Поверочный тепловой расчет топки парового котла (стр. 5 из 7)
– энтальпия продуктов сгорания при 
(определяется по табл. 2.2 настоящего расчета) 
3) Коэффициент М расположения горелок определяем по формуле (4.26) [2] (коэффициент М учитывает относительное положение ядра факела по высоте топки, что влияет на
; М зависит от вида топлива и способа его сжигания см. стр. 39, 40 [2]).При камерном сжигании твердых топлив, М=0,56 – 0,5∙Хт,
где Хт – коэффициент, характеризующий относительную высоту положения зоны максимума температур в топке, определяется по формуле (4.28) [2]:
где
– высота размещения горелок, hгор=3,5 м; 
– расчетная высота заполняющего топку факела (от нижней части топки до середины выходного газового окна (см. рис. 4.2 [2]); 
–поправка, при Dном ≤ 110 кг/с принимаем Dх = 0,1; 
Максимальное значение М не превышает 0,5.
4) Действительная температура газов на выходе из топки
, °С, определяется по формуле (7.6) [2]: 
где
– абсолютная адиабатическая температура горения, 
– средний коэффициент тепловой эффективности экранов; 
– полная поверхность стен, включая площадь горелок; м2; 
– коэффициент теплового излучения топки; 
– коэффициент сохранения теплоты, j =1− [q5/(hк+q5)] = 0,99; 
– расчетный расход топлива (с учётом механического недожога), кг/с. 
Полученное значение
=1142○С сравниваем с предварительно принятым значением =1100 °С. Расхождение не превышает + 100 °С. Нормативное требование выполняется (стр. 157 [2]).Принимаем температуру газов на выходе из топки
=1142°С.Рассчитываем энтальпию газов на выходе из топки:
6) Количество тепла воспринятого в топке:
Здесь
коэффициент сохранения теплоты (см. п. 3.7 настоящего расчёта); 
полезное тепловыделение в топке (см. п. 4.3 настоящего расчёта).7) Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева:
Расчетное тепловое напряжение топочного объема (подсчитано ранее, см. п. 4.1 настоящего расчёта):
5. Расчет фестона
5.1 Общие сведения
Поверочный тепловой расчёт фестона сводится к определению количества тепла, воспринимаемого фестоном. Количество теплоты, воспринимаемое фестоном, рассчитывается по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи. Результаты расчётов сравниваются, если расхождение результатов расчётов по уравнению теплового баланса и по уравнению теплопередачи не превышает
5%, то расчёт считается выполненным.Конструктивно фестон состоит из труб заднего экрана, но размещенных с увеличенным поперечным S1=200÷300 мм и продольным S2=250÷400 мм шагами. При этом трубы фестона разводятся в несколько рядов Z2. Иногда фестон выполняется из труб большего диаметра (около 100 мм), расположенных в один ряд (S1=400÷800 мм).
Из расчета топки для предыдущей поверхности нагрева известными являются температура и энтальпия газов перед фестоном. Температура газов за фестоном принимается с последующей проверкой и уточнением ее. Кроме этого, она должна быть увязана с условиями обеспечения надежной работы пароперегревателя. Согласно [2] охлаждение дымовых газов в фестоне
можно предварительно принять для однорядных фестонов (z2=1) 7–10○С, для двухрядных – 15–20 ○С, для трехрядных фестонов – 30–40 ○С и для четырехрядных – 50–60 ○С (меньшее значение для влажного топлива, большее – для сухого). Количество рядов по ходу газов в фестоне Z2 принимается из чертежа котла.Температура обогреваемой среды постоянна и равна температуре кипения при давлении в барабане котла, температурный напор определяется по формуле:
где
= 0,5( 
) – средняя температура газов в фестоне, ○С; tн − температура кипения при давлении в барабане.Средняя скорость газов в фестоне, величина, которая необходима для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией, определяется из выражения (6.7) [2]. Объем газов на единицу топлива Vг определяется по избытку воздуха на выходе из топки.
Площадь живого сечения для прохода газов определяется из чертежа с использованием рис. 5.1.
 |
где ℓф – высота газового окна, где размещен фестон, м; а – ширина котла по фронту, м; d– диаметр труб (определяется из чертежа); Z1− число труб в одном ряду.
Если расстояние от крайней трубы фестона равно поперечному шагу S1, то
Z1 = а/S1 − 1.
Если указанное расстояние равно S1/2, то
Z1 = а/S1.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
при поперечном обтекании определяется в зависимости от формы пучка (коридорный или шахматный) по рис. 6.4, 6.5 [2]. При косом обтекании коридорных пучков с углом между направлением потока и осями труб < 80○С полученная из номограммы величина 
умножается на 1,07.Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формулам (6.35), (6.37) [2] или номограмме 18 [1], см. рис. 6.14 [2].
Эффективная толщина излучающего слоя определяется по формуле:
Шаги труб определяются по действительному расстоянию между осями труб из чертежа. При конструкторском расчете согласно [1] рекомендуются следующие шаги труб фестона S1 ≥ 300, S2 ≥ 200 мм.
Излучение газовых объемов на фестон не учитывается. Температура загрязненной стенки вычисляется по формуле:
t3 = tн + ∆t,
где ∆t= 80 ○С.
При расчете коэффициента теплопередачи для фестонов не учитывается коэффициент теплоотдачи от стенки к пароводяной смеси
, так как он много больше 
, и поэтому термическим сопротивлением 1/ можно пренебречь.Во всех случаях коэффициент теплоотдачи для фестона определяется по формуле:
где
− коэффициент тепловой эффективности.Для фестонов котлов большой мощности и развитых котельных пучков котлов малой мощности в зависимости от рода топлива
принимаются в диапазоне 0,5÷0,7 по таблице 7.4, 7.5 [1], табл. 6.4 [2].Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
для фестона определяется по формуле: