4 Компоновка и тепловой расчет топки

4.1 Данные к расчету теплообмена в топке

Построение эскиза парогенератора начинается с определения размеров топки и ее конфигурации. Для этого, в соответствии с типом парогенератора, необходимо задаться значением тепловой напряженности топочного объема (удельной мощности топки) q_v, кВт/м³:

q_v = 600  800, кВт/м³ - для водотрубных парогенераторов;

Объем топки определяется из выражения, м³

=

Расчетные схемы топок газотрубных парогенераторов приведены в п. 11.

При построении эскиза топки и выполнении чертежа парогенератора следует учитывать толщину футеровки. Толщину шамотных кирпичей выбирают в зависимости от температуры продуктов сгорания:

Температура , С Толщина _к, мм

1850 >1200 100

Задаваясь числом форсунок, N, определяют расход топлива через одну

форсунку, кг/с

=

По итогам расчета расхода топлива через одну форсунку, В_ф, мини-

мальную длину топки , ориентировочно определяют по формуле, м

=

где А = 5.

Площадь поперечного сечения топки, м²

=

Наиболее рациональной формой поперечного сечения топки коллекторных водотрубных парогенераторов является круг.

Диаметр фронта топки, м

. =

Расход воздуха через отверстие фурмы, м³/с

=

где t_в - температура воздуха, подаваемого в топку парогенератора.

Задаваясь значением скорости воздуха в отверстии фурмы определяют живое сечение фурмы , м²

. =

Если условно принять, что воздушный поток занимает всю площадь фурменного отверстия, то его диаметр определяется по формуле, м

=

В качестве значения d_ф выбирается ближайший размер из нормированного ряда: 0,18; 0,22; 0,28; 0,36; 0,45; 0,56, м.

После этого определяются принятое живое сечение фурмы, м²

_ф = 0,785d_ф² =0,785*0,28² = 0,06 м²

и действительная скорость воздуха в отверстии фурмы, м/с,

=

которая не должна быть меньше 10 м/с.

4.2. Компоновка топки

Гибы труб делаются по радиусам (лекальные кривые недопустимы); допускаются следующие минимальные радиусы гибов:

Диаметр трубы, dн, мм	Радиус гиба, Rmin, мм
29х3	150

Диаметр водяного коллектора принимаем d_в.к = 450 мм и выбирается с учетом возможности вальцовки труб изнутри. Величина d_в.к должна быть достаточной, чтобы разместить трубы на 3/4 длины верхней полуокружности коллектора.

При компоновке труб притопочного парообразующего пучка вспомогательных автономных парогенераторов можно принять (в первом приближении), что число рядов труб в пучке составляет для для парогенераторов с топочными экранами – 8.

После выполнения эскиза компоновки реальной топки на миллиметровой бумаге по масштабной сетке, либо используя системы инженерной графики, определяют действительную площадь фронта , освещенную длину труб экрана l_э и притопочного конвективного пучка l_п. При этом следует уточнить объем топки

= 4.48* 2,16 = 9,67 м³

и ее удельную тепловую мощность:

= кВт/м³

Условная радиационная поверхность нагрева топки, м²

= 7,36 + 5,78 =13,15 м²

где − радиационная поверхность топочного экрана. Она определяют по эскизу топки и рассчитывают по формуле, м²

= 3,41*2,16 = 7,36 м²

– радиационная поверхность притопочного конвективного пучка, м²

= 2,68*2,16 = 5,78 м²

По эскизу топки также определяется полная площадь ее стен, включая стены, покрытые экранными трубами. Так, для двухбарабанного парогенератора с боковым топочным экраном, м²

м²

В общем случае степень экранирования топки

=

Эффективная толщина излучающего слоя газов в топке, м

= м