Projektuojant degimo kamera nustatomos kelios sąlygos, kurias ji turi atitikti. Pirma, degimo kamera turi užtikrinti didžiausią tūrį visiškas degimas kuro, nes kuro degimas už krosnies praktiškai neįmanomas (leistinas nepilnas kuro degimas pagrįstas 6 skyriuje). Antra, degimo kameroje degimo produktai turi būti aušinami pašalinant šilumą į ekranus iki ekonomiškai įmanomos ir saugios temperatūros. prie išėjimo iš degimo kameros dėl vamzdžio metalo šlakavimo ar perkaitimo. Trečia, dujų srautų aerodinamika degimo kameros tūryje turėtų atmesti sienų šlakavimo ar metalinių ekranų perkaitimo reiškinį atskirose krosnies vietose, o tai pasiekiama pasirenkant degiklių tipą ir jų išdėstymą išilgai krosnies. degimo kameros sieneles.
Geometriškai degimo kamerai būdingi linijiniai matmenys: priekio plotis at, gylis 6T ir aukštis hT (5.2 pav.), kurių matmenis lemia krosnies šiluminė galia, pav. 5.2. Pagrindiniai laikai yra šiluminės ir fizikinės-cheminės charakteristikos – degimo kameros ir kuro matavimai. Produktas /t = at6t, m2, yra degimo kameros sekcija, per kurią gana dideliu greičiu (7-12 m/s) praeina karštos dūmų dujos.
Elektrinių garo katilų plonojo priekio plotis yra ag = 9,5 - g - 31 m ir priklauso nuo deginamo kuro rūšies, šiluminės galios
(garo talpa) garas . Didėjant garo katilo galiai, dydis ties didėja, bet ne proporcingai galios didėjimui, taip charakterizuojant krosnies skerspjūvio šiluminių įtempių ir joje esančių dujų greičio padidėjimą. Numatomas priekio plotis ties m, gali būti nustatytas pagal formulę
Shf£)0"5, (5,1)
kur D – katilo garo išeiga, kg/s; gpf yra skaitinis koeficientas, kuris kinta nuo 1,1 iki 1,4 didėjant garo gamybai.
Degimo kameros gylis yra 6T = b - f - 10,5 m ir nustatomas pastačius degiklius ant degimo kameros sienelių ir užtikrinant laisvą degiklio vystymąsi krosnies skerspjūvyje, kad aukšta temperatūra degiklio liežuvėliai nespaudžia aušinimo sienelių ekranų. Krosnelės gylis padidėja iki 8-10,5 m, kai naudojami galingesni degikliai su padidintu įdubos skersmeniu ir kai jie yra keliose (dviejose ar trijose) pakopose ant pakuros sienelių.
Degimo kameros aukštis yra hT = 15 - 65 m ir turėtų užtikrinti beveik visišką kuro sudegimą per visą degiklio ilgį degimo kameroje, o jos sienelėse yra reikiamo paviršiaus, reikalingo degimo produktams aušinti. iki nurodytos temperatūros. Pagal kuro degimo sąlygas iš išraiškos galima nustatyti reikiamą krosnies aukštį
Kor = ^gtpreb, (5.2)
kur Wr - vidutinis greitis dujos krosnies skerspjūvyje, m/s; tpreb – dujų tūrio vieneto buvimo krosnyje laikas, s. Šiuo atveju būtina, kad tpreb ^ Tgor, kur tGor yra laikas visiškas degimas didžiausios kuro frakcijos, pp.
Pagrindinė garo katilų degimo įrenginių šiluminė charakteristika yra krosnies šiluminė galia, kW:
Vk0t = Vk(SZI + 0dOP+SZg. v), (5.3)
Apibūdinant šilumos kiekį, išsiskiriantį krosnyje degant kuro sąnaudoms Vk, kg/s, jos degimo šiluma kJ/kg ir atsižvelgiant į papildomų šaltiniųšilumos išsiskyrimas (Zdog), taip pat karšto oro šiluma, patenkanti į krosnį QrB (žr. 6 skyrių Degiklių lygyje, didžiausias skaičiusšilumos, čia yra degiklio šerdis ir degimo aplinkos temperatūra smarkiai pakyla. Jei visą šilumos išsiskyrimą degimo zonoje, ištemptoje išilgai krosnies aukščio, priskirsime krosnies skerspjūviui degiklių lygyje, gausime svarbią konstrukcinę charakteristiką - degimo kameros skerspjūvio šiluminį įtempį. .
Didžiausios leistinos qj reikšmės yra standartizuotos priklausomai nuo deginamo kuro rūšies, degiklių vietos ir tipo ir svyruoja nuo 2300 kW/m2 - anglims su padidintomis šlako savybėmis, iki 6400 kW/m2 - aukštos kokybės anglims. su aukšta pelenų lydymosi temperatūra. Didėjant qj reikšmei, degiklio temperatūra krosnyje pakyla, taip pat ir šalia sieninių ekranų, o spinduliuotės šilumos srautas ant jų pastebimai padidėja. Kietojo kuro qj reikšmių apribojimas nustatomas neįtraukiant intensyvaus sieninių ekranų šlakavimo proceso, o dujoms ir mazutui - pagal didžiausią leistiną ekrano vamzdžių metalo temperatūros padidėjimą.
Charakteristika, lemianti energijos išsiskyrimo kuro įrenginyje lygį, yra leistina degimo tūrio šiluminė įtampa, qv, kW/m3:
Kur VT yra degimo kameros tūris, m3.
Taip pat standartizuojamos leistinų degimo tūrio šiluminių įtempių vertės. Jie svyruoja nuo 140 - 180 kW/m3 deginant anglį pašalinant kietąjį šlaką iki 180 - f - 210 kW/m3 su skysto šlako šalinimu. qy reikšmė yra tiesiogiai susijusi su vidutine dujų buvimo degimo kameroje trukme. Tai išplaukia iš toliau pateiktų santykių. Tūrio vieneto buvimo krosnyje laikas nustatomas pagal faktinio krosnies tūrio santykį su dujų kėlimo judesiu ir antrojo suvartojamo dujų tūrio santykiu:
£273 TUG "
Padanga - T7 = -------- ------ r. APIE)
Kek BKQ№aTTr
Kur yra vidutinė krosnies skerspjūvio dalis, kuri turi keliamą dujų judėjimą; vertė £t = 0,75 - r 0,85; - specifinis sumažintas dujų, susidarančių deginant kurą, kiekis vienam šilumos išsiskyrimo vienetui (1 MJ), m3/MJ; vertė = 0,3 - f 0,35 m3/MJ - atitinkamai kraštutinės degimo vertės gamtines dujas ir labai drėgnos rudosios anglies; Тu – vidutinė dujų temperatūra degimo tūryje, °K.
Atsižvelgiant į (5.5) išraišką, tprsb reikšmę (5.6) galima pavaizduoti taip:
Kur tT yra pastovių dydžių verčių kompleksas.
Kaip matyti iš (5.7), didėjant šiluminiam įtempiui qy (didėjant tūriniam dujų srautui), mažėja dujų buvimo degimo kameroje laikas (5.3 pav.). Sąlyga Tpreb = Tgor atitinka didžiausią leistiną reikšmę qy, o ši reikšmė pagal (5.5) atitinka mažiausią leistiną degimo kameros tūrį kmin.
Tuo pačiu metu, kaip nurodyta pirmiau, degimo kameros ekrano paviršiai turi užtikrinti degimo produktų aušinimą iki nurodytos temperatūros prie išėjimo iš krosnies, o tai pasiekiama nustatant reikiamų dydžių sienos, taigi ir degimo kameros tūris. Todėl reikia palyginti minimalų krosnies tūrį V^Mmi nuo kuro degimo būklės ir reikalingą krosnies tūrį nuo dujų aušinimo iki tam tikros temperatūros būklės.
Paprastai Utokhya > VTmm, todėl degimo kameros aukštis nustatomas pagal dujų aušinimo sąlygas. Daugeliu atvejų šis reikalingas krosnies aukštis gerokai viršija minimalią vertę, atitinkančią V7",H, ypač kai kūrenama anglis su padidintu išoriniu balastu, dėl ko katilas yra sunkesnis ir brangesnis.
Aušinimo paviršių padidėjimą nekeičiant geometrinių krosnies matmenų galima pasiekti naudojant dvigubos šviesos ekranus (žr. 2.5 pav.), esančius degimo tūrio viduje. Galingų garo katilų, kurių krosnies priekio plotis labai išvystytas, degimo kamerose, naudojant tokį ekraną, kiekvienos sekcijos skerspjūvis yra artimas kvadratui, o tai yra daug geriau organizuojant kuro deginimą ir gauti vienodesnis dujų temperatūrų laukas ir šiluminiai ekranų įtempiai. Tačiau toks ekranas, skirtingai nei sieninis ekranas, suvokia intensyvų šilumos srautą iš abiejų pusių (iš čia ir kilo pavadinimas – dviguba šviesa) ir pasižymi didesniais šiluminiais įtempimais, dėl kurių reikia kruopščiai atvėsinti vamzdžio metalą.
Degimo ekranų šilumos sugertis, gaunama iš degiklio spinduliuotės QJU kJ/kg, gali būti nustatyta pagal krosnies šiluminį balansą kaip skirtumą tarp savitojo bendro šilumos išsiskyrimo degiklio šerdies zonoje degiklių lygyje. neatsižvelgiant į šilumos perdavimą ekranams, QT, kJ/kg,
Ir specifinė šiluma dujų (entalpija) krosnies išleidimo angoje H", kai nedidelė šilumos dalis išleidžiama (prarandama) į išorę per šilumą izoliuojančias sieneles:
Qn = Qr - Н" - Qhot = (QT ~ , (5.8)
Kur (/? = (5l/(<2л + <2пот) - ДОЛЯ сохранения теплоты в топке (см. п. 6.3.4). Если отнести значение Qn к единице поверхности экрана, то получим среднее тепловое напряжение поверхности нагрева, qn, кВт/м2, характеризующее интенсивность тепловой работы металла труб экранов:
Kur FC3T yra krosnies sienelių paviršius, dengtas ekranais, m2.
Degimo kameros patikros skaičiavimas susideda iš tikrosios temperatūros nustatymo dūmų dujos prie išėjimo iš katilo bloko degimo kameros pagal formulę:
, o C (2.4.2.1)
čia T a – absoliuti teorinė degimo produktų temperatūra, K;
M yra parametras, kuriame atsižvelgiama į temperatūros pasiskirstymą palei krosnies aukštį;
- šilumos išsaugojimo koeficientas;
Вр – numatomos kuro sąnaudos, m 3 /s;
Fst – krosnies sienelių paviršiaus plotas, m2;
- vidutinė ekranų šiluminio naudingumo koeficiento vertė;
- krosnies juodumo laipsnis;
Vc av – vidutinė suminė 1 m 3 kuro degimo produktų šiluminė talpa temperatūrų intervale 
, kJ/(kg K);
– juodo kūno spinduliuotė, W/(m 2 K 4).
