Классификация котельных установок

Теплообмен в элементах котла.
Интенсивность теплообмена в элементах котла зависит от соотношения радиационного и конвективного теплообмена. Это соотношение по ходу газов уменьшается ,то есть уменьшается влияние радиационного и увеличивается влияние конвективного теплообмена.
К экранным трубам, расположенным в области высоких температур перенос тепла радиацией составляет более 90%.
В ширмовых поверхностях нагрева , расположенных на входе из топки ,тепловосприятие за счет радиации составляет от 60% до 70%. Далее по мере снижения температуры газов отношение доли теплоты , передаваемой конвекцией увеличивается и составляет пароперегревателе 70-80%, а в воздухоподогревателе более95%.
По определяющему способу передачи теплоты принято условно разделять поверхности нагрева на: радиационные полурадиационные и конвективные.
К радиационным относятся – экраны, фестоны, и ступени пароперегревателя, расположенные в топке.
К полурадиационным относятся - ширмовые поверхности и испарительные поверхности нагрева, расположенные за топкой.
К конвективным поверхностям относятся поверхности пароперегревателя, расположенные за топкой , экономайзер и воздухоподогреватель.


Теплообмен в топке.
Цель расчета: определение температур продуктов сгорания на выходе из топки, заданной конструкции или определения площадей тепловоспринимающих поверхностей нагрева, при которых обеспечивается заданная температура в конце топки.
В топке одновременно происходят процессы горения и сложный радиационно-конвективный теплообмен.
В общем, виде тепловосприятие поверхностей нагрева определяется из уравнения теплообмена, которое исходя из закона Стефана-Больцмана может быть представлена в виде:
Qл= ;

Qл- тепловосприятие поверхностей нагрева , кВт

а_т- средняя степень черноты в топке;
c₀- коэффициент излучения абсолютно черного тела ;
c₀=5.6710^-8Вт/м²К⁴;

ψэ- коэффициент эффективности поверхности нагрева;

Fст- площадь стен, ограничивающих топку, м²;
Ҭ-средняя температура сгорания в топке;
Тст - средняя температура поверхности нагрева;
С другой стороны Qл может быть найдено из теплового баланса
Qл =φВ_р(Q_т -H_т^΄΄);

 - коэффициент сохранения теплоты топкой , учитывает потери в окружающую среду

В_{р –} расчетный расход топлива;
Q_{т –} полезные тепловыделения в топке;
H_т^΄΄ - энтальпия продуктов сгорания ;
Значение разности (Q_т -H_т^΄΄) , считая неизменным объем продуктов сгорания и их теплоемкости ,можно найти по формуле

Q_т -H_т^΄΄=(V_псС_пс)_ср (Т_а-Т_т^’’);

V_пс – объем продуктов сгорания ;
С_пс – теплоемкость продуктов сгорания ;
Т_а - адиабатная температура горения ;
Т_т^’’ – температура продуктов сгорания на выходе из топки;
Приравнивая Qл из теплового баланса и теплообмена в топке, получаем
φВ_р(V_псС_пс)_ср Т_а(1- Т_т^’’ / Т_а )= а_т c₀  Fст Т^-410^-3[1-(Т_ст / Т)⁴]