الأبعاد الرئيسية لغرفة الاحتراق والضغوط الحرارية المحسوبة. غرفة احتراق المرجل

يمكن إجراء حساب غرفة الاحتراق عن طريق التحقق أو طريقة البناء.

أثناء حساب التحقق ، يجب معرفة بيانات تصميم الفرن. في هذه الحالة ، يتم تقليل الحساب لتحديد درجة حرارة الغازات عند مخرج الفرن θ "T. إذا تبين ، نتيجة الحساب ، أن θ" T أعلى أو أقل بكثير من القيمة المسموح بها ، ثم يجب تغييره إلى المستوى الموصى به عن طريق تقليل أو زيادة أسطح التسخين المستقبلة للإشعاع للفرن H L.

عند تصميم الفرن ، يتم استخدام درجة الحرارة الموصى بها θ ”، والتي تستبعد خبث أسطح التسخين اللاحقة. في الوقت نفسه ، يتم تحديد سطح التسخين المطلوب لاستقبال الإشعاع للفرن N L ، وكذلك مساحة الجدران F ST ، حيث يجب استبدال الشاشات والشعلات.

لإجراء حساب حراري للفرن ، فإنه يرسم مخططًا له. حجم غرفة الاحتراق V T ؛ سطح الجدران التي تربط حجم F CT ؛ منطقة صر R ؛ سطح تسخين فعال للإشعاع N L ؛ يتم تحديد درجة التدريع X وفقًا للمخططات في الشكل 1. نشيط

من حجم الفرن V T هي جدران غرفة الاحتراق ، وفي وجود الشاشات - المستويات المحورية لأنابيب الغربال. في قسم المخرج ، يكون حجمه محدودًا بالسطح الذي يمر عبر محاور حزمة الغلاية الأولى أو الإكليل. حدود حجم الجزء السفلي من صندوق الاحتراق هي الأرضية. في حالة وجود قمع بارد ، فإن المستوى الأفقي الذي يفصل نصف ارتفاع القمع البارد يتم بشكل مشروط باعتباره الحد الأدنى لحجم الفرن.

يتم حساب السطح الكلي لجدران فرن الفرن F من خلال تلخيص جميع الأسطح الجانبية التي تحد من حجم غرفة الاحتراق وغرفة الاحتراق.

يتم تحديد مساحة الشبكة R وفقًا للرسومات أو وفقًا للأحجام القياسية لأجهزة الاحتراق المقابلة.

يسأل

t΄ خارج = 1000 درجة مئوية.

الشكل 1. رسم تخطيطي للصندوق الناري

مساحة كل جدار من الفرن م 2

السطح الكامل لجدران الفرن Fشارع ، م 2

يتم حساب سطح التسخين المتلقي للإشعاع للفرن N l، m 2 بواسطة الصيغة

أين Fرر X- سطح استقبال الشعاع لشاشات الجدار ، م 2 ؛ Fرر = bl- مساحة الجدار التي تشغلها الشاشات. يتم تعريفه على أنه ناتج المسافة بين محاور الأنابيب الخارجية لهذه الشاشة ب، م ، للطول المضيء لأنابيب الشاشة لم. ل تم تحديده وفقًا لمخططات الشكل 1.

X - ميلتشعيع الغربال ، اعتمادًا على الدرجة النسبية لأنابيب الغربال م / دوالمسافة من محور أنابيب الغربلة إلى جدار الفرن (الرسم البياني 1).

نقبل X = 0.86 عند S / d = 80/60 = 1.33

درجة حماية فرن الغرفة

السماكة الفعالة للطبقة المشعة للفرن ، م

يحدث انتقال الحرارة إلى الأفران من منتجات الاحتراق إلى مائع العمل بشكل أساسي بسبب إشعاع الغازات. الغرض من حساب انتقال الحرارة في الفرن هو تحديد درجة حرارة الغازات عند مخرج الفرن υ بوصة وفقًا للرسم البياني. في هذه الحالة ، يجب أولاً تحديد الكميات التالية:

M ، a F ، V R × Q T / F ST ، نظرية ، Ψ

تعتمد المعلمة M على الموضع النسبي لدرجة حرارة اللهب القصوى على طول ارتفاع الفرن X T.

