Температурный уровень, устанавливающийся в любой точке топоч­ного объема, определяется соотношением между выделением тепла при сгорании топлива и охлаждением топочных газов. На начальном участ­ке факела имеет место интенсивное тепловыделение и соответ­ственно резкий подъем температуры; далее по длине факела рост температуры замедляется и начинается спад, обусловленный ох­лаждением обедненной торючей смеси. Необходимая для расчетов сред­няя эффективная температура определяется с учетом изменения темпе­ратуры в - натурных тапках и механизма протекания процесса горения.

Анализ температурных полей в камерных топках различной мощ­ности, оборудованных горелочными устройствами разных конструкций, показал, что изменение температуры по ходу факела вполне удовлетво­рительно описывается формулой, предложенной А. М. Гурвичем и А. Г Блохом [7], которая имеет следующий вид:

В = 1<Г'2_ Ле“^]1/4 (9-24)

.где 0 — 77?’теор — текущая относительная температура; Гтеор — теорети­ческая температура горения; 1 — относительное расстояние от места ввода топлива, выраженное в долях полной длины факела; А, аир — опытные коэффициенты, которые можно определить, зная температуру пылевоздушной смеси после сгорания летучих ©л, температуру на выхо­

Де из топки 0"т и координату 2М, определяющую положение максимума температур в топочной камере.

Для определения были использованы опытные данные по рас­пределению температур в камерных топках, полученные ЦКТИ им. И. И. Ползунова, ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского, ОРГРЭС и другими организациями. Они показывают, что величина зависит от конструк­ции горелочных устройств, числа ярусов, сорта сжигаемого топлива и способа шлакоудаления.

При налаженном процессе горения в диапазоне изменения режим - нпх параметров, имеющем место при эксплуатации парогенераторов, можно в первом приближении считать величину не зависящей от режимных факторов. Обработка опытных изотерм показала, что при жидком шлакоудалении в призматических топках с одноярусным встреч­ным расположением вихревых горелок или с тангенциальным располо­жением прямоточных максимум температур находится примерно на уровне оси горелок. При этом величина для случаев сжигания раз­личных топлив колеблется от 0,15 до 0,25. При двух - и трехъярусном расположении горелок величина возрастает до 0,25—0,3. Для опре­деления величины 7М в топках с горизонтальным развитием факела, а также в топках с О-образным факелом нет достаточных эксперимен­тальных данных, до их получения в расчете можно принимать 2М=0,3.

Закон осреднения температуры, отражающий механизм протекания процесса, можно найти из уравнений, описывающих выгорание факела. Например, для случая горения пыли в кинетической области

К<Ь _ йх (9.25)

($01 а 11 (х)

Если учесть, что

Тт ^7 ^теор ^

К ^ е ^ —-

Ш в

(до — скорость газов в топке), и проинтегрировать уравнение (9-25) по длине факела, то получим:

Е

^ „ ^7теор ®

.1 ~~*Щ

0

Интеграл, входящий в выражение (9-26), вычислялся численно для различных значений величин 0"т> 2М, £/(/?Гтеор) и ©л с использованием для 0 формулы (9-24). Далее путем графического решения уравнения (9-26) определялась средняя температура факела 0. При этом оказа­лось, что изменение величин £7(/?7еор) и 0л при постоянных значениях 0"т и Zн практически не влияет на 0. Поэтому для определения средней эффективной температуры пылеугольного факела :В камерных топках можно пользоваться графиком на рис. 9-8, на котором дана зависимость

0 = /(0//(г; Zтл). Если температура на выходе из топки не известна, то она может быть определена по рекомендациям норм теплового расчета котельных агрегатов [40].

При протекании процесса горения в диффузионной области сред­нюю температуру можно найти при интегрировании комплекса £т/р.

Тогда для определения средней температуры получается следующее со­отношение

Р(Ь) Г d[9(Z))dZ

В2 — J 0«(Z) ‘

О

Зависимость коэффициента диффузии от температуры сравнительно мало отличается от квадратичной. Соотношение (9-27) близко к тож­деству. Поэтому результаты расчетов выгорания факела в диффу­зионной области будут мало за­висеть от температуры. При горе­нии пыли в промежуточной обла­сти с преимущественным влияни­ем кинетических факторов сред­няя температура определяется так же, как в кинетической области. Таким образом, средняя темпера­тура факела во всех областях реа­гирования может быть определе­на из графика на рис. 9-8. По­скольку усреднение температуры факела проведено с учетом кине­тики горения и изменения темпе­ратурной кривой в натурных топ­ках, то в расчете, по существу, определяется выгорание неизо­термического факела.