Norėdami nustatyti tikrąją temperatūrą 
, pirmiausia nustatome jo vertę pagal rekomendacijas 
. Pagal priimtą dujų temperatūrą krosnies išėjimo angoje ir kuro adiabatinę degimo temperatūrą O a nustatome šilumos nuostolius ir pagal priimtą 
- dujų emisijos charakteristikos. Tada, naudojant žinomas geometrines degimo kameros charakteristikas, apskaičiuojant gauname faktinę temperatūrą prie išėjimo iš krosnies.
Krosnelės patikros skaičiavimas atliekamas tokia seka.
Dėl anksčiau priimtos temperatūros 
nustatome degimo produktų entalpiją prie išėjimo iš krosnies pagal 2.2.1 lentelę 
.
Naudingą šilumos išsiskyrimą krosnyje apskaičiuoju pagal formulę:
KJ/m 3 (2.4.2.2)
kur Q in yra oru į krosnį tiekiama šiluma: katilams be oro šildytuvo nustatoma pagal formulę:
, kJ/m 3 (2.4.2.3) kJ/m 3
Q in.in. – šiluma, įvedama į katilo bloką kartu su į jį patenkančiu oru, šildoma už bloko ribų: imame Q in.in = 0, nes nagrinėjamame projekte oras prieš katilą KVGM-30-150 nėra šildomas;
rH g.otb. – recirkuliuojančių degimo produktų šiluma: imame rH g.otb.
= 0, nes katilo KVGM-23.26-150 konstrukcijoje nėra numatyta dūmų recirkuliacija
Teorinė (adiabatinė) O a degimo temperatūra nustatoma pagal naudingosios šilumos išsiskyrimo krosnyje reikšmę Q t = N a.
Pagal 2.2.1 lentelę esant N a = 33835,75 kJ/m 3 nustatome O a = 1827,91 o C.
,
(2.4.2.4)
Parametrą M nustatome priklausomai nuo santykinės maksimalios liepsnos temperatūros padėties palei krosnies aukštį (x t) deginant dujas pagal formulę: 
,
(2.4.2.5)
Kur
čia H g – atstumas nuo degiklio iki degiklio ašies, m;
Нт – atstumas nuo krosnies grindų iki krosnies išėjimo lango vidurio, m;
Katilui KVGM-23.26 atstumas N g = N t, tada x t = 0.53.
,
(2.4.2.6)
Parametrą M nustatome priklausomai nuo santykinės maksimalios liepsnos temperatūros padėties palei krosnies aukštį (x t) deginant dujas pagal formulę: 
Ekranų šiluminio naudingumo koeficientas nustatomas pagal formulę: 
;
- koeficientas, atsižvelgiant į ekranų šilumos suvokimo sumažėjimą dėl užteršimo ar paviršių padengimo izoliacija; priimame
x – sąlyginis ekranavimo koeficientas; nustatoma pagal nomogramą, kai S = 64 mm, d = 60 mm, S/d = 64/60 = 1,07, tada x = 0,98;
Nustatome efektyvų spinduliuojančio sluoksnio storį krosnyje:
, m (2.4.2.7)
kur V t, F st – degimo kameros sienelių tūris ir paviršius, m 3 ir m 2. Jį nustatome pagal katilo KVGM-23.26-150 projektinę dokumentaciją.
V t = 61,5 m 3, F st = 106,6 m 2;
,
(2.4.2.8)
Šviečiančios liepsnos spindulių slopinimo koeficientas yra triatominių dujų (k r) ir suodžių dalelių (k s) spindulių slopinimo koeficientų suma, o degant dujoms nustatoma pagal formulę:
čia r p – bendra triatominių dujų tūrio dalis: nustatyta pagal 2.1.2 lentelę.
,
(2.4.2.9)
Triatominių dujų spindulių slopinimo koeficientas k r nustatomas pagal formulę:
čia p p yra triatominių dujų dalinis slėgis;
, MPa (2.4.2.10)
čia p – slėgis katilo agregato degimo kameroje, veikiančioje be prapūtimo: p = 0,1 MPa, ;
- absoliuti dujų temperatūra prie išėjimo iš degimo kameros, K (lygi nustatytai pagal išankstinius skaičiavimus)
,
(2.4.2.11)
Kur yra anglies ir vandenilio kiekio santykis darbinėje kuro masėje: dujiniam kurui priimtina:
,
(2.4.2.12)
Liepsnos juodumo laipsnis (a f) dujiniam kurui nustatomas pagal formulę:
kur sv yra degiklio šviečiančios dalies juodumo laipsnis, nustatomas pagal formulę:
(2.4.2.14)
ir r yra nešviečiančių triatominių dujų juodumo laipsnis, nustatomas pagal formulę:
;
(2.4.2.15) m yra koeficientas, apibūdinantis degimo tūrio, užpildyto šviečiančia degiklio dalimi, proporciją.
Mes nustatome specifinę degimo tūrio apkrovą:
, kW/m 3 (2.4.2.16)
tada m = 0,171.
(2.4.2.17)
Krosnies juodumo laipsnis degant dujoms nustatomas pagal formulę:
Įvadas
Esamiems parametrams atliekamas patikros skaičiavimas. Remiantis esamomis tam tikros apkrovos ir degalų projektavimo charakteristikomis, nustatomos vandens, garų, oro ir degimo produktų temperatūros ribose tarp šildymo paviršių, įrenginio efektyvumas ir degalų sąnaudos. Patikrinimo skaičiavimo metu gaunami pradiniai duomenys, reikalingi pagalbinei įrangai parinkti bei hidrauliniams, aerodinaminiams ir stiprumo skaičiavimams atlikti.
Rengiant garo generatoriaus rekonstrukcijos projektą, pavyzdžiui, dėl jo našumo padidėjimo, garo parametrų pasikeitimo ar transportavimo į kitą kurą, gali tekti pakeisti keletą elementų, kuriuos reikia pakeisti taip, kad, esant galimybei, būtų išsaugoti pagrindiniai standartinio garo generatoriaus komponentai ir dalys.
Skaičiavimas atliekamas nuoseklaus atsiskaitymo operacijų metodu su atliktų veiksmų paaiškinimu. Skaičiavimo formulės pirmiausia rašomos bendra forma, tada pakeičiamos visų į jas įtrauktų dydžių skaitinės reikšmės, po kurių gaunamas galutinis rezultatas.
1 Technologinis skyrius
1.1 Trumpas katilo konstrukcijos aprašymas.
E (DE)-6.5-14-225GM katilas turi du vienodo ilgio būgnus, kurių skersmuo yra apie 1000 mm ir yra pagaminti pagal „D“ schemą, kurios būdingas bruožas yra konvekcijos šoninė padėtis. katilo dalis, palyginti su degimo kamera. Degimo kamera yra dešinėje nuo konvekcinio pluošto per visą katilo ilgį pailgos erdvinės trapecijos pavidalu. Pagrindiniai katilo komponentai yra viršutinis ir apatinis būgnai, konvekcinis spindulys ir kairysis degimo tinklelis (dujoms nepralaidi pertvara), dešinysis degimo tinklelis, tinkliniai vamzdžiai priekinei krosnies sienelei ir galinis ekranas, sudarantys degimą. kamera. Būgno montavimo atstumas nuo centro iki centro yra 2750 mm. Norint patekti į būgnų vidų, priekinėje ir galinėje būgnų dugne yra šuliniai. Konvekcinis pluoštas suformuotas iš vertikalių 51x2,5 mm skersmens vamzdžių, išdėstytų koridoriuje, sujungtų su viršutiniais ir apatiniais būgnais.
Norint išlaikyti reikiamą dujų greičių lygį, katilo konvekcinėje sijoje įrengiamos laiptuotos plieninės pertvaros.
Konvekcinis spindulys nuo krosnies atskirtas dujoms nepralaidžia pertvara (kairiuoju pakuros tinkleliu), kurios galinėje dalyje yra langas dujoms išvesti į konvekcinį dūmtakį. Dujoms nepralaidi pertvara pagaminta iš vamzdžių, sumontuotų 55 mm intervalais. Vertikali pertvaros dalis sandarinama metaliniais tarpikliais, suvirintomis tarp vamzdžių.
Degimo kameros skerspjūvis yra vienodas visiems katilams. Vidutinis aukštis 2400 mm, plotis - 1790 mm.
Pagrindinė konvekcinio pluošto ir dešiniojo krosnies ekrano vamzdžių dalis bei krosnies priekinės sienelės ekranuojantys vamzdžiai sujungiami su būgnais valcavimo būdu. Dujoms nelaidžios pertvaros vamzdžiai, taip pat dalis dešiniojo degimo ekrano ir išorinės konvekcinio pluošto eilės vamzdžių, kurie įrengiami skylėse, esančiose virinimo siūlėse arba karščio veikiamoje zonoje, privirinami prie būgnų. elektriniu suvirinimu.
Dešiniojo šoninio tinklelio vamzdžiai vienu galu įsukami į viršutinį būgną, o kitu – į apatinį, taip suformuojant lubines ir apatines ekranus. Krosnies plotas yra padengtas ugniai atsparių plytų sluoksniu. Galiniame ekrane yra du kolektoriai (159x6 mm skersmens) - viršutinis ir apatinis, kurie yra sujungti vienas su kitu suvirinant galinio ekrano vamzdžius ir nešildomą recirkuliacinį vamzdį (76x3,5 mm skersmens). Patys kolektoriai vienu galu sujungiami su viršutiniu ir apatiniu būgnais suvirinant. Priekinį ekraną sudaro keturi vamzdžiai, išsilieję būgnuose. Priekinio ekrano viduryje yra įduba GM tipo degikliui. Pučiamo oro temperatūra prieš degiklį yra ne mažesnė kaip 10 °C.
Būgnų dalys, išsikišusios į pakurą, yra apsaugotos nuo radiacijos forminėmis šamotinėmis plytomis arba šamoto-betonio danga.
Vamzdžio pamušalo išorė yra išklota metaliniu lakštu, siekiant sumažinti oro įsiurbimą. Pūtimo įtaisai yra kairėje katilo šoninės sienelės pusėje. Pūstuvas turi vamzdelį su purkštukais, kuriuos pučiant reikia pasukti. Pūtimo vamzdis sukasi rankiniu būdu smagračiu ir grandine. Pūtimui naudojami prisotinti arba perkaitinti garai, kurių slėgis ne mažesnis kaip 7 kgf/cm 2.
Dūmų dujos iš katilo išeina per langą, esantį galinėje katilo sienelėje, į ekonomaizerį.
Katilų degimo kameros priekyje yra skylė į pakurą, esanti po degimo įrenginiu, ir trys žvilgčiojantys liukai - du dešinėje ir vienas ant galinių degimo kameros sienelių.
Katilo sprogimo vožtuvas yra degimo kameros priekyje virš degiklio.
Katilas pagamintas su vienos pakopos garinimo kontūru. Katilo cirkuliacinių kontūrų nusileidžianti grandis yra paskutinės, mažiausiai šildomos konvekcinių ryšulių vamzdžių eilės palei dujų srautą.