لأفران الغرف ذات محاور الشعلات الأفقية وغازات العادم العلوية من الفرن:

X T \ u003d h G / h T \ u003d 1/3

حيث h G هو ارتفاع محاور الموقد من أرضية الفرن أو من منتصف القمع البارد ؛ ح T - الارتفاع الكلي للفرن من الأرضية أو منتصف القمع البارد إلى منتصف نافذة الخروج للفرن أو الشاشات عندما يمتلئ الجزء العلوي من الفرن بها بالكامل.

عند حرق زيت الوقود:

M = 0.54-0.2X T = 0.54-0.2 1/3 = 0.5

الانبعاث الفعال للشعلة a Ф يعتمد على نوع الوقود وظروف احتراقه.

عند حرق الوقود السائل ، تكون الانبعاثية الفعالة للشعلة هي:

أ F \ u003d م × أ sv + (1 م) × أ ز \ u003d 0.55 0.64 + (1-0.55) 0.27 \ u003d 0.473

حيث m = 0.55 هو متوسط ​​معامل ، اعتمادًا على الضغط الحراري لحجم الفرن ؛ q V - إطلاق حرارة محدد لكل وحدة حجم لغرفة الاحتراق.

في القيم الوسيطة لـ q V ، يتم تحديد قيمة m عن طريق الاستيفاء الخطي.

و d و sv - درجة السواد التي ستحصل عليها الشعلة إذا تم ملء الفرن بالكامل ، على التوالي ، فقط بلهب مضيء أو فقط بغازات ثلاثية الذرات غير مضيئة. يتم تحديد القيمتين a s و a r بواسطة الصيغ

و sv \ u003d 1-e - (Kg × Rn + Ks) P S \ u003d 1-e - (0.4 0.282 + 0.25) 1 2.8 \ u003d 0.64

أ ز \ u003d 1-e -Kg × Rn × P S \ u003d 1-e -0.4 0.282 1 2.8 \ u003d 0.27

أين ه هو أساس اللوغاريتمات الطبيعية ؛ k r هو معامل توهين الأشعة بواسطة الغازات الثلاثية الذرات ، الذي يحدده الرسم البياني ، مع مراعاة درجة الحرارة عند مخرج الفرن وطريقة الطحن ونوع الاحتراق ؛ r n \ u003d r RO 2 + r H 2 O هو الحجم الكلي لكسر الغازات الثلاثية الذرات (يتم تحديده وفقًا للجدول 1.2).

معامل توهين الأشعة بالغازات الثلاثية:

K ص \ u003d 0.45 (وفقًا لمعيار 3)

معامل توهين الحزمة بواسطة جزيئات السخام ، 1 / ​​م 2 × كجم ق / سم 2:

0.03 (2-1.1) (1.6 1050 / 1000-0.5) 83 / 10.4 = 0.25

أين أر هو معامل الهواء الزائد عند مخرج الفرن ؛

C P و H P - محتوى الكربون والهيدروجين في وقود التشغيل ، ٪.

للغاز الطبيعي С Р / Н Р = 0.12∑m × C m × H n / n.

ف - الضغط في الفرن ، كجم ق / سم 2 ؛ للغلايات بدون ضغط Р = 1 ؛

S هو السماكة الفعالة للطبقة المشعة ، م.

عند الاحتراق الوقود الصلبتم العثور على درجة انبعاث الشعلة a Ф من الرسم البياني عن طريق تحديد القيمة البصرية الإجمالية K × P × S ،

حيث P - الضغط المطلق (في الأفران ذات السحب المتوازن P = 1 kgf / cm 2) ؛ S هو سمك الطبقة المشعة للفرن ، م.

إطلاق الحرارة في الأفران لكل 1 م 2 من أسطح التسخين المحيطة بها ، كيلو كالوري / م 2 ساعة:

ف ت =

إطلاق حرارة مفيد في الفرن لكل 1 كجم من الوقود المحترق ، نانومتر 3:

حيث Q هي الحرارة التي يتم إدخالها عن طريق الهواء إلى الفرن (في وجود سخان الهواء) ، kcal / kg:

س ب = ( أر أر أص) × أنا 0 بوصة + (∆ أر + ∆ أص) × أنا 0 xv =

= (1.1-0.1) 770 + 0.1 150 = 785

أين ∆ أتي هي قيمة الشفط في الفرن ؛

∆أ pp - قيمة الشفط في نظام تحضير الغبار (اختر حسب الجدول). ∆ أص = 0 ، لأن زيت الوقود

المحتوى الحراري للكمية المطلوبة نظريًا من الهواء 0 ساعة. مقبولة وفقًا للجدول 1.3.

يتم تحديد درجة حرارة الهواء الساخن عند مخرج سخان الهواء لزيت الوقود - وفقًا للجدول 3 ، t hor. في ها = 250 درجة مئوية.

يتم تحديد درجة حرارة الاحتراق النظرية υ theor \ u003d 1970 ° C وفقًا للجدول 1.3 وفقًا للقيمة التي تم العثور عليها لـ Q t.

معامل الكفاءة الحرارية للشاشات:

حيث X هي درجة حماية الفرن (المحددة في مواصفات التصميم) ؛ ζ هو المعامل الشرطي لتلوث الشاشة.

عامل تلوث الشاشة الشرطي ζ لزيت الوقود هو 0.55 بشاشات مفتوحة ذات أنبوب أملس.

بعد تحديد М و Ф و В Р × Q T / F CT، υ theor، ، أوجد درجة حرارة الغاز عند مخرج الفرن υ˝ t وفقًا للرسم البياني 6.

في حالة وجود اختلافات في قيم υ ”t بأقل من 50 0 درجة مئوية ، يتم أخذ درجة حرارة الغاز عند مخرج الفرن المحدد من الرسم البياني على أنها الدرجة النهائية. مع الأخذ في الاعتبار التخفيضات في الحسابات ، نقبل υ "t \ u003d 1000 درجة مئوية.

تنتقل الحرارة في الفرن عن طريق الإشعاع ، كيلو كالوري / كغ:

أين φ هو معامل الحفاظ على الحرارة (من توازن الحرارة).

تم العثور على المحتوى الحراري للغازات عند مخرج الفرن ”T وفقًا للجدول 1.3 في أ t و υ ”t الإجهاد الحراري الظاهري لحجم الفرن ، kcal / m 3 h.

يتعلق الاختراع بتصميم غرف احتراق الغلايات عند احتراق السائل و وقود غازي. يتكون التصميم من سياج خارجي أو زاوية أو مثبتات لهب مسطحة مثبتة داخل حجم الفرن. يتم تركيب أنابيب إمداد الهواء الثانوية / الثلاثية داخل مناطق التثبيت. يتم تثبيت العاكسات على طول السياج الخارجي. وبالتالي ، فإن أسطح التسخين الإضافية المثبتة داخل الفرن تشارك في عملية تنظيم احتراق الوقود. يتم استخدامها ليس فقط كأسطح تبريد ، ولكن أيضًا كعناصر تنظم عملية الاحتراق نفسها. التأثير: يجعل الاختراع من الممكن تقليل أبعاد غرفة الاحتراق. 3 w.p. و- لي ، 3 سوء.

