Розробка топково-пальникового пристрою котла (стр. 2 из 11)
– загальна теплова напруга топкового об’ємувиявляєтьсяу середньому на 20% выше.
Це значить, що ущільнювання нижньої частини топки зменшують присосиповітря в топкову камеру, що приводитьдодеякого сниженнявитрат з газами, що виходять. У топках зрідкимшлаковидаленнямпомітно скорочуютьсявитрати на золоуловлюючіпристрої [2].
Разом з тим топки зрідкимшлаковидаленняммають і ряд недоліків:
– збільшуєтьсявтрата теплаз високотемпературним шлакомq6, щоубагато разів перевищуєзменшеннявтратиq4 (механічний недопал);
– знижується діапазон робочих навантаженьза умовами виходурідкогошлаку;
– зростання температурного рівняу ядрісмолоскипа ведедозбільшення виходушкідливих оксидів азоту;
– не всякепаливо можна спалюватиіззабезпеченнямрідкого виходушлаку. Якщо для паливзвідносно легкоплавкою золою (t3=1150÷13000С) не виникають затруднення, то при значенні t3>13500C необхідно провести розрахунокзабезпечення виходурідкогошлаку [2].
У даномувипадкупаливо - антрацитовий штиб АШ, вихід летючих –
= 3,5%; наведена вологість – 1,58%; початокрідкоплавкого стану – 12500С; істиннорідкий стан – 12800С.Тому приймаєморідкешлаковидалення (РШВ).
1.5 Температура газів на виході з топки
Температура газів на виході з топки
,оС, характерезує кількість теплоти, що сприймається променесприймаючими поверхнями нагріву, огороджуючими топковий об`єм, а також умови надійності і економічної роботи поверхонь нагріву котла, розташованих за топковим об`ємом.Оптимальна температура газів на виході з топки для палива АШ становить 1000–1150оС. За оптимальної температури досягаєтьсямінімальні витрати палива на котел взагалі. Зниження цієї температури призводить допідвищеннявитрати на топкові екрани (внаслідок зниження інтенсивностіпроменевого теплообміну) тадозбільшеннявитратиметалуна всі конвективні поверхні нагріву (за рахунок зниження температурних напорів). Підвищення температури на виході з топкибільшеоптимальної ускладнює умови роботи металу, в основному пароперегрівників, що потребує використаннядорогихсталей аустенітного класу.
На практицідотримання оптимальної температури на виході з топкипов'язано з рядом труднощів. Дану температуру приймаємо на підставірекомендацій [1, с.66]. Враховуючи великі розміри даного котла, а також те, що він працює на паливі АШ, температуру газів на виході з топки приймаємо 1050оС. Отримати температуру більш близьку до оптимальної неможливотому, що теплову напругу топкового об'ємуне можна занижати, оскільки необхідно буде знизити ступінь екранованості топки. Це викличе більші втрати з зовнішнім охолодженням, а також збільшить товщину обмуровки.
1.6 Повітряний баланс топки
В залежності від виду спалюємого палива, типу шлаковидалення і конструктивного оформлення огородження топкової камери (газощільна топка чи ні) визначається коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки
.При подачі частини повітря через скидальні сопла, коефіцієнт подачі повітря в пальники визначається за виразом:
,де
[1, табл.XVII, с.200]; 
- присос повітря в топці; 
[1, табл.XVI, с.198]; 
- доля повітря по відношенню к теоретично необхідному для повного спалювання палива, що подається через скидальні сопла; 
. 
.2. Характеристики середовища у газоповітрянному тракті котла
2.1 Вибір температури гарячого повітря
У залежності від виду палива, системи шлаковидалення та пилоприготування потрібен різний підігрів повітря [1. табл.II-10. c.72].
При спалюваннівугілля марок АШ для інтенсифікацїїзапалення пилудоцільно пил у топку транспортувати гарячим повітрям, а сушильний агент із млинової системи подавати через скидніпальники. Так як було прийнятерідкешлаковидалення, у [1] рекомендовано підігріватиповітря до 380-4000С. Приймаємо tГП= 4000С.