Katile yra numatytas nuolatinis pūtimas iš apatinio būgno ir periodinis pūtimas iš apatinio galinio ekrano kolektoriaus.
Viršutinio būgno vandens erdvėje yra padavimo vamzdžiai ir kreipiamieji skydai, o garo tūryje - atskyrimo įtaisai. Apatiniame būgne yra įtaisas vandens garams pašildyti būgne uždegimo metu ir vamzdžiai vandens nutekėjimui. Kaip pirminiai atskyrimo įtaisai naudojami viršutiniame būgne sumontuoti kreipiamieji lakštai ir skydeliai, užtikrinantys garų ir vandens mišinio tiekimą į vandens lygį. Kaip antriniai atskyrimo įtaisai naudojami perforuotas lakštas ir atskirtuvas su žaliuzėmis. Sparno skydai, kreipiamieji skydeliai, žaliuziniai separatoriai ir perforuoti lakštai yra nuimami, kad būtų galima visiškai patikrinti ir suremontuoti vamzdžių ir būgno riedėjimo jungtis. Temperatūra maitinti vandeniu turi būti ne žemesnė kaip 100 °C. Katilai gaminami ant atraminio rėmo montuojamo vieno bloko pavidalu, į kurį perkeliama katilo elementų masė, katilo vanduo, karkasas, pamušalas. Apatinis būgnas turi dvi atramas: priekinė yra fiksuota, o galinė - judama, ant jos sumontuotas atskaitos taškas. Viršutiniame katilo būgne sumontuoti du spyruokliniai apsauginiai vožtuvai, taip pat katilo manometras ir vandens indikatoriai.
Katilas turi keturias cirkuliacines grandines: 1-asis – konvekcinio pluošto kontūras; 2-asis – dešinės pusės ekranas; 3-as – galinis ekranas; 4 - priekinis ekranas.
Pagrindinės katilo charakteristikos E (DE)-6.5-14-225GM
2 Šiluminis skaičiavimas garo katilas
2.1 Kuro charakteristikos
Kuras suprojektuotam katilui yra susietos dujos iš dujotiekio Kumertau – Išimėjus – Magnitogorskas. Apskaičiuotos sausos masės dujų charakteristikos paimtos pagal 1 lentelę.
1 lentelė. Dujinio kuro projektinės charakteristikos
2.2 Oro ir degimo produktų tūrių apskaičiavimas ir lentelė
Visi E tipo katilai, išskyrus katilą E-25, turi vieną konvekcinį spindulį.
Oro įsiurbimas atliekamas per dujų kelią pagal 2 lentelę.
2 lentelė. Oro pertekliaus koeficientas ir įsiurbimas katilo dūmtakiuose.
Dūmtakio kanaluose už katilo esančius siurbtukus įvertiname pagal apytikslį dūmtakio ilgį - 5 m.
3 lentelė. Oro perteklius ir įsiurbimas per dujų kanalus
Oro ir degimo produktų kiekiai skaičiuojami 1 m 3 dujinio kuro normaliomis sąlygomis (0 ° C ir 101,3 kPa).
Teoriškai oro ir kuro degimo produktų tūriai visiško degimo metu (α = 1) imami pagal 4 lentelę.
4 lentelė. Teoriniai oro ir degimo produktų kiekiai
| Kiekio pavadinimas |
Simbolis |
Vertė, m 3 / m 3 |
| 1. Teorinis oro tūris |
||
| 2. Teoriniai degimo tūriai: |
||
| triatominės dujos |
||
| vandens garai |
||
Dujų tūriai visiško kuro degimo metu ir α > 1 kiekvienam dujų kanalui nustatomi pagal 5 lentelėje pateiktas formules.
5 lentelė – Faktiniai dujų tūriai ir jų tūrio dalys, kai α > 1.
| Didumas |
Šildymo paviršius |
||
| konvekcinis spindulys |
ekonomaizeris |
||
| 7.G r, kg/m 3 |
|||
Oro pertekliaus koeficientas a = a cf imamas pagal 3 lentelę;
Paimta iš 4 lentelės;
– vandens garų tūris esant a > 1;
– išmetamųjų dujų tūris, kai a > 1;
– vandens garų tūrinė dalis;
– triatominių dujų tūrinė dalis;
– vandens garų ir triatominių dujų tūrinė dalis;
G r – išmetamųjų dujų masė.
(2.2-1)
čia = sausų dujų tankis normaliomis sąlygomis, paimtas pagal 1 lentelę; = 10 g/m 3 – dujinio kuro drėgnumas, skaičiuojant 1 m 3 sausų dujų.
2.3 Oro ir degimo produktų entalpijos lentelių apskaičiavimas ir sudarymas. I - ν diagramos konstravimas
Oro ir degimo produktų entalpijos apskaičiuojamos kiekvienai oro pertekliaus koeficiento α reikšmei zonoje, apimančioje numatomą temperatūros diapazoną dūmtakio kanale.
6 lentelė – 1 m 3 oro ir degimo produktų entalpijos.
7 lentelė. Oro ir degimo produktų entalpijos, kai α > 1.
| Šildymo paviršius |
(α – 1) I 0. in |
|||||
| Pakuras, konvekcinis įėjimas ir perkaitintuvas |
||||||
| Konvekcinis spindulys ir perkaitintuvas α K.P = 1,19 |
||||||
| Ekonomizatorius |
||||||
Duomenys entalpijoms apskaičiuoti paimti iš 4 ir 6 lentelių. Dujų entalpija esant oro pertekliaus koeficientui a = 1 ir dujų temperatūrai t, °C, apskaičiuojama pagal formulę:
Entalpija teoriškai reikalingas kiekis Oras visiškam dujų degimui esant temperatūrai t, °C, nustatomas pagal formulę:
Faktinio išmetamųjų dujų tūrio 1 m 3 kuro entalpija esant t temperatūrai, °C:
Dujų entalpijos pokytis:
kur yra apskaičiuotoji entalpijos vertė; - ankstesnė, palyginti su apskaičiuota entalpijos verte. Indikatorius mažėja mažėjant dujų temperatūrai t, °C. Šio modelio pažeidimas rodo, kad skaičiuojant entalpijas yra klaidų. Mūsų atveju ši sąlyga yra įvykdyta. Sukonstruokime I - ν diagramą pagal 7 lentelės duomenis.
1 paveikslas – I - ν diagrama
2.4 Katilo šilumos balanso apskaičiavimas. Kuro sąnaudų nustatymas
2.4.1 Katilo šilumos balansas
Katilo šilumos balanso sudarymą sudaro lygybė tarp į katilą patenkančios šilumos kiekio, vadinamo turima šiluma Q P, ir naudingosios šilumos Q 1 bei šilumos nuostolių Q 2, Q 3, Q 4 sumos. Remiantis šilumos balansu, efektyvumu ir reikalingas suvartojimas kuro.
Šilumos balansas sudaromas atsižvelgiant į pastovią katilo šiluminę būseną 1 kg (1 m 3) kuro esant 0 ° C temperatūrai ir 101,3 kPa slėgiui.
Bendroji lygtisŠilumos balansas turi tokią formą:
Q P + Q in.in = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6, kJ/m 3, (2.4.1-1)
čia Q P – turima kuro šiluma; Q in.in – oru į krosnį patenka šiluma, kai ji šildoma už katilo ribų; Q f – garų pūtimu į krosnį įvedama šiluma („purkštuko“ garai); Q 1 – naudingai panaudota šiluma; Q 2 – šilumos nuostoliai su išmetamosiomis dujomis; Q 3 – šilumos nuostoliai dėl cheminio nepilno kuro degimo – šilumos nuostoliai dėl mechaninio nepilno kuro degimo; Q 5 – šilumos nuostoliai dėl išorinio aušinimo; Q 6 – nuostoliai su šlako šiluma.
Deginant dujinį kurą, kai nėra išorinio oro šildymo ir garų srauto, Q in.in, Q f, Q 4, Q 6 reikšmės yra lygios 0, todėl šilumos balanso lygtis atrodys taip:
Q P = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 5, kJ/m 3. (2.4.1-2)
Turima 1 m 3 dujinio kuro šiluma:
Q P = Q d i + i tl, kJ/m 3, (2.4.1-3)
čia Q d i – dujinio kuro mažesnis šilumingumas, kJ/m 3 (žr. 1 lentelę); i tl – fizinė kuro šiluma, kJ/m 3. Atsižvelgiama, kai kuras šildomas išoriniu šilumos šaltiniu. Mūsų atveju tai neįvyksta, todėl Q P = Q d i, kJ/m 3, (2.4.1-4)
QP = 36 800 kJ/m3. (2.4.1–5)
2.4.2 Šilumos nuostoliai ir katilo efektyvumas
Šilumos nuostoliai paprastai išreiškiami procentais nuo turimos kuro šilumos:
ir tt (2.4.2-1)
Šilumos nuostoliai su išmetamosiomis dujomis į atmosferą apibrėžiami kaip skirtumas tarp degimo produktų entalpijų prie išėjimo iš paskutinio šildymo paviršiaus (ekonomaizerio) ir šaltas oras:
, (2.4.2-2)
kur Iух = I Н EC yra išmetamųjų dujų entalpija. Nustatyta interpoliacijos būdu pagal 7 lentelės duomenis esant nurodytai išmetamųjų dujų temperatūrai tух °С:
, kJ/m 3. (2.4.2-3)
α ух = α Н ЭК – oro pertekliaus už ekonomaizerio koeficientas (žr. 3 lentelę);
Aš 0.h.v.
- šalto oro entalpija,
I 0.h.v = (ct) *V H 0 = 39,8*V H 0, kJ/m 3, (2.4.2-4)
čia (ct) in = 39,8 kJ/m 3 – 1 m 3 šalto oro entalpija esant t šaltam orui.
= 30°C; V H 0 – teorinis oro tūris, m 3 / m 3 (žr. 4 lentelę) = 9,74 m 3 / m 3.
I 0,x.v = (ct) *V H 0 = 39,8*9,74 = 387,652 kJ/m 3, (2.4.2-5) Pagal garo katilo parametrų lentelę tух = 162°С,(CO, H 2, CH 4 ir kt.). Už suprojektuotą katilą priimame
Šilumos nuostoliai dėl išorinio aušinimo q 5,%, paimami pagal 8 lentelę, priklausomai nuo katilo D garų galios, kg/s,
kg/s, (2.4.2-8)
kur D, t/h – iš pirminių duomenų = 6,73 t/h.
8 lentelė. Šilumos nuostoliai dėl išorinio garo katilo su galiniais paviršiais aušinimo
Mes randame apytikslę reikšmę q 5,%, esant vardinei garo galiai 6,73 t/h.
