3. Перевірочний тепловий розрахунок топкової камери та визначення температури продуктів згоряння на виході з топки.

Перевірочний розрахунок однокамерних і напіввідчинених топок виконується в такій послідовності.

4.1. Попередньо задаються температурою продуктів згоряння на виході з топкової камери.

Для промислових парових і водогрійних котлів рекомендується попередньо приймати температуру продуктів згоряння на виході з топки при спалюванні природного газу 1050— 1100 °С, мазуту 1000 — 1050 °С.

4.2. Для прийнятої в п. 1 температури визначається ентальпія продуктів згоряння на виході з топки.

4.3. Підраховується корисне тепловиділення в топці (кДж/кг чи кДж/м³):

, (4.1)

де Q_п — теплота, внесена в топку повітрям, кДж/кг чи кДж/м³.

Теплота повітря (Q_п) складається з теплоти гарячого повітря і холодного, присмоктаного в топку:

. (4.2)

де І_г.п⁰ - ентальпія теоретично необхідного гарячого повітря. (табл. 2.1)

Q_п.вн – теплота, внесена в котельний агрегат з повітрям, що надійшло в нього,

враховується тільки при підігріві його поза агрегатом, наприклад у

калорифері, встановлюваному перед повітропідігрівником;

rІ_{г.відіб} — теплота рециркулюючих продуктів згоряння, враховується тільки у

випадку повернення в топку частини продуктів згоряння, відібраних

з газоходів котла.

Для промислових і водогрійних котлів, що не мають повітропідігрівника, формула (4.2) приймає наступний вид:

. (4.3)

4.4. Визначається коефіцієнт теплової ефективності екранів

=х, (4.4)

де х - кутовий коефіцієнт - відношення кількості енергії, що посилається на

поверхню, яка опромінюється, до енергії випромінювання всієї

напівсферичної випромінюючої поверхні. Кутовий коефіцієнт показує,

яка частина напівсферичного променистого потоку, що випускається

однією поверхнею, падає на іншу поверхню і залежить від форми і

взаємного розташування тіл, що знаходяться в променистому

теплообміні. Значення х визначається з додатку 4;

 - коефіцієнт, враховує зниження теплосприймання екранних поверхонь

нагрівання внаслідок їхнього забруднення зовнішніми відкладеннями чи

закриття вогнетривкою масою. Коефіцієнт забруднення приймається для

мазуту – 0,65, для газу – 0,55.

4.5. Визначається ефективна товщина випромінюючого шару (м):

s=3,6V_т/F_ст, (4.5)

де V_t — об’єм топкової камери, м³;

F_ст — поверхня стін топкової камери, м².

4.6. Визначається коефіцієнт ослаблення променів. При спалюванні рідкого і газоподібного палива коефіцієнт ослаблення променів (мМПа)^-1 залежить від коефіцієнтів ослаблення променів трьохатомними газами (k_г) і сажистими частками (k_c):

k=k_гr_п+k_с, (4.6)

де r_п — сумарна об'ємна частка трьохатомних газів.

Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомними газами (k_г) визначається по номограмі (додаток 5) чи по формулі (мМПа)^-1:

, (4.7)

де р_п=r_пр — парціальний тиск трьохатомних газів, МПа;

р — тиск у топковій камері котлоагрегату (для агрегатів, працюючих без

наддування, приймається р=0,1 МПа);

r_н2о — об'ємна частка водяних парів;

Т"_т — абсолютна температура на виході з топкової камери, К (дорівнює

прийнятій по попередній оцінці).

Коефіцієнт ослаблення променів сажистими частками, (мМПа)^-1:

, (4.8)

де С^р, Н^р — вміст вуглецю і водню в робочій масі рідкого палива.