Изчисляване на печка на дърва

Изчисляването на пещ за изгаряне на дърва е необходимо, за да се обосноват размерите на пещите, техните монтажни възли и части по време на проектирането, модернизацията на тези устройства, както и за вземане на технически решения по време на настройка, отстраняване на грешки и изпитване.

Изчисляване на печка за изгаряне на дърва, предназначена за изгаряне на дървесна биомаса, имаща определена специфичност в сравнение с изчислението на печки за изгаряне на дърва за други видове горива. Първоначалните данни, включени в изчислението на горивни камери на дърва, работещи на дървесна биомаса, са: мощност на котелната единица, MW; вид дървесна биомаса (дърво, кора, гниене и др.); влажност Wp,%; съдържание на пепел, Ar,%.

Мощността на котелния агрегат се определя чрез общи изчисления според производствената технология и системата за топлоснабдяване на предприятието и се дава в тонове пара на час за парни котли и в гигокалории на час за котли за топла вода.

парни котли: P = 10 -3/3.6 Din (4.1)

където P е мощността на котелния агрегат, MW; D - почасово производство на пара, t/h; в е енталпията на генерираната пара, kJ/kg;

котли за гореща вода: P = 1.163Q (4.2)

където Q е почасовото производство на топлина на котелния блок, Gcal/h.

Дизайнът на дървесни горелки обикновено е проектиран или за изгаряне на стволови дървета, или за изгаряне на кора. Използването на коронни елементи, гниене, дървесни корени и т.н. все още има спорадичен характер.

Съдържанието на влага и пепел в дървесната биомаса, включени в изчислението на печка за изгаряне на дърва, се приемат за максимални за дадени специфични условия. Изчисляването на печка на дърва включва и следните показатели: съставът на работещото гориво; топлина на горене на работещо гориво; обеми образувани продукти от горенето; енталпия на въздуха и продуктите от горенето; площ на решетката; обем на горивното пространство; разход на гориво на час.

Състав на работещото гориво. Съставът на работното гориво се определя въз основа на елементарния състав на дървесната биомаса на гореща маса, съгласно следните формули:

(4.3)

За стъблено дърво: Cr = 51%; Hg = 6,1; Og = 42,3; Nr = 0,6%.

Топлината на изгаряне на работещото гориво се определя по формулата:

За стъблено дърво: Q p n = 18 880 - 214WP -189AP

където Q p n - топлина на горене, kJ/kg.

Обемите на получените продукти от горенето. Теоретичното количество сух въздух, необходимо за пълно изгаряне на 1 кг работно гориво, се определя по формулата

V0 = 0,0889 С р + 0,265 Н р - 0,0333 О р (4,4)

L0 = 0,115 С р + 0,342 Н р - 0,0431 О р (4,5)

където V0 е теоретичното количество въздух, m 3/kg; L0 - теоретично количество въздух, kg/kg.

За стволовата дървесина теоретичното количество въздух, необходимо за пълно изгаряне на 1 кг гориво, може да бъде изчислено по формулата:

Теоретичният обем на азота се изчислява по формулата

където V 0 N2 - теоретичен обем на азота, m 3/kg.

За стволовата дървесина теоретичният обем на азота се изчислява по формулата

Обемът на въглеродния диоксид се определя по формулата

където Vco е обемът на въглеродния диоксид, образуван при изгарянето на 1 kg работно гориво, m 3/kg.

За стъбленото дърво можете да приложите формулата

Теоретичен обем на водната пара

V 0 Н2о = 0,111N P + 0,0124Wr + 0,0161V 0 (4,11)

където V 0 Н2О е обемът на водната пара, образувана при изгарянето на 1 kg работно гориво, m 3/kg.

За стъблената дървесина тази стойност може да се изчисли, като се използва формулата

Съотношението на излишния въздух а е съотношението на действително консумирания обем въздух за изгарянето на 1 кг работно гориво към теоретично необходимото, т.е.

