Al calcular la cámara de combustión según los dibujos, es necesario determinar: el volumen de la cámara de combustión, el grado de blindaje, la superficie de las paredes y el área de las superficies calefactoras receptoras de radiación, como así como características de diseño Tubos de pantalla (diámetro de la tubería, distancia entre ejes de la tubería).
Para determinar las características geométricas de la cámara de combustión, se elabora un boceto de la misma. El volumen activo de la cámara de combustión consiste en el volumen de las partes superior, media (prismática) e inferior de la cámara de combustión. Para determinar el volumen activo de la cámara de combustión, se debe dividir en una serie de formas geométricas elementales. parte superior el volumen de la cámara de combustión está limitado por el techo y la ventana de salida, cubierta con un adorno o la primera fila de tuberías superficie convectiva calefacción Al determinar el volumen de la parte superior del horno, sus límites se consideran el techo y el plano que pasa por los ejes de la primera fila de tubos de festón o la superficie de calentamiento por convección en la ventana de salida del horno.
La parte inferior de los fogones de cámara está limitada por un hogar o un embudo frío, y los fogones de capas - rallar con una capa de combustible. Se considera que el límite de la parte inferior del volumen de las cámaras de combustión es el plano horizontal inferior o condicional que pasa por el centro de la altura del embudo frío.
Superficie total de las paredes del horno. (F CONNECTICUT. ) calculado a partir de las dimensiones de las superficies que limitan el volumen de la cámara de combustión. Para hacer esto, todas las superficies que limitan el volumen de la cámara de combustión se dividen en elementales. formas geométricas. El área de superficie de las paredes de mamparas y mamparas de dos luces se determina como el doble del producto de la distancia entre los ejes de los tubos exteriores de estas mamparas y la longitud iluminada de las tuberías.
1. Determinación del área de las superficies que rodean el horno.
De acuerdo con el revestimiento típico del horno de la caldera DKVR-20-13, que se muestra en la Figura 4, calculamos el área de las superficies que lo encierran, incluida la cámara giratoria. El ancho interior de la caldera es de 2810 mm.
Figura 4. Diagrama del horno de la caldera DKVR-20 y sus principales dimensiones.
El cálculo de verificación de la cámara de combustión consiste en determinar la temperatura real de los gases de combustión a la salida de la cámara de combustión del grupo caldera mediante la fórmula:
, oC (2.4.2.1)
donde T a es la temperatura teórica absoluta de los productos de combustión, K;
M es un parámetro que tiene en cuenta la distribución de la temperatura a lo largo de la altura de la cámara de combustión;
- coeficiente de conservación del calor;
Вр – consumo estimado de combustible, m 3 /s;
Fst – superficie de las paredes del horno, m2;
- valor medio del coeficiente de eficiencia térmica de las pantallas;
- grado de negrura del hogar;
Vc av – capacidad calorífica total media de los productos de combustión de 1 m 3 de combustible en el rango de temperatura 
, kJ/(kg·K);
– emisividad del cuerpo negro, W/(m 2 K 4).
Para determinar la temperatura real 
, primero fijamos su valor de acuerdo con las recomendaciones 
. Con base en la temperatura aceptada de los gases a la salida del horno y la temperatura adiabática de combustión del combustible O a determinamos pérdidas de calor, y según lo aceptado 
- características de emisión de gases. Luego, utilizando las características geométricas conocidas de la cámara de combustión, obtenemos mediante cálculo la temperatura real a la salida del horno.
El cálculo de verificación de la cámara de combustión se realiza en la siguiente secuencia.
Para la temperatura previamente aceptada 
Determinamos la entalpía de los productos de combustión a la salida del horno según la tabla 2.2.1. 
.
Calculo la liberación de calor útil en la cámara de combustión mediante la fórmula:
KJ/m3 (2.4.2.2)
donde Q in es el calor introducido en el horno por el aire: para calderas sin calentador de aire está determinado por la fórmula:
, kJ/m 3 (2.4.2.3) kJ/m 3
Q pulg.pulg. – calor introducido en la unidad de caldera con el aire que entra en ella, calentado fuera de la unidad: tomamos Q in.in = 0, ya que el aire delante de la caldera KVGM-30-150 en el proyecto considerado no se calienta;
rH g.otb. – calor de los productos de combustión en recirculación: tomamos rH g.otb.
