Температурные и оптические характеристики топочной камеры

Объем и поверхность топки, V_Т, м³; F_cm, м².

8 Температура лучевоспринимающей поверхности экранов топки t_cm°C (принимается равной 380...400°С).

9 Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

где r_пс, r_H2O - соответственно объемные доли водяного пара и трехатомных газов в продуктах сгорания; T_T"- действительная, абсолютная температура на выходе из топки.

r_H2O=V_H2O/V_г; r_пс= r_H2O+V_RO2/V_г

10 Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами:

k_с = 0,3(2- а_т)[0,0016(θ"+273) - 0,5]С^p/H^p,

где С^p/Н^p - соотношение долей углерода и водорода в горючем, для твердого и жидкого горючего определяется непосредственно по структуре, а для газообразного - по формуле:

Сp/Hp =0,12Σ[m(CmHn)/n].

11 Степень черноты светящейся части факела:

ε_св = 1- ехр[-(k_гr_пс +k_с)рS].

12 Степень черноты трехатомных газов:

ε_г =1- ехр-(k_гr_псрS)

13 Степень черноты факела:

ε_ф=mε_св+(1 – m)ε_г,

где т - коэффициент, зависящий от вида горючего и теплового напряжения топоч­ного объема, (при q_v < 408 кВт/м³, для газообразного горючего т = 0,1, а для жидкого – т = 0,55).

14 Степень черноты топки:

ε_т=ε_ф/[ε_ф+(1 – ε_ф)φ]

15 Теплота, отданная излучением в топке

Q_л = ε_mхc₀ F_cm {[(θ" +273)/100]⁴ – [(t_cm +273)/100)]⁴},

где с₀ = 5,67 Вт/(м²К⁴); F_cm - площадь радиационной поверхности нагрева;

х – угловой коэффициент, зависящий от отношения шага экранных труб к их диаметру (принимается х = 0,93); Т_т "- действительная термодинамическая (абсолютная) температура на выходе из топки (Т _т" = θ_т"+273К).

Совместное решение уравнений и методом прогонки позволяет полу­чить значение действительной температуры на выходе из топки. Задаваясь значением Т_т" в интервале (1170-1500 К), определяют Н"_m и вычисляют значение Q_л. Если температура выбрана правильно, то вычисленные значения Q_л должны быть равны друг другу (при вычислениях допускается несовпадение до 1%). В случае больших отклонений задаются новым значением Т" _m и расчёт повторяют (этот расчёт целесообразно проводить с помощью ЭВМ).

1.7 Компоновка горелок в топке

Горелки для котельных агрегатов выпускаются серийно котлостроительными предприятиями. В таблицах 1 и 2 приведены значения производительности некоторых типов газомазутных горелок по мазуту (верхняя строка) и по газу (вторая строка), а также координаты их расположения в топке.

Таблица 1

Горелки для котлов с паропроизводительностью до 420 т/ч

Таблица 2

Горелки для котлов с паропроизводительностью более 420 т/ч

Производительность горелок	т/ч			7,5
горелок	м3/ч
Шаг по высоте	М	1,75	2,2	2,5
Шаг по ширине	м	1,75	2,2	2,5
До бокового экрана	М		2,4	2.8.
От пода топки	м	1,8	2,4	2,8	3,2

1 Определение количества горелок

Количество горелок для проектируемого котла определяется по расходу горючего и производительности стандартной горелки, выбранной из таблицы для заданного диапазона по паропроизводительности.

п_г = 1,2 В_р/b_г,

где b_г - производительность стандартной горелки по соответствующему горючему и в тех же единицах измерения, в которых определялся расход В_р.

Полученное значение п_г округляется до ближайшего целого, преимущественно четного значения, в особенности при наличии двухсветного экрана в топке, чтобы обеспечить симметричное расположение горелок. Горелки могут располагаться в несколько рядов по ширине топки и в несколько ярусов по высоте. Если расстояния между горелками и от боковых экранов по условиям компоновки оказываются меньше значений, приведенных в соответствующей таблице, то задаются горелкой большей производительности и повторяют компоновку.

1.8 Определение времени пребывания газов в топке

Время пребывания газов в топке должно быть необходимым и достаточным для полного окисления горючих компонентов. Недостаточное время нахождения горящих газов в топочной камере приводит к неполному сгоранию в результате закаливания реагирующих компонентов горючего и возрастанию химического и механического недожога.

Определение продолжительности пребывания газов в топке осуществляется путем деления длины факела на скорость газов:

1 Время пребывания газов в топке:

τ=L_ф/W_г,

где L_ф – длина факела, м; W_г(g) – средняя скорость газов в топке, м/с.

L_ф=Н_ф+0,5(b_Т+b_вч),

где Н_ф – высота факела, м; b_вч – глубина верхней части топки, b_вч = (0,75…0,9)b_Т.

Н_ф=h_Т – (h_г+0,5h_вч),

где h_г – высота расположения первого яруса горелок, м; h_вч – высота верхней части топки, h_вч = (0,75…0,9)h_Т.

,

где k_Т – коэффициент заполнения топки факелом, принять k_Т=0,8; Т_ср – средняя абсолютная температура газов в топке, К.

,

где Т_аd - абсолютная адиабатная температура газов, К.