Методологические указания к курсовой работе: Комплексный расчет котлоагрегата БКЗ-420-140-5 с учетом изменения вида топлива

В современной теплоэнергетике, где каждый процент эффективности на счету, а экологические стандарты постоянно ужесточаются, глубокое понимание принципов работы котельных агрегатов приобретает первостепенное значение. Паровые котлы, являясь сердцем тепловых электростанций, требуют не только точного проектирования, но и тщательного поверочного расчета, особенно при изменении эксплуатационных условий, таких как переход на новый вид топлива. Котлоагрегат БКЗ-420-140-5, с его внушительной номинальной паропроизводительностью в 420 тонн/час и давлением пара 140 кгс/см², является ярким представителем энергетического оборудования, расчет которого представляет собой сложную, но крайне важную инженерную задачу.

Настоящие методологические указания направлены на деконструкцию курсовой работы по расчету котлоагрегата БКЗ-420-140-5, с тем чтобы сформировать структурированный план глубокого исследования и разработать пошаговую методологию для выполнения аналогичной академической работы. В рамках этой курсовой работы мы ставим перед собой амбициозные цели:

1. Формирование комплексной методологии: Разработать полную и логически последовательную структуру для теплового, аэродинамического и гидравлического расчетов парового котла БКЗ-420-140-5.
2. Анализ влияния вида топлива: Исследовать, как изменение марки топлива (например, переход с экибастузского угля на другое) влияет на все ключевые параметры работы котла, выбор вспомогательного оборудования и общую экономичность.
3. Обеспечение надежности и эффективности: Определить критерии надежности работы котла, включая вопросы естественной циркуляции, бесшлаковочного режима топки и оптимального функционирования тягодутьевых машин.
4. Освоение современных инструментов: Рассмотреть применение специализированного программного обеспечения для автоматизации и оптимизации инженерных расчетов.

Эти указания разработаны специально для студентов технических вузов, обучающихся по направлениям «Теплоэнергетика и теплотехника», «Энергетическое машиностроение» и «Тепловые электрические станции». Они призваны стать не просто сборником формул, а полноценным руководством, которое позволит не только выполнить расчеты, но и глубоко понять физические процессы, лежащие в их основе, а также приобрести навыки системного инженерного анализа. В конечном итоге, предполагаемый результат — это не просто курсовая работа, а демонстрация способности студента к комплексному инженерному мышлению, анализу и принятию обоснованных технических решений, полностью соответствующая строгим академическим стандартам.

Структура этих методических указаний последовательно проведет читателя через все этапы расчета: от общих положений и нормативной базы до детального анализа теплообмена, циркуляции, аэродинамики, влияния топлива и требований к оформлению документации.

Общие положения и нормативные основы теплового расчета котельных агрегатов

В основе любого эффективного проектирования котельного агрегата лежит тепловой расчет — своего рода «генетический код», определяющий его функциональность и экономичность. Этот расчет представляет собой не просто набор математических операций, а комплексное исследование энергетического обмена в системе, позволяющее прогнозировать поведение котла в различных условиях эксплуатации.

Теоретические основы теплового расчета

Тепловой расчет котла — это многоступенчатый процесс, традиционно разделяемый на две основные части: расчет теплообмена в топочной камере (где доминирует лучистый теплообмен) и расчет теплообмена в конвективных поверхностях нагрева (где преобладает конвективный теплообмен). Главная задача такого расчета — не только количественное определение тепла, переданного от горячих газов к нагреваемой среде, но и прогнозирование температурного режима газов на выходе из каждого элемента котла, а конечная цель — спроектировать котел с оптимальной конструкцией, обеспечивающей максимальную эффективность при заданных параметрах работы и виде топлива.

Курсовая работа ориентирована на поверочный расчет уже существующего котельного агрегата БКЗ-420-140-5. Поверочный расчет необходим, когда требуется оценить работу котла при изменении исходных условий, например, при переходе на новый вид топлива. Он позволяет определить, насколько надежно и экономично будет работать установка в новых режимах, а также выявить потенциальные узкие места, требующие реконструктивных мер.

Ключевые термины, которые студенту необходимо усвоить:

• Коэффициент полезного действия (КПД) котла: Это мерило эффективности, отражающее долю полезно использованной теплоты от общего количества введенной в топку. Для котла БКЗ-420-140, например, КПД (брутто) может достигать 91,0%. Расчет КПД по прямому балансу является одним из основных показателей.
• Коэффициент избытка воздуха (α): Критически важный параметр, определяющий оптимальные условия сгорания топлива. Он представляет собой отношение фактического количества воздуха, поступающего в топку, к теоретически необходимому для полного сгорания. Недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию и потерям, избыток — к увеличению объема дымовых газов и потерям с уходящими газами.
• Энтальпия продуктов сгорания: Это теплосодержание дымовых газов, учитываемое при расчете теплообмена. Изменение энтальпии газов при прохождении через различные поверхности нагрева является основой для определения тепловосприятия этих поверхностей.

