нагревательные печи. Курсовой проект
 Скачать 1.48 Mb.
|
2.3 Выбор типоразмера трубчатой печи и горелкиЦелью данного этапа является подбор печи, удовлетворяющей исходным данным и рассчитанным ранее параметрам, изучение ее характеристик и конструкции. Выбор типоразмера трубчатой печи осуществляется по каталогу [3] в зависимости от ее назначения, теплопроизводительности, вида топлива. Так как из задания известно, что топливом является мазут, а в ходе расчетов стала известна теплопроизводительностьQт =26,81 Гкал/ч, то по каталогу выбираем печь типа СКГ1. Печь - свободного вертикально-факельного сжигания комбинированного топлива, коробчатая, с горизонтальным расположением труб змеевика в одной камере радиации. Горелки типа ГГМ-5 или ГП расположены в один ряд в поду печи. На каждой боковой стороне камеры радиации установлены однорядные настенные трубные экраны, которые облучаются рядом вертикальных факелов. Трубный экран может быть однорядным и двухрядным стенным. При изменении теплопроизводительности горелок практически не меняется характер эпюры подводимых тепловых потоков на трубный экран. Так как в печи сжигается комбинированное топливо, на печи предусмотрен газосборник, через который газы сгорания отводятся в отдельно стоящую дымовую трубу. Таблица 3 - Техническая характеристика печи типа СКГ1 
В соответствии с сжигаемым топливом - мазут, подбираем по каталогу [5] горелку ГГМ-5 (ТУ 26-02-68-78). Горелка ГГМ-5 предназначена для раздельного и совместного сжигания жидкого и газообразного топлива в трубчатых печах типов СКГ1, СКВ и СЦВ4 со свободным факелом при поступлении воздуха, необходимого для сгорания топлива, инжекцией активными газовыми и парожидкостными струями, а также за счет разрежения в топочном пространстве печи. Газовая горелка расположена на внешней части корпуса горелки. Представляет собой систему, состоящую из газового кольцевого коллектора, на верхней дисковой части которого имеются 16 резьбовых отверстий для установки газовых сопл с паронитовыми прокладками. Соосно с соплами на расстоянии 60 мм от коллектора расположены 16 газовых инжекционных смесителей, соединенных сваркой с корпусом и наружной обечайкой. Газовая часть горелки имеет автономный регулятор воздуха. Таблица 4 - Техническая характеристика горелки ГГМ-5
Числогорелок, шт.: n=  шт. (27)Вывод: был подобрана печь СКГ1 по рассчитанной полной тепловой нагрузки печи, к печи была подобрана горелка ГГМ-5, рассчитали число горелок равной 9 шт..4 Упрощенный расчет камеры радиации Упрощенный расчет камеры радиации заключается в определении температуры продуктов сгорания, покидающих топку, и фактической теплонапряженности поверхности радиантных труб. Трубчатая печь имеет камеры радиации и конвекции. В камере радиации (топочная камера), где сжигается топливо, размещена радиантная поверхность (экран), поглощающая тепло в основном за счет радиации. В камере конвекции расположены трубы, воспринимающие тепло главным образом путем конвекции - при соприкосновении дымовых газов с поверхностью нагрева. Сырье последовательно проходит через конвекционные и радиантные трубы и поглощает тепло; обычно радиантная поверхность воспринимает большую часть тепла, выделяемого при сгорании топлива. Температуру продуктов сгорания находят методом итераций, используя уравнение:  , (28)где  - теплонапряженность поверхности радиантных труб (фактическая) и приходящаяся на долю свободной конвекции, кДж/м2ч;Hр - поверхность нагрева радиантных труб, м2;  - отношение поверхностей, зависящее от типа печи, от вида и способасжигания топлива,  [1, табл. XXI.3, с. 469]; - средняя температура наружной стенки радиантных труб, К; - коэффициент для топок с настильным факелом  [2, с. 42]; - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, , [2, с. 42].