Библиотека    Ссылки    О сайте





предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 19. Комплексный расчет топливников

Рассчитать топливник - значит определить оптимальные размеры всех его элементов: объем топливника; размеры колосниковой решетки; поддувального отверстия.

Пример. Произвести расчет топливника для каменного угля Азейского месторождения с низшей теплотой сгорания Qрп =16 500 кДж/кг. Коэффициенты полезного действия (КПД): топливника ηт=0,9, печи ηп=0,5; конвективной системы ηк=0,666. Теплоотдача печи должна покрывать теплопотери помещений Qрп =2500 Вт. Топливник должен выработать количество теплоты, достаточное для обогрева помещений за одну двухчасовую топку (z=2 ч) в сутки, поскольку отапливаемое здание расположено в Северо-Восточной зоне БАМа,

Решение. При одной двухчасовой топке в сутки (24 ч) за каждый час топки должно быть израсходовано угля


где 3,6 - переводной коэффициент

Количество теплоты, вырабатываемое в топливнике в течение 1 ч, должно составлять

Qч = 2500-24/2 = 30 000 Вт.

Определим площадь колосниковой решетки, исходя из допустимого весового напряжения (см. § 11) R =70 кг/(ч-м2),

Fp= 10,91:70 = 0,156 м2 = 1560 см2.

Примем, что размеры сторон решетки одинаковы, тогда длина каждой стороны будет равна


Размеры сторон решетки принимаем 400 мм. Зазор между решеткой и кладкой, оставляемые для расширения решетки, составляет 5 мм.

Длину пандусов, (откосов) вокруг решетки для скатывания угля принимаем 95 мм. Следовательно, длина пандуса с зазором равна 100 мм, Тогда площадь топливника в плане

FT = (400 + 2⋅100)⋅(400 + 2⋅100) = 600⋅600 = 360 000 - мм2 = 0, 36 м2.

Принимая длину а и ширину b пода равными, находим


Таким образом определились размеры топочного пространства в плане - ширина и длина. Требуется найти высоту топки. Зная допустимое тепловое напряжение топочного объема при работе печи на углях, равное 440 000 Вт/м3, вычислим по формуле объем топки


где ηт - КПД топливника (для колосниковых решеток 0,9); z - продолжительность топки, равная 2 ч; В- расход топлива за одну топку, кг/ч; Qрп -теплота сгорания, кДж/кг; 3,6 - переводной коэффициент QT/Vт - допустимое тепловое напряжение топочного объема, Вт/м3.

Подставим числовые значения в формулу

VT = (10,91⋅16 500⋅0,9):(3,6⋅440 000) = 0,1 м3.

При площади пода топливника 0,36 м2 его высота hт должна составлять

hT = VT /FT = 0,10/0,36 = 0,3 = 300 мм.

Однако такая высота топливника недопустима, так как из § 16 следует, что минимальные размеры топочного пространства от колосников до свода должны быть не менее суммы высот слоя топлива (100 мм) и свободного пространства (420 мм), т, е. hT = 100+420=520 мм.

Высота ряда кладки со швом толщиной 5 мм составляет 65+5=70 мм. Следовательно, топливник будет состоять из 520:70=7,5≈8 рядов кирпича, уложенных плашмя. Толщину стенок топливника принимаем 120 мм (1/2 кирпича). Тогда длина топливника lт будет равна сумме длины камеры (600 мм) и удвоенной толщины стен lт=600+2⋅120=840 мм, т.е. округленно 3,5 кирпича.

С учетом толщины швов длина стенки печи будет равна 255⋅3,5=892 мм.

Вычислим фактический объем топки, принимая высоту кладки топливника, равной восьми рядам, а длину стенок 3,5 кирпича. Внутренние размеры (bт - ширина hт - высота) топливника составят (наружные габариты за вычетом толщины стенок в 1/2 кирпича)

bт = 892 - (2⋅120) = 652 мм = 0,65 м;

hт = 8⋅70 = 560 мм = 0,56 м.

Объем топливника равен

VT = 0,56⋅0,65⋅0,65 = 0,2 м3.

Проверим фактическое напряжение топочного объема

Е = Qт/Vт = BQрнηт (3,6 νт)= (10,9-16 500-0,9):(3,6.0,2) = 224 812 Вт/м3.

Допустимое удельное тепловое напряжение топочного объема (см. § 16) равно 440 000 Вт/м3, т.е. на 215 188 Вт/м3 больше. Следовательно, топливник рассчитан правильно.

Определим размеры поддувального отверстия. Площадь Fз находим по формуле, приведенной в § 8., Подставляем в формулу найденные значения В =10,9 кг/ч. Объем воздуха для горения каменного угля примем L0 = 17 м3/кг, а скорость движения воздуха v= 2 м/с.


Принимаем размеры отверстия: длина одного кирпича равна 250 мм, высота двух кирпичей - 70⋅2= 140 мм.

Площадь отверстия составит

F3 = 25⋅14=350 см2.

При конструировании топочных устройств придерживаются следующих практических рекомендаций. Ширину топливника принимают в печах: с теплоотдачей до 3500 Вт-190... ...270 мм; с теплоотдачей более 3500 Вт - не менее 270 мм. Длина и ширина топливника должны быть кратны кирпичу или его граням; минимальная толщина наружных стенок топливника- 120 мм (полкирпича). В печах с теплоотдачей более 3500 Вт толщина стенок топливника должна быть не менее 190 мм.

Для обеспечения долговечности печи стенки топливника футеруют огнеупорными изделиями, что следует учитывать при определении его размеров,

предыдущая главасодержаниеследующая глава





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://remont.townevolution.ru/ "Remont.Townevolution.ru: Библиотека по ремонту помещений и отделке зданий"