Obliczając palenisko zgodnie z rysunkami, należy określić: objętość komory spalania, stopień jej ekranowania, powierzchnię ścian i powierzchnię powierzchni grzewczych odbierających promieniowanie, jak także cechy konstrukcyjne rury ekranowe (średnica rury, odległość osi rur).
Aby określić właściwości geometryczne paleniska, sporządza się jego szkic. Aktywna objętość komory spalania składa się z objętości górnej, środkowej (pryzmatycznej) i dolnej części paleniska. Aby określić aktywną objętość paleniska, należy ją podzielić na kilka elementarnych kształtów geometrycznych. Górna część objętość paleniska jest ograniczona sufitem i oknem wyjściowym, przykrytym girlandą lub pierwszym rzędem rur powierzchnia konwekcyjna ogrzewanie Przy określaniu objętości górnej części pieca za jej granice przyjmuje się strop i płaszczyznę przechodzącą przez osie pierwszego rzędu rur girlandowych lub konwekcyjną powierzchnię grzewczą w oknie wylotowym pieca.
Dolna część palenisk komorowych jest ograniczona paleniskiem lub zimnym lejkiem, a paleniska warstwowe - ruszt z warstwą paliwa. Za granice dolnej części objętości pieców komorowych przyjmuje się dolną lub warunkową płaszczyznę poziomą przechodzącą przez środek wysokości zimnego lejka.
Całkowita powierzchnia ścian pieca (F C.T. ) oblicza się na podstawie wymiarów powierzchni ograniczających objętość komory spalania. Aby to zrobić, wszystkie powierzchnie ograniczające objętość paleniska są podzielone na elementarne kształty geometryczne. Powierzchnię ścian ekranów i ekranów dwuświetlnych określa się jako dwukrotność iloczynu odległości między osiami najbardziej zewnętrznych rur tych ekranów i oświetlonej długości rur.
1. Określenie powierzchni powierzchni otaczających piec
Zgodnie z typową obudową paleniska kotła DKVR-20-13, pokazaną na rysunku 4, obliczamy pole powierzchni go otaczających, łącznie z komorą obrotową. Szerokość wewnętrzna kotła wynosi 2810 mm.
Rysunek 4. Schemat paleniska kotła DKVR-20 i jego główne wymiary
Obliczenie sprawdzające komorę spalania polega na ustaleniu rzeczywistej temperatury spalin na wyjściu z komory spalania bloku kotłowego ze wzoru:
, o C (2.4.2.1)
gdzie Ta jest bezwzględną teoretyczną temperaturą produktów spalania, K;
M to parametr uwzględniający rozkład temperatury na wysokości paleniska;
- współczynnik zachowania ciepła;
Вр – szacunkowe zużycie paliwa, m 3 /s;
Fst – powierzchnia ścian pieca, m2;
- średnia wartość współczynnika efektywności cieplnej ekranów;
- stopień zaczernienia paleniska;
Vc av – średnia całkowita pojemność cieplna produktów spalania 1 m 3 paliwa w danym zakresie temperatur 
, kJ/(kg·K);
– emisyjność ciała doskonale czarnego, W/(m 2 K 4).
Aby określić rzeczywistą temperaturę 
, najpierw ustalamy jego wartość zgodnie z zaleceniami 
. Na podstawie przyjętej temperatury gazu na wylocie z pieca oraz temperatury spalania adiabatycznego paliwa O a wyznaczamy straty ciepła i zgodnie z przyjętymi 
- charakterystyki emisyjne gazów. Następnie korzystając ze znanych charakterystyk geometrycznych komory spalania uzyskujemy poprzez obliczenie rzeczywistą temperaturę na wyjściu z pieca.
Obliczenia weryfikacyjne paleniska przeprowadza się w następującej kolejności.
Dla wcześniej przyjętej temperatury 
entalpię produktów spalania określamy na wyjściu z pieca zgodnie z tabelą 2.2.1 
.
Obliczam użyteczne wydzielanie ciepła w palenisku, korzystając ze wzoru:
KJ/m3 (2.4.2.2)
gdzie Q in jest ciepłem wprowadzanym do pieca przez powietrze: dla kotłów bez nagrzewnicy powietrza określa się według wzoru:
, kJ/m 3 (2.4.2.3) kJ/m 3
Q w.w. – ciepło wprowadzone do kotła wraz z powietrzem napływającym do niego, ogrzane na zewnątrz kotła: przyjmujemy Q in.in = 0, ponieważ powietrze przed kotłem KVGM-30-150 w rozpatrywanym projekcie nie jest podgrzewane;
rH g.otb. – ciepło produktów spalania w obiegu zamkniętym: bierzemy rH g.otb.
= 0, ponieważ konstrukcja kotła KVGM-23.26-150 nie przewiduje recyrkulacji spalin
Teoretyczną (adiabatyczną) temperaturę spalania O a wyznacza się na podstawie wartości ciepła użytecznego wydzielanego w piecu Q t = N a.
Zgodnie z tabelą 2.2.1 przy N a = 33835,75 kJ/m 3 wyznaczamy O a = 1827,91 o C.
,
(2.4.2.4)
Parametr M określamy w zależności od względnego położenia maksymalnej temperatury płomienia na wysokości paleniska (x t) podczas spalania gazu według wzoru: 
,
(2.4.2.5)
Gdzie
gdzie H g jest odległością od paleniska do osi palnika, m;
Нт – odległość od dna pieca do środka okna wylotowego pieca, m;
Dla kotła KVGM-23.26 odległość N g = N t, następnie x t = 0,53.
,
(2.4.2.6)
Parametr M określamy w zależności od względnego położenia maksymalnej temperatury płomienia na wysokości paleniska (x t) podczas spalania gazu według wzoru: 
Współczynnik sprawności cieplnej ekranów określa się ze wzoru: 
;
x – warunkowy współczynnik ekranowania; określone przez nomogram, gdzie S = 64 mm, d = 60 mm, S/d = 64/60 = 1,07, wówczas x = 0,98;
Określamy efektywną grubość warstwy promieniującej w palenisku:
, m (2.4.2.7)
gdzie V t, F st – objętość i powierzchnia ścian komory spalania, m 3 i m 2. Określamy to zgodnie z dokumentacją projektową kotła KVGM-23.26-150.
V t = 61,5 m 3, F st = 106,6 m 2;
Współczynnik tłumienia promieni dla świetlistego płomienia jest sumą współczynników tłumienia promieni przez gazy trójatomowe (k r) i cząstki sadzy (k s), a podczas spalania gazu określa się go wzorem:
,
(2.4.2.8)
gdzie r p jest całkowitym udziałem objętościowym gazów trójatomowych: określonym na podstawie tabeli 2.1.2.
Współczynnik tłumienia promieni przez gazy trójatomowe k r określa się ze wzoru:
,
(2.4.2.9)
gdzie p p jest ciśnieniem cząstkowym gazów trójatomowych;
, MPa (2.4.2.10)
gdzie p jest ciśnieniem w komorze spalania kotła pracującego bez przedmuchu: p = 0,1 MPa, ;
- temperatura bezwzględna gazów na wyjściu z komory spalania, K (równa przyjętej według wstępnych szacunków)
Współczynnik tłumienia promieni przez cząstki sadzy określa się ze wzoru:
,
(2.4.2.11)
Gdzie jest stosunek zawartości węgla i wodoru w masie roboczej paliwa: dla paliwa gazowego przyjmuje się:
,
(2.4.2.12)
Stopień czerni płomienia (a f) dla paliwa gazowego określa się ze wzoru:
gdzie a sv to stopień zaczernienia świecącej części pochodni, określony wzorem:
(2.4.2.14)
oraz r jest stopniem czerni nieświecących gazów trójatomowych, określonym wzorem:
;
(2.4.2.15) m jest współczynnikiem charakteryzującym proporcję objętości spalania wypełnioną świecącą częścią pochodni.
Określamy obciążenie właściwe objętości spalania:
, kW/m 3 (2.4.2.16)
wówczas m = 0,171.
(2.4.2.17)
Stopień czerni paleniska podczas spalania gazu określa się według wzoru:
Geometrycznie komorę spalania charakteryzują wymiary liniowe: szerokość przodu przy, głębokość 6T i wysokość hT (ryc. 5.2), których wymiary wyznacza moc cieplna paleniska, ryc. 5.2. Głównymi czasami są właściwości termiczne i fizyko-chemiczne - miary komory spalania i paliwa. Iloczyn /t = at6t, m2, to przekrój komory spalania, przez który c jest wystarczające duża prędkość(7-12 m/s) przepływają gorące spaliny.