Основной методологической базой для тепловых расчетов в России является Нормативный метод теплового расчета котельных агрегатов. Этот документ, впервые изданный в 1973 году и обновленный в 1998 году (АООТ НПО ЦКТИ и АООТ ВТИ), является обязательным для всех предприятий, занимающихся проектированием, пусконаладкой и ремонтом теплоэнергетического оборудования. Он не просто содержит формулы, но и предоставляет подробные методики, иллюстрации, таблицы и номограммы, а также алгоритмы для расчетов на ЭВМ. Именно этот метод определяет последовательность поверочного расчета: от предварительного задания температуры уходящих газов до итерационного уточнения параметров и расчета теплофизических характеристик топлива.

Исходные данные и их подготовка

Точность теплового расчета напрямую зависит от качества исходных данных. Для котлоагрегата БКЗ-420-140-5 к ним относятся:

• Заданная паропроизводительность: Например, номинальная 420 тонн/час.
• Параметры перегретого пара: Давление (140 кгс/см² или 13,8 МПа) и температура (560 °С) на выходе из котла.
• Давление пара в барабане: 159 кгс/см².
• Температура питательной воды: После подогревателей высокого давления (ПВД), например, 230 °С.
• Температура подаваемого в топку воздуха: После воздухоподогревателя, например, 418 °С для БКЗ-420-140.
• Марка и теплота сгорания топлива: Это критически важные данные. Для БКЗ-420-140-5 — экибастузский каменный уголь. При переходе на другой вид топлива необходимо использовать его актуальные характеристики.

Подготовка исходных данных включает детальный расчет элементного состава топлива и продуктов сгорания. Это позволяет определить стехиометрические коэффициенты, объемы теоретически необходимого воздуха и объемы продуктов сгорания при полном сжигании. Например, для угля элементный состав обычно выражается в процентном содержании углерода (C^р), водорода (H^р), серы (S^р), кислорода (O^р), азота (N^р) и золы (A^р) на рабочую массу, а также влаги (W^р). На основе этих данных рассчитываются:

• Низшая теплота сгорания рабочего топлива (Q_н^р): Основной показатель энергетической ценности топлива.
• Теоретически необходимый объем воздуха (V⁰_возд): Объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг или 1 м³ топлива.
• Объемы продуктов сгорания (V_CO2, V_H2O, V_N2, V_SO2): Объемы углекислого газа, водяного пара, азота и сернистого газа, образующихся при сгорании.

Тепловой баланс котла и определение его эффективности

Тепловой баланс котла — это фундаментальный инструмент для оценки эффективности его работы. Он отражает закон сохранения энергии применительно к котельному агрегату, где суммарная энергия, вносимая с топливом и воздухом, должна быть равна сумме полезно использованной энергии и всех потерь.

При составлении теплового баланса выделяют:

• Располагаемая теплота (Q_р): Общее количество теплоты, введенной в топку котла. Она включает низшую теплоту сгорания топлива и теплоту, вносимую подогретым воздухом.
  Qр = Bр ⋅ Qнр + Qвозд, где B_р — расчетный расход топлива, Q_н^р — низшая теплота сгорания, Q_возд — теплота, вносимая подогретым воздухом.
• Полезно используемая теплота (Q₁): Это та часть располагаемой теплоты, которая идет на подогрев питательной воды до температуры насыщения, ее испарение и перегрев пара до заданных параметров.
  Q1 = Dкотла ⋅ (hпп - hпв), где D_котла — паропроизводительность котла, h_пп — энтальпия перегретого пара, h_пв — энтальпия питательной воды.

Коэффициент полезного действия (КПД) котла по прямому балансу рассчитывается как отношение полезно использованной теплоты к располагаемой:

η = Q1 / Qр

Помимо полезно использованной теплоты, необходимо тщательно анализировать потери теплоты в котлоагрегате. К основным потерям относятся:

• Потери с уходящими газами (Q₂): Наибольшая статья потерь, обусловлена уносом теплоты горячими дымовыми газами в атмосферу. Снижение температуры уходящих газов до 129 °С (как у БКЗ-420-140) является важной целью проектирования.
• Потери от химической неполноты сгорания (Q₃): Возникают при неполном окислении топлива, когда в газах присутствуют CO, H₂ и другие горючие компоненты.
• Потери от механической неполноты сгорания (Q₄): Характерны для твердых топлив и связаны с уносом недогоревших частиц топлива (унос и провал).
• Потери от наружного охлаждения (Q₅): Теплота, отдаваемая окружающему пространству через обмуровку котла.
• Потери со шлаком (Q₆): Для котлов, работающих с жидким шлакоудалением, теплота, уносимая расплавленным шлаком.

Сумма всех потерь и полезно использованной теплоты должна быть равна располагаемой теплоте. Это позволяет определить расчетный расход топлива (B_р), который необходим для поддержания заданной паропроизводительности с учетом всех потерь. Итерационный характер расчета по нормативному методу подразумевает постоянное уточнение этих параметров до достижения приемлемой невязки теплового баланса.

Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики котла БКЗ-420-140-5

Прежде чем приступить к глубоким инженерным расчетам, необходимо досконально изучить объект исследования — паровой котел БКЗ-420-140-5. Его конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики служат отправной точкой для каждого этапа расчета, определяя применимость тех или иных методик и допущений.

Обзор типоразмера БКЗ-420-140-5

Котел паровой БКЗ-420-140 представляет собой классический однобарабанный, вертикально-водотрубный агрегат с естественной циркуляцией. Эта конструкция является одной из самых распространенных в энергетике благодаря своей простоте, надежности и относительно невысокой стоимости эксплуатации.

Индекс 420-140-5 в названии котла расшифровывается следующим образом:

• 420: Номинальная паропроизводительность в тоннах пара в час (420 т/час).
• 140: Давление перегретого пара на выходе из котла в кгс/см² (140 кгс/см² или 13,8 МПа).
• 5: Обозначает модификацию котла, указывающую на тип сжигаемого топлива. В данном случае, БКЗ-420-140-5 предназначен для работы на экибастузском каменном угле.

Стоит отметить, что существуют и другие модификации этого типоразмера:

• БКЗ-420-140-7: Разработан для работы на буром угле.
• БКЗ-420-140НГМ-4: Предназначен для сжигания газа и мазута.

Эта классификация по топливу подчеркивает, насколько критично вид топлива влияет на конструкцию топки, горелочных устройств и систем пылеприготовления, что будет подробно рассмотрено далее. Типоразмер котла по ГОСТ для БКЗ-420-140-5 соответствует Е-420-13,8-560КТ, где 560 °С — температура перегретого пара.

Основные технические характеристики, например, для модификации БКЗ-420-140НГМ-4, служат ориентиром для всех расчетов:

• Номинальная паропроизводительность: 420 т/час.
• Минимальная паропроизводительность (по условию естественной циркуляции): 210 т/час. Это важный параметр для расчета надежности циркуляции на частичных нагрузках.
• Давление пара в барабане: 159 кгс/см².
• Давление пара в пароперегревателе (ПП): 140 кгс/см².
• Температура пара на выходе из котла: 560 °С.
• Температура питательной воды после ПВД: 230 °С.
• Температура подогрева воздуха: 418 °C.
• Температура уходящих газов: 129 °C.
• КПД (брутто): 91,0%.

Все эти параметры являются исходными данными для теплового расчета и должны быть учтены при определении энтальпий рабочих тел и теплового баланса. Общая масса котла в 2130 т свидетельствует о его масштабности и сложности.

Компоновка котлоагрегата и ее влияние на расчеты

Компоновка котлоагрегата — это, по сути, его архитектура. Она определяет расположение основных элементов относительно друг друга и газодинамические характеристики всей установки. Для котлов серии БКЗ-420-140 характерны П-образная и Т-образная компоновки.

П-образная компоновка является наиболее распространенной. Ее преимущества:

• Размещение тяжелого оборудования: Тягодутьевые машины могут быть размещены на нулевой отметке, что освобождает каркас котла от вибрационных нагрузок и упрощает фундаменты.
• Удобство для удаления шлака и дробевой очистки: Нижний подвод топлива и вывод продуктов сгорания удобны для систем шлакоудаления.
• Меньшая площадь котельной ячейки и простая схема трубопроводов.

Однако есть и недостатки:

• Неравномерность заполнения газами топочной камеры и омывания поверхностей нагрева: Особенно выраженная с увеличением высоты соединительного газохода.
• Концентрация золы по сечению конвективной шахты: Что усиливается при увеличении высоты. Для многозольных и абразивных топлив (как экибастузский уголь) область применения П-образной компоновки ограничена паропроизводительностью 420-670 т/ч.