(2.4.2-9)
Bendri šilumos nuostoliai katile:
Σq = q 2 + q 3 + q 5 = 4,62 + 0,5 + 1,93 = 7,05 % (2,4,2–10)
Katilo efektyvumas (bruto):
η K = 100 – Σq = 100 – 7,05 = 92,95%. (2.4.2-11)
2.4.3 Katilo naudingoji galia ir kuro sąnaudos
Bendras katile naudingai sunaudotos šilumos kiekis:
kW, (2,4,3-1)
kur = - susidaręs sočiųjų garų kiekis = 1,87 kg/s,
Sočiųjų garų entalpija, kJ/kg; nustatomas pagal sočiųjų garų slėgį ir temperatūrą (P NP = 14,0 kgf/cm 2 (1,4 MPa); t NP = 195,1 °C):
Tiekiamo vandens entalpija, kJ/kg,
KJ/kg, (2.4.3-2)
kur su P.V.
@ 4,19 kJ/(kg*°С) – vandens šiluminė talpa;
t P.V.
– tiekiamo vandens temperatūra = 83°C;
| KJ/kg; (2.4.3-3) |
Verdančio vandens entalpija, kJ/kg, nustatoma pagal 9 lentelę pagal sočiųjų garų slėgį P NP = 14,0 kgf/cm 2 (1,4 MPa): |
Sočiųjų garų slėgis, |
prisotinimo temperatūra, |
Savitasis verdančio vandens tūris, v’, m 3 /kg |
Savitasis sausų sočiųjų garų tūris, v’’, m 3 /kg |
Savitoji verdančio vandens entalpija, i’, kJ/kg
Sausų sočiųjų garų savitoji entalpija, i'', kJ/kg
kJ/kg, (2,4,3–4)
Vandens sąnaudos katilo prapūtimui, kg/s: Kg/s; (2.4.3–5) = 4 %;
kur PR yra dalis
nuolatinis pūtimas
D – katilo garo galingumas = 1,87 kg/s.
kg/s (2,4,3–6)
KW (2.4.3–7)
Kuro sąnaudos, tiekiamos į katilo krosnį:
M 3 /s, (2.4.3-8)
kur Q K – katile naudingai sunaudota šiluma, kW;
Q Р – turima šiluma 1m 3 dujinio kuro, kJ;
h K – katilo naudingumo koeficientas, %.
| m 3 /s. (2.4.3–9) |
10 lentelė – Šilumos balanso apskaičiavimas. |
Vardas |
Paskyrimas |
Apskaičiuota |
| matavimai |
Numatoma vertė |
|||
| Turima kuro šiluma |
||||
| Q P C + Q in.in |
||||
| Šilumos nuostoliai dėl cheminio nepilno degimo |
||||
| Šilumos nuostoliai dėl mechaninio nepilno degimo |
|
|||
| Išmetamųjų dujų temperatūra |
Dūmų entalpija |
|||
| Šalto oro temperatūra |
||||
| Pagal paskyrimą |
|
|||
| Šalto oro entalpija |
|
|||
| Šilumos nuostoliai su išmetamosiomis dujomis |
||||
| Šilumos nuostoliai dėl išorinio aušinimo |
||||
| Katilo efektyvumas |
Dūmų entalpija |
|||
| Šilumos sulaikymo koeficientas |
Dūmų entalpija |
|||
| Maitinimo vandens temperatūra |
Dūmų entalpija |
|||
| Maitinkite vandens entalpiją |
||||
| Sočiųjų garų entalpija |
Pagal 3 lentelę |
|||
| Perkaitintų garų entalpija |
Pagal 3 lentelę |
|||
| Išvalymo kiekis |
Dūmų entalpija |
|||
| Naudinga šiluma |
||||
| Bendros degalų sąnaudos |
||||
| Numatomas srautas kuro |
2.5 Krosnies apskaičiavimas (patikra)
2.5.1 Geometrinės krosnies charakteristikos
Paviršių, apimančių degimo kameros tūrį, ploto apskaičiavimas.
Degimo kameros tūrio ribos yra ekrano vamzdžių ašinės plokštumos arba apsauginio ugniai atsparaus sluoksnio paviršiai, atsukti į pakurą, o ekranais neapsaugotose vietose – degimo kameros sienelės ir būgno paviršius. ugniadėžė. Krosnies ir papildomo degimo kameros išleidimo dalyje degimo kameros tūris ribojamas plokštumos, einančios per kairiojo šoninio ekrano ašį. Kadangi degimo kameros tūrį gaubiantys paviršiai yra sudėtingos konfigūracijos, norint nustatyti jų plotą, paviršiai suskirstomi į atskiras dalis, kurių plotai sumuojami. Paviršių plotas, apimantis degimo kameros tūrį, nustatomas pagal katilo brėžinius.
2 pav. – Nustatyti numatomo katilo degimo kameros tūrio ribas.
Lubų, dešinės pusės sienos ir krosnies grindų plotas:
M 2, (2.5.1-1)
kur yra tiesių lubų, šoninių sienų ir grindų dalių ilgiai; a – pakuros gylis = 2695 mm.
M 2, (2.5.1-2)
Kairiosios sienelės plotas:
M 2. (2.5.1-3)
Priekinė sritis ir galinė siena:
M 2. (2.5.1–4)
Bendras plotas uždarantys paviršiai:
M 2. (2.5.1–5)
Degimo ekranų ir krosnies išėjimo ekrano pluoštą priimančio paviršiaus apskaičiavimas
11 lentelė – Degimo ekranų geometrinės charakteristikos
| vardas, simbolis, matavimo vienetai |
Priekinis ekranas |
Galinis ekranas |
Šoninis ekranas |
||
| Vamzdžio išorinis skersmuo d, mm |
|||||
| Ekrano vamzdžio žingsnis S, mm |
|||||
| Santykinis ekrano vamzdžių žingsnis s |
|||||
| Atstumas nuo ekrano vamzdžio ašies iki pamušalo e, mm |
|||||
| Santykinis atstumas nuo ekrano vamzdžio ašies iki pamušalo e |
|||||
| Nuolydis x |
|||||
| Projektinis ekrano plotis b e, mm |
|||||
| Ekrano vamzdžių skaičius z, vnt. |
|||||
| Vidutinis apšviestas ekrano vamzdžių ilgis, mm |
|||||
| Sienos plotas F kvadratas, kurį užima ekranas, m 2 |
|||||
| Spinduliavimą priimantis ekrano paviršius N e, m 2 |
|||||
Kur yra sieto vamzdžių santykinis žingsnis, yra santykinis atstumas nuo vamzdžio ašies iki pamušalo, b e yra numatomas ekrano plotis - atstumas tarp ekrano išorinių vamzdžių ašių, paimtas pagal brėžinius.
z – ekrano vamzdžių skaičius, paimtas iš brėžinių arba apskaičiuotas pagal formulę:
Gabalai, vamzdžių skaičius suapvalinamas iki artimiausio sveikojo skaičiaus. (2.5.1–6)
Vidutinis apšviestas ekrano vamzdžio ilgis nustatomas pagal brėžinį.
Ekrano vamzdžio ilgis matuojamas degimo kameros tūryje nuo tos vietos, kur vamzdis įsukamas į viršutinį būgną arba kolektorių, iki vietos, kur vamzdis įsukamas į apatinį būgną.
Sienos plotas, kurį užima ekranas:
F pl = b e *l e *10 -6, m 2 (2.5.1-7)
Spindulį priimantis ekranų paviršius:
N e = F pl * x, m 2 (2.5.1-8)
12 lentelė – Degimo kameros geometrinės charakteristikos
Krosnies sienų plotas F ST paimamas pagal 2.5.1-5 formulę.
Degimo kameros pluoštą priimantis paviršius apskaičiuojamas susumavus ekranų pluoštą priimantį paviršių pagal 11 lentelę.
Degiklių aukštis ir degimo kameros aukštis matuojami pagal brėžinius.
Santykinis degiklio aukštis:
Aktyvus degimo kameros tūris:
(2.5.1-10)
Degimo kameros ekranavimo laipsnis:
Efektyvus spinduliuojančio sluoksnio storis krosnyje:
2.5.2 Šilumos perdavimo degimo kameroje apskaičiavimas
Patikrinimo skaičiavimo tikslas – nustatyti išmetamųjų dujų šilumos sugertį ir parametrus prie išėjimo iš krosnies. Skaičiavimai atliekami aproksimacijos metodu. Norėdami tai padaryti, iš anksto nustatoma dujų temperatūra prie išėjimo iš krosnies ir apskaičiuojama keletas verčių, pagal kurias randama išėjimo iš krosnies temperatūra. Jei nustatyta temperatūra skiriasi nuo priimtos daugiau nei ± 100°C, tada nustatykite naują temperatūrą ir pakartokite skaičiavimą.
Degimo produktų radiacinės savybės
Pagrindinė degimo produktų spinduliuotės charakteristika yra sugerties galios kriterijus (Bouguer kriterijus) Bu = kps, kur k – degimo terpės sugerties koeficientas, p – slėgis degimo kameroje, s – efektyvusis spinduliuojančio sluoksnio storis. Koeficientas k apskaičiuojamas pagal iš krosnies išeinančių dujų temperatūrą ir sudėtį. Ją nustatant atsižvelgiama į triatominių dujų spinduliuotę. Pirmą kartą apytiksliai nustatome degimo produktų temperatūrą prie išėjimo iš krosnies iki 1100°C.
Degimo produktų entalpija prie išėjimo iš krosnies:
, kJ/m 3 , (2.5.2-1)
kur visos minimalios ir didžiausios vertės paimtos pagal 7 lentelę.
KJ/m3. (2.5.2-2)
Spindulių sugerties koeficientas degimo produktų dujinėje fazėje:
1/(m*MPa) (2,5,2–3)
čia k 0 g – koeficientas, nustatytas pagal nomogramą (1). Norint nustatyti šį koeficientą, reikės šių dydžių:
p = 0,1 MPa – slėgis degimo kameroje;
5 lentelė, skirta ugniai = 0,175325958;
5 lentelė, skirta ugniai = 0,262577374;
p n = p* = 0,0262577374 MPa;
s – pagal 12 lentelę = 1,39 m;
p n s = 0,0365 m*MPa;
10 p n s = 0,365 m*MPa;
Suodžių dalelių spindulių sugerties koeficientas:
1/(m*MPa) (2,5,2–4)
kur T yra oro pertekliaus prie krosnies išleidimo angos koeficientas pagal 2 lentelę;
m,n – atitinkamai anglies ir vandenilio atomų skaičius junginyje;
C m H n – anglies ir vandenilio kiekis sausoje kuro masėje pagal 1 lentelę;
T '' T.Z = v '' T.Z + 273 – dujų temperatūra krosnies išėjimo angoje, kur v '' T.Z = 1100°C.
1/(m*MPa) (2,5,2–5)
Degimo terpės sugerties koeficientas:
k = k r + mk c , 1/(m*MPa) (2.5.2-6)
čia k r – degimo produktų dujinės fazės spindulių sugerties koeficientas pagal 2.5.15 formulę;1; m – santykinio degimo kameros užpildymo šviečiančia liepsna koeficientas, dujoms = 0,1; k c – suodžių dalelių spindulių sugerties koeficientas pagal 2.5.16 formulę;1.
k = 2,2056 + 0,1*1,4727 = 2,3529 1/(m*MPa) (2,5,2–7)
Sugerties pajėgumo kriterijus (Bouguer kriterijus):
Bu = kps = 2,3529 * 0,1 * 1,39 = 0,327 (2,5,2–8)
Faktinė Bouguer kriterijaus vertė:
Bendro šilumos perdavimo krosnyje apskaičiavimas
Naudingosios šilumos išsiskyrimas krosnyje Q T priklauso nuo turimos kuro šilumos Q P, šilumos nuostolių q 3 ir šilumos, patenkančios į krosnį oru. Suprojektuotame katile nėra oro šildytuvo, todėl šiluma į krosnį patenka šaltu oru:
, kJ/m 3 , (2.5.2-10)
kur a T yra oro pertekliaus krosnyje koeficientas (žr. 2 lentelę) = 1,05,
Aš 0х.в.
– šalto oro entalpija = (ct) *V H 0 = 387,652 kJ/m 3.
KJ/m3. (2.5.2-11)
Grynasis šilumos išsiskyrimas krosnyje:
, kJ/m 3 , (2.5.2-12)
KJ/m 3 (2.5.2-13)
Dujų temperatūros apskaičiavimas krosnies išleidimo angoje
Dujų temperatūra krosnies išėjimo angoje priklauso nuo kuro adiabatinio degimo temperatūros, Bouguer kriterijaus Bu, degimo kameros sienelių šiluminio įtempio q st, ekranų šiluminio naudingumo koeficiento y, lygio. degiklių x Г ir kiti kiekiai.
Adiabatinė kuro degimo temperatūra pateikta 7 lentelėje pagal naudingosios šilumos išsiskyrimą krosnyje, kuri yra lygi degimo produktų entalpijai krosnies pradžioje.
,°С, (2.5.2-14)
, K. (2.5.2-15)
°C, (2.5.2-16)
(2.5.2-18)
Šilumos sulaikymo koeficientas:
Vidutinė bendra 1 m 3 kuro degimo produktų šiluminė galia:
, kJ/(m 3 *K) (2.5.2–19)
KJ/(m 3 *K) (2,5,2–20)
Norėdami apskaičiuoti vidutinį ekranų šiluminio naudingumo koeficientą y CP, užpildykite lentelę:
| m 3 /s. (2.4.3–9) 13 lentelė – Ekranų šiluminio naudingumo koeficientas |
||||||
| katilo elementas |
||||||
| Firebox priekinis ekranas |
||||||
| Galinis krosnelės ekranas |
||||||
| Degimo kameros kairysis ekranas |
||||||
| Dešinės pusės degimo kameros ekranas |
Iš viso Sy I F pl i
(2.5.2-21)
Vidutinis ekranų šiluminio naudingumo koeficientas:
Dūmų balasto parametras:
Parametras M, kuriame atsižvelgiama į santykinio degiklių lygio įtaką šilumos mainų intensyvumui kamerinėse krosnyse, išmetamųjų dujų balastavimo laipsnį ir kitus veiksnius:
(2.5.2-23)
kur M 0 yra gazolinių krosnių su sieniniais degikliais koeficientas, M 0 = 0,4.
(2.5.2-24)
Numatoma dujų temperatūra degimo kameros išleidimo angoje:
Degimo produktų temperatūros apskaičiavimo krosnies išleidimo angoje tikslumo tikrinimas.
Kadangi ji yra mažesnė nei ±100°C, šią temperatūrą laikome galutine ir pagal ją nustatome entalpiją pagal 7 lentelę.
, kJ/m 3 (2,5,2–25)
Šiluminis krosnies suvokimas.
Šilumos kiekis, sugertas krosnyje spinduliuojant iš 1 m 3 dujinio kuro:
Q L = j(Q T – I'' T), kJ/m 3 (2,5,2–26)
Q L = 0,98 (37023,03 – 18041,47) = 18602,19. kJ/m3
Specifinis degimo kameros tūrio šiluminis įtempis:
kW/m 3 (2,5,2–27)
Specifinis degimo kameros sienelių šiluminis įtempis:
KW/m 2 (2,5,2–28)
14 lentelė – Šilumos perdavimo krosnyje skaičiavimas
| m 3 /s. (2.4.3–9) |
10 lentelė – Šilumos balanso apskaičiavimas. |
Vardas |
Paskyrimas |
Apskaičiuota |
| Aktyvus degimo kameros tūris |
||||
| Degimo kameros sienelių paviršiaus plotas |
Remiantis |
|||
| Ekrano kampas |
Pagal pav. 5,3 iš (3) |
|||
| Sienos plotas, kurį užima ekranas |
||||
| Efektyvus spinduliuojančio sluoksnio storis |
||||
| Degimo kameros spindulį priimančio paviršiaus plotas |
||||
| Taršos faktorius |
pagal 13 lentelę |
|||
| Ekranų šiluminio naudingumo koeficientas |
||||
| Spindulį priimančio paviršiaus šiluminio naudingumo koeficientas |
||||
| Dujų temperatūra krosnies išleidimo angoje |
iš anksto pasirinkta |
|||
| Dujų entalpija prie išėjimo iš krosnies |
Pagal 1 pav |
|||
| Šalto oro temperatūra |
||||
| Šilumos kiekis, įvestas į krosnį su oru |
||||
| Naudingas šilumos išsiskyrimas krosnyje |
|
|||
| Adiabatinė degimo temperatūra |
Pagal 1 pav., priklausomai nuo |
|||
| Vidutinė suminė degimo produktų šiluminė galia |
kJ/(m 3 *K) |
|||
| Bendra triatominių dujų dalis |
Pagal 5 lentelę |
|||
| Slėgis degimo kameroje |
||||
| Dalinis slėgis triatominės dujos |
||||
| Triatominių dujų spindulių slopinimo koeficientas |
||||
| Suodžių dalelių spindulių slopinimo koeficientas |
|
|||
| Spindulio slopinimo koeficientas |
||||
| Parametras, kuriame atsižvelgiama į temperatūros pasiskirstymą krosnyje |
|
|||
| Bendras krosnies šilumos suvokimas |
j (Q T – I'' T) |
|||
| Faktinė dujų temperatūra krosnies išleidimo angoje |
|
2.6. Ketaus ekonomaizerio konstrukcinė šiluminė konstrukcija
15 lentelė – Ekonomaizerio geometrinės charakteristikos
| Pavadinimas, simbolis, matavimo vienetai |
Didumas |
|
| Vamzdžio išorinis skersmuo d, mm |
||
| Vamzdžio sienelių storis s, mm |
||
| Kvadratinės briaunos matmenys b, mm |
||
| Vamzdžio ilgis l, mm |
||
| Vamzdžių skaičius iš eilės z P , vnt. |
||
| Šildymo paviršius vieno vamzdžio dujų pusėje, NTR, m 2 |
||
| Aiškus skerspjūvis, skirtas dujoms praleisti viename vamzdyje F TR, m 2 |
||
| Šildymo paviršius dujų pusėje vienos eilės AG, m 2 |
||
| Laisvas skerspjūvis dujų kanalui F G, m 2 |
||
| Vandens kanalo skerspjūvis f B, m 2 |
||
| Ekonomaizerio N EK šildymo paviršius, m 2 |
||
| Ekonomaizerio eilučių skaičius n P, vnt. |
||
| Kilpų skaičius n PET, vnt. |
||
| Ekonomaizerio aukštis h EK, m |
||
| Bendras ekonomaizerio aukštis, atsižvelgiant į pjūvius S h EC, m |
d, s, b, b’ – paimta pagal 3 pav.;
l, z P – paimta iš ketaus ekonomaizerių charakteristikų lentelės;
N R ir F TR - paimti iš vieno VTI vamzdžio charakteristikų lentelės, priklausomai nuo vamzdžio ilgio.
Šildymo paviršius vienos eilės dujų pusėje yra lygus:
N R = N TP * z P .
Atviras skerspjūvis dujoms pratekėti yra lygus:
F G = F TP * z P .
Vandens pratekėjimo vienoje eilėje skerspjūvis yra lygus:
f V = p* d 2 VN /4* z P /10 6,
kur d VN = d – 2s – vidinis skersmuo vamzdžiai, mm.
Ekonomaizerio šildymo paviršius yra:
N EK = Q s .EK *V P *10 3 /k*Dt, (2,6-1)
čia Q s .EK – ekonomaizerio šilumos suvokimas, nustatytas pagal šilumos balanso lygtį, paimtas iš ketaus ekonomaizerių charakteristikų lentelės, BP – antrosios kuro sąnaudos, apskaičiuotos atliekant ankstesnę užduotį, k – šilumos perdavimo koeficientas, taip pat paimta iš ketaus ekonomaizerių charakteristikų lentelės, Dt yra temperatūra Slėgis taip pat nustatomas iš ketaus ekonomaizerių charakteristikų lentelės
N EK = 3140*0,133*10 3 /22*115 = 304,35 m (2,6-2)
Ekonomaizerio eilučių skaičius yra lygus (priimamas lyginis sveikasis skaičius):
n P = N EC / N P = 304,35 / 17,7 = 16 (2,6–3)
Kilpų skaičius yra toks: n PET = n P / 2 = 8. (2,6-4)
Ekonomaizerio aukštis lygus: h EK = n P * b * 10 -3 = 10 * 150/1000 = 1,5 m (2,6-5).
Bendras ekonomaizerio aukštis, atsižvelgiant į pjūvius, yra lygus:
S h EC = h EC + 0,5* n RAS = 1,5 + 0,5 * 1 = 2 m, (2,6–6)
kur n RAS yra remonto pjūvių, atliekamų kas 8 eilutes, skaičius.
3 pav. – VTI vamzdis
4 pav. – Ketaus ekonomaizerio VTI eskizas.
Išvada
Šiame kursinis darbas Atlikau garo katilo E (DE) - 6,5 - 14 - 225 GM, kurio kuras yra dujotiekio Kumertau - Išimėjus - Magnitogorskas dujos, terminį ir kalibravimą. Nustatė vandens, garų ir degimo produktų temperatūrą ir entalpiją šildymo paviršių ribose, katilo efektyvumą, kuro sąnaudas, geometrines ir šiluminės charakteristikos krosnelė ir ketaus ekonomaizeris.
Naudotos literatūros sąrašas
1. Gairės kursiniam projektui disciplinoje „Katilų įrengimai“. Ivanovas. 2004 m.
2. Esterkinas R.I. Katilų įrengimas. Kursinių ir diplomų projektavimas. – L.: Energoatomizdat. 1989 m.
3. Esterkinas R.I. Pramoninių katilų įrengimas. – 2-oji peržiūra ir papildomas – L.: Energoatomizdat. 1985 m.
4. Šilumos katilų skaičiavimas (Standartinis metodas). – 3-ioji peržiūra ir papildomas – Sankt Peterburgas: NPO TsKTI. 1998 m.
5. Roddatis K.F. Mažo galingumo katilų įrengimo vadovas. – M. 1985 m.
6. Garas ir karšto vandens boileriai. Nuorodų vadovas. – 2-oji peržiūra ir papildomas Sankt Peterburgas: „Dekanas“. 2000 m.
