3.3. Тепловой расчет топки

Поверочный тепловой расчет топки заключается в определении температуры газов на выходе из топки для существующей конструкции топки котла.

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле:

, ^оС.

Определение адиабатической температуры горения Т_а.

Предварительно определяется полезное тепловыделение в топке для котлов низкого давления:

кДж/кг;

кДж/кг;

где =1,1.

По известному значению Q_т, по Н-θ диаграмме, при принятом α_г находим

= 1880 ^оС.

Адиабатическая температура горения:

Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания 1 кг топлива Vс_ср производится по формуле:

Предварительно принятая температура газов на выходе из топки ^оС, энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки по Н-θ диаграмме кДж/кг.

Определение ограждающей поверхности стен топочной камеры Fст.

Данная часть расчета осуществляется по чертежам котла.

, м².

- сечения камеры горения,

- сечения камеры догорания,

F_ст = F_ср.

Определение параметра распределения температур по высоте топки.

Параметр М определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.

П ри сжигании мазута и газа

М = 0,54 – 0,2Х_т; Х_т = h_г / Н_т.

где h_г = 0,675 м;

Н_т = 1,5 м.

М = 0,54 – 0,2(0,675/1,5)=0,45

Рис. 3.1. Схема определения Х_т

Определение среднего коэффициента тепловой эффективности экранов ψ_ср .

где , в котором - угловой коэффициент, определяемый по рис. 3.2.[1]( такие сноски везде ставить где есть ссылка на рис из методы)

Коэффициент , учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения или закрытия изоляцией поверхности, принимается по табл. 3.1.

Определение степени черноты топки а_Т.

Степень черноты экранированных камерных топок определяется по формуле:

.

При сжигании газообразного топлива эффективная степень черноты факела определяется по выражению:

,

где а_св и а_г – степень черноты факела при заполнении всей топки, соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами.

; ;

m – коэффициент усреднения, зависящий от теплонапряжения топочного объема (для газа m = 0,1).

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами определяется по формуле:

- температура газов на выходе из топки, К ( = 1373);

- суммарная объемная доля трехатомных газов для топок, работающих без наддува (r_п=r_RO2 + r_H2O=0,272) ;

Р_n - давление в топке(P_n = P^. r_п = 0,1 ^. 0,272=0,0272МПа)

S – Эффективная толщина излучающего слоя в топке ( м)

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами:

, ;

где С^р/Н^р – углеводородное число, являющееся соотношением содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива.

.

Коэффициент ослабления лучей равен:

Степень черноты факела при заполнении всей топки светящимся пламенем:

Степень черноты факела при заполнении всей топки несветящимися трехатомными газами:

Эффективная степень черноты факела:

Степень черноты экранированных камерных топок:

Температура газов на выходе из топки: