Расчёт топки.

Виды компоновок котлов.

Основные компоновки бывают 4видов:

1. Горизонтальной ориентации, т.е. газ движется горизонтально параллельно полу. Это котлы ДКВР, ДЕ, КЕ.

2. Вертикальной ориентации.

3. Башенной ориентации (ПТВМ).

4. Многоходовой ориентации.

Экраны топки.

Поверхности нагрева, расположенные на стенах топки называются экранами. Они могут быть из гладких труб или газоплотные.

Гладкотрубные экраны.

Состоят из панелей, а панели из гладких труб.

S – шаг труб

d – диаметр труб Обмуровка

Трубы в топке получают теплоту излучением от факела и эффективность излучения зависит от взаимного расположения труб и изоляции.

Излучение зависит от углового коэффициента .

Газоплотные экраны.

Могут быть выполнены из плавниковых или мембранных. При естественной циркуляции мембранные трубы делают большого размера Ø 50×5, Ø 60×6 и т.д.

Поверочный расчёт топки включает:

1) Определение теоретической температуры сгорания

2) Определение действительной температуры газов на выходе из топки.

3) Определение количества тепла, переданное излучением экраном топки.

Конструктивные характеристики топки.

Они определяются по эскизу топки с размерами. Границами активного объёма топки являются осевые плоскости экранных труб. В выходном сечении топки граница проходит оп оси трубы первого ряда фестонов или котельного пучка. Нижняя граница (под) при наличии холодной воронки проходит по плоскости на половине высоты холодной воронки. Объём топки определяют между поверхностями стенок. Для каждого котла есть данные в справочнике Vт, Fст. Полная поверхность Fст топки вычисляют по размерам всех поверхностей ограничивающих топку.

Соотношение между площади зеркала горения и полной поверхностью стен обозначаются ρ.

, где

R – площадь горения слоя топлива, м².

В камерных топках ρ = 0.

Эффективная толщина излучаемого слоя в топке S = 3,6

Эмпирический параметр М, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки.

М = 0,54 – 0,2χт для газа и мазута

χт =,hг – горелочная ось над входом топки; Hг – общая высота топки.

В ДКВР, ДЕ χт = 0,3.

Площадь стен занятой экранами рассчитывают как произведение расстояние между осями крайних труб на освещен. длину трубы l, м.

Fст = Fпл = в · l, м².

Радиационная поверхность нагрева Hл = ∑ Fпл · x, м²

x – угловой коэффициент экрана, определяется по монограмме [1].

Коэффициент тепловой эффективности экрана ψ = x · ζ ,

ζ – коэффициент учитывающий загрязнение экрана, т.к. x =

Hл – приводится в справочниках, ζ – коэффициент из [1].

Температура на выходе из топки:

Расчёт топки

Величина	Обозн.	Формула	Разм.	Расчёт	Результат
1	2	3	4	5	6
Объём топочной камеры.	Vт	Табл. 1.4 [2]	м³		17,1
Полная поверхность стен топки	Fст	Табл. 1.4 [2]	м²		41,5
Эффективная толщина излуч. слоя	S	3,6	м		1,48
Коэф., характеризующий уровень горения в топке	χ	с. 50 п. 5.7 [2]	-		0,3
Эмпирический параметр	М	0,54 – 0,2 · χ	-	0,54 – 0,2 · 0,3	0,48
Лучевоспринимающая пов-ть нагрева	Hл	Табл. 1.4 [2]	м²		39,0
Средний коэф. тепловой эффективности	ψ		-		0,611
Условный коэф. загрязнения экрана	ζ	с. 51 табл. 5.3 [2]	-		0,65
Тепловое напряжен. топочного объёма	q				428,3
Тепло, вносимое в топку воздухом	Q	α · I		1,1 · 376	413,6
Полезное тепловыделение в топке	Q				36492
Теоретическая температура сгорания		По I-υ диагр.	°С		1880
Температура газа на выходе из топки		Принята предварительно			1100
Энтальпия газов на выходе из топки		По I-υ диагр.			20017
Объёмная доля водяных паров					0,184
Суммарная объёмная доля 3атомных газов					0,271
Давление в топочной камере	p	Принята предварительно	МПа		0,1
1	2	3	4	5	6
Произведение		P · r· S	МПа· ·м	0,1 · 0,271 · 1,48	0,040
Коэффициент ослабления лучей 3атомных газов	К	Номограмма 3 [2]			7,9
Соотношение соединений углерода и водорода		0,12 ∑ m/n CmHn	-	0,12(1/4·94+2/6· ·2,8+3/8·0,8+4/10· ·0,3+5/12·0,1)	2,99
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами	К	0,3(2-α)·(1,6· ·-0,5)·		0,3(2-1,1)·(1,6· ·-0,5)·2,99	1,37
Показатель степени		(Kг·rn+ Kc)·p·S	-	(7,9·0,271+1,37)· ·0,1·1,48	0,520
Степень черноты светящейся части факела	a	1-е	-	1-е	0,405
Показатель степени		Kг·rn·p·S	-	7,9·0,271·0,1·1,48	0,317
Степень черноты несветящейся части факела	a	1-е	-	1-е	0,272
Степень черноты факела	a	m· a+(1-m)a	-	0,12·0,405+(1- -012)·0,272	0,288
Коэффициент	m	Табл. 5.4 [2]	-		0,12
Степень черноты топки	a		-		0,398
Средняя суммарная теплоёмкость					21,12
Температура на выходе из топки		(Ф.1)		(Ф.1)	1091
Энтальпия газа на выходе из топки		По I-υ диагр.			19950
Количество тепла восприн. в топке	Q			0,98(36492- -19950)	16211

(Ф.1) 