يتعلق الاختراع بتصميم غرف احتراق الغلايات من أجل احتراق الوقود السائل والغازي. التصميمات المعروفة لغرف الاحتراق للغلايات المصنوعة من أسطح الإحاطة وغربال التسخين (2). يتم إدخال شاشة أو شاشتي ضوء في حجم غرفة الاحتراق ، مما يزيد من إزالة الحرارة لكل وحدة طول أو ارتفاع غرفة الاحتراق ، أي أن أسطح التسخين هذه تؤدي وظيفة واحدة - إزالة الحرارة. كما تعلم ، تؤدي غرفة الاحتراق في الغلاية الحديثة وظيفتين رئيسيتين: حرق الوقود وغازات التبريد إلى درجة حرارة معينة عند مخرج الفرن. الهدف من الاختراع هو تقليل الحجم وتقليل أبعاد غرفة الاحتراق من خلال تضمين أسطح تسخين إضافية مثبتة داخل الفرن في عملية تنظيم احتراق الوقود ، أي استخدامها ليس فقط كأسطح تبريد ، ولكن أيضًا كعناصر تنظم عملية الاحتراق نفسها ، أي لا تؤدي وظيفة واحدة ، بل عدة وظائف. يتم تحقيق هذه المهمة من خلال حقيقة أنه في غرفة الاحتراق لحرق الوقود السائل والغازي ، والتي تتكون من أسطح تسخين مغلقة وغربلة (ذات ضوءين) وموقد ، يتم ترتيب أسطح تسخين الشاشة على شكل مثبتات زاوية أو لهب مسطح ، يتم تثبيت جزء من المثبتات المسطحة بزاوية التدفق ، ويتم تثبيت مجاري الهواء في منطقة مثبتات اللهب. يتم عزل السطح الداخلي للمثبتات ، على سبيل المثال ، بحشو الخرسانة المرشوشة على المسامير. يستخدم استخدام مثبتات اللهب الزاوية والمسطحة على نطاق واسع في غرف الاحتراق لمحركات التوربينات الغازية (1). يؤدي تصميم المثبتات المذكورة وظيفة تنظيم عملية الاحتراق ، لكنه لا يشارك في إزالة الحرارة من الغازات. في التين. يوضح الشكل 1 مقطعًا عرضيًا في مخطط غرفة الاحتراق ، في الشكل. 2- القسم A-Aفي التين. 1 في FIG. 3 - العقدة B في الشكل. 1. يتكون التصميم من سياج خارجي 1 أو زاوية 2 أو 3 مثبتات لهب مثبتة داخل حجم الفرن. داخل مناطق التثبيت ، يتم تركيب أنابيب لتزويد الهواء الثانوي (العالي) 4. عواكس التدفق 5 مثبتة على طول السياج الخارجي 1. يعمل التصميم على النحو التالي. يتم خلط الوقود عند مدخل الحجرة مسبقًا مع الهواء الأولي عندما يكون الفائض من الأخير أقل من 1. يتم تغذية الهواء الثانوي والثالثي للحرق اللاحق للمزيج الخالي من الدهون بشكل أكبر على طول الغاز مباشرة في مناطق تثبيت اللهب ، مما يؤدي إلى الهواء الزائد إلى الحد الأدنى المحسوب من الاحتراق الكيميائي والميكانيكي. يتم احتراق الوقود على طول مسار مع إزالة مكثفة للحرارة عن طريق تسخين الأسطح ، وهي المثبتات نفسها. إزالة الحرارة أثناء الاحتراق تعادل ، من حيث تأثير خفض درجة حرارة الاحتراق ، إعادة تدوير الغاز المبرد إلى قلب الشعلة ، وهو ما يساعد ، كما هو معروف ، على تقليل تكوين أكاسيد النيتروجين. أثناء حركة الخليط المحترق ، مع الإزالة المتزامنة للحرارة ، تنخفض درجة حرارة التدفق ، كما ينخفض ​​حجم الغاز. للحفاظ على طبيعة الاستقرار عند نفس المستوى ، يُنصح بزيادة زاوية فتح الزوايا 2> 1 ؛ في الحد الأقصى ، يتدهور مثبت الزاوية (بمعدلات تدفق منخفضة) إلى لوحة مثبتة بشكل عرضي 3. عند مخرج التدفق ، من المناسب توجيه الصفائح على طول منعطف الغاز. لعكس الغاز المتحرك على طول جدران السياج ، يتم تثبيت عاكسات 5. كل ما سبق يسمح لك بتنظيم عملية احتراق الوقود وتبريده في عملية واحدة ، مما يسمح لك بتقليل أبعاد غرفة الاحتراق خاصة في الطول.

مطالبة

1. غرفة الاحتراق لغلاية لحرق الوقود السائل والغازي ، وتتكون من أسطح تسخين مغلفة وغربلة وجهاز موقد ، وتتميز بأن أسطح تسخين الغربال مرتبة على شكل مثبتات اللهب الزاوية أو المسطحة. 2. الكاميرا وفقًا للمطالبة 1 ، المميزة في ذلك الجزء من المثبتات المسطحة مثبتة بزاوية مع السقف. 3. غرفة وفقًا للمطالبة 1 ، تتميز بوجود مجاري هواء مثبتة في منطقة مثبتات اللهب. 4. الكاميرا حسب الادعاء 1 تتميز بذلك السطح الداخلييتم عزل المثبتات ، على سبيل المثال ، بحشو الخرسانة المرشوشة على المسامير.

