ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ

При проектировании котельной установки выполняется поверочный расчет топочного устройства. При поверочном расчете по чертежам необходимо определить:

· объем топочной камеры;

· площадь поверхности стен;

· диаметр труб;

· расстояние между осями труб.

По чертежу составляем эскиз топки

Рисунок – Эскиз топки котла ДЕ-6,5-14

Таблица 7 – Экспликация к схеме на рисунке 4

Определяем площадь боковых стен, м², по формуле

(49)

где а=(а' + а")/2;

с – длина топочной камеры, м².

а = (2,55+2,25)/2 = 2,4м.

F_бок =2^.2,4^.1,79 = 9,3м².

Определяем площадь фронтальной и задней стен, м², по формуле

(50)

F_фр = 2^.2,4^.1,79 = 8,6м².

Определяем площадь потолка и пода, м², по формуле

. (51)

F_П =2^.1,79^.1,93 = 6,9м²

Определяем общую площадь ограждающей поверхности, м², по формуле

(52)

F_о = 9,3+8,6+6,9 = 25м².

Определяем лучевоспринимающую поверхность нагрева топки, м², по формуле

м². (53)

Определяем объем топочной камеры, м², по формуле

(54)

V_Т = 2,4^.1,79^.1,93 = 8,3м³.

Определяем тепловыделения в топке

Чтобы рассчитать теплообмен в топке, необходимо предварительно принять температуру продуктов сгорания на выходе из топочной камеры.

Для паровых и водогрейных котлов рекомендуется принимать температуру продуктов сгорания 1050 – 1100 °С.

Принимаем Т" = 1070 °С.

Расчет выполняется из условия, что расхождение между полученной и действительной температурой на выходе из топки и принятой не превысит ±100 °С. Определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, кДж/м³, по Iθ-диаграмме: I_Т" = 19050 кДж/м³.

Определяем полезное тепловыделение в топке, кДж/м³, по формуле

(55)

где Q_В^О – теплота воздуха, присасываемого в топке, кДж/м³, определяем по формуле

(при t = 30 °С) (56)

Q_B^O = 379 ^. 1,1 = 417кДж/м³.

Q_T = 35880 ^. (100-0,5-2,9)/100 +417 = 35077 кДж/м³.

Для определения температуры на выходе из топки продуктов сгорания составляем таблицу

Таблица 8 – Определение температуры на выходе из топки продуктов сгорания

Наименование	Усл. обозн	Ед. изм	Расчетные формулы	Результат
1 Эффективная толщина излучаемого слоя	S	м	. S = 3,6.8,3 / 25	(57)	1,2
2 Коэффициент тепловой эффективности экрана	Ψ	–	где Х – угловой коэффициент; ξ – коэффициент загрязнения экрана. Х = 0,95; ξ = 0,65. Ψ = 0,95·0,65	(58)	0,62
3 Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	Кr	1/м·мПа	rH2O = 0,17; rn = 0,247 Pn=rn.P P n= 0,247. 0,1 = 0,0247 P nS = 0,0247.1,36 = 0,04 По номограмме Л1, рис. 54 определяем значение Кг,	(59)	9,5

Продолжение таблицы 8

4 Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами	Кс	1/м·мПа	, где СР/НР – содержание водорода и углеводорода в рабочей массе топлива. СР/НР = 0,12·(1/4·98,9+2/6·0,3+3/8·0,1+4/10·0,1) = 3,0216; Кс = 0,3. (2 –1,1) .((1,6 . 1070/ 1000) – 0,5) . 3,0216	(60)	0,99
(61)
5 Коэффициент ослабления лучей топочной средой	К	–	.   К = 9,5. 0,247+0,99	(62)	2,9
6 Суммарная оптическая толщина среды	К·Р·S	–	2,9 . 0,1 . 1,2	0,3
7 Степень черноты светящейся части факела	асв	–	. асв = 1- 2,7 – 0,348	(63)	0,3
8 Степень черноты несветящихся трехатомных газов	аг	–	аГ = 1- 2,7 –0,23	(64)	0,21
9 Степень черноты факела для мазута и газа	аф	–	где m – коэффициент из Л1, табл. 5.2 m = 0,1 аф = 0,1. 0,29+(1–0,1). 0,21	(65)	0,2
10 Степень черноты топки	ат	–	. аТ = 0,2/ (0,2+(1–0,2) 0,62)	(66)	0,3
11 Характеристика положения максимальной температуры	Хт	–	где hr – расстояние от пода топки или от середины холодной воронки до оси горелок; Нт – расстояние от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна. Нт = 320/2 = 160 = 1,6 м; hT = 0,32. Хт = 0,32/1,6	(67)	0,2
Продолжение таблицы 8
12 Параметр М в зависимости от положения максимальных температур площади по высоте топки	М	кДж/кг	М = 0,54-0,2·0,2	(68)	0,5
13 Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	VCcp	кДж/м3кгм3	Та = 2020 °С VСср =(35077–20000)/ (2020- 1070)	(69)
14 Действительная температура θ"т на выходе из топки	θ"т	°С	Θ”Т = 2020/0,5.(5,67.0,62.25.0,3.2020^3 / 1011.0,971.0,07 16)^0,6+1– 273	(70)