Като се вземе предвид този коефициент, действителният обем пари на 1 кг работно гориво Vн2о ще бъде

Vн2о = V 0 Н2о + 0,0161 (α - 1) V 0 (4.14)

Обемът на влажните димни газове, образувани при изгарянето на 1 кг работно гориво е

Обемът на сухите газове, образувани при изгарянето на 1 кг работно гориво е

Съставът на сухите газове е както следва:

Съдържанието на влага в мокри димни влечуги по обем в проценти ще бъде

Енталпия на продуктите от горенето. Енталпията на димните газове на 1 kg гориво за изгаряне се изчислява по формулата

където I o g е енталпията на газовете при съотношението на излишния въздух α = 1 и температурата на газа Ф, ° С;

I o in - енталпията на теоретично необходимия обем въздух, kJ/m 3, се определя по формулата

При изгаряне на полипепелни горива, за които неравенството 1000 aunAr/Q p и> 6 е вярно, енталпията на пепелта трябва да се добави към енталпията на димните газове по формула (4.18), която се определя от уравнението

където (cѳ) h е енталпията от 1 kg пепел, kJ/kg; aun - фракцията горивна пепел, отнесена от газовете, взета за наслоени пещи в диапазона от 0,2 до 0,3.

Определяне на площта на огледалото за горене и площта на решетката. Огледалото за горене е горната част на слоя, в който горивото гори. За многослойни пещи с хоризонтален и наклонен горивен слой се приема, че площта на огледалото за горене е равна на площта на решетката. При пещи с вертикален слой KV Kirsch, площта на огледалото за горене се приема, че е равна на площта на прозореца в задната стена на пещта, през която продуктите от горенето излизат в обема на пещта.

В пещи със затегнат слой активната зона на затягащата решетка се приема като площта на горивното огледало, през която продуктите от изгарянето излизат в горивната камера.
Топлинното напрежение на решетката или огледалото за горене е количеството топлинна енергия, отделено за единица време на 1 m 2 площ. Топлинното напрежение на решетката или огледалото за горене е основният стандартен индикатор при изчисляване на горивните устройства на процеса на пластово горене. Въз основа на стандартната стойност на този показател, площта на решетката или огледалото за горене се определя по формулата

където R е площта на решетката или огледалото за горене, m 2; ȵka е ефективността на котелния блок във фракции на единица: qR е топлинното напрежение на решетката или огледалото за горене, kW/m 2; Р - мощност на котелния блок, kW.

Определяне на обема на горивното пространство. Обемът на пещното пространство VT в пластови пещи се нарича пространството, ограничено от горивния слой, тръбите на екраните на котела и стените на облицовката, т.е. затвореният обем над изгарящия горивен слой. Топлинното напрежение на пространството на пещта qv е съотношението на количеството топлинна енергия, отделено в пещта за единица време, към обема на пространството на пещта. Топлинното напрежение на пространството на пещта е основният стандартен показател за изчисляване на пещ на дърва. Обемът на горивното пространство VT се определя по формулата

Определяне на часовия разход на гориво. Часовият разход на гориво се изразява в различни единици, а именно: в килограми еквивалент на гориво, в килограми работно гориво, в твърди кубични метри дървесна биомаса и в насипни кубични метри от даден вид дървесна биомаса. Разход на гориво на час в килограми еквивалент на гориво. Wucl. t се изчислява по формулата

Почасовият разход на работещо гориво Вр.т в тонове се определя по формулата

Където Qpн - топлина на изгаряне на работещо гориво, kJ/kg.

При изгаряне на дървесна биомаса, за да се извършат технологични изчисления за доставка на гориво, буферно и извън сезонно съхранение на дървесни отпадъци, често се изисква да се знае разходът на гориво в твърди и запасни кубични метри. Часовият разход на гориво в плътни кубични метри Vp.k се определя по формулата

където E е калоричният еквивалент, t конв. гориво/мн. m 3. Почасовият разход на гориво в кубични метри Vskl може да бъде изчислен по формулата