Для предлагаемого примера бкз-420:

Наименование	Обозначение	Формула	Величина
Температура уходящих газов,	tух	Принимаем	160
Теплосодержание уходящих газов, кДж/кг	Iух	Табл. 1.5	1585
Температура холодного воздуха,	tхв		30
Теплосодержание холодного воздуха, кДж/кг	Iхв	Табл. 1.5	170
Низшая теплота сгорания рабочей массы, кДж/кг	Qн	-	15660
Располагаемая теплота сгорания, кДж/кг	Qр	Qн = Qр	15660
Потеря тепла от хим. недожога, %	q3	-	0
Потеря тепла от мех. недожога, %	q4	-	1,3
Потеря тепла от наружного охлаждения, %	q5	-	0,45
Потеря с теплом уходящих газов, %	q2		(1585-1,31·170· ·(100-1,3)/15660= =8,59
Потеря тепла со шлаком, %	q6		(0,05·559,8·4,7)/ /15660=0,008
КПД котельного агрегата, %	η		100-8,59-1,3-0,45- -0,008=89,65
Коэффициент сохранения тепла			1-0,45/ /(89,65+0,45)= 0,995
Полезно использованное тепло, кДж/ч	Qка		420·10³(3485,8- -947,9)=106592·10³
Полный расход топлива, кг/ч	Bк		106592·10³·100/ /15660/89,65= =75924
Расчетный расход топлива, кг/ч	Bр		75924(100- -1,3/100)=74937

3. Тепловой расчёт топочной камеры

При поверочном расчёте топочной камеры котлоагрегата предварительно принимается значение температуры газов на выходе из топки (перед фестоном или фестонированной частью конвективного пакета). Рекомендации по ее выбору содержатся в табл. 1.5.

Для остальных топлив температура газов принимается равной температуре начала деформации золы , но не выше 1100. По принятой температуре газов на выходе из топкии адиабатической температуре сгорания топливаопределяют тепловые, а по принятому значению– излучательные характеристики газов. С использованием геометрических параметров топочной камеры и закономерностей лучистого теплообмена получают расчётным путём выходную температуру газов.

Для расчёта этой температуры используют следующую формулу:

(3.1)

Либо ее определяют по [1, номограмма 7] при условии, что .

где k – коэффициент ослабления лучей топочной средой, 1/(м · кгс/см²); p – давление в топочной камере; для котлоагрегатов, работающих без наддува, р = 1 кгс/см²; s – эффективная толщина излучающего слоя в топочной камере:

Таблица 3.1

Температура газов на выходе из топочной камеры

Топливо	Температура газов ,
Донецкие АШ, ПА,Т; Кизеловский Г и отсевы;	1050
Кемеровский СС; Томь-Усинский СС	1000
Донецкий ГСШ; Подмосковный Б
Ангренский Б; Ирша-бородинский Б; Назаровский Б; Березовский Б; фрезерный торф	950
Сланцы северо-западных месторождений	900
Мазут, газ	1050-1100

–температура газов, которую они имели бы при адиабатическом сгорании топлива, К Теоретическая (адиабатическая) температура горенияопределяется по величине полезного тепловыделения в топке. При отсутствии рециркуляции – с помощью таблицы 1.5 (при), при рециркуляции

(3.2)

Полезное тепловыделение кДж/м³, рассчитывается по формуле:

. (3.3)

Тепло, вносимое в топку воздухом, , кДж/кг (кДж/м³):

(3.4)

В формуле (3.4) – энтальпия воздуха после воздухоподогревателя, определяется с помощью табл. 1.5 по его температуре.

Рис. 3.1. К определению относительного уровня расположения горелок

М – параметр, определяемый в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки (рис. 3.1). При сжигании мазута и газа

(3.5)

При камерном сжигании высокореакционных твёрдых топлив (каменные и бурые угли, сланцы, торф) и слоевом сжигании всех топлив

(3.6)

При камерном сжигании малореакционных твёрдых топлив (А, Па, Т), а также каменных углей с повышенной зольностью (типа экибастузского)

(3.7)

Независимо от величины x_T в формулах (3.5 – 3.7) максимальное значение М принимается не выше 0,5 (для камерных топок).

