4. Расчет габаритов топки

Котлы, под которыми установлены горелки беспламенного типа, могут быть «бестопочными», так как весь газ сгорает в огнеупорном насадке до выхода в топку. В этом случае габариты топки выбирают из конструктивных соображений с учетом развития радиационных поверхностей нагрева.

Если предусматривается сжигание под котлом, кроме газа, твердого или жидкого топлива, тогда габариты топки лимитируются этими видами топлив. Габариты топки, оборудованной диффузионными или атмосферными горелками, зависят от конструкции горелки и от высоты факела пламени. Поперечное сечение топки определяется:

1. числом горелок, располагаемых в топке;

2. габаритами головки горелки;

3. сечением для прохода вторичного воздуха. Количество горелок зависит, прежде всего, от характера расположения их в топке. Диффузионные и атмосферные горелки располагаются в горизонтальной плоскости, поэтому число горелок и их габариты должны быть увязаны с поперечным сечением топки. Горелки следует располагать равномерно, чтобы они заполняли все сечение топки.

Зазоры между горелками рекомендуется делать одинаковыми и выбирать их такими, чтобы вторичный воздух, а для диффузионных горелок — весь воздух, имел свободный доступ ко всем язычкам пламени.

Следует отметить, что равномерное смывание каждого язычка пламени вторичным воздухом является одной из основных причин, влияющих на коэффициент избытка воздуха в топке. Живое сечение для прохода вторичного воздуха не следует делать очень большим, чтобы избежать прорывов воздуха, не участвующего в горении. Скорость прохода воздуха вблизи горелок можно принимать в пределах 0,1 - 0,3 м/сек. Сильно сужать проходное сечение нельзя, что бы избежать отрыва пламени, которое может произойти из-за сдувания его вторичным воздухом. Обычно число горелок, устанавливаемых в котле, колеблется от 4 до 10 штук.

Чугунные котлы, запроектированные специально для сжигания под ними газа, часто имеют такую конструкцию, при которой поверхность нагрева котла можно увеличивать наращиванием секций по ширине котла. В таком случае газовая горелка увязывается с секцией котла и располагается в топке по осям между секциями. Число горелок будет равно числу секций минус единица.

Горелки беспламенного типа можно располагать в топке весьма разнообразно. Обычно они размещаются в стенках обмуровки. Установка беспламенных горелок с фронта котла облегчает их обслуживание. Число горелок, приходящихся на один котел, зависит от характера его нагрузки. Если котел работает с переменной нагрузкой, тогда его мощность хорошо регулировать выключением соответствующего числа горелок. В таком случае для более плавного регулирования лучше устанавливать больше горелок. Количество горелок зависит также от давления газа. Чем выше оно, тем больше пределы регулирования производительности горелки без опасения получить обратный удар пламени. В этом случае количество горелок можно уменьшить. Обычно число горелок, устанавливаемых в топке, бывает от 3 до 6.

Высота топки с диффузионными или атмосферными горелками является прямой функцией высоты пламени. Здесь пол. высотой топки понимается расстояние от верхнего среза головки горелки до первого газохода. Высота же от верха горелки до пола определяется конструкцией горелки и равномерностью подачи вторичного воздуха.

Минимальная высота топки должна быть на 20 - 50% больше высоты пламени, чтобы вырывающиеся вверх язычки пламени не касались охлаждающих поверхностей котла.

Зная высоту топки, можно определить тепловое напряжение ее объема: Q/V - [ккалм³час],

где: Q = В ккал/час (В нм /час — расход газа на котел); V- объем топочного пространства в м³.