Szerokość czołowa kotłów parowych elektrowni wynosi ag = 9,5 - g - 31 m i zależy od rodzaju spalanego paliwa, mocy cieplnej
(wydajność pary) para . Wraz ze wzrostem mocy kotła parowego wielkość wzrasta, ale nie proporcjonalnie do wzrostu mocy, charakteryzując w ten sposób wzrost naprężeń cieplnych przekroju poprzecznego pieca i prędkości gazów w nim. Szacunkową szerokość frontu w, m, można określić ze wzoru
Shf£)0"5, (5.1)
Gdzie D jest wydajnością pary z kotła, kg/s; gpf to współczynnik liczbowy, który zmienia się od 1,1 do 1,4 wraz ze wzrostem produkcji pary.
Głębokość komory spalania wynosi 6T = b - f - 10,5 m i jest ustalana poprzez umieszczenie palników na ściankach komory spalania i zapewnienie swobodnego rozwoju pochodni w przekroju paleniska tak, aby wysoka temperatura języki palnika nie wywierają nacisku na ekrany ścian chłodzących. Głębokość paleniska wzrasta do 8-10,5 m, gdy stosuje się mocniejsze palniki o zwiększonej średnicy strzelnicy i gdy są one umieszczone w kilku (dwóch lub trzech) poziomach na ścianach paleniska.
Wysokość komory spalania wynosi hT = 15 - 65 m i powinna zapewniać prawie całkowite spalenie paliwa na całej długości pochodni w komorze spalania oraz umieszczenie na jej ściankach wymaganej powierzchni sit niezbędnych do chłodzenia produktów spalania do danej temperatury. W zależności od warunków spalania paliwa, na podstawie wyrażenia można określić wymaganą wysokość paleniska
Kor = ^gtpreb, (5.2)
Gdzie Wr - średnia prędkość gazy w przekroju pieca, m/s; tpreb to czas przebywania jednostkowej objętości gazu w piecu, s. W tym przypadku konieczne jest, aby tpreb ^ Tburn, gdzie tburn to czas całkowitego spalenia największych frakcji paliwa, s.
Główną cechą cieplną urządzeń spalania kotłów parowych jest moc cieplna piece, kW:
Vk0t = Vk(SZI + 0dOP+SZg.v), (5.3)
Charakteryzując ilość ciepła wydzielanego w palenisku podczas spalania paliwa o zużyciu Vk, kg/s, z ciepłem jego spalania kJ/kg oraz z uwzględnieniem dodatkowych źródeł wydzielania ciepła (Zdog) i ciepła wlotu gorącego powietrza piec QrB (patrz rozdział 6) jest podświetlony poziom palników największa liczba ciepło, tutaj znajduje się rdzeń palnika, a temperatura środowiska spalania gwałtownie wzrasta. Jeśli przypiszemy całe wydzielanie ciepła w strefie spalania rozciągniętej wzdłuż wysokości pieca przekrojowi paleniska na poziomie palników, otrzymamy ważną cechę konstrukcyjną - naprężenie termiczne przekroju komory spalania .
Maksymalne dopuszczalne wartości qj są ustandaryzowane w zależności od rodzaju spalanego paliwa, lokalizacji i rodzaju palników i wahają się od 2300 kW/m2 – dla węgli o podwyższonych właściwościach żużlowych, do 6400 kW/m2 – dla węgli wysokiej jakości z wysoką temperaturą topnienia popiołu. Wraz ze wzrostem wartości qj wzrasta temperatura płomienia w piecu, w tym w pobliżu ekrany ścienne, strumień ciepła promieniowania na nich zauważalnie wzrasta. Wyznacza się granicę wartości qj paliwa stałe z wyjątkiem intensywnego procesu żużlowania ekranów ściennych, a dla gazu i oleju opałowego – maksymalny dopuszczalny wzrost temperatury metalu rur ekranowych.
Cechą określającą poziom wydzielania energii w urządzeniu spalającym jest dopuszczalne napięcie cieplne objętości spalania, qv, kW/m3:
Gdzie VT to objętość komory spalania, m3.
