При расчете высоты призматической топки с учетом условий горе­ния общая длина факела разбивается условно на две зоны: зону актив­ного горения и зону дожигания.

; При одноярусном расположении горелок (рис. 11-1,а) протяжен­ность* зоны активного горения определяется как расстояние от устья

Горелок до вертикальной оси топки (горизонтальный участок факела), а протяженность зоны дожигания Л3.д — как расстояние от горизонталь­ной оси горелок до плоскости, в которой заканчивается выгорание топ­лива до заданного значения механического недожога <74.

При многоярусном расположении горелок (рис. 11-1,6) протяжен­ность зоны активного горения определяется как сумма длины горизон­тального участка факела и расстоянии между ярусами горелок, а про­тяженность зоны дожигания — как расстояние от горизонтальной оси верхнего яруса горелок до плоскости, в которой заканчивается выгора­ние топлива до заданного значения <74.

Я)

Рис. 11-1. Схемы топочных камер с жидким (а) и твердым (б) шла - коудалением

Целью расчета является определение протяженности зоны дожи­гания А3.д и величины объема топки У3.д, в котором обеспечивается вы­жиг топлива до заданного значения механического недожога <74 при отсутствии химического недожога (<7з = 0).

Определение общего объема и высоты топочной камеры, а также величины поверхностей нагрева, которые необходимо разместить в топке для обеспечения температуры, исключающей шлакование на выходе из нее, производится по «Тепловому расчету котельных агрегатов (норма­тивный метод)» [40].

При жидком шлакоудалении высота топки от начала ската шла­кового пода до конца зоны дожигания (рис. 11-1,а) определяется по формуле:

-^Т. З.Д ЛЯр (^яр м. (11-1)

При твердом шлакоудалении в активный объем топки включается дополнительно объем холодной воронки до середины ее высоты (рис. 11-1,6). В этом случае

Нт. ъ.а = ^яр(^яр—м» (И"2)

Где /гв — высота холодной воронки, м (принимается равной 0,5—0,7ат); hr — расстояние от оси нижнего яруса горелок до начала ската шлако­вого пода (в топках с жидким шлакоудалением) или холодной воронки (в топках с твердым шлакоудалением), м (определяется по табл. 10-6); Ляр — расстояние между ярусами горелок, м (принимается по табл. 10-6)

Высота зоны дожигания определяется по следующей формуле:

Лз. д = - тг3-, м. (11-3)

Г X

Объем зоны дожигания для открытых призматических топок рас­считывается по формуле:

Уз. д = xVrB^L, м*, (11-4)

* о

Где т — время (в с), необходимое для выгорания топлива до заданного значения механического недожога, которое определяется по методике, изложенной в гл. 9; Vr — объем продуктов сгорания, м3/кг; В — расход топлива на котел, кг/с; Тф — расчетная температура факела, К.

В полуоткрытых топках время пребывания газов в зоне активного горенкя уменьшается по сравнению с открытыми призматическими. По­этому при определении высоты полуоткрытых топок величину Лз. д сле­дует увеличить по сравнению с расчетной на 25—30%.

Объем топки до конца зоны дожигания определяется по формуле:

Ут. З.Д“^ Т^т. З.Д, м3. (11-5)

Удельная мощность (теплонапряжение) части топки в зоне дожига­ния (по условиям горения)

(«■С=К71'М Вт/м.. (11«)

Пример расчета размеров топочной камеры с учетом условий горе­ния приведен в табл. ПЗ-2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РАСЧЕТ ПОТЕРИ ТЕПЛА ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Расчет выполнен применительно к парогенератору ТПП-2 ЮЛ (Ок = 264 кг/с; рии = = 25 МПа; Л, е = 565/570°С; /г. в=380°С) при сжигании пыли антрацита в полуоткрытой топке с жидким шлакоудалеиием при тепловом напряжении топочного объема дУ = = 0,175 МВт/мя.

Порядок и результаты расчета приведены в табл. П1-1.

Таблица П1-1

Пример расчета д*

Олределяемая величина	Расчетная формула или обосно­	Результат
Вание
Коэффициент избытка воз­	„Тепловой расчет котель­	1.2
Духа в конце топки ат	Ных агрегатов (нормативный метод)*
Тонина помола пыли /?9в;	Задана	8; 0,2
/?200 > %
Состав топлива, %	.Тепловой расчет котель­
Зольность Лр	Ных агрегатов (нормативный	22,9
Влажность РР	Метод)*	8,5
Углерод С Р		63,8
Водород Нр		1.2
Сера колчеданная Бр		1.0
Сера органическая Брр Азот Ир		0,7 0,6
Кислород Ор	То же	1.3
Теплота сгорания фЦ*	22,5
МДж/кг
Выход летучих Уг, %	• 9	3,5
Влажность пыли №п о/0		1.0
Размер наиболее крупной	Рис. 9-9	225.10-*
Частицы $01» м
Коэффициент полидисперс­	• 9	1,09
Ности 11
Потеря тепла от механи­	Табл. П4-2	3,0
Ческой неполноты сгорания
Топлива Ц% %
Теоретическая температу­	•Тепловой расчет котель­	2445
Ра горения Гтеор, К	Ных агрегатов (нормативный
Метод)“
Температура газов в конце	То же	1353
Топки Т"т» К
Положение максимума тем­	§ 9-4	0,2
Пературы в топочной камере

