Розробка топково-пальникового пристрою котла (стр. 5 из 11)
F1=18,56·20,388=378,4;
F2=
=15,1;Fб=378,4+2·15,1=408,6.
Поверхня двосвітного екрану, м2:
F2х.св. =(h1+h2+h3)·a; (4.4)
F2х.св. =(20,388+1,306+4,05)·8,128=209,24.
Площа поду,м2:
Fпод= 2·l1·a;(4.5)
Fпод=2·4,571·8,128=74,3.
Площа потолка,м2:
Fпот =l3·b; (4.6)
Fпот=4,2·18,56=77,95.
Площа вихідного вікнаFВО,м2:
FВО.=(l4·b)·2; (4.7)
FВО.=(8,1·18,56)·2=300,67.
Площа стін топки, м2:
Fст = Fфр + Fз + 2Fб + 2F2х.св +Fпот+Fпод + FВО ; (4.8)
Fст =193,32 +193,32 + 817,2+2·209,24+74,3+77,95 + 300,67= 2075,24.
Рисунок 4.1 - Ескіз бокової поверхні топкової камери
Ефективна товщина випромінюючого шару топки, м:
, (4.9)де
и 
- об'єм і поверхня стін топки, м3, м2. 
.Відносна висота розташуванняпальників при їх розташуванніу декількарядів [1, п.6В, с.26-27]:
(4.10)Кількістьпальниківу залежностівідїх типутарозташуванніу топці котлів різноїпотужності рекомендовано вибирати по [1.табл.II-3а. c.67]. Так якпаливо АШ, паропродуктивність 640т/г, рекомендуєтся прийняти 8-16 вихрових пальників при зустрічномуїх розташуванні.
n·1, n2 – кількістьпальниківу першомуідругому рядах;
В1, В2 – витратапаливавідповідно через кожнийпальник першогоідругого рядів, кг/г.
Приймаємо 16 пальників при 2-х ярусномурозташуванні.
Тоді:
.Відносна висота розташуванняпальників
(4.11) 
4.2 Розрахункові характеристики топки
Ефективність організації топкового процесу визначається розрахунковими характеристиками
.Теплова напруга топкового об'єму qv, кВт/м3 характеризує умови спалювання палива. Величина qvобернено пропорційна часу перебування часток палива в топковому об'ємі за умови рівномірного заповнення об'єму продуктами згоряння (топковими газами), кВт/м3:
, (4.12)де В – витрата палива, кг/г;
Vт – об'єм топки, м3;
- теплота згоряння палива нижча, кДж/кг. 
Максимальна допустима величина теплової напруги топкового об'єму становить [qv]= 125 кВт/м3, визначається по [1,табл.XVIII, с.200].
Теплова напруга поперечного перетину топки
,МВт/м2. Величина qfпрямо пропорційна середній швидкості руху топкових газів в топці за умови рівномірності заповнення перетину. 
, (4.13)де Fт – площа поперечного перетину топки, яка дорівнює площі фронтальної поверхні, яка була визначена раніше в геометричних характеристиках топки,м2.
.Максимальна допустима величина теплової напруги поперечного перетину топки становить [qf]= 2,5 МВт/м2, визначається по [1,табл.II-1].
4.3 Радіаційні властивості продуктів згоряння
Основною радіаційною характеристикою продуктів згоряння служить критерій поглинальної здатності (критерій Бугера):
Вu = k∙p∙s, (4.14)
де k – коефіцієнт поглинання топкової среди, розраховується по температурі і складу газів на виході з топки. При його визначенні враховується випромінювання трьохатомних газів (RO2, H2O) і зважених в їх потоці часток сажі.
p – тиск в топковій камері, МПа;
s – ефективна товщина випромінюючого слою;
Коефіцієнт поглинання променів трьохатомними газами (RO2, H2O), 1/(м×МПа)
, (4.15)де rn – об'ємна сумарна частка трьохатомних газів ( табл. 2.1),
; 
- заздалегідь прийнята температура газів на виході з топки, К; =1323.Коефіцієнт поглинання променів частками сажі, 1/(м×МПа):
, (4.16)де
- співвідношення вуглецю і водню в робочій масі палива. 
. 
.Коефіцієнт поглинання топкового середовища при спалюванні твердого палива, 1/(м×МПа):
. (4.17)Коефіцієнт послабленняпроменів золовими частками, 1/(м·МПа):
(4.18)де
– щільність димових газів, приймається рівною 1,3 кг/м3; 
– безрозмірна концентрація золиу димових газах (визначається по 1. формула 4-11, с.16.); 
- визначається по номограмі 4 [I, с. 243.]; 
-середній (по питомій поверхні) діаметр золових часток, 
; його значення наведені в [1.таблица 6-1,с.25.] 
=0,146. 
.Критерій Бугера:
Bu=0,946×0,1×6,57=0,6215.
4.4. Розрахунок теплообміну в топці
Розрахунок теплообміну в топці котла заснований на застосуванні теорії подібності до процесу теплообміну між топкового середовища і поверхнями нагріву котла, які утворюють активний топковий об'єм пристрою.
Як визначальний критерій теплообміну використовують безрозмірну температуру на виході з топки
, К, яка характеризує зниження температури топкових газів на виході з активного топкового об'єму, 
, К, порівняно з теоретичною температурою продуктів згоряння палива 
, К.Величина
визначається заформулою: 
, (4.19)де М – безрозмірний параметр розподілу температур по довжині (уздовж осі пальників) топки, який залежить від виду спалюваного палива, способу його спалювання, типа пальникових пристроїв і розміщення їх в топковій камері.
При камерному спалюванні низькореакційних палив (АШ):
М = 0,56-0,5·xп,(4.20)
де хп – відносний рівень розташування пальників в топці.
М = 0,56-0,5·0,25=0,435.
Во – безрозмірний критерій Больцмана, що характеризує зв'язок між кількістю теплоти, переданою середою з оптичними властивостями абсолютно чорного тіла і геометричними розмірами топкової камери:
, (4.21)де
– розрахункова витрата палива, м3/с.Середня сумарна теплоємність топкових газів (продуктів згоряння), кДж/м3 визначаються по формулі:
, (4.22)де
- корисне тепловиділення в топці, кДж/кг; 
- ентальпія продуктів згоряння 1 кг палива на виході з топки притемпературі 
і надлишку повітря aт; 
- температура на виході з топки; 
- теоретична (адіабатна) температура горіння, оС, визначається по корисному тепловиділенню в топці, = 
.