= 0, ya que el diseño de la caldera KVGM-23.26-150 no prevé la recirculación de gases de combustión
La temperatura de combustión teórica (adiabática) O a está determinada por el valor de la liberación de calor útil en el horno Q t = N a.
Según la tabla 2.2.1 para N a = 33835,75 kJ/m 3 determinamos O a = 1827,91 o C.
,
(2.4.2.4)
Determinamos el parámetro M dependiendo de la posición relativa de la temperatura máxima de la llama a lo largo de la altura de la cámara de combustión (x t) cuando se quema gas según la fórmula: 
,
(2.4.2.5)
Dónde
donde H g es la distancia desde la cámara de combustión al eje del quemador, m;
Нт – distancia desde el piso del horno hasta el centro de la ventana de salida del horno, m;
Para la caldera KVGM-23.26, la distancia N g = N t, luego x t = 0,53.
,
(2.4.2.6)
Determinamos el parámetro M dependiendo de la posición relativa de la temperatura máxima de la llama a lo largo de la altura de la cámara de combustión (x t) cuando se quema gas según la fórmula: 
El coeficiente de eficiencia térmica de las pantallas está determinado por la fórmula: 
;
x – coeficiente de blindaje condicional; determinado por el nomograma, con S = 64 mm, d = 60 mm, S/d = 64/60 = 1,07, luego x = 0,98;
Determinamos el espesor efectivo de la capa radiante en la cámara de combustión:
, metro (2.4.2.7)
donde V t, F st – volumen y superficie de las paredes de la cámara de combustión, m 3 y m 2. Lo determinamos según la documentación de diseño de la caldera KVGM-23.26-150.
V t = 61,5 m 3, F st = 106,6 m 2;
El coeficiente de atenuación de rayos para una llama luminosa es la suma de los coeficientes de atenuación de rayos por gases triatómicos (k r) y partículas de hollín (k s) y cuando se quema gas se determina mediante la fórmula:
,
(2.4.2.8)
donde r p es la fracción de volumen total de gases triatómicos: determinada a partir de la tabla 2.1.2.
El coeficiente de atenuación de los rayos por gases triatómicos k r está determinado por la fórmula:
,
(2.4.2.9)
donde p p es la presión parcial de los gases triatómicos;
, MPa (2.4.2.10)
donde p es la presión en la cámara de combustión de la caldera funcionando sin purga: p = 0,1 MPa, ;
- temperatura absoluta de los gases a la salida de la cámara de combustión, K (igual a la aceptada según estimaciones preliminares)
El coeficiente de atenuación de los rayos por partículas de hollín está determinado por la fórmula:
,
(2.4.2.11)
¿Dónde está la relación entre el contenido de carbono e hidrógeno en la masa de trabajo del combustible? Para el combustible gaseoso se acepta:
,
(2.4.2.12)
El grado de negrura de la llama (a f) para combustibles gaseosos se determina mediante la fórmula:
donde a sv es el grado de oscuridad de la parte luminosa de la antorcha, determinado por la fórmula:
(2.4.2.14)
y r es el grado de negrura de los gases triatómicos no luminosos, determinado por la fórmula:
;
(2.4.2.15) m es un coeficiente que caracteriza la proporción del volumen de combustión lleno con la parte luminosa de la antorcha.
Determinamos la carga específica del volumen de combustión:
, kW/m 3 (2.4.2.16)
entonces metro = 0,171.
(2.4.2.17)
El grado de negrura de la cámara de combustión cuando se quema gas está determinado por la fórmula:
Geométricamente, la cámara de combustión se caracteriza por dimensiones lineales: ancho frontal en, profundidad 6T y altura hT (Fig. 5.2), cuyas dimensiones están determinadas por la potencia térmica de la cámara de combustión, Fig. 5.2. Los tiempos principales son las características térmicas y fisicoquímicas: medidas de la cámara de combustión y del combustible. El producto /t = at6t, m2, es la sección de la cámara de combustión a través de la cual c es suficientemente alta velocidad(7-12 m/s) pasan gases de combustión calientes.