Standaryzowane są również wartości dopuszczalnych naprężeń termicznych objętości spalania. Wahają się one od 140 - 180 kW/m3 przy spalaniu węgla z odżużlem stałym do 180 - f - 210 kW/m3 przy odżużlu ciekłym. Wartość qy jest bezpośrednio powiązana ze średnim czasem przebywania gazów w komorze spalania. Wynika to z poniższych relacji. Czas przebywania jednostki objętości w piecu określa się jako stosunek rzeczywistej objętości pieca z ruchem podnoszącym gazów do drugiej objętości zużycia gazów:
273£TUG "
Tyreb - T7 = -------- ------ r. O)
Kek BKQ№aTTr
Gdzie jest średni ułamek przekroju paleniska, w którym występuje ruch podnoszący gazów; wartość £t = 0,75 - r 0,85; - specyficzna zredukowana objętość gazów powstałych w wyniku spalania paliwa na jednostkę (1 MJ) wydzielenia ciepła, m3/MJ; wartość = 0,3 - f 0,35 m3/MJ - odpowiednio wartości skrajne dla spalania gaz ziemny i bardzo mokre węgle brunatne; To - średnia temperatura gazów w objętości spalania, °K.
Biorąc pod uwagę wyrażenie (5.5), wartość tprsb w (5.6) można przedstawić następująco:
Gdzie tT jest zespołem wartości stałych wielkości.
Jak wynika z (5.7), wraz ze wzrostem naprężenia cieplnego qy (rosnącym objętościowym strumieniem gazu) czas przebywania gazów w komorze spalania maleje (rys. 5.3). Warunek Tpreb = Tgor odpowiada maksymalnej dopuszczalnej wartości qy, a wartość ta zgodnie z (5.5) odpowiada minimalnej dopuszczalnej objętości komory spalania kmin.
Jednocześnie, jak wskazano powyżej, powierzchnie sit komory spalania muszą zapewniać schłodzenie produktów spalania do zadanej temperatury na wylocie z paleniska, co osiąga się poprzez określenie wymagane rozmiaryściany, a tym samym objętość komory spalania. Należy zatem porównać minimalną objętość pieca V^Mmi ze stanu spalania paliwa i wymaganą objętość paleniska ze stanu schłodzenia gazów do zadanej temperatury
Z reguły Utokhya > VTmm, więc wysokość komory spalania zależy od warunków chłodzenia gazu. W wielu przypadkach ta wymagana wysokość paleniska znacznie przekracza minimalną wartość odpowiadającą V7",H, zwłaszcza przy spalaniu węgla ze zwiększonym balastem zewnętrznym, co prowadzi do cięższej i droższej konstrukcji kotła.
Zwiększenie powierzchni chłodzącej bez zmiany wymiarów geometrycznych paleniska można osiągnąć poprzez zastosowanie podwójnych ekranów świetlnych (patrz rys. 2.5) umieszczonych wewnątrz przestrzeni spalania. W komorach spalania potężnych kotłów parowych o bardzo rozwiniętej szerokości czoła paleniska zastosowanie takiego sita powoduje, że przekrój każdego przekroju w rzucie jest zbliżony do kwadratu, co znacznie lepiej ułatwia organizację spalania paliwa i uzyskanie bardziej równomierny przebieg temperatur gazów i naprężeń cieplnych ekranów. Jednakże taki ekran, w przeciwieństwie do ekranu ściennego, odbiera intensywny przepływ ciepła po obu stronach (stąd nazwa - podwójne światło) i charakteryzuje się większymi naprężeniami termicznymi, co wymaga starannego chłodzenia metalu rury.
Absorpcję ciepła sit spalania, uzyskaną poprzez promieniowanie palnika QJU kJ/kg, można wyznaczyć z bilans cieplny pieca, jako różnica pomiędzy właściwym całkowitym wydzielaniem ciepła w strefie rdzenia palnika na poziomie palników, bez uwzględnienia przenikania ciepła do sit, QT, kJ/kg,
I ciepło właściwe(entalpia) gazów na wylocie pieca H”, gdy niewielka część ciepła jest uwalniana (strata) na zewnątrz przez termoizolacyjne ściany pieca:
Qn = Qr - Н" - Qhot = (QT ~ , (5,8)
Gdzie (/? = (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:
Gdzie FC3T to powierzchnia ścian pieca pokrytych sitami, m2.
Obliczenia komory spalania można przeprowadzić metodą weryfikacyjną lub konstrukcyjną.
