м

                                         расчет): θ_ср^пр = 800°С.

Средняя температура в топочной камере в районе предтопка: θ_ср^т = 1250°С (см. тепловой расчет).

Рисунок 12 –