2. Расчет коэффициента избытка воздуха, действительных объемов воздуха и дымовых газов

Для обеспечения полного сгорания топлива в топку приходится подавать некоторое избыточное, по сравнению с теоретически необходимым, количество воздуха. Отношение действительного количества воздуха , м³/кг, поданного в топку, к теоретически необходимому для горения количеству воздуха называ­ют коэффициентом избытка воздуха и обозначают α:

. (20)

В современных топках коэффициент избытка воздуха при сжигании твердого топлива принимают α = 1,21,6, а при сжигании жидкого и газообразного топлив α = 1,051,15.

Избыточный воздух, подаваемый в топку, в процессе горения не участвует, но увеличивает количество дымовых газов, образующихся на 1 кг сожженного топлива.

При этом объем углекислоты остается неизменным, а объем двухатомных газов , м³/кг, (включая кислород) увеличивается до

; (21)

объем водяных паров , м³/кг, увеличивается до

. (22)

Полное действительное объемное количество дымовых газов , м³/кг, равно

. (23)

Формулы (21)–(23) справедливы для расчетов, относящихся как к твердому и жидкому, так и к газообразному топливам.

Так как газоходы котельного агрегата находятся под разрежением, создаваемым дымовой трубой или дымососом, через неплотности в обмуровке в газоходы всасывается некоторое количество холодного воздуха из окружающей среды. В результате количество дымовых газов по мере прохождения по газоходам непрерывно увеличивается, что приводит к увеличению потери тепла с дымовыми газами, уходящими из котельного агрегата, а также к по­вышению нагрузки на дымосос. Хотя при эксплуатации стремятся предотвратить присос холодного воздуха путем уплотнения газоходов, тем не менее возможность такого присоса приходится учитывать. Для каждого вида газо­ходов величину присоса нормируют (табл. 1).

Пользуясь этими нормами, по известному значению коэффициента избытка воздуха в начале каждой данной поверхности нагрева α и величине присоса воздуха в газоходе Δα можно определить коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева α по формуле

,

а также среднее значение коэффициента избытка воздуха в газоходе.

Таблица 1

Наименование газохода	Величина присоса
Топки:
слоевые	0,10
камерные	0,05
пароперегреватели	0,05
Испарительные поверхности нагрева:
фестон	0,00
первые газоходы котлов с развитыми конвективными поверхностями нагрева	0,05
вторые газоходы тех же котлов	0,10
Водяные экономайзеры:
чугунные ребристые	0,10
стальные змеевиковые котлов паропроизводитель­ностью до 15 т/ч	0,08
стальные змеевиковые котлов паропроизводительностью вы­ше 15 т/ч, одноступенчатые	0,03
стальные змеевиковые тех же котлов, двухступенчатые, на каждую ступень	0,02
Воздухоподогреватели:
стальные трубчатые, на одну ступень	0,05
регенеративные	0,20

В тепловом расчете котельного агрегата требуется знать величину объемной доли трехатомных газов в дымовых газах r_n. Эта величина равна сумме объемных долей сухих трехатомных газов и водяных паров , которые составляют:

и , (24)

так что

(25)

При расчетах, относящихся к твердому топливу, также требуется знать концен­трацию летучей золы , г/м³, в дымовых газах, выражаемую в виде

, (26)

где α_ун – доля золы топлива, уносимая дымовыми газами.