4.Тепловой расчет топки

Задача теплового расчета топочной камеры заключается в определении ее тепловосприятия, размеров необходимой лучевоспринимающей (радиационной) поверхности экранов и объема топки, обеспечивающих снижение температуры продуктов сгорания до заданного значения.

4.1. Определение размеров топочного пространства.

Для теплового расчета топки необходимо знание целого ряда характеристик, определяемых размерами топочной камеры и взаимным расположением отдельных ее элементов, поэтому по чертежам серийно изготовляемого котла, указанного в задании к проекту, или близкого по паропроизводительности, составляется эскиз топочной камеры. Эскиз составлен в упрощенном виде, строго в масштабе с указанием всех поверхностей нагрева, горелок или решеток и границ обмуровки.

Масштаб эскиза составляет 1:50 и 1:100 . Эскиз составляем в трех проекциях.

Чаще всего эскиз создаваемой топки требует заметных изменений по сравнению с типовым чертежом.

На основании эскизов топочной камеры определяются площади ограждающих поверхностей камеры горения и камеры догорания, а также объем топки.

Результаты расчетов целесообразно свести в таблицу (см. табл. 4.1)

Таблица 4.1.

Размеры поверхностей нагрева топочного пространства.

Наименование поверхности	Единицы измерения	Камера горения	Камера догорания
Боковые стены	м2
Передняя стена	м2
Задняя стена	м2
Под	м2
Потолок	м2
	м2
Полная поверхность	м2
Объем топки	м3
	м3

27

Общая площадь всех ограждающих поверхностей топки равна сумме площадей ограждающих поверхностей камер горения и догорания.

Объем топочного пространства находится геометрически

(4.1)

где - суммарная поверхность боковых стен камер горения и догорания, м²;

- ширина котла, м

Лучевоспринимающая поверхность нагрева топочного пространства определяется с учетом размерных характеристик, определяемых по чертежам котельного агрегата. Результаты расчета лучевоспринимающей поверхности необходимо представить в виде таблицы (см. табл. 4.2)

Количество тепла, получаемое лучевоспринимающими поверхностями нагрева топки определяется их размерами, кроме того диаметрами экранных труб, их шагом, расстоянием от экранных труб до футеровки топки. Поэтому лучевоспринимающую поверхность представляют как условную поверхность, выражаемую формулой:

(4.2)

где - площадь стены, покрытая экраном, м²; - угловой коэффициент экрана; - расстояние между осями крайних труб экрана, мм; - освещенная длина экранных труб, принимаемая равно расстоянию между входом трубы в топочное пространство и выходом из него ,мм.

Значение углового коэффициента лучевоспринимающих поверхностей выбираются по графику.

При поверочном расчете проверяется величина видимого теплового напряжения топочной камеры по формуле:

(4.3)

За расчетный объем топочной камеры принимается объем, ограниченный плоскостями, проходящими по осям экранных труб, осям первого ряда труб фестона, кипятильного пучка или пароперегревателя, условной плоскостью середины холодной воронки- для пылеугольных топок, плоскостью пода- для газомазутных топок и поверхностью горящего слоя- для слоевых топок.

28

Таблица 4.2.

Основные данные для определения лучевоспринимающей поверхности нагрева.

Наименование лучевоспринимающей поверхности нагрева	Освещенная длина труб, l, мм	Расст-е между осями крайних труб экрана, b, мм	Площадь стены, покрытая экраном, Fпл, м2	Шаг экранных труб, S, мм	Расстояние от оси трубы до стены топки, е, мм	Относительный шаг экранных труб, S/d	Относит-е расстояние от оси трубы до стены топки, e/d	Угловой коэффициент экрана		Величина лучевоспринимающей поверхности нагрева Нл
								номер кривой	значение Х
Боковые экраны: прямоугольная часть
трапецеидальная часть
Передний экран
Задний экран
Экраны боковых стен камеры догорания
Первый ряд кипятильных труб
Всего

29

Для котлов ДКВр в объем топочной камеры включается объем камеры догорания.

Основным фактором, определяющим эффективную работу слоевой топки является тепловое напряжение площади колосниковой решетки (зеркала горения), представляющее собой отношение:

(4.4) где - площадь колосниковой решетки (зеркало горения), м².

Полученные по расчету величины видимого теплового напряжения топочного объема и теплового напряжения колосниковой решетки сравниваются с допустимым согласно приложения 3.

Как правило, фактические тепловые напряжения топочного объема и колосниковой решетки не должны быть выше допустимого. В противном случае необходимо скорректировать величины потерь и в сторону их увеличения и уточнить к.п.д. и расход топлива. Корректировка потерь тепла выполняется по указанию руководителя курсового проектирования.

Рис. 4.1. Угловой коэффициент лучевоспринимающей поверхности нагрева.

1- ; 2- ; 3- ; 4- .

30