При сжигании смеси топлив коэффициент М определяется по формуле смешения пропорционально долям тепловыделения:

(3.8)

Для большинства видов топлив максимум температур по высоте топки практически совпадает с уровнем расположения горелок, однако имеются исключения, тогда

(3.9)

где – высота расположения осей горелок (от пода или середины холодной воронки); при расположении горелок в два-три ряда по высоте запринимается средняя высота, если теплопроизводительности горелок всех рядов одинаковы, а при разной теплопроизводительностипропорционально смещается в сторону большей теплопроизводительности ряда;– расчётная высота заполняющего топку факела (от середины холодной воронки топки до середины выходного газового окна);– поправка на расположение максимума температур относительно уровня горелок (для большинства котлоагрегатов).

При сжигании угольной пыли на котлоагрегатах с и при фронтовом или встречном расположении прямоточных или вихревых горелок в несколько ярусов величина.

В шахтно-мельничных топках с открытыми или эжекционными амбразурами ЦКТИ . При установке рассекателей, направляющих основную часть потока вниз,.

При сжигании газа и мазута с избытками воздуха в горелках

; (3.10)

Для того же топлива, но при

Для слоевых топок при сжигании топлива в тонком слое (топки типов ТЛЗ и ТЧЗ) и в скоростных топках ЦКТИ системы Померанцева принимают . При сжигании топлив в толстом слое на подвижном или неподвижном колосниковом полотне

При сжигании смеси топлив

(3.11)

Таблица 3.2

Условный коэффициент загрязнения поверхности

Характеристика экрана	Вид топлива	Коэффициент
Открытые гладкотрубные и плавниковые экраны	Газообразное топливо в газомазутных топках	0,65
	Мазут в газомазутных топках	0,55
	АШ, ПА (при) и тощие угли (при)	0,45
	Каменные и бурые угли, фрезерный торф	0,45
	Экибастузский уголь при	0,35-0,40*
	Бурые угли с при газовой сушке и прямом вдувании	0,55
	Сланцы эстонские	0,25
	Все виды топлив при слоеном сжигании	0,60
Экраны, футерованные огнеупорной массой в топках с твёрдым шлакоудалением	Все виды топлив	0,2
Экраны, закрытые шамотным кирпичом	Все виды топлив	0,1

* Меньшее значение при 3·10⁶ кДж/(), большее при5кДж ().

–коэффициент тепловой эффективности экранов, равен произведению углового коэффициента экрана х на коэффициент , учитывающий загрязнение:

(3.12)

Угловой коэффициент однорядного гладкотрубного экрана х определяется по соотношению. Для ошипованных и плавниковых экранов, экранов, закрытых чугунными плитами,х=1. Такое же значение берётся для поверхности, проходящей через первый ряд труб котельного пучка или фестона, расположенных в выходном окне топки (для излучения на эти поверхности из топки, однако для самих поверхностей x<1).

Условный коэффициент загрязнения определяется по табл. 3.2.

При сжигании АШ с иT с принимают=0,35.

При работе топки на разных топливах выбирается по топливу, вызывающему наибольшее загрязнение, при сжигании смеси топлив – пропорционально долям тепловыделенияq_H:

(3.13)

Если стены топки закрыты экранами с разными угловыми коэффициентами х или экраны покрывают часть поверхности стен, то определяют среднее значение коэффициента тепловой эффективности

(3.14)

Для неэкранированных участков топочных стен – полная поверхность стен топки, м², вычисляется по размерам поверхностей, ограничивающих объём топочной камеры (рис. 3.2);

–степень черноты экранированных камерных топок:

(3.15)

где R – площадь зеркала горения слоя топлива, м² (для камерных топок R=0, определяется по номограмме рис. 1.3);– эффективная степень черноты факела.