عند تصميم غرفة الاحتراق ، يتم تحديد عدد من الشروط التي يجب أن تفي بها. أولاً ، يجب أن تضمن غرفة الاحتراق الاحتراق الكامل للوقود ضمن حجمها ، حيث أن احتراق الوقود مستحيل عمليًا خارج الفرن (عدم اكتمال احتراق الوقود المسموح به مبرر في الفصل 6). ثانيًا ، يجب تبريد منتجات الاحتراق داخل غرفة الاحتراق بسبب إزالة الحرارة من المصافي إلى درجة حرارة مجدية اقتصاديًا وآمنة. عند مخرج غرفة الاحتراق بسبب ظروف الخبث أو ارتفاع درجة حرارة الأنبوب المعدني. ثالثًا ، يجب أن تستبعد الديناميكا الهوائية لتدفق الغاز في حجم غرفة الاحتراق ظواهر خبث الجدران أو ارتفاع درجة حرارة المعدن من الشاشات في مناطق معينة من الفرن ، والذي يتحقق عن طريق اختيار نوع الشعلات ووضعها على طول جدران غرفة الاحتراق.

هندسيًا ، تتميز غرفة الاحتراق بأبعاد خطية: العرض الأمامي عند العمق 6T والارتفاع hT (الشكل 5.2) ، والتي يتم تحديد أبعادها بواسطة الطاقة الحرارية للفرن ، الشكل. 5.2 الأوقات الرئيسية - الخصائص الحرارية والفيزيائية والكيميائية - تقيس غرفة الاحتراق ، الوقود. المنتج / م = عند 6 م ، م 2 ، هو المقطع العرضي لغرفة الاحتراق ، والتي من خلالها تكفي ج سرعة عالية(7-12 م / ث) غازات المداخن الساخنة تمر.

عرض الواجهة الرقيقة للغلايات البخارية لمحطات توليد الطاقة هو ar = 9.5 - r - 31 m ويعتمد على نوع الوقود المحروق ، الطاقة الحرارية
(سعة البخار) بخار. مع زيادة قوة المرجل البخاري ، يزداد حجم الزيادات ، ولكن ليس بما يتناسب مع زيادة الطاقة ، مما يميز زيادة الضغوط الحرارية لقسم الفرن وسرعة الغازات فيه. يمكن تحديد العرض الأمامي المقدر am ، m ، من خلال الصيغة

Shf £) 0 "5 ، (5.1)

حيث D هو إخراج البخار من المرجل ، كجم / ثانية ؛ gpf - معامل عددي يختلف من 1.1 إلى 1.4 مع زيادة إنتاج البخار.

عمق غرفة الاحتراق هو 6T = b - f - 10.5 م ويتم تحديده من خلال وضع الشعلات على جدران غرفة الاحتراق وضمان التطور الحر للشعلة في قسم الفرن بحيث تكون الشعلة ذات درجة الحرارة العالية الألسنة لا تضغط على شاشات جدار التبريد. يزداد عمق الفرن إلى 8-10.5 متر عند استخدام شعلات أكثر قوة مع زيادة قطر الثغرة وعندما تكون موجودة في عدة طبقات (طبقتين أو ثلاثة) على جدران الفرن.

ارتفاع غرفة الاحتراق هو hT = 15-65 مترًا ويجب أن يضمن الاحتراق الكامل تقريبًا للوقود على طول اللهب داخل غرفة الاحتراق وتثبيت السطح المطلوب للشاشات اللازمة لتبريد الاحتراق على جدرانها المنتجات لدرجة حرارة معينة. وفقًا لظروف احتراق الوقود ، يمكن ضبط الارتفاع المطلوب للفرن من التعبير

Cor = ^ mpreb ، (5.2)

حيث Wr هو متوسط ​​سرعة الغازات في المقطع العرضي للفرن ، م / ث ؛ tpreb - وقت مكوث وحدة حجم الغاز في الفرن ، s. في هذه الحالة ، من الضروري أن tpreb ^ Tgor ، حيث tGOr هو الوقت احتراق كاملأكبر كسور الوقود ، s.

