Объем топки

Активный объем топочной камеры определяется по чертежу и описанию котла [2, 3, 4, 5, 6, 7]. Он ограничивается осевой плоскостью экранных труб стен и потолка, первого ряда труб фестона или ширм и горизонтальной плоскостью, проходящей через середину высоты холодной воронки или поверхностью пода топки (рисунок 5.1). При вычислении активного объема следует составить эскиз и нанести на нем все необходимые размеры. Недостающие размеры можно определять, используя масштаб чертежа топки. Вычисленный по размерам объем топки сравнивается с приводимым в технической характеристике и проверяется по тепловому напряжению.

Рисунок 5.1. - Границы расчетного объема топки

Поверхность стен топки

Поверхность стен топочной камеры определяется как сумма всех поверхностей (рисунок 5.1) ограничивающих активный объем

,

где , , - площадь боковой, потолочной и нижней поверхностей

активного объема;

- площадь поверхности выходного окна (осевая поверхность

первого ряда труб фестона или ширм);

- площадь поверхности двусветного экрана, определяемая по его

размерам a х b

.

Вычисленную поверхность fсt для топок призматической формы следует проверить по приближенной формуле

При расчете топок можно использовать лучевоспринимающую поверхность нагрева, м², [10],

,

где - площадь поверхности стен топки занятой i-м экраном, м²;

- угловой коэффициент экрана, характеризующий долю теплового потока, излучаемого факелом на стены (рисунок 5.3).

При расчете величины F_{пл i} из площади полной поверхности экрана F_ст исключают площадь f_i неэкранированных участков (амбразуры горелок, лючки, изосообщающие окна двусветных экранов).

5.2 Адиабатическая температура горения

Определение адиабатической температуры _а ведется по полезному тепловыделению в топке Q_Т кДж/кг (кДж/м³) при избытке воздуха на выходе из топки

,

где r - коэффициент рециркуляции газов;

_. - энтальпия продуктов сгорания за местом отбора газов на рециркуляцию, кДж/кг.

- тепло, вносимое в топку воздухом, рассчитывается по формуле

,

где и - присосы воздуха в топках и системах пылеприготовления таблица ПА.14.

- коэффициент избытка воздуха на выходе из топки;

и - теоретические энтальпии горячего воздуха при температуре t_гв и присосов при температуре t_хв = 30^оС.

При предварительном подогреве воздуха вне котла значение должно быть уменьшено на количество теплоты , полученной воздухом вне котла, поскольку оно входит в .

Величину t_гв следует выбрать из характеристики типового котла, а при отсутствии ее из таблицы 14 [2].

Определив Q_т, по диаграмме продуктов сгорания (рисунок 5.2) находится теоретическая температура горения _a для _T из условия

I_a = Q_т

5.3 Определение температуры газов на выходе из топки

Расчет этой температуры по методу ЦКТИ требует предварительного определения дополнительных характеристик топочной камеры и топочной среды [3]. Методика их определения рассматривается ниже.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

VС_ср = (I _a – I )/(_a –  ),

где  - принимаемое предварительно ориентировочное значение температуры газов на выходе из топки °С;

I - энтальпия продуктов сгорания при температуре  , определяемая по диаграмме для _Т (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 – Определение  и  по диаграмме I

Значение принимаемой предварительно температуры  на выходе из камерных топок можно брать:

- для твердых топлив 1000 – 1200 ^оС;

- для газообразных 1100 – 1200 ^оС;

- для мазута 1100 – 1150 ^оС.