7. Garo ir karšto vandens boileriai. Nuorodų vadovas / Komp. A.K. Zykovas - 2-oji peržiūra. ir papildomas Sankt Peterburgas: 1998 m.
8. Lipovas Ju.M., Samoilovas Ju.F., Vilenskis T.V. Garo katilo išdėstymas ir terminis skaičiavimas. – M.: Energoatomizdat. 1988 m.
9. Aleksandrovas A.A., Grigorjevas B.A. Vandens ir vandens garų termofizinių savybių lentelės: vadovas. – M.: Leidykla MPEI. 1999 m.
Išradimas yra susijęs su katilų degimo kamerų kūrimu deginant skystąjį ir dujinį kurą. Konstrukcija susideda iš išorinės tvoros, kampinių arba plokščių liepsnos stabilizatorių, sumontuotų degimo tūrio viduje. Stabilizavimo zonų viduje įrengiami antriniai/tretiniai oro tiekimo vamzdžiai. Atšvaitai sumontuoti palei išorinę tvorą. Taigi kuro degimo organizavimo procesas apima papildomus kaitinamuosius paviršius, sumontuotus krosnies viduje. Jie naudojami ne tik kaip aušinimo paviršiai, bet ir kaip elementai, organizuojantys patį degimo procesą. Išradimas leidžia sumažinti degimo kameros matmenis. 3 atlyginimas f-ly, 3 lig.
Išradimas yra susijęs su katilų degimo kamerų kūrimu deginant skystąjį ir dujinį kurą. Yra žinomi katilo degimo kamerų, pagamintų iš gaubiančių ir ekrano šildymo paviršių (2), konstrukcijų. Ekrano arba dvigubo apšvietimo ekranai įvedami į degimo kameros tūrį, padidinantys šilumos pašalinimą degimo kameros ilgio arba aukščio vienetui, tai yra, šie šildymo paviršiai atlieka vieną funkciją - šilumos šalinimą. Kaip žinia, šiuolaikinio katilo degimo kamera atlieka dvi pagrindines funkcijas: degina kurą ir aušina dujas iki tam tikros temperatūros krosnies išleidimo angoje. Išradimo tikslas – sumažinti degimo kameros tūrį ir matmenis, įtraukiant į kuro degimo organizavimo procesą, įrengtą degimo kameros viduje. papildomi paviršiaišildymas, t.y. naudojant juos ne tik kaip vėsinančius paviršius, bet ir kaip elementus, organizuojančius patį degimo procesą, t.y., atliekančius ne vieną, o kelias funkcijas. Ši užduotis pasiekiama dėl to, kad skystojo ir dujinio kuro degimo kameroje, kurią sudaro uždarieji ir ekraniniai (dvigubos šviesos) šildymo paviršiai ir degiklio įtaisas, ekrano šildymo paviršiai yra išdėstyti kampinės arba plokščios liepsnos pavidalu. stabilizatoriai, kai kurie plokštieji stabilizatoriai montuojami kampu srautui, ortakiai įrengiami liepsnos stabilizatorių zonoje. Vidinis stabilizatorių paviršius izoliuojamas, pavyzdžiui, šaudant gunite ant smaigalių. Degimo kamerose plačiai naudojami kampiniai ir plokščios liepsnos stabilizatoriai dujų turbininiai varikliai(1). Minėtų stabilizatorių konstrukcija atlieka degimo proceso organizavimo funkciją, bet nedalyvauja šilumos pašalinime iš dujų. Fig. 1 parodytas degimo kameros skersinis pjūvis Fig. 2 - skyrius A-A pav. 1, pav. 3 - mazgas B pav. 1. Konstrukciją sudaro išorinė tvora 1, kampinė 2 arba plokščia 3 liepsnos stabilizatoriai, sumontuoti degimo tūrio viduje. Vamzdžiai antriniam (tretiniam) orui tiekti 4 įrengiami stabilizavimo zonų viduje. Srauto deflektoriai 5 montuojami palei išorinę tvorą 1. Projektuojama taip. Kuras prie įėjimo į kamerą iš anksto sumaišomas su pirminiu oru, kai pastarojo perteklius yra mažesnis nei 1. Antrinis ir tretinis oras, skirtas liesam mišiniui sudeginti, tiekiamas toliau palei dujų srautą tiesiai į liepsnos stabilizavimo zonas. oro perteklius iki minimalaus cheminio ir mechaninio perdegimo, apskaičiuoto pagal sąlygas. Kuro deginimas vyksta intensyviai šalinant šilumą kaitinimo paviršiais, kurie yra patys stabilizatoriai. Šilumos pašalinimas degimo metu, kalbant apie degimo temperatūros mažinimo poveikį, prilygsta atšaldytų dujų recirkuliacijai į liepsnos šerdį, o tai, kaip žinoma, padeda sumažinti azoto oksidų susidarymą. Degančiam mišiniui judant, kartu šalinant šilumą, mažėja srauto temperatūra, mažėja ir dujų tūris. Norint išlaikyti stabilizavimo pobūdį tame pačiame lygyje, patartina padidinti kampų atsidarymo kampą 2 > 1; riboje kampinis stabilizatorius transformuojasi (esant mažiems srautams) į skersai sumontuotą plokštę 3. Srauto išleidimo angoje plokštes patartina orientuoti pagal dujų sukimąsi. Atspindėti dujoms, judančioms išilgai gaubto sienelių, sumontuoti atšvaitai 5. Visa tai leidžia organizuoti kuro degimo ir jo aušinimo procesą į vieną, o tai leidžia sumažinti degimo matmenis. kamera, ypač ilgis.
Išradimo formulė
1. Skysto ir dujinio kuro deginimo katilo degimo kamera, susidedanti iš apgaubiančių ir ekrano šildymo paviršių bei degiklio, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad ekrano šildymo paviršiai yra išdėstyti kampinių arba plokščių liepsnos stabilizatorių pavidalu. 2. Kamera pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad dalis plokščių stabilizatorių yra sumontuoti kampu į lubas. 3. Kamera pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad liepsnos stabilizatorių srityje yra įrengti oro kanalai. 4. Kamera pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad vidinis stabilizatorių paviršius yra izoliuotas, pavyzdžiui, ant smaigalių prikišant gunito.
3.1 Katilų klasifikacija
Katilo dalis, kurioje dega kuras, vadinama pakura. Degant kurui katilo krosnyje išsiskiria šiluma, kuri iš degimo produktų (degimo dujų) metaliniais šildymo paviršiais perduodama vandeniui. Pakuros skirstomos į kamera Ir sluoksniuotas.
IN kamera Pakurose deginamas dujinis, skystasis ir kietasis (granulės arba granulės) kuras. Degimas vyksta krosnies tūryje. Degiklis yra glaudžiai sujungtas su kameros pakura. Paprasčiausia degiklių klasifikacija pagal deginamo kuro rūšį: dujiniai, skystojo kuro degikliai, kieto kuro degikliai (granulėms ar granulėms).
3.1 pav Dujų degiklis
. 1 - degiklio korpusas, 2 - degiklio pavara ir ventiliatorius, 3 - uždegiklis, 4 - automatinis degiklio valdymas, 5 - degiklio galvutė, 6 - oro padavimo reguliatorius, 7 - tvirtinimo flanšai.
Maži katilai, veikiantys kietu kuru, dažniausiai turi sluoksnines arba groteles.
Katilai su sluoksniuotomis degimo kameromis gali būti suskirstyti į šiuos pagrindinius tipus:
- viršutinio degimo katilai (3-3a pav.)
Apatinio degimo katilai (3-3c pav.)
Rotaciniai liepsnos katilai ir kt.
Ryžiai. 3.2 Mazutnaya skysto kuro degiklis. 1 – degiklio korpusas, 2 – oro reguliatorius, 3 – degiklio ventiliatorius, 4 – degiklio pavara, 5 – kuro siurblys, 6 – degiklio galvutė, 7 – purkštuko tvirtinimo strypas, 8 – purkštukai, 9 – degiklio automatinė valdymo sistema, 10 – degiklis . 
Ryžiai. 3.3 a – katilas su viršutiniu degimu, c – katilas su apatiniu degimu (1 – pirminis oras, 2 – antrinis oras, 3 – degimo dujos)
Viršutinė degimo katilo krosnis– tradicinis, skirtas degimui degalai sumažas lakiųjų medžiagų kiekis
. Terminis kuro skilimas ir susidarančių lakiųjų medžiagų bei kokso degimas vyksta pačiame tūryje kamera pakuros Didžioji dalis susidariusios šilumos spinduliuotės būdu perduodama krosnies sienelėms. Kai dega kuro sudidelis lakiųjų medžiagų kiekis
(mediena, durpės) krosnies tūryje palikti pakankamai vietos lakiosioms medžiagoms degti, kur tiekiamas antrinis oras.
Katilas su apatiniu degimu turi kuro šachtą, iš kurios nuolat tiekiamas kuras į groteles, kad būtų pakeista sudegusi. Judant šachtoje, kuras džiovinamas ir kaitinamas. Tam tikra kuro dalis dalyvauja deginant, didžioji dalis ant grotelių esančio kuro nėra termiškai apdorojama ir išlaiko savo pirminį lakiųjų medžiagų kiekį. Tiesiai prie ardų kuras dujofikuojamas, susidarančios lakiosios medžiagos išdega atskiroje degimo kameroje, kur tiekiamas antrinis oras, užtikrinantis pakankamai aukštą degimo temperatūrą. Viena iš papildomo degimo kameros sienelių dažniausiai yra keramikinė.
Atnaujinant katilą su sukamoji liepsna ir apatinio degimo katilas su rotacinis degimas
(3.4a pav), kuriame naudojamos degimo procesą stabilizuojančios keraminės grotelės. Dėl labai gerų šio katilo degimo sąlygų, papildomo degimo kameros tūris yra mažesnis, lyginant su katilu su apatiniu degimu.
Atskiras katilo tipas gali būti laikomas katilu su dviem atskirais
degimo kameros ( pakuros
) – universalus katilas (ryžių. 3.4b). Keičiantis kuro tiekimo ir kuro kainoms toks katilas yra labai patogus, nes gali kūrenti skystą kurą, malkas, medienos atliekas, durpes, briketines durpes, medžio granules (granules), anglį ir kt. Katile, kaip jau sakiau, du nepriklausomas draugas viena nuo kitos krosnis: krosnelė su viršutiniu kietojo kuro degimu ir pakura skystam kurui kūrenti, kurios priekyje sumontuotas skystojo kuro degiklis. Katilas skirtas vienu metu naudoti dviejų rūšių kurą. Degimas kietojo kuro, kurą reikėtų pilti dažniau, nei, pavyzdžiui, esant apatinei degimo kamerai, kurioje įrengta kuro velenas. Skysto kuro degiklis įsijungia automatiškai, jei sudegė kietasis kuras ir vandens temperatūra katile nukrenta žemiau leistinos ribos.