El ancho del frente delgado de las calderas de vapor de las centrales eléctricas es ag = 9,5 - g - 31 m y depende del tipo de combustible quemado, potencia térmica
(capacidad de vapor) vapor . Con un aumento en la potencia de una caldera de vapor, el tamaño aumenta, pero no en proporción al aumento de potencia, lo que caracteriza un aumento en las tensiones térmicas de la sección transversal del horno y la velocidad de los gases en ella. El ancho estimado del frente en, m, se puede determinar mediante la fórmula
Shf£)0"5, (5.1)
Donde D es la producción de vapor de la caldera, kg/s; gpf es un coeficiente numérico que varía de 1,1 a 1,4 al aumentar la producción de vapor.
La profundidad de la cámara de combustión es 6T = b - f - 10,5 my se determina colocando los quemadores en las paredes de la cámara de combustión y asegurando el libre desarrollo de la antorcha en la sección transversal de la cámara de combustión para que la alta temperatura Las lengüetas del soplete no ejercen presión sobre las pantallas de la pared de enfriamiento. La profundidad de la cámara de combustión aumenta a 8-10,5 m cuando se utilizan quemadores más potentes con un mayor diámetro de la tronera y cuando están ubicados en varios (dos o tres) niveles en las paredes de la cámara de combustión.
La altura de la cámara de combustión es hT = 15 - 65 m y debe garantizar la combustión casi completa del combustible a lo largo de la antorcha dentro de la cámara de combustión y la colocación en sus paredes de la superficie requerida de las rejillas necesarias para enfriar los productos de la combustión. a una temperatura dada. Según las condiciones de combustión del combustible, la altura requerida del horno se puede establecer a partir de la expresión
Kor = ^gtpreb, (5.2)
Donde Wr - velocidad promedio gases en la sección transversal del horno, m/s; tpreb es el tiempo de residencia de una unidad de volumen de gas en el horno, s. En este caso, es necesario que tpreb ^ Tburn, donde tburn es el tiempo de combustión completa de las fracciones más grandes de combustible, s.
La principal característica térmica de los dispositivos de combustión de las calderas de vapor es energía térmica hornos, kW:
Vk0t = Vk(SZI + 0dOP+SZg.v), (5.3)
Caracterizando la cantidad de calor liberado en el horno durante la combustión del consumo de combustible Vk, kg/s, con el calor de su combustión kJ/kg y teniendo en cuenta fuentes adicionales de liberación de calor (Zdog), así como el calor del aire caliente que ingresa. del horno QrB (ver Capítulo 6, se resalta el nivel de los quemadores). mayor número calor, el núcleo de la antorcha se encuentra aquí y la temperatura del ambiente de combustión aumenta bruscamente. Si atribuimos toda la liberación de calor en la zona de combustión extendida a lo largo de la altura del horno a la sección transversal de la cámara de combustión al nivel de los quemadores, obtenemos una característica de diseño importante: la tensión térmica de la sección transversal de la cámara de combustión. .
Los valores máximos permitidos de qj están estandarizados dependiendo del tipo de combustible quemado, la ubicación y el tipo de quemadores y van desde 2.300 kW/m2 - para carbones con mayores propiedades de escoria, hasta 6.400 kW/m2 - para carbones de alta calidad. con altas temperaturas de fusión de cenizas. A medida que aumenta el valor de qj, aumenta la temperatura de la llama en el horno, incluso cerca pantallas de pared, el flujo de calor de la radiación sobre ellos aumenta notablemente. El límite de los valores de qj se determina para combustibles sólidos con la excepción del proceso intensivo de escoriado de las pantallas de pared, y para el gas y el fueloil, el aumento máximo permitido en la temperatura del metal de las tuberías de la pantalla.
La característica que determina el nivel de liberación de energía en un dispositivo de combustión es el voltaje térmico permitido del volumen de combustión, qv, kW/m3:
Donde VT es el volumen de la cámara de combustión, m3.