Суть расчета методом итераций заключается в том, что мы задаемся температурой продуктов сгорания Тп(зад.), которая находится в пределах 1000¸1200 К, и при этой температуре определяем все параметры, входящие в уравнение для расчета Тп. Далее по этому уравнению вычисляется Тп(расч.) и сравнивается полученное значение с ранее принятым. Если они не совпадают, то расчет возобновляется с принятием Тп, равной рассчитанной в предыдущей итерации. Расчет продолжается до тех пор, пока заданное и рассчитанное значения Тп не совпадут с достаточной точностью. Для первой итерации принимаем Тп(зад.) = 1000 К. Таблица 5 - Зависимость средней массовой теплоемкости газов при постоянном давлении сР [кДж/кг∙К] от абсолютной температуры Тп(зад.)=1000К
Определение максимальной температуры продуктов сгорания:  , (29)где То - приведенная температура, То=313 К, [2 с. 43]; ηт - КПД топки, ηт =0,96, [2 с. 42]; mi, сi - количества газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива и теплоемкости продуктов сгорания, определяющиеся в программе на каждой итерации при Тп;  Таблица 6 - Зависимость средней массовой теплоемкости газов при постоянном давлении сР [кДж/кг∙К] от абсолютной максимальной температуры Тmax=2158,636К
Коэффициент прямой отдачи рассчитывается по формуле:  , (30)где qmax, qTп, qух - теплосодержание продуктов сгорания соответственно при температурах Tmax, Tп(зад.), Тух, рассчитывается по формуле 17; ηт - коэффициент полезного действия топки, ηт = 0,96 [2, с. 42]. Определение теплосодержания продуктов сгорания (qTп, qmax, qух) при всех температурах (Тп(зад.), Тmax, Тух) по формуле 17: qTп = (1000 - 273) ∙ (3,22696 ∙ 1,06825 + 0,9 ∙ 2,0514 + 0,944 ∙ 1,0071 + 13,548 ∙ 1,0792 + 0,02 ∙ 0,7534) = 15179,929 кДж/кг; qmax= (2158,636 - 273) ∙ (3,22696 ∙ 1,23302+ 0,9 ∙ 2,2407+ 0,944 ∙ 1,09868+ 13,548 ∙ 1,1797 + 0,02 ∙ 0,8696) =43770,633 кДж/кг; qух = 5326,044кДж/кг (рассчитано ранее). Расчет коэффициента прямой отдачи:  .Фактическая теплонапряженность поверхности радиантных труб:  ккал/м2×ч. (31)Температура наружной стенки экрана вычисляется по формуле:  , (32)где a2 = 600¸1000 ккал/м2×ч×К - коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту; принимаем a2 = 800 ккал/м2×ч×К; d - толщина стенки трубы, d = 0,008 м (2, табл. 5); l = 30 ккал/м×ч×К - коэффициент теплопроводности стенки трубы; dзол. /l зол. - отношение толщины к коэффициенту теплопроводности зольных отложений; для жидких топлив dзол. /l зол. = 0,002 м2×ч×К/ккал (2, с. 43);  0С - средняя температура нагреваемого продукта; К.Теплонапряженность поверхности радиантных труб, приходящаяся на долю свободной конвекции:  , (33) ккал/м2×ч.Итак, температура продуктов сгорания, покидающих топку:  К.Как видим, рассчитанная температура Тп(расч.) не совпадает со значением, принятым в начале расчета, следовательно расчет повторяем, принимая Тп(зад.) = Тп(расч.)=  К.Результаты расчетов представлены в таблице 6. Таблица 7 - Итерационный расчет температуры продуктов сгорания № итерации Тп(зад.), К Тmах, К qmax,  qTп, m , q,К  , Тп(расч.),
Рассчитываем количество тепла, переданное продукту в камерах радиации:  , (34) кДж/ч.Принципиальная схема расположения труб в камере радиации представлена на рисунке 6. Выводы: ) рассчитали температуру продуктов сгорания, покидающих топку, при помощи метода последовательного приближения; ее значение Тп = 1070 К; ) фактическая теплонапряженность поверхности радиантных труб при этом составила qр = 24318,462 ккал/м2×ч, не превышает величину допустимой теплонапряженности поверхности радиантных труб 35000 ккал/м2·ч. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||