5. Проектирование и тепловой расчет топки

5.1. После выбора предварительного теплового баланса парогенератора приступают к выбору конфигурации топки и определению ее размеров.

Начинают проектирование с выбора конфигурации топки. При этом учитывается место расположения форсунок, ход газов в топке и т. д.

Форма топки должна обеспечивать равномерное распределение тепловыделений по всему топочному пространству. Факел не должен касаться труб и кирпичной кладки в топке, равно как и не должен далеко отстоять от труб. Касание факелом труб может привести к отложению кокса на их поверхности, а чрезмерно большое расстояние от факела до труб снижает эффективность отдачи тепла из-за уменьшения излучающей поверхности факела.

При проектировании топки необходимо следить за тем, чтобы длина траекторий частичек топлива по возможности была одинаковой, и чтобы эти частички не касались стенок труб и кладки, температура которых ниже топочной среды.

Размеры топки определяются мощностью парогенератора. При выборе конфигурации топки одновременно решают вопрос о количестве циркуляционных контуров, намечают количество водяных коллекторов и их диаметр.

В настоящее время наиболее часто встречаются следующие конфигурации топок:

5.2. Размещение топочных устройств возможно на одном фронте, на двух фронтах и на потолке топки. Реже встречается расположение топочных устройств на боковой стенке.

В настоящее время наибольшее распространение на главных парогенераторах получили паромеханические форсунки, обеспечивающие хорошее качество распыла и большую глубину регулирования. Производительность их колеблется в пределах от 0,15 до 0,7 кг/с.

Количество форсунок определяется суммарным расходом топлива и местом расположения форсунок.

Производительность одной форсунки определяется по формуле:

,

где B-расход топлива;

N-число форсунок.

Выбор конструкции фурм и их геометрических размеров производят в зависимости от степени форсировки топки. Диаметр отверстий фурм определяется в зависимости от скорости движения в них воздуха. Предварительно величину скорости движения воздуха принимают равной 25-50 м/с.

5.3. Определение геометрических размеров топки начинают с определения объема топки.

5.3.1.Объем топки определяют по формуле:

где - тепловая мощность топки, которая принимается для парогенераторов с вентиляционным дутьем.

=0,4-1,2 МВт/м .

5.3.2. Затем вычерчивают в масштабе поперечный разрез топки и определяют площадь топочного фронта :

Длину топки можно также определить по формуле:

,

где - коэффициент (выбирается в пределах 0,8-1,5).

5.3.3. Определив геометрические размеры топки, выбирают диаметры коллекторов и их количество.

Предварительно диаметр пароводяного коллектора принимают

мм.

Диаметр водных коллекторов принимают мм.

Экраны и притопочный испарительный пучок изготавливают обычно из труб диаметром 29, 32, 38 и 44,5 мм, а толщина стенки трубы должна быть 2; 2,5; 3 и 4 мм.

5.3.4.После этого выполняют уточненный чертеж топки, на котором вычерчивают трубы и трубы притопочного испарительного пучка. Проверяют, чтобы не было участков труб с углом наклона к горизонтали менее 15-20 . В пароводяном коллекторе уточняют высоту слоя воды над опускными трубами. Он должен быть не меньше 80-100 мм.

Все сгибы труб должны делаться по радиусу.

В коллектор трубы должны вводиться только в радиальном направлении, а расстояние между соседними трубами по внутреннему диаметру коллектора не должно быть меньше 13 мм.

Чтобы не допускать закоксования труб при горении топлива, расстояние до экрана необходимо назначать R r +400, а до притопочного испарительного пучка R r +500 мм (r -радиус фурмы).

Затем переходят к выполнению расчета теплообмена в топке, который сводится к определению температуры и энтальпии на выходе из топки.