También están estandarizados los valores de tensiones térmicas admisibles del volumen de combustión. Varían desde 140 - 180 kW/m3 cuando se quema carbón con eliminación de escoria sólida hasta 180 - f - 210 kW/m3 con eliminación de escoria líquida. El valor de qy está directamente relacionado con el tiempo medio de residencia de los gases en la cámara de combustión. Esto se desprende de las relaciones siguientes. El tiempo de permanencia de una unidad de volumen en el horno está determinado por la relación entre el volumen real del horno con el movimiento de elevación de los gases y el segundo volumen de consumo de gases:
£273TUG "
Tireb - T7 = -------- ------ r. ACERCA DE)
Kek BKQ№aTTr
¿Dónde está la fracción promedio de la sección transversal de la cámara de combustión que tiene un movimiento de elevación de gases? valor £t = 0,75 - r 0,85; - volumen reducido específico de gases resultantes de la combustión de combustible por unidad (1 MJ) de calor liberado, m3/MJ; valor = 0,3 - f 0,35 m3/MJ - respectivamente, valores extremos para la combustión gas natural y carbones marrones muy húmedos; Eso - temperatura promedio gases en el volumen de combustión, °K.
Teniendo en cuenta la expresión (5.5), el valor de tprsb en (5.6) se puede representar de la siguiente manera:
Donde tT es un complejo de valores de cantidades constantes.
Como se desprende de (5.7), al aumentar la tensión térmica qy (aumentar el caudal volumétrico de gas), el tiempo de residencia de los gases en la cámara de combustión disminuye (Fig. 5.3). La condición Tpreb = Tgor corresponde al valor máximo permitido qy, y este valor según (5.5) corresponde al volumen mínimo permitido de la cámara de combustión kmin.
Al mismo tiempo, como se indicó anteriormente, las superficies de la pantalla de la cámara de combustión deben asegurar el enfriamiento de los productos de combustión a una temperatura determinada en la salida del horno, lo que se logra determinando tamaños requeridos paredes y, por tanto, el volumen de la cámara de combustión. Por lo tanto, es necesario comparar el volumen mínimo del horno V^Mmi desde la condición de combustión del combustible y el volumen requerido del horno desde la condición de enfriamiento de los gases a una temperatura determinada.
Como regla general, Utokhya > VTmm, por lo que la altura de la cámara de combustión está determinada por las condiciones de enfriamiento del gas. En muchos casos, esta altura requerida del horno excede significativamente su valor mínimo correspondiente a V7",H, especialmente cuando se quema carbón con mayor lastre externo, lo que conduce a un diseño de caldera más pesado y caro.
Se puede lograr un aumento de las superficies de enfriamiento sin cambiar las dimensiones geométricas de la cámara de combustión mediante el uso de pantallas de doble luz (ver Fig. 2.5) ubicadas dentro del volumen de combustión. En las cámaras de combustión de potentes calderas de vapor con un ancho muy desarrollado del frente del horno, el uso de dicha pantalla hace que la sección transversal de cada sección en planta sea cercana a un cuadrado, lo que es mucho mejor para organizar la combustión del combustible y obtener un campo más uniforme de temperaturas de gas y tensiones térmicas de las pantallas. Sin embargo, una pantalla de este tipo, a diferencia de una pantalla de pared, percibe un intenso flujo de calor en ambos lados (de ahí el nombre - doble luz) y se caracteriza por tensiones térmicas más altas, lo que requiere un enfriamiento cuidadoso de la tubería metálica.
La absorción de calor de las rejillas de combustión, obtenida por la radiación del soplete QJU kJ/kg, se puede determinar a partir de balance de calor horno, como diferencia entre la liberación de calor total específica en la zona del núcleo del soplete al nivel de los quemadores, sin tener en cuenta la transferencia de calor a las rejillas, QT, kJ/kg,
Y calor específico(entalpía) de los gases a la salida del horno H" cuando una pequeña parte del calor se libera (pérdida) al exterior a través de las paredes termoaislantes del Calor:
Qn = Qr - Í" - Qhot = (QT ~ , (5.8)
Donde (/? = (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:
Donde FC3T es la superficie de las paredes del horno, cubiertas con mamparas, m2.
El cálculo de la cámara de combustión se puede realizar mediante verificación o método constructivo.