السمة الحرارية الرئيسية لأجهزة الاحتراق للغلايات البخارية هي الطاقة الحراريةالأفران بالكيلوواط:

Вк0т = Вк (СЗЇ + 0dOP + СЗг. в)، (5.3)

توصيف كمية الحرارة المنبعثة في الفرن أثناء احتراق استهلاك الوقود Vk، kg / s، مع حرارة الاحتراق kJ / kg مع مراعاة مصادر إضافيةإطلاق الحرارة (Zdog ، وكذلك حرارة الهواء الساخن الداخل إلى الفرن QrB (انظر الفصل 6). على مستوى الشعلات ، أكبر عددالحرارة ، يقع قلب الشعلة هنا وترتفع درجة حرارة وسط الاحتراق بشكل حاد. إذا ربطنا كل إطلاق الحرارة في منطقة الاحتراق الممتدة على طول ارتفاع الفرن بالمقطع العرضي للفرن على مستوى الشعلات ، فسنحصل على خاصية تصميم مهمة - الضغط الحراري للمقطع العرضي لغرفة الاحتراق .

يتم تطبيع القيم القصوى المسموح بها qj اعتمادًا على نوع الوقود المحروق ، وموقع الشعلات ونوعها وتتراوح من 2300 كيلوواط / م 2 للفحم مع خصائص خبث متزايدة ، حتى 6400 كيلوواط / م 2 بالنسبة جودة الفحمبنقاط انصهار عالية للرماد. مع زيادة قيمة qj ، تزداد درجة حرارة الشعلة في الفرن ، بما في ذلك الشاشات القريبة من الجدار ، ويزداد التدفق الحراري للإشعاع عليها بشكل ملحوظ. يتم تحديد حدود قيم qj للوقود الصلب من خلال استبعاد العملية المكثفة لخبث شاشات الجدار ، وللغاز وزيت الوقود - من خلال الزيادة القصوى المسموح بها في درجة حرارة معدن أنابيب الغربال.

السمة التي تحدد مستوى إطلاق الطاقة في جهاز الفرن هي الضغط الحراري المسموح به لحجم الفرن ، qv ، kW / m3:

حيث VT هو حجم غرفة الاحتراق ، م 3.

يتم أيضًا تطبيع قيم الضغوط الحرارية المسموح بها لحجم الفرن. وهي تتراوح من 140 إلى 180 كيلو واط / متر مكعب عند حرق الفحم مع إزالة الرماد الصلب إلى 180 - 210 كيلو واط / متر مكعب مع إزالة الرماد السائل. ترتبط قيمة qy ارتباطًا مباشرًا بمتوسط ​​زمن بقاء الغازات في غرفة الاحتراق. هذا يتبع من العلاقات أدناه. يتم تحديد وقت بقاء حجم الوحدة في الفرن بنسبة الحجم الفعلي للفرن مع حركة رفع الغازات إلى حجم الاستهلاك الثاني للغازات:

273 جنيه استرليني توغ "

Тїірэб - Т7 = -------- ------ р. س)

كيك BKQ№aTTr

أين هو متوسط ​​جزء المقطع العرضي للفرن ، الذي يحتوي على حركة رفع للغازات ؛ القيمة t = 0.75 - r 0.85 ؛ - حجم مخفض محدد للغازات الناتجة عن احتراق الوقود لكل وحدة (1 ميجا جول) من إطلاق الحرارة ، متر مكعب / ميجا جول ؛ القيمة \ u003d 0.3 - f 0.35 m3 / MJ - على التوالي ، القيم القصوى للاحتراق غاز طبيعيوالفحم البني شديد الرطوبة ؛ الذي - التي - معدل الحرارةالغازات في حجم الفرن ، ° ك.

مع مراعاة التعبير (5.5) ، يمكن تمثيل قيمة tprsb في (5.6) على النحو التالي:

حيث tT عبارة عن مجموعة معقدة من القيم الثابتة.

على النحو التالي من (5.7) ، مع زيادة الإجهاد الحراري qy (زيادة في معدل التدفق الحجمي للغازات) ، ينخفض ​​وقت مكوث الغازات في غرفة الاحتراق (الشكل 5.3). الشرط Tpreb = Tgor يتوافق مع القيمة القصوى المسموح بها qy ، ووفقًا لـ (5.5) تتوافق هذه القيمة مع الحد الأدنى للحجم المسموح به من غرفة الاحتراق kmin.