Paprastai šie katilai turi šilumokaitį karštas vanduo pagamintas iš spiralinių vamzdžių ir gali būti montuojamas elektriniai šildytuvai. Taigi katilas gali būti elektrinis, gali būti šildomas kietu ir skystu kuru ir su šiuo boileriu nereikia atskiro karšto vandens boilerio.
Ryžiai. 3.4 a – katilas su sukamąja liepsna, b – universalus katilas su dviem degimo kameromis (1 – pirminis oras, 2 – antrinis oras, 3 – degimo dujos).
3.2 Krosnies efektyvumo rodikliai
Ugnis- katilinės dalis, kurioje dega kuras.
Kuro degimo metu išsiskirianti šiluma per degimo produktus perduodama vandeniui šildymo paviršiai. Šildymo paviršiai dažniausiai gaminami iš metalo arba ketaus. Šilumos mainai tarp vidinių ir išorinę aplinką, atskirtas kaitinimo paviršiumi, atsiranda dėl spinduliuotės, konvekcijos ir šilumos laidumo. Degimo produktų šiluma į išorinį paviršių perduodama spinduliuotės ir konvekcijos būdu. Krosnyse radiacijos dalis yra daugiau nei 90%. Per kaitinamąjį paviršių medžiaga (metalas), taip pat nuosėdos ant išorinio kaitinimo paviršiaus ir apnašos vidinis paviršiusšildymas perduodamas šilumos laidumu.
Krosnių veikimui apibūdinti naudojami įvairūs rodikliai:
Šiluminė krosnies galia
– šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant kurą per laiko vienetą, kW
B– kuro sąnaudos, kg/s
K a t
– mažesnis kaloringumas kJ/kg
Priversti ugniakurą
– šilumos kiekis, išsiskiriantis per laiko vienetą krosnies skerspjūvio paviršiaus vienetui, kW/m 2
kur A yra krosnies skerspjūvio plotas, m2.
Savitoji krosnies tūrinė galia
– šilumos kiekis, išsiskiriantis krosnies tūrio vienetui per laiko vienetą, kW/m 3 .
čia V yra krosnies tūris, m 3.
Ardyno (sluoksnio) pakuros savitoji šiluminė galia– šilumos kiekis, išsiskiriantis iš grotelių paviršiaus per laiko vienetą.
R – grotelių paviršiaus plotas, m 2
V – degimo kameros tūris, m 3
Efektyvumas katilas pagaltiesioginis
pusiausvyrą randamas pagal naudingosios šilumos Q kas santykį su į pakurą tiekiamos šilumos kiekiu:
kur G yra vandens srautas per katilą,
h 1 – vandens entalpija prie įėjimo į katilą
h 2 – iš katilo išeinančio vandens entalpija
Efektyvumas katilas(bendrasis efektyvumas neapima energijos suvartojimo savo reikmėms) Autoriusnetiesioginis
pusiausvyrą:
Kur q 2 – šilumos nuostoliai su dūmų dujomis;
q 3 – šilumos nuostoliai dėl cheminių medžiagų. nepakankamai sudegintas;
q 4 – šilumos nuostoliai iš kailio. nepakankamai sudegintas;
q 5 – šilumos nuostoliai dėl katilo aušinimo;
q 6
– šilumos nuostoliai dėl fizinės šlako šilumos.
Norint rasti grynąjį efektyvumą. katilas turi pašalinti šilumos srautą q s ot
Ir elektros energija q e ot
savo reikmėms:
Paprastai suvartojama savo reikmėms (pūstuvų, siurblių ir kt. eksploatavimui) dujoms ir skystas kuras katilų yra ne daugiau kaip 0,3... 1%. Kuo katilas galingesnis, tuo procentas mažesnis.
Efektyvumas katilas esant vardinei apkrovai skiriasi nuo efektyvumo. kola esant dalinei apkrovai. Kai katilo apkrova tam tikru dydžiu sumažinama žemiau vardinės apkrovos, sumažėja šilumos nuostoliai su išmetamosiomis dujomis ir chemikalais. nepakankamai sudegintas. Aušinimo nuostoliai išlieka tokie patys, o jų procentas žymiai padidėja. Ir tai yra priežastis, kodėl mažėjant katilo apkrovai mažėja ir efektyvumas. katilas
Atskiras klausimas yra katilo nuostoliai periodinio veikimo metu, kuriuos paprastai sukelia šios priežastys:
Nuostoliai dėl išorinio aušinimo;
Q k.f. – fizinė kuro šiluma;
Q p – garų šiluma, kuri naudojama kurui išpurkšti krosnyje arba tiekiama po degimo grotelėmis;
Q k a – dujinio kuro degimo šiluma.
Deginant naftą, sunaudojamo kuro šiluma apskaičiuojama pagal formulę:
Kur ΔQ ka endoterminio efekto šiluma, atsirandanti dėl nepilno karbonatų skilimo:
Visiškai suskaidžius k CO 2 = 1 ir ΔQ ka = 0
Į katilinę tiekiama šiluma Q t k skirstoma į naudingai naudojamas K 1
Ir šilumos nuostoliai:
Q 2 – su išmetamosiomis dujomis;
Q 3 – nuo cheminio perdegimo;
Q 4 – dėl mechaninio perdegimo;
Q 5 – nuo katilo aušinimo;
Q 6 – su fizine šlako šiluma.
Panaudotą kuro šilumą Q t k prilyginus šilumos sąnaudoms, gauname:
Ši išraiška vadinama šilumos balanso lygtis katilo montavimas.
Šilumos balanso lygtis procentais:
G 
de
3.4 Katilo šilumos nuostoliai
3.4.1 Iš katilo išeinančių dujų šilumos nuostoliai
kur Hv. g. – katilo išmetamųjų dujų entalpija kJ/kg arba kJ/m 3 (sudegintas kuras 1 kg arba 1 m 3)
αv. g – oro pertekliaus koeficientas
H 0 k . õ – oro entalpija, reikalinga 1 kg arba 1 m 3 kuro sudeginti (prieš oro šildytuvą), kJ/kg arba kJ/m 3.
Kur V i – sudedamųjų dalių (V RO 2, V N2, VO2, V H2O) tūriai išmetamųjų dujų masės arba kuro tūrio vienetui m 3 / kg, m 3 / m 3
c' i– atitinkamos dujų dedamosios izobarinė tūrinė šiluminė galia kJ/m 3 ∙K
θ
v.g - iš katilo išeinančių dujų temperatūra.
Pagal šilumos nuostolių kiekį q
2
turi didelę įtaką abiem išmetamųjų dujų temperatūraθ
v.g , ir oro pertekliaus santykisαv. g.
Išmetamųjų dujų temperatūra pakyla dėl šildymo paviršių užteršimo, katilo, veikiančio vakuume, oro pertekliaus koeficientas yra
dėl padidėjusio nuotėkio. Paprastai šilumos nuostoliai q 2
yra 3...10 proc., tačiau dėl minėtų veiksnių gali padidėti.
Už praktinis apibrėžimas q 2
Šilumos katilo bandymo metu reikia nustatyti išmetamųjų dujų temperatūrą ir oro pertekliaus koeficientą. Norint nustatyti oro pertekliaus koeficientą, būtina išmatuoti RO 2, O 2, CO procentinį kiekį dūmų dujose.
Šilumos nuostoliai dėl chemiškai nepilno kuro degimo (cheminis perdegimas)
Nuostoliai dėl cheminio perdegimo atsiranda dėl to, kad dalis kuro degiosios medžiagos lieka nepanaudota krosnyje ir iš katilo išeina dujų komponentų pavidalu (CO, H 2, CH 4, CH...). Visiškas šių degiųjų dujų sudegimas yra beveik neįmanomas dėl žemos temperatūros už pakuros. Pagrindinis cheminio perdegimo priežastys taip:
Nepakankamas oro srautas į pakurą
prastas oro ir kuro maišymas,
Mažas krosnies tūris, kuris lemia kuro buvimo krosnyje laiką, kurio nepakanka pilnam kurui sudeginti,
Žema temperatūra krosnyje, kuri sumažina degimo greitį;
Per daug aukšta temperatūra krosnyje, o tai gali sukelti degimo produktų disociaciją.
Su tinkamu oro kiekiu ir gerai maišant q 3
priklauso nuo konkrečios krosnies tūrinės galios. Optimali krosnies tūrinė galia, kur q 3
minimumas priklauso nuo deginamo kuro, degimo technologijos ir krosnies konstrukcijos. Šilumos nuostoliai dėl cheminio perdegimo yra 0...2% esant specifinei tūrinei galiai q v
= 0,1 ... 0,3
M.W./
m 3
.
Krosnyse, kuriose vyksta intensyvus kuro degimas q v
= 3... 10
M.W./
m 3
, nėra šilumos nuostolių dėl cheminio perdegimo.
Šilumos nuostoliai dėl mechaninio nepilno degimo (dėl mechaninio perdegimo)
Šilumos nuostoliai dėl mechaninio degimo q 4 atsiranda dėl degaus kuro kiekio kietuose degimo likučiuose, išeinančiame iš katilo. Dalis kietos degiosios medžiagos, kurioje yra anglies, vandenilio ir sieros, kartu su išmetamosiomis dujomis išeina viršutinėje krosnies dalyje. 1. lakieji pelenai , kai kurie kietieji degūs likučiai kartu pašalinami nuo grotelių arba iš po grotelių 2. su šlaku ; gali būti dalinis 3. kuro gedimas per tinklelio ląsteles.
Deginant skystąjį ir dujinį kurą, mechaninio išdeginimo nuostolių nėra, išskyrus tuos atvejus, kai susidaro suodžiai, kurie kartu su išmetamosiomis degimo dujomis pašalinami iš katilo.
Nuostoliai dėl mechaninio gedimo gali būti apskaičiuojami pagal formulę:
kur α r, α v, α lt - konkretūs kiekiai kietos degiosios liekanos, kurios buvo pašalintos iš grotelių (α r), arba iš po ardelių, kaip iškritusios pro jas (α v), arba iš katilo kartu su degiomis dujomis lakiųjų pelenų pavidalu (α lt).
Р r, Р v, Р lt – degios medžiagos procentinė dalis trijuose degiuosiuose likučiuose.
Q t k – sunaudota šiluma kJ/kg;
Šilumos nuostoliai dėl išorinio katilo aušinimo
Šilumos nuostoliai dėl išorinio katilo aušinimo atsiranda dėl šilumos prasiskverbimo per pamušalą ir šilumos izoliacija. Šilumos nuostoliai q 5 priklauso nuo pamušalo storio ir katilo montavimo dalių šilumos izoliacijos storio. Didelių (galingų) katilų atveju katilo paviršius yra mažesnis, palyginti su tūriu ir q 5 neviršija 2 proc.
Katilams, kurių galia mažesnė nei 1 MW, aušinimo nuostoliai nustatomi eksperimentiniu būdu. Už tai išorinis paviršius katilas padalintas į mažesnes dalis F i
, kurio viduryje matuojamas šilumos srautas q i
W/
m 2
.
Ryžiai. 13.5. Katilo paviršiaus išorinio aušinimo priklausomybė nuo katilo garo galios.
Jei šilumos skaitiklio nėra, paviršiaus temperatūra matuojama kiekvienos katilo paviršiaus dalies viduryje ir šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal formulę:
čia α yra vidutinis šilumos perdavimo koeficientas nuo išorinio katilo paviršiaus į aplinką (orą) W/
m 2
∙K
Δ
t = t F – t õ
– vidutinis temperatūrų skirtumas tarp katilo paviršiaus ir vidutinė temperatūra oro.
A yra katilo išorinio paviršiaus plotas, susidedantis iš n dalių su plotu F i m 2 .
Šilumos nuostoliai su fizine šlako šiluma
čia α r – santykinis iš katilo krosnies pašalinto šlako kiekis
t r – šlako temperatūra 0 C
c r – specifinė šilumašlako kJ/ kg∙K
Kietojo kuro degikliai
Daugelyje šalių bandoma kieto kuro katilų įranga, siekiant automatizuoti jos veikimą. Jei medžio drožlės naudojamos kaip kuras, tai dažniausiai tokio kuro degiklis yra kuro degiklis.
Ryžiai. 3.6 STOKER – degiklis.
Granuliuotam kurui (granulėms) deginti naudojamas specialus EcoTec degiklis.
3.7 pav EcoTec degiklis granulėms deginti.
Yra du pagrindiniai granulinių katilų tipai, pirmasis yra katilai su specialiais granulių degikliais (tiek išoriniais, tiek vidiniais), o antrasis - daugiau paprasti modeliai, paprastai perdarytas iš pjuvenų drožlių katilų, kuriuose nėra degiklio, o granulės deginamos degimo armatūrose. Pirmojo tipo granulinius katilus savo ruožtu galima suskirstyti į du pogrupius: įmontuojamus granulinius degiklius ir granulinius degiklius, kuriuos galima išmontuoti ir katilą perjungti į kitą kuro rūšį (anglį, medieną).
Taigi pirmiausia išsiaiškinkime, apie ką mes kalbame.
Pirmoji grupė apima šiuos sprendimus Rusijos rinka Junkers katilas + EcoTec degiklis ir kt. Struktūriškai šis sprendimas – kieto kuro katilas su jame sumontuotu granuliniu degikliu.
Antrajai grupei priklauso Fachi ir jo Rytų Europos klonai, Benekovas ir kt.
Taigi, kaip matome, labai skiriasi specializuoto degiklio buvimas ir nedidelis granulių tiekimo sistemos skirtumas. Tiksliau tai atrodo taip:
Kuo skiriasi granulių degiklis ir degimo detalės?
Pirma, granulės ant granulių degiklio dega geriau nei ant degimo jungiamųjų detalių, kad specializuotas granulių degiklis turi jutiklius, turinčius įtakos granulių degimui (pavyzdžiui, temperatūros jutiklis, optinis liepsnos jutiklis) ir papildomus aktyvius mechanizmus (; pelenų maišytuvas, savaiminio uždegimo sistema). Degiklio komplikacija, viena vertus, lemia didesnį viso katilo efektyvumą, tačiau, kita vertus, kaina už tai yra sudėtingesnė (taigi ir brangesnė) valdymo sistema.Antra, oro padavimas specializuotame degiklyje yra nukreiptas ir, kaip taisyklė, zoninis, t.y. Yra pirminė oro tiekimo zona ir antrinė oro tiekimo zona. Taip nėra su įprastomis degimo detalėmis.
Granulių padavimo sistema
Granulių degikliams granulių tiekimo sistema „skaldoma“ į dvi nepriklausomas dalis, kurių kiekviena turi savo atskirą elektros variklį - išorinis varžtas ir vidinis varžtas, paprastai prijungtas mažai tirpsta žarna kas yra papildoma apsauga(be pagrindinių) nuo priešpriešos.Iš pjuvenų perdarytų katilų granulės į degimo armatūrą tiekiamos standžiu sraigtu.
Kiti skirtumai atsiranda dėl maitinimo sistemos skirtumo:
Bunkeris – degikliuose su standžiu sraigtu bunkerio dydis yra ribotas. nors galima statyti ant esamo bunkerio. Sistemose su granulių degikliais galima suprojektuoti bet kokio dydžio bunkerį.
Tūrinio degimo granulių degiklio pavyzdys yra Švedijos kompanijos EcoTec granulinis degiklis.
|
1. |
sraigto vamzdis nuleistas į bunkerį |
7. |
katilo sienelės su aušinimo skysčiu |
|
2. |
išorinio sraigto elektrinis variklis |
8. |
oro kanalas |
|
3. |
lydanti žarna* |
9. |
varžtas tiekiant granules į degimo zoną |
|
4. |
vidinis bunkerio sraigtas |
10. |
oro pūstuvas |
|
5. |
vidinis degiklio bunkeris (dalytuvas) |
11. |
granulių degimo zona |
|
6. |
nendrinis vožtuvas* |
„Šalto“ granulių degiklio paleidimas
 nuotrauka 1. Ventiliatorius
|
|
Katilo „šalto“ paleidimo metu, turint informaciją iš lygio jutiklio apie granulių buvimą vidiniame sraigte ir atitinkamai degimo zonoje, įjungiama savaiminio uždegimo sistema. Tada, kai liepsnos jutiklis aptinka atvirą ugnį, įjungiamas maksimalus oro tiekimas tolesniam uždegimui. Po kurio laiko katilas persijungia į režimą normalus veikimas. Nesėkmingai paleidus, priklausomai nuo degiklio veikimo algoritmo, galimas: papildomas granulių tiekimas, oro prapūtimas ir savaiminio uždegimo sistemos pakartotinis paleidimas. Yra modelių, kurie aušinimo skysčio siurblį įjungia tik pasiekus nustatytą temperatūrą ir sustabdo jai nukritus. |
|
Katilo „šalto“ paleidimo metu, turint informaciją iš lygio jutiklio apie granulių buvimą vidiniame sraigte ir atitinkamai degimo zonoje, įjungiama savaiminio uždegimo sistema. Tada, kai liepsnos jutiklis aptinka atvirą ugnį, įjungiamas maksimalus oro tiekimas tolesniam uždegimui. Po kurio laiko katilas grįžta į normalų darbą. Nesėkmingai paleidus, priklausomai nuo degiklio veikimo algoritmo, galimas: papildomas granulių tiekimas, oro prapūtimas ir savaiminio uždegimo sistemos pakartotinis paleidimas. Yra modelių, kurie aušinimo skysčio siurblį įjungia tik pasiekus nustatytą temperatūrą ir sustabdo jai nukritus. |
Normalus granulių degiklio darbo režimas
Po uždegimo degiklis pereina į įprastą darbo režimą. Prieš tai nustačius reikiamą degiklio galią (pavyzdžiui, įsigijote 25 kW galios degiklį 150 kvadratinių metrų apšildyti, šiuo atveju optimalu būtų degiklio galią sumažinti iki 10-15 kW), degiklio veikimo temperatūrų diapazonas nustatyta, pavyzdžiui, apatinė riba yra 70 C, o viršutinė riba 85 C. Algoritmas yra toks - kai aušinimo skysčio temperatūra pasiekia viršutinę ribą, katilas sustoja ir pereina į budėjimo režimą, po kurio prasideda temperatūra. nukristi, tada, kai peržengia apatinę ribą, katilas automatiškai įsijungia. Informacija apie temperatūros pokyčius gaunama iš išorinio temperatūros jutiklio, sumontuoto šildymo sistemoje (baterija), arba vidinio katilo jutiklio. Atitinkamai, kuo didesnis šis diapazonas, tuo ilgesnės gali būti pertraukos tarp granulinio katilo įjungimo/išjungimo.Pradedant nuo budėjimo režimo
Paleidimas iš budėjimo režimo įvyksta, kai viršijama apatinė nustatyta temperatūros riba. Pagrindinis skirtumas nuo katilo šalto užvedimo procedūros yra tas, kad tokiu atveju iš pradžių įjungiamas ventiliatorius, kuris uždega rūkstančios granulės. Kai kuriais atvejais galima įjungti vidinį sraigtą, kad būtų galima tiekti naujas granules, kurios pakeis sudegusias. Savaiminio uždegimo sistema gali įsijungti po kelių nesėkmingų bandymų paleisti (nors tai galbūt rodo, kad nuo katilo sustabdymo praėjo daug laiko ir paleidimas gali būti laikomas „šaltu“).Dinaminis degiklio galios pokytis
Dinaminiu galios pokyčiu turime omenyje tokią situaciją: tarkime, kaip ir aukščiau pateiktame pavyzdyje, jūsų degiklis dirba 75% galimos galios, t.y. to pakanka normaliam šildymo sistemos funkcionavimui ir reikiamo komforto užtikrinimui. Jei, pavyzdžiui, žiemą temperatūra nukrenta aplinką, degiklis užtruks ilgiau, kol pasieks viršutinę ribą ir greičiau nukris iki apatinės ribos, tačiau sukonfigūruotos galios pakaks jūsų namams šildyti.Dabar įsivaizduokite situaciją, jūs turite sumontuotą karšto vandens katilą ir nusprendėte tai padaryti šalta naktis metus praustis po dušu tuo pačiu metu, tokiu atveju aušinimo skysčio temperatūros kritimas gali būti gana staigus, o po kurio laiko galite pajusti savo kailiu, kad katilas „netraukia“ apkrovos, nepaisant to, kad jis veikia piko režimu. Kaip tik tokiais atvejais naudojama dinamiško degiklio galios keitimo sistema. Tokiu atveju degiklis automatiškai padidins darbinę galią iki 100%, o pasiekęs reikiamą temperatūrą grįš atgal.
Degiklio išjungimas įprastu režimu
Gavus komandą iš valdymo pulto arba išorinio jungiklio (pvz., GSM modemo), jis išsijungia išorinė sistema tiekia granules, o vidinis sraigtas likusias granules tiekia į degimo zoną, tuo pačiu ventiliatorius pradeda tiekti orą maksimaliu greičiu, kad likusios granulės būtų kuo greičiau degančios. Praėjus nurodytam laikui ir gavus signalą, kad liepsnos nėra, valdymo pultas išjungia degiklį. Verta paminėti, kad kai degiklis išjungtas, kurį laiką galima toliau stebėti (temperatūra ir liepsna, kad būtų išvengta atbulinės eigos).Tikslus granulių degiklio derinimas
Jei turite papildomų granulių degiklio jutiklių, galite tiksliai sureguliuoti jo veikimą.Reguliuojami parametrai yra granulių tiekimo greitis ir tiekiamo oro kiekis.
Kaip indikatoriai naudojami temperatūros davikliai, lambda zondas, išmetamųjų dujų temperatūros davikliai, slėgio davikliai ir kt.
Optimalūs granulių degiklio veikimo parametrai nustatomi pagal klientų poreikius, tačiau, kaip taisyklė, tai yra mažiausios kuro sąnaudos.