Durante los cálculos de verificación, se deben conocer los datos de diseño de la cámara de combustión. En este caso, el cálculo se reduce a determinar la temperatura de los gases a la salida del horno θ” T. Si, como resultado del cálculo, θ” T resulta ser significativamente mayor o menor que el valor permitido, luego se debe cambiar al recomendado reduciendo o aumentando las superficies de calentamiento receptoras de radiación del horno NL.
Al diseñar la cámara de combustión, se utiliza la temperatura recomendada θ”, lo que elimina la escoria de las superficies de calentamiento posteriores. En este caso, se determina la superficie de calentamiento requerida para recibir radiación de la cámara de combustión N L, así como el área de las paredes F ST en las que se deben instalar mamparas y quemadores.
Para realizar un cálculo térmico del hogar se elabora un boceto del mismo. Volumen de la cámara de combustión V T; la superficie de las paredes que limitan el volumen F ST; área de rejilla R; superficie de calentamiento efectiva receptora de radiación N L; El grado de apantallamiento X se determina según los diagramas de la Fig. 1. Los límites de lo activo.
El volumen de combustión V T son las paredes de la cámara de combustión y, en presencia de rejillas, los planos axiales de los tubos de la rejilla. En el tramo de salida, su volumen está limitado por la superficie que pasa por los ejes del primer haz de caldera o festón. El límite del volumen de la parte inferior de la cámara de combustión es el suelo. Si hay un embudo frío, el límite inferior del volumen del hogar se considera convencionalmente como el plano horizontal que separa la mitad de la altura del embudo frío.
La superficie total de las paredes del horno F st se calcula sumando todas las superficies laterales que limitan el volumen de la cámara de combustión y la cámara de combustión.
La superficie de la parrilla R se determina a partir de los dibujos o de los tamaños estándar de los correspondientes dispositivos de combustión.
Nos preguntamos
t΄salida =1000°C.
Figura 1. Boceto de la cámara de combustión.
Área de cada pared del hogar, m2
Toda la superficie de las paredes del horno. F st, m 2
La superficie de calentamiento que recibe radiación del horno N l, m 2, se calcula mediante la fórmula
Determinamos el parámetro M dependiendo de la posición relativa de la temperatura máxima de la llama a lo largo de la altura de la cámara de combustión (x t) cuando se quema gas según la fórmula: F sustantivo, masculino, plural— incógnita- superficie de recepción del haz de las pantallas murales, m 2 ; F pl = licenciado en Derecho- zona de la pared ocupada por mamparas. Definido como el producto de la distancia entre los ejes de los tubos exteriores de una pantalla determinada. b, m, por longitud iluminada de tubos de pantalla yo, valor yo determinado de acuerdo con los diagramas de la Fig. 1.
incógnita- coeficiente angular de irradiación de la pantalla, dependiendo del paso relativo de los tubos de la pantalla Dakota del Sur y la distancia desde el eje de los tubos tamiz hasta la pared del horno (nomograma 1).
Aceptamos X=0,86 con S/d=80/60=1,33
El grado de blindaje de la cámara de combustión.
Espesor efectivo de la capa radiante de la cámara de combustión, metro
La transferencia de calor al horno desde los productos de combustión al fluido de trabajo se produce principalmente debido a la radiación de gases. El objetivo del cálculo de la transferencia de calor en el horno es determinar la temperatura de los gases a la salida del horno υ”t mediante un nomograma. En este caso, primero es necesario determinar las siguientes cantidades:
M, a F, V R ×Q T /F ST, θ teoría, Ψ
El parámetro M depende de la posición relativa de la temperatura máxima de la llama a lo largo de la altura del hogar X T.
Para hogares de cámara con ejes de quemador horizontales y salida de gases superior del hogar:
X T = h G /h T = 1/3
donde h Г es la altura de los ejes del quemador desde el piso de la cámara de combustión o desde el centro del embudo frío; h T - la altura total de la cámara de combustión desde el piso o la mitad del embudo frío hasta la mitad de la ventana o mamparas de salida de la cámara de combustión cuando la parte superior de la cámara de combustión está completamente llena con ellas.
