4.3. Способи інтенсифікації теплообміну в топковій камері і зниження температури газів на виході
Основні положення.
Геометричні
розміри топкової камери вибираються з
умови вигоряння палива до рекомендованих
значень механічного недопалювання q4 і
охолоджування
продуктів згорання до температури на
виході з топки 9". Мінімальний
об'єм топки
,
що забезпечує вигоряння палива до
заданого рівня, рівний
= 
,
(4.31)
де
—
допустиме теплове навантаження об'єму
топки, кВт/м3;
його значення знаходиться з виразу
=
Тут
гір
— фізичний
час горіння частинок палива, з; Т
— середня температура продуктів згорання
в топці. К;
-
питомий приведений об'єм газів, що
утворюється на одиницю тепловиділення
в топці, м3/МДж.
Проте об'єм топки, розрахований по (4.31), не гарантує охолоджування продуктів згорання до температури . Для забезпечення цієї температури необхідно, щоб теплове навантаження об'єму топки задовольняло умові
(4.32)
де qн -середня інтенсивність теплового потоку в топці ,кВт/м2; Fл.т—площа променесприймаючих екранів топки, м2.
У звичній призматичній
топці із зростанням її потужності
зменшується коефіцієнт форми топки (
Fл.т
/Vт),
що
приводить, як це видно з (4.32), до зниженняю
.
Тому в парових
котлах великої потужності теплове
навантаження об'єму виходить значно
менше допустимого по умові горіння
Створити топкові пристрої з qv, близькими до , можна, якщо передбачити заходи щодо підвищення інтенсивності променистого теплообміну в об'ємі топки. Для цієї мети застосовують установку в об'ємі топки двусвітних екранів або низко опущених ширм. Інший шлях — зниження високих значень температур газів за рахунок рециркуляції продуктів згорання у верхню частину топкі. При цьому місце введення рециркуляції вибирається так, щоб в частині топки до рециркуляції забезпечилося вигоряння палива, а об'єм рециркуляційних газів повинен бути достатнім для зниження до заданого значення. Як у першому, так і в другому випадку вдається виконати топку з об'ємом, близьким до мінімального, необхідному для вигоряння палива, і понизити металоємність котла.
ПРИКЛАДИ
Приклад 4.14. Визначити коефіцієнт форми тонкі для топок з однаковими об'ємами Vт і площами поперечного перетину fт у яких:
а) ат /bт =4; б) ат/bт = 2; в) ат/bт = 1.
За основу прийняти реальний профіль котла по мал. 4.3 із збереженням перетину fт = ат bт=111,3 м3, розміру скатів