Podczas obliczeń weryfikacyjnych muszą być znane dane projektowe paleniska. W tym przypadku obliczenia sprowadzają się do określenia temperatury gazów na wylocie z pieca θ” T. Jeżeli w wyniku obliczeń θ” T okaże się znacznie wyższe lub niższe od wartości dopuszczalnej, następnie należy go zmienić na zalecany, zmniejszając lub zwiększając powierzchnie grzewcze pieca NL odbierające promieniowanie.
Przy projektowaniu paleniska przyjmuje się zalecaną temperaturę θ”, co eliminuje żużlowanie kolejnych powierzchni grzewczych. W tym przypadku określa się wymaganą powierzchnię grzewczą paleniska odbierającego promieniowanie N L, a także powierzchnię ścian F ST, na której należy zainstalować ekrany i palniki.
Aby wykonać obliczenia termiczne paleniska, sporządza się jego szkic. Objętość komory spalania V T; powierzchnia ścian ograniczająca objętość F ST; powierzchnia rusztu R; efektywna powierzchnia grzewcza odbierająca promieniowanie N L; Stopień ekranowania X określa się według wykresów na rys. 1. Granice tego, co aktywne
objętość spalania V T są ścianami komory spalania, a w przypadku sit, płaszczyznami osiowymi rur sitowych. W odcinku wylotowym jego objętość jest ograniczona powierzchnią przechodzącą przez osie pierwszego pakietu kotła lub girlandy. Granicą objętości dolnej części paleniska jest podłoga. Jeżeli występuje zimny lejek, za dolną granicę objętości paleniska przyjmuje się umownie płaszczyznę poziomą oddzielającą połowę wysokości zimnego lejka.
Całkowitą powierzchnię ścian pieca F st oblicza się poprzez zsumowanie wszystkich powierzchni bocznych ograniczających objętość komory spalania i komory spalania.
Powierzchnię rusztu R określa się na podstawie rysunków lub standardowych wymiarów odpowiednich urządzeń paleniskowych.
Zastanawiamy się
t΄ na zewnątrz =1000°C.
Rysunek 1. Szkic paleniska
Powierzchnia każdej ściany paleniska, m2
Pełna powierzchnia ścian pieca F st., m 2
Powierzchnię grzewczą pieca odbierającego promieniowanie N l, m 2 oblicza się ze wzoru
Parametr M określamy w zależności od względnego położenia maksymalnej temperatury płomienia na wysokości paleniska (x t) podczas spalania gazu według wzoru: F pl X- powierzchnia odbierająca wiązkę ekranów ściennych, m 2 ; F pl = bł- powierzchnia ściany zajmowana przez ekrany. Zdefiniowany jako iloczyn odległości pomiędzy osiami rur zewnętrznych danego ekranu B, m, na oświetloną długość rur ekranowych l, m. Wartość l wyznaczono zgodnie ze schematami na rys. 1.
X- współczynnik kątowy napromieniowania ekranu, zależny od względnego nachylenia rur sitowych S/d oraz odległość osi rur sitowych od ściany pieca (nomogram 1).
Akceptujemy X=0,86 przy S/d=80/60=1,33
Stopień ekranowania paleniska komory
Efektywna grubość warstwy promieniującej paleniska, M
Przenoszenie ciepła do pieca z produktów spalania do płynu roboczego następuje głównie na skutek promieniowania gazów. Celem obliczenia wymiany ciepła w piecu jest określenie temperatury gazów na wylocie z pieca υ” t za pomocą nomogramu. W takim przypadku należy najpierw określić następujące ilości:
M, a F, V R × Q T /F ST, teoria θ, Ψ
Parametr M zależy od względnego położenia maksymalnej temperatury płomienia na wysokości paleniska X T.
Dla palenisk komorowych z poziomą osią palników i górnym odprowadzaniem gazów z paleniska:
X T = godz. G /h T =1/3
gdzie h Г jest wysokością osi palnika od podłogi paleniska lub od środka zimnego lejka; h T - całkowita wysokość paleniska od podłogi lub środka zimnego lejka do środka okna lub ekranów wyjściowych paleniska, gdy górna część paleniska jest nimi całkowicie wypełniona.
Podczas spalania oleju opałowego:
M=0,54-0,2Х T=0,54-0,2 1/3=0,5
Efektywny stopień zaczernienia pochodni a Ф zależy od rodzaju paliwa i warunków jego spalania.