Al quemar gasóleo:
M=0,54-0,2Х T=0,54-0,2 1/3=0,5
El grado efectivo de oscuridad de la antorcha a Ф depende del tipo de combustible y de las condiciones de su combustión.
Cuando se quema combustible líquido, el grado efectivo de oscuridad de la antorcha es:
a Ф =m×a st +(1-m)×a g =0,55 0,64+(1-0,55) 0,27=0,473
donde m=0,55 es el coeficiente promedio en función de la tensión térmica del volumen de combustión; q V – liberación de calor específica por unidad de volumen de la cámara de combustión.
En valores intermedios de q V el valor de m se determina mediante interpolación lineal.
a d, a sv es el grado de negrura que tendría la antorcha si todo el horno se llenara, respectivamente, solo con una llama luminosa o solo con gases triatómicos no luminosos. Las cantidades a cv y a g están determinadas por las fórmulas
a sv =1º -(Кг× Rn +Кс)Р S =1º -(0,4·0,282+0,25)·1·2,8 =0,64
a g =1º -Kg× Rn ×P S =1º -0,4 0,282 1 2,8 =0,27
donde e es la base de los logaritmos naturales; k r es el coeficiente de atenuación de los rayos por gases triatómicos, determinado mediante un nomograma teniendo en cuenta la temperatura a la salida del horno, el método de molienda y el tipo de combustión; r n =r RO 2 +r H 2 O – fracción de volumen total de gases triatómicos (determinada a partir de la Tabla 1.2).
Coeficiente de atenuación de rayos por gases triatómicos:
K r =0,45 (según nomograma 3)
Coeficiente de atenuación de los rayos por partículas de hollín, 1/m 2 × kgf/cm 2:
0,03·(2-1,1)(1,6·1050/1000-0,5)·83/10,4=0,25
Dónde A t – coeficiente de exceso de aire a la salida del horno;
С Р y Н Р – contenido de carbono e hidrógeno en el combustible de trabajo, %.
Para gas natural С Р /Н Р =0,12∑m×C m ×H n /n.
P – presión en el horno, kgf/cm2; para calderas sin presurización P=1;
S – espesor efectivo de la capa radiante, m.
Cuando se queman combustibles sólidos, el grado de negrura de la antorcha a Ф se encuentra mediante un nomograma, determinando el valor óptico total K×P×S,
donde P es la presión absoluta (en hogares con tiro equilibrado P = 1 kgf/cm 2); S – espesor de la capa radiante del hogar, m.
Liberación de calor al horno por 1 m 2 de superficies calefactoras que lo rodean, kcal/m 2 h:
q v = 
Liberación neta de calor en el horno por 1 kg de combustible quemado, nm 3:
donde Q in es el calor introducido por el aire en el horno (en presencia de un calentador de aire), kcal/kg:
QB =( a t-∆ a t-∆ a pp)×I 0 en +(∆ a t+∆ a pp)×I 0 xv =
=(1,1-0,1) 770+0,1 150=785
donde ∆ A t – la cantidad de succión en la cámara de combustión;
∆A pp – valor de succión en el sistema de preparación de polvo (seleccionado según la tabla). ∆ A pp = 0, porque aceite combustible
Entalpía de la cantidad de aire teóricamente necesaria Ј 0 g.v = 848,3 kcal/kg a la temperatura detrás del calentador de aire (preliminarmente aceptada) y aire frío Ј 0 aire frío. aceptado según la tabla 1.3.
La temperatura del aire caliente a la salida del calentador de aire se selecciona para fueloil, de acuerdo con la Tabla 3, t caliente. v-ha =250 ○ C.
La temperatura de combustión teórica υ theor = 1970°C se determina a partir de la Tabla 1.3 basándose en el valor encontrado de Q t.
Coeficiente de eficiencia térmica de las pantallas:
donde X es el grado de apantallamiento de la cámara de combustión (definido en las características de diseño); ζ – coeficiente condicional de contaminación de la pantalla.
El factor de contaminación condicional de los tamices ζ para fueloil es de 0,55 con tamices de tubo liso abiertos.