63,8+0,375* 1,7 100

Содержание горючих на ра­бочую массу l',p, °/ojj Беззольная и безводная коксовая масса Кр Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива при СП, V°f мз/кг J Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг кокса при СП, VK> мз/кг Объем трехатомных газов vro, * м3/кг 1,866 *

1790 3.26 4,25.10-^ 2.5 2,5.4,25.10-4 225*10-6

№л D «01 100 — И? р — Ар 100 1—(Vp+Ар+ W?)

Температура факела 7ф, К Рис. 9-8 Кинетическая константа Рис. 9-12 Горения /С» м/с Коэффициент диффузии Рис. 9-14 М2/с Диффузионный критерий Рис. 9-15 Нуссельта Кпд Коэффициент диффузион­ного массообмена аД01> м2/с

V

ЮО—8,5—22,9 3,5 ,00 =2,4 1—(0.024+0,229+0,085) = =0,662 0,0889(63.8+0.375-1,7) + +0.265-1,2—0.033-1,3= =6,0

= 4,75

Ср+ 0,3755?

0+к

100

0,0889(СР+0,375 Sp+K)+ +0,265Нр—0,033 Ор
Определяется по стехио­метрическому соотношению при горении С в С02
8,89
1.866	= 1.2

Давление в топочной ка­мере р, Н/м* Плотность коксового остат - Табл. 9-1 ка рк» кг/м3 Коэффициент формы частиц То же

Объем водяных паров Ин, о. м*/кг

Объем двухатомных газов мз/кг

Объем продуктов сгорания Уг, м3/кг

Универсальная газовая по­стоянная /?, Дж/(кмоль«К)

0,111ЯР+0,0124№Р+

+0,0161У°+0,0161[/°Х ХК-1)

0,79V°+0,8^5+(aT-l) V°

+ ^Н. О +

0.11Ы,2+0,0124-8,5+ +0,0161 -6+0,0161 -6X X(1.2—1)=0,36

0.79.6+0.8^ + (l,2-l)X

X6=5.96

1.2+0.36+5.96=7,52

8314,3

9.8-Ю4 1400

1.1

Время горения частиц пы­ли в топке1 т, с

22,5

0,175-7,52.6,6

VT 273

BVr Тф qvVT (Гф/273)

Определяемая величина	Расчетная формула или о'-о - Сг. О шнис	Резул
Коэффициент р	PxVrRTfy 1 — Wn	1400.7,52-8314,3-1790 * v y
	2‘22,4фр/СР 1 — ПTp	2-22,4-1,1.9.8-10«-0,66 A 1—0,01 X 1-0.085 - 5.35-10*
Коэффициент а	1/0 1 1 — Г" (вт ' VK *Р 1 - w*>	6.0 1 0,2—l)g gg-О ббХ 1—0,01 X 1—0.085 —
Комплекс2	_ К ЫидО аДо,	3,26 4.75 °,6®
Комплекса /2	Кх Р..	3,26-2.6 5,35-10«-225-10-« = °-69
Значение при л= 1	Левая часть рис. 9-5	0,019
Поправка на коэффициент полидисперсности £кин	Правая часть рис. 9-5	0,0062
Расчетное значение /™н при п—, 09	/*ин + &кин(л _ 1)	0,019+0.0062(1,09—1) = =0,02
Значение /ир при 1	Левая часть рис. 9-6	0,033
Поправка на коэффициент полидисперсности £пр	Правая часть рис. 9-6	0,0093
Расчетное значение /?£ при п=1,09	/"р + &пр(л _ 1)	0,033 + 0,0093(1,09—1) = =0,034
Фактическое значение Л	ГКИН | Ю.1 / гПО ГКИНч Мр [5] Nu^D (/1Р~ Jip )	0,02+0,69 (0,034—0,02) = =0,03
Потеря тепла с механичес­ким недожогом <74, %	/,*■> 5‘ 1 -®'р ICO,,л QJ |_|pn	34 1-0,085 O*03-0-6622,5 ' 1—0,01 X
	X100=2,8

1 При сжигании пыли грубого помола (Й01>ГЮО-Ю-6 мкм) проднтся поправка на отставание частиц ог потока (см. § 9-4). 8 Процесс выгорания протекает в промежуточной о1.пг п. и с преобладанием влияния кинетических фак­торов. _ _