Рис. 3.2. К определению степени черноты топочной камеры.

При сжигании твёрдого топлива

(3.16)

(или определяется по номограмме на рис. 3.2), где е – основание натуральных логарифмов (е = 2,718), k – коэффициент ослабления лучей топочной средой, 1/(м · кгс/см²); р – давление в топочной камере, для котлоагрегатов, работающих без наддува, р = 1 кгс/см²; s – эффективная толщина излучающего слоя в топочной камере:

(3.17)

Рис. 3.3. Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами k_г

Объём топочной камеры V_т [3, раздел 6-01] определяется как и поверхность стен F_ст с использованием рис. 3.1.

При сжигании твёрдого топлива коэффициент ослабления лучей топочной средой , определяется коэффициентами ослабления лучей, трёхатомными газамиk_г, золовыми k_зл и коксовыми k_кокс частицами:

(3.18)

_{Для коэффициента ослабления лучей трёхатомными газами} k_г (рис. 3.3) температура газов принимается равной их температуре (табл. 1.5) в конце топки, а суммарное парциальное давление трёхатомных газов

(3.19)

где суммарная объёмная доля трёхатомных газов указана в табл. 1.3.

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами k_зл берётся из [1, номограмма 4], а концентрации золы в дымовых газах _зл из табл. 1.3. Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами k_кокс и безразмерные величины ₁ и ₂ принимаются: для всех твёрдых топлив k_кокс=1; для топлив А, ПА, Т- ₁=1,0; для каменных, бурых углей, торфа, сланцев, древесины ₁=0,5; при пылевидном сжигании ₂=0,1, при слоевом ₂=0,03.

При сжигании газообразного и жидкого топлива степень черноты факела определяется по формуле

(3.20)

где m – коэффициент усреднения в открытых топках:

при для газаm = 0,1; для мазута m = 0,55;

при для газаm = 0,6; для мазута m = 1;

при значенияm следует определять линейной интерполяцией.

Величины иопределяются по формулам:

(3.21)

(3.22)

где k_г определяется по рис. 3.3, r_п – по табл. 1.3, р – по указаниям к формуле (3.16); s – по формуле (3.17); k_c – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, 1/(м·кгс/см²):

(3.23)

для газового топлива, гдеm и n – количество атомов углерода и водорода в газах, входящих в состав топлива; – процентное содержание газов.

При больших избытках воздуха можно принятьk_с = 0.

При сжигании жидкого и газообразного топлива величину k следует рассчитывать по формулам

(3.24)

(3.25)

Тогда нахождение значения (3.21) и(3.22) можно вести по (3.16), аполучить по (3.20).

Значение φ определяется по (2.11); В_р – по (2.14); Vc_ср – средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания 1 кг (1м³) топлива, кДж/(кг·) [кДж/м³·)] в интервале температур, характерном для топочной камеры:

(3.26)

где Q_т и – полезное тепловыделение в топке и теоретическая температура горения, рассчитываются по формулам (3.3) и (3.2);– энтальпия продуктов сгорания 1 кг (1м³) топлива, определяемая по предварительно принятым (табл. 3.1) и(табл. 1.3).

Если полученная по формуле (3.1) температура газов на выходе из топки отличается от принятого значения более чем на100, то следует уточнить величиныVc_ср и по полученному расчётом значению температуры и повторить расчёт. Окончательная температура газовне должна превышать допустимые значения по условиям шлакования (табл. 3.2). В противном случае необходимо использовать конструктивные мероприятия для понижения температуры газов (например, рециркуляцию газов) во избежание шлакования конвективных поверхностей.

В заключение расчёта проверяется величина теплового напряжения топочного объёма q_v, которая сравнивается с рекомендуемыми значениями (табл. 3.3).

Таблица 3.3