Przy spalaniu paliwa płynnego efektywny stopień zaczernienia palnika wynosi:
a Ф =m×a st +(1-m)×a g =0,55 0,64+(1-0,55) 0,27=0,473
gdzie m=0,55 jest współczynnikiem uśredniającym zależnym od naprężenia termicznego objętości spalania; q V – ciepło właściwe wydzielane na jednostkę objętości komory spalania.
Przy pośrednich wartościach q V wartość m określa się poprzez interpolację liniową.
a d, a sv to stopień czerni, jaki miałaby pochodnia, gdyby cały piec był wypełniony odpowiednio tylko świetlistym płomieniem lub tylko nieświecącymi gazami trójatomowymi. Wielkości a cv i a g wyznaczają wzory
a sv =1st -(Кг× Rn +Кс)Р S =1st -(0,4·0,282+0,25)·1·2,8 =0,64
a g =1. -Kg× Rn ×P S =1. -0,4 0,282 1 2,8 =0,27
gdzie e jest podstawą logarytmów naturalnych; k r jest współczynnikiem tłumienia promieni przez gazy trójatomowe, określonym nomogramem, biorąc pod uwagę temperaturę na wylocie pieca, metodę mielenia i rodzaj spalania; r n =r RO 2 +r H 2 O – całkowity udział objętościowy gazów trójatomowych (określony na podstawie tabeli 1.2).
Współczynnik tłumienia promieni przez gazy trójatomowe:
K r =0,45 (wg nomogramu 3)
Współczynnik tłumienia promieni przez cząstki sadzy, 1/m 2 × kgf/cm 2:
0,03·(2-1,1)(1,6·1050/1000-0,5)·83/10,4=0,25
Gdzie A t – współczynnik nadmiaru powietrza na wylocie z pieca;
С Р i Н Р – zawartość węgla i wodoru w paliwie roboczym,%.
Dla gazu ziemnego С Р /Н Р =0,12∑m×C m ×H n /n.
P – ciśnienie w piecu, kgf/cm2; dla kotłów bez ciśnienia P=1;
S – efektywna grubość warstwy promieniującej, m.
Podczas spalania paliw stałych stopień czerni pochodni a Ф wyznacza się za pomocą nomogramu, określając całkowitą wartość optyczną K×P×S,
gdzie P to ciśnienie bezwzględne (w paleniskach o zrównoważonym ciągu P = 1 kgf/cm 2); S – grubość warstwy promieniującej paleniska, m.
Uwalnianie ciepła do pieca na 1 m 2 otaczających go powierzchni grzewczych, kcal/m 2 h:
q v = 
Wydzielanie ciepła netto w palenisku na 1 kg spalonego paliwa, nm 3:
gdzie Q in to ciepło wprowadzone do pieca przez powietrze (w obecności nagrzewnicy powietrza), kcal/kg:
Q B =( A t -∆ A t -∆ A pp)×I 0 w +(∆ A t +∆ A pp)×I 0 xv =
=(1,1-0,1) 770+0,1 150=785
gdzie ∆ A t – wielkość zasysania w palenisku;
∆A pp – wartość ssania w układzie odpylania (dobierana według tabeli). ∆ A pp = 0, ponieważ olej opałowy
Entalpia teoretycznie wymaganej ilości powietrza Ј 0 g.v = 848,3 kcal/kg przy temperaturze za nagrzewnicą powietrza (wstępnie przyjętej) i zimnego powietrza Ј 0 zimnego powietrza. przyjęte zgodnie z tabelą 1.3.
Temperaturę gorącego powietrza na wylocie nagrzewnicy powietrza dobiera się dla oleju opałowego – zgodnie z tabelą 3, t gorące. v-ha =250 ○ C.
Teoretyczną temperaturę spalania υ theor = 1970°C wyznacza się z tablicy 1.3 na podstawie znalezionej wartości Q t.
Współczynnik sprawności cieplnej ekranów:
gdzie X jest stopniem ekranowania paleniska (określonym w charakterystyce projektowej); ζ – warunkowy współczynnik zanieczyszczenia ekranu.
Warunkowy współczynnik zanieczyszczenia sit ζ dla oleju opałowego wynosi 0,55 przy otwartych sitach gładkorurowych.
Po wyznaczeniu M, a Ф, В Р ×Q T /F CT ,υ teoria, Ψ, znajdź temperaturę gazów na wylocie z pieca υ˝ t za pomocą nomogramu 6.