في نفس الوقت ، كما هو مذكور أعلاه ، يجب أن توفر أسطح الغربال في غرفة الاحتراق تبريدًا لمنتجات الاحتراق من أجل درجة الحرارة المحددةعند مخرج الفرن ، والذي يتم تحقيقه عن طريق التحديد الأحجام المطلوبةالجدران وبالتالي حجم غرفة الاحتراق. لذلك ، من الضروري مقارنة الحد الأدنى لحجم الفرن V ^ Mmi من حالة احتراق الوقود والحجم المطلوب للفرن من حالة غازات التبريد إلى درجة حرارة معينة

كقاعدة عامة ، Utohya> VTmm ، لذلك يتم تحديد ارتفاع غرفة الاحتراق من خلال ظروف تبريد الغاز. في كثير من الحالات ، هذا الارتفاع المطلوب للفرن يتجاوزه بشكل كبير. الحد الأدنى للقيمةالمطابق لـ V7 "، H ، خاصة عند حرق الفحم مع زيادة الصابورة الخارجية ، مما يؤدي إلى تصميم مرجل أثقل وأغلى.

يمكن تحقيق زيادة في أسطح التبريد دون تغيير الأبعاد الهندسية للفرن باستخدام شاشات مزدوجة الإضاءة (انظر الشكل 2.5) الموجودة داخل حجم الفرن. في غرف الاحتراق لغلايات البخار القوية ذات العرض المتطور للغاية لواجهة الفرن ، فإن استخدام مثل هذه الشاشة يجعل المقطع العرضي لكل قسم قريبًا من المربع ، وهو أفضل بكثير لتنظيم احتراق الوقود والحصول على مجال أكثر اتساقًا لدرجات حرارة الغاز والضغوط الحرارية للشاشات. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الشاشة ، على عكس شاشة الجدار ، تدرك تدفقًا شديدًا للحرارة من كلا الجانبين (ومن هنا جاءت التسمية - ضوء مزدوج) وتتميز بضغوط حرارية أعلى ، مما يتطلب تبريدًا دقيقًا لمعدن الأنبوب.

الإدراك الحراري شاشات الفرن، التي تم الحصول عليها عن طريق إشعاع الشعلة QJU kJ / kg ، يمكن تحديدها من التوازن الحراري للفرن ، مثل الفرق بين إطلاق الحرارة الإجمالي المحدد في منطقة قلب الشعلة على مستوى موقع الشعلات دون مراعاة انتقال الحرارة على الشاشات ، كيو تي ، كيلوجول / كيلوغرام ،
و حرارة نوعية(المحتوى الحراري) للغازات عند مخرج الفرن H "مع إطلاق (فقدان) جزء صغير من الحرارة إلى الخارج من خلال الجدران العازلة للحرارة Opot:

Qn \ u003d Qr - H "- Qhot \ u003d (QT ~ ، (5.8)

أين (/؟ = (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:

حيث FC3T هو سطح جدران الفرن مغطى بشاشات ، متر مربع.

عند التحقق من حساب الفرن وفقًا للرسومات ، من الضروري تحديد: حجم غرفة الاحتراق ، ودرجة تدريعها ، ومساحة سطح الجدران ومنطقة الإشعاع- استقبال أسطح التسخين ، وكذلك خصائص تصميم أنابيب الغربال (قطر الأنبوب ، المسافة بين محاور الأنابيب).

لتحديد الخصائص الهندسية لصندوق الاحتراق ، يتم رسم مخططه. يتكون الحجم النشط لغرفة الاحتراق من حجم الأجزاء العلوية والمتوسطة (المنشورية) والسفلية من الفرن. لتحديد الحجم النشط للفرن ، يجب تقسيمه إلى عدد من الأشكال الهندسية الأولية. الجزء العلوي من حجم الفرن مقيد بالسقف ونافذة الخروج ، مغطاة بالأسقلوب أو الصف الأول من الأنابيب لسطح التسخين بالحمل الحراري. عند تحديد حجم الجزء العلوي من الفرن ، يتم اعتبار السقف والطائرة التي تمر عبر محاور الصف الأول من أنابيب الإكليل أو سطح التسخين الحراري في نافذة مخرج الفرن كحدود لها.

يقتصر الجزء السفلي من أفران الحجرة على موقد أو قمع بارد ، وأفران طبقة - إلى صر بطبقة من الوقود. بالنسبة لحدود الجزء السفلي من حجم أفران الغرفة ، يتم أخذ المستوى الأفقي السفلي أو المشروط الذي يمر في منتصف ارتفاع القمع البارد.