Температура гарячого повітрявизначає компонування конвективної шахти котла. При підігрівіповітря до 4000С необхіднозастосовувати двоступінчастийповітропідігрівник (ПП). Поміж сходамиПП у розсічкузвичайновстановлюється економайзер. Виходячиізцього, компонуваннягоризонтального газоходуй конвективної шахти буде наступним:
1) топкова камера;
2) первинний пароперегрівник ППЕ;
3) вторинний пароперегрівник ППЕ;
4) другасходинкаПП;
5) экономайзер;
6) перша сходинкаПП.
2.2 Повітряний баланс котла
Загальний вид рівняння для знаходження коефіцієнту надлишку повітря у відходящих газах:
,(2.1)де
- присоси повітря в окремих поверхнях нагріву;i – індекс поверхні нагріву за ходом димових газів.
Присосиу топці:
Δαт=1,2.
Прийнявши компонування конвективной шахти котла, визначимо присосиі коефіцієнтинадлишку повітря в газоходах котла [1, табл.XVI,c.198].
Присосиу системі пилоприготування:
αпл=0,1; присоси в пароперегрівачі ППЕ:
Δαппе= 0,03; присосиуповітропідігрівнику 2-оїсходинкиПП
Δαпп= 0,03; присосиу водяномуекономайзері ВЕ:
Δαве= 0,02; присоси уповітропідігрівнику 1-оїсходинкиПП:
Δαпп =0,15.
αвід = αт+ Δαппе+ Δαппе+ Δαпп+ Δαве+ Δαпп.+ Δαпл.; (2.2)
αвід=1,2+0,03+0,03+0,03+0,02+0,15+0,1=1,56.
2.3 Розрахунок об’ємів повітря й продуктів згоряння
Розрахунокоб'ємівповітря і продуктівзгоряннявиконується на підставіданих про склад робочоїмасипалива. Об'ємипродуктівзгоряння і повітрявиражаються в кубічних метрах за нормальних умов на 1 кг твердогопалива.
Теоретичніоб'ємиповітря і продуктівзгоряння (коефіцієнтнадлишкуповітряa = 1) при спалюваннітвердогопаливавизначаютьсянаступним чином.
Теоретична кількість повітря, м3/кг:
; (2.3) 
.Теоретичні об'єми продуктів згоряння, отримані при повному згорянні палива з теоретично необхідною кількістю повітря (α = 1), м3/кг:
теоретичній об'єм азоту, м3/кг:
; (2.4) 
.Теоретичний об'ємтрьохатомнихгазів, м3/кг:
; (2.5) 
.Теоретичний об'єм водяної пари, м3/кг:
;(2.6) 
.Об'єм водяної пари, м3/кг:
; (2.7) 
.Об'єм димових газів, м3/кг:
; (2.8) 
.Об'ємні долі трьохатомних газів:
; (2.9) 
; 
; (2.10) 
.Об'ємна сумарна частка трьохатомних газів:
; (2.11) 
.Маса димових газів, кг/кг:
; (2.12) 
.Безрозмірна концентрація золи у димових газах:
, (2.13) 
[1, табл.XVII,c.200], доля виносу шлаків; 
.Значення об’ємів газів, об’ємних долей на виході з топки і котла для відповідних значень наведені у таблиці 2.1 [1, табл.4-1, с.17].
Таблиця 2.1 – Об'єми газів, об'ємні долі трьохатомних газів, концентрація золи.
| Величина, що розраховується | На виході з топки,  | На виході з котла, αвід |
Коефіцієнт надлишку повітря  | 1,2 | 1,56 |
 , м3/кг (м3/м3) | 1,197 | 3,35 |
Дійсний об'єм водяної пари  , м3/кг | 0,354 | 0,388 |
Об'єм димових газів  , м3/кг (м3/м3) | 7.456 | 9,636 |
Об'ємна доля трьохатомних газів  | 0,161 | 0,124 |
Об'ємна доля водяної пари  | 0,045 | 0,053 |
Доля трьохатомних газів і водяної пари  | 0,206 | 0,177 |
Маса димових газів,  , кг/кг (кг/м3) | 10,15 | 12,96 |
Концентрація золи в димових газах  , кг/кг | 0,019 | 0,015 |
2.4 Вибір температур відходящих газів