Jeżeli różnica wartości υ”t jest mniejsza niż 50 0 C, za ostateczną przyjmuje się temperaturę gazów na wylocie z pieca określoną według nomogramu. Uwzględniając skróty w obliczeniach, przyjmujemy υ" t = 1000°C.
Ciepło przenoszone w piecu przez promieniowanie, kcal/kg:
gdzie φ jest współczynnikiem zachowania ciepła (z bilansu cieplnego).
Entalpię gazów na wyjściu z pieca Ј” Т określa się zgodnie z tabelą 1.3 w A t i υ” t widoczne naprężenie cieplne objętości spalania, kcal/m 3 godz.
Klasyfikacja
Technologie spalania paliw organicznych
Według metody spalania paliwa:
- warstwowe;
- izba
Z kolei paleniska warstwowe są klasyfikowane:
- Według lokalizacji względem okładziny kotła:
- wewnętrzny;
- zdalny
- Według lokalizacji rusztów:
- z poziomymi paskami;
- z nachylonymi kratami.
- Zgodnie ze sposobem organizacji zaopatrzenia w paliwo i obsługi:
- podręcznik;
- półmechaniczny;
- zmechanizowany.
- Ze względu na charakter organizacji warstwy paliwa na ruszcie:
- ze stałym rusztem na paliwo;
- z rusztem stacjonarnym i poruszającą się po nim warstwą paliwa;
- z rusztem ruchomym, który przesuwa leżącą na nim warstwę paliwa (przesuwając warstwę paliwa wraz z rusztem).
Paleniska komorowe dzielą się na:
- Zgodnie z metodą usuwania żużla:
- z usuwaniem stałego żużla;
- z płynnym usuwaniem żużla:
- jednokomorowy;
- dwukomorowy.
Palenisko warstwowe
Palenisko warstwowe
Piece, w których spalane jest warstwowo zbrylone paliwo stałe, nazywane są warstwowymi. Palenisko to składa się z rusztu podtrzymującego warstwę zbrylonego paliwa oraz komory spalania, w której spalane są łatwopalne substancje lotne. Każde palenisko jest zaprojektowane do spalania określonego rodzaju paliwa. Konstrukcje palenisk są różnorodne, a każda z nich odpowiada konkretnemu sposobowi spalania. Wydajność i efektywność instalacji kotła zależy od wielkości i konstrukcji paleniska.
Paleniska warstwowe, w zależności od charakteru organizacji warstwy paliwa na ruszcie, dzielą się na trzy klasy:
- Z rusztem stałym i leżącą na nim nieruchomą warstwą paliwa;
- Z rusztem stałym i poruszającą się po nim warstwą paliwa;
- Z rusztem ruchomym, który przesuwa leżącą na nim warstwę paliwa (przesuwając warstwę paliwa wraz z rusztem).
W zależności od stopnia mechanizacji podawania paliwa i odżużlania piece warstwowe dzielą się na:
- paleniska obsługiwane ręcznie (kominki ręczne);
- półmechaniczny;
- w pełni zmechanizowany;
Palenisko komorowe
Palenisko komorowe
Piece komorowe służą do spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych. W takim przypadku paliwo stałe należy najpierw zmielić na drobny proszek w specjalnych instalacjach do przygotowania pyłu – młynach węglowych, a paliwo płynne należy rozpryskać w bardzo małe krople w dyszach oleju opałowego. Paliwo gazowe nie wymaga wstępnego przygotowania.
Charakterystyka paleniska
Charakterystyka termiczna paleniska
O ilości paliwa, jaką można spalić w danym palenisku przy minimalnych stratach, aby uzyskać wymaganą ilość ciepła, decyduje wielkość i rodzaj urządzenia spalającego, a także rodzaj paliwa i sposób jego spalania. Do jakościowych wskaźników działania urządzenia spalającego zalicza się wielkość strat ciepła na skutek niepełnego spalania chemicznego i niedopalenia mechanicznego. Wartość liczbowa tych strat jest różna dla różnych urządzeń spalających; zależy to również od rodzaju paliwa i sposobu jego spalania. Tak więc dla palenisk komorowych wartość waha się od 0,5 do 1,5%, dla palenisk warstwowych - od 2 do 5% (strata ciepła); przy spalaniu komorowym paliwa wynosi 1-6%, przy spalaniu warstwowym 6-14% (podpalenie).
