5.3. Тепловой расчет топочной камеры

Целью поверочного теплового расчета топочной камеры является определение температуры газов на выходе из топки . Расчет этой температуры производится методом последовательного приближения, когда в начале расчета температура газов на выходе из топки задается ориентировочно. Затем, после окончания расчета сравнивают полученное значение температуры с изначально заданным. В зависимости от того на сколько данные температуры отличаются друг от друга расчет, или считается законченным, или производится заново.

5.3.1. Определение геометрических характеристик

топочной камеры

Перед началом расчета топки по чертежам и техническим характеристикам котла, приведенным выше необходимо определить: объем топки, площади поверхности стен топочной камеры и площади лучевоспринимающих поверхностей нагрева (экранов), а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб и их высота, расстояние между осями труб и их число в экране).

Под экраном (лучевоспринимающей поверхностью) понимается поверхность топочной камеры, вдоль которой расположены трубы с водой. Т.е. данными трубами стена топочной камеры экранируется.

Всего в топочной камере шесть поверхностей: фронтальная, задняя, правая боковая, левая боковая, сводовая поверхность (или свод) – потолок топки и подовая поверхность (или под) – пол топки (рис. 5.3).

В зависимости от типа котельного агрегата не все поверхности топки котла могут быть экранированы. Таким образом, на первом этапе необходимо определить, какие поверхности топочной камеры экранированы (см. п. 3, 4) и сколько этих поверхностей.

Далее используя расчетную схему (рис. 5.3) и технические характеристики котла необходимо определить площадь каждой лучевоспринимающей поверхности, м²,

, (5.36)

где – расстояние между осями крайних труб данного экрана, м; – освещенная длина экранных труб, м.

Рис. 5.3. Расчетная схема топочной камеры котла:

1 – фронтальная поверхность топки; 2 – задняя поверхность топки; 3 – правая боковая поверхность топки; 4 – левая боковая поверхность топки; а – ширина топки; b – глубина топки; с – высота топки

Затем, вычисляется средний коэффициент тепловой эффективности экранов топочной камеры . При этом необходимо учесть, что в формулу подставляются данные только для тех поверхностей топочной камеры, которые экранированы. Таким образом, если в топочной камере экранированы все шесть поверхностей, то в формуле должно быть шесть слагаемых. Если какая-то поверхность топки не экранирована, то соответствующее слагаемое из формулы исключается.

, (5.37)

где , , , , , – площади фронтальной, задней, правой боковой, левой боковой, сводовой и подовой лучевоспринимающих поверхностей, соответственно, м², определяемые по формуле (5.36); – площадь поверхности стен топочной камеры (см. п. 3, 4); , , , , , – коэффициенты, учитывающий снижение тепловосприятие фронтальной, задней, правой боковой, левой боковой, сводовой и подовой лучевоспринимающих поверхностей, соответственно вследствие их загрязнения наружными отложениями, определяемые по табл. 5.13; , , , , , – угловые коэффициенты фронтальной, задней, правой боковой, левой боковой, сводовой и подовой лучевоспринимающих поверхностей, соответственно, определяемые по рис. 5.4.