Habiendo determinado M, a Ф, В Р ×Q T /F CT ,υ theor, Ψ, encuentre la temperatura de los gases a la salida del horno υ˝ t usando el nomograma 6.
Si existe una diferencia en los valores de υ”t inferior a 50 0 C, se acepta como definitiva la temperatura de los gases a la salida del horno determinada según el nomograma. Teniendo en cuenta las abreviaturas en los cálculos, aceptamos υ" t = 1000°C.
Calor transferido en el horno por radiación, kcal/kg:
donde φ es el coeficiente de conservación de calor (del balance de calor).
La entalpía de los gases a la salida del horno Ј” Т se encuentra según la tabla 1.3 en A t y υ” t tensión térmica visible del volumen de combustión, kcal/m 3 h.
Clasificación
Tecnologías para la combustión de combustibles orgánicos.
Por método de combustión de combustible:
- en capas;
- cámara
Los hogares de capas, a su vez, se clasifican:
- Por ubicación relativa al revestimiento de la caldera:
- interno;
- remoto
- Según la ubicación de las rejillas:
- con barras horizontales;
- con rejas inclinadas.
- Según el método de organización del suministro y mantenimiento de combustible:
- manual;
- semimecánico;
- motorizado.
- Según la naturaleza de la organización de la capa de combustible sobre la parrilla:
- con parrilla de combustible fija;
- con una parrilla estacionaria y una capa de combustible que se mueve a lo largo de ella;
- con una parrilla móvil que mueve la capa de combustible que se encuentra sobre ella (moviendo la capa de combustible junto con la parrilla).
Los hogares de cámara se dividen en:
- Según el método de eliminación de escoria:
- con eliminación de escoria sólida;
- con eliminación de escoria líquida:
- cámara única;
- dos cámaras.
Cámara de combustión de capas
Cámara de combustión de capas
Los hornos en los que se quema combustible sólido grumoso en capas se denominan estratificados. Esta cámara de combustión consta de una rejilla que soporta una capa de combustible en trozos y una cámara de combustión en la que se queman los volátiles inflamables. Cada cámara de combustión está diseñada para quemar un tipo específico de combustible. Los diseños de los hogares son variados, y cada uno de ellos corresponde a un método de combustión específico. El rendimiento y la eficiencia de la instalación de la caldera dependen del tamaño y diseño del hogar.
Las cámaras de combustión en capas, según la naturaleza de la organización de la capa de combustible en la parrilla, se dividen en tres clases:
- Con una parrilla fija y una capa inmóvil de combustible sobre ella;
- Con una parrilla fija y una capa de combustible que se mueve a lo largo de ella;
- Con una parrilla móvil que mueve la capa de combustible que se encuentra sobre ella (moviendo la capa de combustible junto con la parrilla).
Dependiendo del grado de mecanización del suministro de combustible y eliminación de escoria, los hornos estratificados se dividen en:
- fogones operados manualmente (fogones manuales);
- semimecánico;
- totalmente mecanizado;
cámara de combustión
cámara de combustión
Los hornos de cámara se utilizan para quemar combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. En este caso, el combustible sólido primero debe molerse hasta obtener un polvo fino en instalaciones especiales de preparación de polvo (molinos de carbón), y el combustible líquido debe pulverizarse en gotas muy pequeñas en boquillas de fueloil. El combustible gaseoso no requiere preparación preliminar.
Características de la cámara de combustión
Características térmicas del hogar.
La cantidad de combustible que se puede quemar con pérdidas mínimas en una cámara de combustión determinada para obtener la cantidad de calor requerida está determinada por el tamaño y el tipo del dispositivo de combustión, así como por el tipo de combustible y el método de combustión. Los indicadores cualitativos del funcionamiento de un dispositivo de combustión incluyen la cantidad de pérdida de calor debido a la combustión química incompleta y la combustión insuficiente mecánica. El valor numérico de estas pérdidas es diferente para diferentes dispositivos de combustión; También depende del tipo de combustible y de cómo se quema. Entonces, para los fogones de cámara, el valor oscila entre el 0,5 y el 1,5%, para los fogones de capas, del 2 al 5% (pérdida de calor); con combustión de cámara de combustible es del 1-6%, con combustión de capa es del 6-14% (quema insuficiente).