Charakterystyka konstrukcyjna paleniska
Główne wskaźniki projektowe paleniska to:
- Objętość komory spalania (m 3);
- Powierzchnia ściany pieca (m2);
- Powierzchnia zajmowana przez powierzchnię odbiorczą wiązki (m2);
- Powierzchnia przedsionka (m2);
- Stopień ekranowania ścian pieca;
- Współczynnik sprawności cieplnej pieca.
Wymiana ciepła w palenisku
W palenisku następuje jednocześnie spalanie paliwa oraz złożona radiacyjna i konwekcyjna wymiana ciepła pomiędzy wypełniającym go czynnikiem a powierzchniami grzewczymi.
Źródłami promieniowania w piecach podczas warstwowego spalania paliwa jest powierzchnia gorącej warstwy paliwa, płomień spalania substancji lotnych uwalnianych z paliwa oraz trójatomowe produkty spalania C0 2, S0 2 i H 2 O.
Na płonący pył paliwa stałego i oleju opałowego, źródłami promieniowania są centra płomieni powstające przy powierzchni cząstek paliwa w wyniku spalania substancji lotnych rozmieszczonych w palniku, gorące cząstki koksu i popiołu oraz trójatomowe produkty spalania. Kiedy rozpylone paliwo ciekłe pali się w pochodni, promieniowanie cząstek paliwa jest nieznaczne.
Podczas spalania gazu źródłami promieniowania są objętość płonącej pochodni i trójatomowe produkty spalania. W tym przypadku intensywność promieniowania palnika zależy od składu gazu i warunków procesu spalania.
Najbardziej intensywne ciepło wydziela płomień spalających się substancji lotnych powstających podczas spalania paliw stałych i ciekłych. Mniej intensywne jest promieniowanie pochodzące ze spalania koksu i gorących cząstek popiołu, a najsłabsze jest promieniowanie gazów trójatomowych. Gazy dwuatomowe praktycznie nie emitują ciepła. Na podstawie natężenia promieniowania w widzialnym obszarze widma wyróżnia się:
- świetlny
- półświecący
- nieświecące pochodnie.
Promieniowanie pochodni świecącej i półświecącej uwarunkowane jest obecnością w strumieniu produktów spalania cząstek stałych – koksu, sadzy i popiołu. Promieniowanie nieświecącej pochodni to promieniowanie gazów trójatomowych. Intensywność promieniowania cząstek stałych zależy od ich wielkości i stężenia w objętości spalania. Cząstki koksu pod względem intensywności promieniowania są zbliżone do ciała czarnego, jednak przy spalaniu pyłu paliwa stałego ich stężenie w palniku jest niskie (około 0,1 kg/m3) i dlatego promieniowanie cząstek koksu na sitach pieca wynosi 25 -30% całkowitego promieniowania środowiska spalania. Cząsteczki popiołu wypełniają całą objętość spalania, ich stężenie zależy od zawartości popiołu w paliwie. Promieniowanie cieplne cząstek popiołu w piecach pochodniowych stanowi 40-60% całkowitego promieniowania środowiska spalania. Podczas spalania oleju opałowego i gazu ziemnego powstają cząsteczki sadzy. W rdzeniu smugi są one silnie skoncentrowane i mają wysoką emisyjność. Promieniowanie gazów trójatomowych wypełniających objętość komory spalania zależy od ich stężenia i grubości objętości promieniowania.
Udział promieniowania gazów trójatomowych wynosi 20-30% całkowitego promieniowania. W piecach na olej gazowy długość palnika tradycyjnie dzieli się na dwie części:
- rozjarzony
- nieświecący
Intensywność promieniowania rdzenia palnika na olej opałowy jest 2-3 razy większa niż rdzenia palnika podczas spalania pyłu paliwa stałego. Odbiór ciepła przez ekrany paleniska zależy od intensywności promieniowania środowiska spalania i sprawności cieplnej ekranów. Wzrost natężenia promieniowania otoczenia pieca zwiększa strumień ciepła padający na ekrany. Zmniejszenie sprawności cieplnej ekranów zmniejsza ich percepcję ciepła.
Literatura
- Kiselev N.A. Instalacje kotłowe. - Moskwa: Szkoła wyższa, 1979. - 270 s.
- Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Instalacje kotłowe przedsiębiorstw przemysłowych. - Moskwa: Energia, Energoutomizdat, 1988. - 528 s. - 35 000 egzemplarzy. -