13.5 Геометрические характеристики топочной камеры

1. Объем топки (V_Т) – характеризует границы объема топочной камеры.

Граница определяются по оси экранных труб или экранных поверхностей нагрева топки.

2. Полная поверхность стен топки определяется по рядам поверхностей ограничиваемых объем топки

F_ст = F_св + F_ш z_ш + F_пр z_пр, (13.8)

F_ш – площадь ширм

F_пр – площадь прилегающих к ширмам экранов

z_ш и z_пр –коэффициент, учитывающий неравномерности освещения ширм прилегающих к ним экранов.

3. Относительный уровень расположения горелок

, (13.9)

h_Т – высота горелки

Н_Т – высота топки опред до середины газового окна от середины холодной воронки.

4. Угловой коэфф. показывает отношение Н_л^э (лучевоспринимающей поверхности) к F_cт^э к площади стен покрытых этими экранами, т. е. характеризует долю подающего потока лучистой энергии ко всему потоку излучаемой энергии

D/ = 1 H_л^э = F_ст^э =n l d,

где n - количество труб,

l – их длина;

d – их диаметр.

5. Степень экранирования топки

, (13.10)

где Н_Л – все лучевоспринимающие поверхности;

F_С – площадь стен.

При камерном сжигании F_С включается площадь холодной воронки, при жидком шлакоудалении площадь пода топки, + площадь выходного окна газового тракта.

6. Коэффициент тепловой аэрореактивности ψ. Чистые экраны не излучают, но в процессе работы загрязняются, вводится - коэфф. Загрязнения

, (13.11)

где загрязняющего экрана;

чистого экрана;

для различных видов топлив различны (газ – 0,65, мазут – 0,55, уголь – 0,4 – 0,45, сланцы – 0,25).

(13.12)

, (13.13)

где угловой коэффициент.

Коэффициент характеризует отношение воспринятом экраном лучистой тепловой энергии к падающей на них лучистой энергии.

13.6 Методика конструктивного и поверочного расчета

Различают конструктивный и поверочный расчеты котла. Целью конструктивного расчета является определение площадей поверхности нагрева элементов котла при заданных паропроизводительности, параметрах пара и характеристиках топлива. Целью поверочного расчета является определение параметров, характеризующих тепловую работу элементов котла при заданном топливе и режиме работы.

13.6.1 Конструктивный расчет топки расчет топки Площадь поверхности стен топочной камеры

, (13.14)

где Т_а - адиабатная температура;

В_Р - расчетный расход топлива;

Q_Л - кол - во тепла передаваемое экранам топки;

Q_Т - степень черноты топки;

Ψ - средний коэффициент излучения;

Т_Т^” - температура продуктов сгорания на выходе из топки.

, (13.15)

с₀ - коэфф. излучения абсолютно твердого тела;

φ - коэфф. сохранения тепла;

(V₂ c_CP)- средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания в интервале температур от Т_Т^II до Т_а .

, МПа/кгК (13.16)

с₀ = 5,67*10^-14, МВт/м²К⁴ (13.17)

I_T^II - энтальпия продуктов сгорания при Т_T^II на выходе из топки;

М - коэффициент характеризующий место максимальной действительной температуры в топке.

Для разных видов топки

М = А - В (Х_Т), (13.18)

А и В - коэффициент зависимые от вида топки и топлива

Х_Т - от расположения горелки

Расчет топки выполняют по средним значениям тепловой нагрузки по высоте топки, т. е. в обычных расчетах распределение тепловой нагрузки по высоте не существенно. Существенно важным является Q_Л и Т^II. Для определения локальных тепловых нагрузок по высоте в специальных расчетах котлов приводят расчет топки. Топку разбивают условно на несколько зон для каждой составляют тепловой баланс по которому рассчитывают тепловыделение и теплоотвод в зоне, для каждой зоны определяют температуру продуктов сгорания на выходе из нее.