Características de diseño de la cámara de combustión.
Los principales indicadores de diseño de la cámara de combustión son:
- Volumen de la cámara de combustión (m 3);
- Área de la pared del horno (m2);
- Área ocupada por la superficie receptora del haz (m2);
- Superficie Promenal (m2);
- El grado de cribado de las paredes del horno;
- Coeficiente de eficiencia térmica del horno.
Intercambio de calor en la cámara de combustión.
En la cámara de combustión se produce simultáneamente la combustión del combustible y un complejo intercambio de calor por radiación y convección entre el medio que la llena y las superficies calefactoras.
Las fuentes de radiación en los hornos durante la combustión de capas de combustible son la superficie de la capa caliente de combustible, la llama de combustión de sustancias volátiles liberadas del combustible y los productos de combustión triatómica C0 2, S0 2 y H 2 O.
En quema de polvo de combustible sólido y fuel oil, las fuentes de radiación son centros de llama formados cerca de la superficie de las partículas de combustible durante la combustión de volátiles distribuidos en la antorcha, partículas calientes de coque y cenizas, así como productos de combustión triatómica. Cuando el combustible líquido atomizado se quema en una antorcha, la radiación de las partículas de combustible es insignificante.
Cuando se quema gas, las fuentes de radiación son el volumen de la antorcha encendida y los productos de combustión triatómica. En este caso, la intensidad de la radiación de la antorcha depende de la composición del gas y de las condiciones del proceso de combustión.
El calor más intenso emitido por la llama de la quema de sustancias volátiles liberadas durante la combustión de combustibles sólidos y líquidos. La radiación del coque quemado y las partículas de ceniza calientes es menos intensa; la radiación de los gases triatómicos es la más débil. Los gases diatómicos prácticamente no emiten calor. Según la intensidad de la radiación en la región visible del espectro, se distinguen:
- luminoso
- semiluminoso
- antorchas no luminosas.
La radiación de una antorcha luminosa y semiluminosa está determinada por la presencia de partículas sólidas en la corriente del producto de combustión: coque, hollín y cenizas. La radiación de una antorcha no luminosa es la radiación de gases triatómicos. La intensidad de la radiación de las partículas sólidas depende de su tamaño y concentración en el volumen de combustión. En términos de intensidad de radiación específica, las partículas de coque se acercan a un cuerpo negro, pero cuando se quema polvo de combustible sólido, su concentración en la antorcha es baja (aproximadamente 0,1 kg/m3) y, por lo tanto, la radiación de las partículas de coque en las rejillas del horno es de 25 -30% de la radiación total del ambiente de combustión. Las partículas de ceniza llenan todo el volumen de combustión, su concentración depende del contenido de cenizas del combustible. La radiación térmica de las partículas de ceniza en los hornos de antorcha representa del 40 al 60% de la radiación total del entorno de combustión. Al quemar fuel oil y gas natural se forman partículas de hollín. En el núcleo de la columna están muy concentrados y tienen una alta emisividad. La radiación de gases triatómicos que llenan el volumen de la cámara de combustión está determinada por su concentración y el espesor del volumen de radiación.
La proporción de radiación de los gases triatómicos es del 20 al 30% de la radiación total. En los hornos de gasóleo, la longitud del soplete se divide convencionalmente en dos partes:
- brillante
- no luminoso
La intensidad de la radiación del núcleo del soplete de fueloil es 2-3 veces mayor que la del núcleo del soplete cuando se quema polvo de combustible sólido. La percepción del calor de las rejillas del hogar está determinada por la intensidad de la radiación del entorno de combustión y la eficiencia térmica de las rejillas. Un aumento en la intensidad de la radiación del entorno del horno aumenta el flujo de calor que incide en las pantallas. Reducir la eficiencia térmica de las mamparas reduce su percepción del calor.
Literatura
- Kiselev N.A. Instalaciones de calderas. - Moscú: Escuela Superior, 1979. - 270 p.
- Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Instalaciones de calderas de empresas industriales. - Moscú: Energía, Energoutomizdat, 1988. - 528 p. - 35.000 ejemplares. -