تُحسب مساحة السطح الإجمالية لجدران الفرن (FCT) من أبعاد الأسطح التي تحد من حجم غرفة الاحتراق. للقيام بذلك ، يتم تقسيم جميع الأسطح التي تحد من حجم الفرن إلى أشكال هندسية أولية. يتم تحديد مساحة سطح جدران الشاشات والشاشات ذات الارتفاع المزدوج على أنها ضعف ناتج المسافة بين محاور الأنابيب الخارجية لهذه الشاشات والطول المضيء للأنابيب.

1. تحديد مساحة الأسطح المحيطة للفرن

وفقًا للبطانة النموذجية لفرن غلاية DKVR-10-13 ، الموضحة في الشكل 4 ، نحسب مناطق الأسطح المرفقة ، بما في ذلك غرفة الرجوع. العرض الداخلي للغلاية 2810 مم.

الشكل 4. مخطط فرن المرجل DKVR-10 وأبعاده الرئيسية

أين المسافة بين محاور الأنابيب القصوى لهذه الشاشة ، م ؛

طول مضاءة لأنابيب الغربال ، م

الجدران الجانبية ،

حائط أمامي؛

الجدار الخلفي؛

جداران من غرفة الدوران ؛

غرفة تحت النار وغرفة دوارة

المساحة الإجمالية لأسطح الإحاطة

2. تحديد سطح التسخين المتلقي للإشعاع للفرن

الجدول 4 - البيانات الأساسية لتحديد سطح التسخين المستقبل للإشعاع

يتم تحديد إجمالي سطح التسخين المتلقي للإشعاع للفرن كمجموع للمكونات الفردية

عند التحقق من حساب الفرن وفقًا للرسومات ، من الضروري تحديد: حجم غرفة الاحتراق ، ودرجة تدريعها ، ومساحة سطح الجدران ومنطقة الإشعاع- استقبال أسطح التسخين ، وكذلك الخصائص الهيكلية لأنابيب الغربال (قطر الأنبوب ، المسافة بين محاور الأنابيب).

لتحديد الخصائص الهندسية لصندوق الاحتراق ، يتم رسم مخططه. يتكون الحجم النشط لغرفة الاحتراق من حجم الأجزاء العلوية والمتوسطة (المنشورية) والسفلية من الفرن. لتحديد الحجم النشط للفرن ، يجب تقسيمه إلى عدد من الأشكال الهندسية الأولية. الجزء العلوي من حجم الفرن مقيد بالسقف ونافذة الخروج ، مغطاة بإكليل أو الصف الأول من أنابيب سطح التسخين بالحمل الحراري. عند تحديد حجم الجزء العلوي من الفرن ، يتم اعتبار السقف والطائرة التي تمر عبر محاور الصف الأول من أنابيب الإكليل أو سطح التسخين الحراري في نافذة مخرج الفرن كحدود لها.

يقتصر الجزء السفلي من أفران الحجرة على موقد أو قمع بارد ، وأفران طبقة - إلى صر بطبقة من الوقود. يتم أخذ حدود الجزء السفلي من حجم أفران الغرفة تحت مستوى أفقي مشروط يمر في منتصف ارتفاع القمع البارد.

المساحة الإجمالية لجدران الفرن (F CT ) يحسب من أبعاد الأسطح التي تحد من حجم غرفة الاحتراق. للقيام بذلك ، يتم تقسيم جميع الأسطح التي تحد من حجم الفرن إلى أشكال هندسية أولية. يتم تحديد مساحة سطح جدران الشاشات والشاشات ذات الارتفاع المزدوج على أنها ضعف ناتج المسافة بين محاور الأنابيب الخارجية لهذه الشاشات والطول المضيء للأنابيب.

1. تحديد مساحة الأسطح المحيطة للفرن

وفقًا للبطانة النموذجية لفرن غلاية DKVR-20-13 ، الموضحة في الشكل 4 ، نحسب مناطق الأسطح المرفقة ، بما في ذلك غرفة الرجوع. العرض الداخلي للغلاية 2810 مم.

الشكل 4. مخطط فرن المرجل DKVR-20 وأبعاده الرئيسية