Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ FL là tích số khoảng cách giữa các trục của các ống ngồi cùng của bề mặt hấp thụ bức xạ b, với chiếu dài ống theo hình chiếu của bề mặt đĩ /, tức là:
F L = b ./ (5.6)
Chiều dài hình chiếu trung bình của giàn ống l được xác định theo hình dáng thực của
ống và kích thước thực của nĩ dựa theo bản vẽ hoặc sơ đồ. Bề rộng tính tốn của giàn b bằng khoảng cách giữa các trục của các ống biên của giàn đĩ được tính theo cơng thức:
b = s (z - /) ờ đây, s - bước ống, m;
z - số lượng ống trong giàn, cái.
Phương pháp xác định chiều dài hình chiếu của ống trong các trường hợp thực khác nhau thể hiện trên hình 4.3. Đối với giàn ống nhận nhiệt bức xạ cả hai phía FL = 2b/. Trong diện tích F L người ta bỏ các phần diện tích tường khơng cĩ ống nếu diện tích đĩ lớn hơn 1 m2 (ví dụ, cửa đặt các vịi đốt, cửa quan sát).
Hệ sơ'gĩc X của giàn ống trơn xác định theo các tốn đồ hình ở 5.1. Đối với các giàn
ống bố trí trên tường lị, hệ sơ' X được lấy, cĩ tính đến bức xạ của tường lị, đối với các giàn nhận nhiệt bức xạ từ hai phía - khơng tính đến bức xạ này. Đối với các giàn cĩ bọc gai đốt, giàn ống cĩ cánh, giàn ống cĩ bọc vữa chịu lửa, hệ số gĩc X = 1.
Các bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ bố trí ở cửa ra buồng đốt và sau nĩ (các giàn ống kiểu màn giàn feston, bộ quá nhiệt, chùm ống sinh hơi) sẽ hồn tồn hấp thụ tia bức xạ nhiệt từ cửa ra. Vì vậy, khi xác định diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ nhiệt của buồng đốt ở tiết diện này, hệ số gĩc X = 1 và diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ ở tiết diện này được tính theo cơng thức:
X
Hình 5.1. Các đồ thị để xác định các hệ số gĩc của vách:
a- hai hàng ống trơn; b- 7 hàng ống trơn; c- hàng ống hành lang; d- hàng ống bàn cờ- 1- cĩ tính đến bức xạ của lớp gạch xây lĩt, e > l,4d; 2- e = 0,8d;
H l.b.o - Fß.o - a b (5.7)
Ờ day: a và b - kích thước của cửa ra buồng đốt, m,
L.B.O - cửa ra của buồng đốt nhận nhiệt bằng bức xạ; B .o - cửa ra của buồng đốt nhận nhiệt.
Bể rộng tính tốn cửa ra buồng đốt là bề rộng thực của cửa, được đo giữa các trục của ống ngồi cùng hay giữa các bề mặt tường bên của buồng đốt, nếu khơng cĩ các ống ở vùng cửa ra.
Khi xác định HTL người ta coi diện tích của tất cả các phần hấp thụ nhiệt bức xạ của buồng đốt là: các giàn ống (kể cả các giàn ống được phủ bằng vữa chịu lửa và lớp trát cromit) ở cửa ra buồng đốt, nếu cĩ. Cịn khi đặt bộ quá nhiệt bức xạ treo trong buồng đốt, thì tính cả bề mặt hấp thụ bức xạ đĩ. Các diện tích phần trong bể mật hấp thụ nhiệt bức xạ của các giàn và của cửa ra của buồng cháy kiệt được coi là diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ của tồn buồng đốt.
Các đặc tính kết cấu của các giàn ống được lấy từ các bản vẽ hoặc từ các sơ' liệu kỹ thuật của lị hơi.
Việc tính tốn để xác định các diện tích của tồn bề mặt và bề mặt hấp thụ bức xạ của buồng đốt được được thực hiện theo bảng 5.1.
Tỷ số diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ tổng của buồng đốt HLT với diện tích tồn bộ tường của nĩ FCT được gọi là mật độ đặt ống X của buồng đốt:
X = H Ĩ / F c t ( 5 . 8 )
Hệ sơ' bám bẩn và hệ sơ' bọc của giàn ống. Trong quá trình vận hành các giàn ống
buồng đốt bị bám tro, cĩ độ dãn nhiệt thấp, làm giảm khả năng hấp thụ nhiệt của giàn ống. Ngồi ra, một phần các giàn thường được bọc bởi một lớp vữa chịu lửa kín, cũng làm giảm hiệu quả nhận nhiệt của giàn ống.
Sự giảm khả năng hấp thụ nhiệt của giàn ống gây bởi bám bẩn hay lớp bọc chịu lửa được tính bởi hệ sơ' bám bẩn giàn ống ị , các giá trị của nĩ cho trong bảng 5.2.
Hệ sơ' ị đối với lớp phủ chịu nhiệt của các giàn ống buồng đốt thải xỉ lỏng được tính theo cơng thức:
ị = b 0,53 - 0,25.
V
t SL
1000 ( 5 . 9 )
ở đây: t„Ịrh - nhiệt độ nĩng chảy của xỉ, °C;
b - hệ sơ' thí nghiệm (đối với các buồng đốt một buồng b = 1, đối với buồng đốt bán hở b = 1,2)7
SL - xỉ; ZL - tro.
