Тепловой расчет факельной топки

Эффективность использования топлива в паровом котле определяется полнотой его сжигания и глубиной охлаждения дымовых газов за котлом.
Тепловой расчет топочного устройства

Конструктивный расчет топки
Конструктивными характеристиками топки являются: поверхность стен топочной камеры Fст, сечение топки fт, ее объем Vт, эффективная толщина излучающего слоя s. Для более простого определения необходимо составить эскиз топки в границах активного объема (по осям экранных труб). На эскизе следует указать геометрические размеры топки, высоту расположения горелок hг, общую высоту топки Нт, диаметр d и шаг экранных труб Sэкр, а также расстояние осей экранных труб от ограждающих стен е. Все перечисленные величины берутся по чертежам заданного котла.

Конструктивный расчет топки
Конструктивные характеристики топки
Площадь фронтовой стены:
Площадь тыльной (задней) стены:
Площадь потолка:
Площадь холодной воронки:
Площадь выходного газового окна:
Площадь боковой стены:
Общая поверхность стен топочной камеры:
Объем топочной камеры:
Эффективная толщина излучающего слоя объема топки:

Основные характеристики топочных устройств
Мощность топки (кВт или МВт) определяется по формуле 1
При слоевом сжигании твердого топлива удельная нагрузка зеркала горения (кВт/м2 или МВт/м2) определяется по формуле 2
При факельном и вихревом сжигании удельная нагрузка зеркала горения определяется по формуле 3
Удельная нагрузка топочного объема (кВт/м3 или МВт/м3) определяется по формуле 4

Тепловые характеристики топки
К тепловым характеристикам топки относят:

Тепловые характеристики топки
Коэффициент тепловой эффективности экранов учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей вследствие их загрязнения наружными отложениями или покрытия огнеупорной массой и рассчитывается по формуле:
где χ – угловой коэффициент экранов;
ζ– коэффициент, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытие изоляцией

Тепловые характеристики топки
Параметр M, учитывает влияние на интенсивность теплообмена относительного уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов, для камерных топок параметр M рассчитывается по формуле:
Параметр M0 принимается:
Для пылеугольных топок с твердым шлакоудалением: при тангенциальном и встречном расположении горелок – M0 = 0,46, при однофронтальном расположении горелок – M0 = 0,42.
Для пылеугольных топок с жидким шлакоудалением M0 = 0,44.
Для газомазутных топок при настенном расположении горелок – M0 = 0,40.
Для газомазутных топок при подовом расположении горелок ( xг =1) – M0 = 0,36.
При сжигании твердого топлива совместно с мазутом или газом коэффициент M0 принимается по его значению для твердого топлива.

Тепловые характеристики топки
Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера), который определяется по формуле:
где k – коэффициент поглощения топочной среды, 1/(м МПа), рассчитывается по температуре и составу газов на выходе из топки. При его определении учитывается излучение трехатомных газов (RO2, H2O) и взвешенных в их потоке частиц сажи, летучей золы и кокса;
p – давление в топочной камере, МПа, для котлов без наддува p = 0,1 МПа;
s – эффективная толщина излучающего слоя, м.