Расчетные характеристики камерных топок

4.2.1. Эффективность организации топочного процесса определяется расчетными характеристиками . Экспериментально установлены максимально допустимые значения характеристик, при которых обеспечивается рациональное сжигание топлива и охлаждения газов.

 

4.2.2. Тепловое напряжение топочного объема q_v, кВт/м³ (ккал/м³×ч) характеризует условия сжигания топлива. Величина q_v обратно пропорциональна времени пребывания частиц топлива в топочном объеме при условии равномерного заполнения объема продуктами сгорания (топочными газами)

 

, или , (4.5)

 

где В – расход топлива, кг/с (кг/ч) или нм³/с (нм³/ч); V _т – объем топки, м³; , - низшая теплота сгорания твердого (жидкого) топлива, кДж/кг (ккал/кг) и газообразного топлива, кДж/нм³; (ккал/нм³) соответственно.

Допустимые значения q_v при факельном сжигании природного газа и мазута, а также твердых топлив при ТШУ приведены в табл. П4, твердых топлив при сжигании в топках с ЖШУ – в табл. П6.

 

4.2.3. Тепловое напряжение поперечного сечения топки q_f, кВт/м² (ккал/м²×ч) характеризует условия шлакования стен топочной камеры, (т.е. надежность работы топки котла). Величина q_f прямо пропорциональна средней скорости движения топочных газов в топке при условии равномерности заполнения сечения.

 

или , (4.6)

 

где F _т – площадь поперечного сечения топки, м², F _т = а×в;

а – ширина топки; в – глубина топки.

При сжигании газа и мазута рекомендуемые величины теплового напряжения сечения топки q_f и условного теплового напряжения сечения топки на один ярус горелок q _ярсоставляют соответственно 4 и 2 МВт/м² для барабанных котлов и 9 и 3 МВт/м² для прямоточных котлов сверхкритического давления. Величины q_f и q _яр для пылеугольных котлов в зависимости от вида топлива приведены в табл. П10.

 

4.2.4. Удельное теплонапряжение в зоне активного горения q _а.г, МВт/м² (ккал/м²×ч) характеризует условия образования оксидов азота и надежность работы металла труб настенных экранов

 

, (4.7)

 

где и - соответственно расчетный расход топлива и располагаемая теплота на 1 кг или 1 нм³ топлива;

F _а.г – площадь стен топки в зоне активного горения, м²

 

F _а.г = 2(а + в) h _а.г, (4.8)

 

где h _а.г – высота зоны активного горения, м.

При одноярусном расположении горелок условно принимается h _а.г = 3 D_а или h _а.г = 3 h_а, где D_а и h_а – соответственно диаметр или высота амбразуры горелки, м.

 

 

При многоярусном расположении горелок

 

h _а.г = Z _яр× h _яр, (4.9)

 

где Z _яр и × h _яр – число ярусов и расстояние между ярусами по высоте топки.

При подовых горелках h _а.г условно принимается при сжигании мазута и газа соответственно равным 0,3 и 0,4 высоты топки. (Определение высоты топки Н _т смотри в разделе 4.4).

Предельное значение тепловой нагрузки радиационных поверхностей в зоне активного горения камерных топок можно определить по формуле, кВт/м²:

 

, (4.10)

 

где А = 0,7 – при сжигании пыли, 1,0 – при сжигании мазута и газа в камерных топках с настенными горелками и 0,75 – в газомазутных топках с подовыми горелками при номинальной нагрузке. Для ошипованных поверхностей значение А нужно в два раза уменьшить;

Bu – критерий Бугера, определяется по формуле (4.11);

Т_а –адиабатная температура, К, определяется по формуле (4.23) и табл. 2.8.

4.2.5. Тепловые характеристики топки q_v, q_f, h _а.г и , и характеристика режима работы a_т, полученные в результате расчета проектируемого топочного устройства, не должны превышать указанных максимально допустимых значений.