Nếu nhiệt độ nĩng chảy của xỉ khơng biết, thì giá trị của nĩ được lấy thấp hơn 50° so với nhiệt độ trung bình của tro nĩng chảy t„cLh .
Hệ số hiệu quả nhiệt của các bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ của buồng đốt \ụ là tỷ số giữa lượng nhiệt bức xạ do bổ mặt hấp thụ đĩ nhận được so với dịng nhiệt bức xạ tới bề mặt đĩ:
V = ^ Hlì/ Fctì
Bảng 5.1. Tính diện tích tồn phần của tường buồng đốt (FCT)
và tổng bề mặt hấp thụ bức xạ của buồng đốt (HL) Tên gọi Ký hiệu Đơ n v ị Tư ờng trư ớc v à tr ầ n lị Tư ờng b ên Tư ờng sau Đ á y , ph ễu lạ nh Cử a ra b u ồ n g đốt Tổ n g
Diện tích tồn phần của tường và cửa ra Fc t m2 Khoảng cách giữa các trục của ống biên b m2 Chiều dài hình chiếu của ống ^ch.s m Diện tích do bề mặt hấp thụ bức xạ
chiếm
n r
Tổng F m2
- Phần phủ bằng vữa chịu lửa Fph m2
- Phần ống trần Ftro m
Đường kính ngồi của ống d mm
Bước của ống s mm
Khoảng cách từ trục ống tới lớp tường gạch chịu lửa
e mm
Tỷ số bước ống với đường kính ngồi của ống
s/d -
Tỷ số khoảng cách từ trục ống tới lớp tường gạch chịu lửa với đường kính ngồi của ống e/d Hệ sơ gĩc X - Diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ của các giàn ống trơn ^ L .m o m2 Diện tích bể mặt hấp thụ bức xạ của các giàn đươc phủ bằng vữa chịu lửa
B ảng 5.2. Các hệ sơ' quy ước bám bẩn và độ che phủ các giàn ống
Loại giàn ống Nhiên liệu Hệ số
Giàn ống trơn khơng bị bọc và Dạng khí 0,65
giàn cĩ cánh Mazut 0,55
Than antraxít, than gầy và than đá, than nâu (Wp < 3,4), than bùn phay
0,45
Than nâu (Wp > 3,4) sấy bằng khí và
thổi thẳng 0,55
Than (R90< 15%) 0,35 - 0.40 Tất cả nhiên liệu cháy theo lớp 0,60 Giàn ống được phủ vữa chịu lửa
trong buồng đốt cĩ thải xỉ rắn
Tất cả nhiên liệu 0,20
Giàn được phủ bằng lớp vữa chịu lửa
Tất cả nhiên liệu 0,10
Chú ý: Khi buồng đốt dùng các nhiên liệu khác nhau và thay đổi định kỳ (bột than, mazut. khí) hệ
số báin bẩn được lấy đối với nhiên liệu gây bám bẩn nặng nhất.
Đối với phần của tường buồng đốt khơng bố trí giàn ống Vị/ = 0. Giá trị trung bình của hệ số hiệu quả nhiệt của tồn bộ buồng đốt được tính tốn cĩ kể đến tất cả các phần cĩ ống và phần khơng cĩ ống của nĩ, cĩ nghĩa:
V tb = ^ H l/ Fc t ( 5 . 1 0 )
Diện tích tổng bề mặt hấp thụ bức xạ hiệu quả của buồng đốt ẽ,ZHL cĩ các giàn ống trơn khơng bị bọc và các giàn ống được bọc bằng các vật liệu chịu lửa bằng:
S I Hl = $mo XHL.mo + £ph£HL.ph (5.11)
ở đây £,m và £ph - các hệ số quy ước tính đến sự giảm hấp thụ nhiệt do bám bẩn hay cĩ lớp
bọc của các bể mặt hấp thụ nhiệt (các giá trị của nĩ cho trong bảng 5.2).
£ Hl m và Z Hl ph - diện tích tổng bề mặt hấp thụ bức xạ của các giàn ống bị bọc và giàn ống khơng bị bọc. Đối với buồng đốt khơng cĩ các giàn phủ, số hạng thứ hai ở phần bên phải cơng thức (5.11) bằng 0.
Tính đặc tính phân b ố nhiệt độ trong buồng đốt. Để tính đặc tính phân bố nhiệt độ
trong buồng đốt người ta dùng thơng số M, giá trị của nĩ phụ thuộc vào vị trí tương đối của vùng cĩ nhiệt độ ngọn lửa cực đại.
Khi đốt khí và mazut:
M = 0 , 5 4 - 0 , 2x t ( 5 . 1 2 )
liệu theo lớp:
M = 0,59 - 0,5xx (5.13)
Khi đốt cháy trong khơng gian các nhiên liệu rắn, khĩ cháy, cũng như các than đá cĩ
độ tro cao:
M = 0 , 5 6 - 0 , 5x t ( 5 . 1 4 )
Hệ số XT trong các cơng thức (5.12) - (5.14) đặc trưng vị trí tương đối của giá trị vùng cĩ nhiệt độ cực đại của buồng đốt.
Đối với các buồng đốt cĩ phát triển ngọn lửa theo bề ngang (cár buồng đốt lị hơi DKB và DKBp, bố trí thấp: lị KE, DE) cũng như đối với buồng đốt cĩ ngọn lửa dạng chữ V: