При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств. Конструктивный рас-чет производится только при разработке новых агрегатов конструкторскими бюро заводов-изготовителей или при реконструкции топочных камер суще-ствующих котлоагрегатов.
При поверочном расчете топки по чертежам необходимо определить: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конст-руктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояние между осями труб).
Для определения геометрических характеристик топки составляется ее эскиз. Активный объем топочной камеры складывается из объема верхней, средней (призматической) и нижней частей топки. Для определения активно-го объема топки ее следует разбить на ряд элементарных геометрических фи-гур в соответствии со схемами, показанными на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Определение активного объема характерных частей топки
Верхняя часть объема топки ограничивается потолочным перекрытием и выходным окном, перекрытым фестоном или первым рядом труб конвек-тивной поверхности нагрева. При определении объема верхней части топки за его границы принимают потолочное перекрытие и плоскость, проходящую через оси первого ряда труб фестона или конвективной поверхности нагрева в выходном окне топки. В топках с ширмовыми поверхностями нагрева объ-ем ширм, расположенных в верхней части топки по всему поперечному сече-нию входного окна (рис. 4.2, поз. 1 и 2), а также занимающих часть попереч-
ного сечения топки в районе выходного окна (поз. 3), в объем топки не вклю-чается. При ином расположении ширм (поз. 4, 5, 6) межширмовые объемы рассчитываются совместно с объемом топочной камеры. При определении удельной нагрузки топочного объема объем, занимаемый ширмами, распо-ложенными в верхней части топки и в районе выходного окна, включается в ее объем в том случае, если шаг ширм S 1 700 мм. Границами средней (призматической) части объема топки являются осевые плоскости экранных труб или стен топочной камеры.
Нижняя часть камерных топок ограничивается подом или холодной во-ронкой. За границы нижней части объема камерных топок принимается под или условная горизонтальная плоскость, проходящая посредине высоты хо-лодной воронки.
Рис. 4.2. Определение активного объ-ема топки с ширмовыми поверхно-стями нагрева
Полная площадь поверхности стен топки (Fст) вычисляется по раз-мерам поверхностей, ограничиваю-щих объем топочной камеры, как по-казано штриховкой на рис. 4.1. Для этого все поверхности, ограничиваю-
щие объем топки, разбиваются на элементарные геометрические фигуры. Площадь поверхности стен двухсветных экранов и ширм определяется
как удвоенное произведение расстояния между осями крайних труб этих эк-ранов и освещенной длины труб.
При наличии ширм, включаемых в объем топки, общая площадь по-верхности стен определяется как сумма площадей поверхности стен свобод-ного объема (Fсвб), площадей поверхности ширм (Fш) и стен, прилегающих к ширмам (Fпр), с учетом неполного их освещения (подробно см. п. 6-02 «Нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов»).
Лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экра-
нов (м2)
Hл å Fплx, (4.1)
где x – угловой коэффициент экрана, определяемый по рис. 4.3; Fпл – пло-щадь стены, занятая экраном, определяется формулой
Fпл = bl, (4.2) где b – расстояние между осями крайних труб данного экрана, м; l – осве-
щенная длина экранных труб, м; определяется в со-ответствии со схемами, по-казанными на рис. 4.1.
Для ошипованных и плавниковых экранов, а также для экранов, закры-тых чугунными плитами, угловой коэффициент при-нимается равным 1, как и для поверхности, проходя-щей через первый ряд труб котельного пучка, фестона и ширм, расположенных в выходном окне топки.
Степень экранирова-ния топки
= Hл / Fст, (4.3)
Рис. 4.3. Угловой коэффициент однорядного гладкотрубного экрана: 1 – при расстоянии от стенки l 1,4 d; 2 – при l = 0 8 d; 3 – при l = 0 5 d; 4 – при l 0; 5 – без учета излуче-
где Hл – площадь луче-воспринимающей поверх-ности нагрева, м2, Fст – полная площадь поверхно-сти стен топки, м2.
ния обмуровки при l 0 5 d.