Т-образная компоновка применяется в мощных котлах, особенно при работе на топливе с абразивной золой, таком как экибастузский каменный уголь. Ее ключевое отличие — одна подъемная шахта для топки и две опускные конвективные шахты, расположенные по обе стороны топки. Это позволяет:

• Уменьшить скорость продуктов сгорания: Снижает золовой износ поверхностей нагрева.
• Уменьшить глубину конвективной шахты и высоту горизонтального газохода: Что способствует выравниванию полей скорости и концентрации золы.

Несмотря на эти преимущества, Т-образная компоновка имеет свои минусы:

• Конструктивные затруднения: В отводе продуктов сгорания из двух конвективных шахт.
• Большая высота котлоагрегата и расход металла.
• Усложнение монтажа и эксплуатации.

При выборе компоновки для конкретного расчета БКЗ-420-140-5, предназначенного для экибастузского угля, студент должен учитывать ее влияние на:

• Газодинамику котла: Распределение скоростей газов в различных трактах, что напрямую влияет на аэродинамический расчет и износ поверхностей.
• Расположение поверхностей нагрева: Влияет на длины газоходов, площади омывания газами и, как следствие, на тепловосприятие.

Конструкция котла включает в себя:

• Топочные камеры: Место сжигания топлива.
• Топочные экраны: Радиационные поверхности нагрева, расположенные по стенам топки, воспринимающие основную часть тепла излучением. Для БКЗ-420-140НГМ-4 их площадь составляет 841 м².
• Горелки: Устройства для ввода и сжигания топлива.
• Ширмовые пароперегреватели: Системы трубок, образующие плоские пакеты, расположенные в верхней части топки или в горизонтальном газоходе, воспринимающие до 50% тепла, идущего на перегрев.
• Конвективные поверхности нагрева: Расположены в газоходах за топкой и воспринимают теплоту преимущественно конвекцией. К ним относятся:
  • Пароперегреватели: Доводят пар до заданной температуры перегрева (3143 м² для БКЗ-420-140НГМ-4).
  • Водяные экономайзеры (ЭКО): Подогревают питательную воду до температуры насыщения (2758 м²).
  • Воздухоподогреватели (ВЗП): Нагревают воздух перед подачей в топку (Трубчатый воздухоподогреватель, ТВП, площадь 25470 м²).

Детальное понимание этих элементов и их взаимосвязи позволит студенту корректно применять расчетные методики и интерпретировать полученные результаты.

Тепловой поверочный расчет топочной камеры и поверхностей нагрева

Сердцем любого парового котла является топочная камера, где происходит основное преобразование химической энергии топлива в тепловую. Именно здесь закладываются основы будущей эффективности и надежности котла.

Расчет теплообмена в топочной камере

В топках промышленных парогенераторов передача теплоты к экранным поверхностям нагрева осуществляется преимущественно за счет теплового излучения. Конвективная составляющая в этих условиях, как правило, ничтожно мала по сравнению с радиационной, что обусловлено высокими температурами факела (до 1500-1800 °С) и наличием в продуктах сгорания трехатомных газов (CO₂, H₂O), а также частиц золы и сажи, которые являются мощными излучателями.

Поверочный расчет топочной камеры — это, по сути, задача определения действительной температуры дымовых газов на выходе из топочной камеры (T»_т). Этот параметр является критическим по нескольким причинам:

1. Бесшлаковочная работа топки: Для предотвращения шлакования и образования отложений на экранных трубах необходимо поддерживать температуру газов на выходе из топки ниже температуры начала размягчения золы. Для промышленных паровых котлов при сжигании газа рекомендуется принимать T»_т в диапазоне 950–1000 °С, при сжигании мазута – 1000–1050 °С. Для экибастузского угля этот порог еще более важен из-за его высокой зольности и абразивности.
2. Исходные данные для конвективных поверхностей: Температура газов T»_т является начальной температурой для расчета теплообмена в последующих конвективных поверхностях нагрева (ширмы, пароперегреватели и т.д.).

Если в результате расчета T»_т окажется выше допустимой по условиям шлакования, это сигнал к необходимости увеличения площади экранных поверхностей нагрева или изменения режимов работы, например, путем рециркуляции газов.

Порядок расчета топочных камер также включает определение удельных нагрузок топочного объема (q_V) и удельной тепловой нагрузки поверхности сечения топки (q_F). Эти параметры позволяют оценить интенсивность топочного процесса. Для пылеугольных, газовых или мазутных котлов, таких как БКЗ-420-140-5, не применяется понятие «удельной нагрузки колосниковой решетки», поскольку в них отсутствует колосниковая решетка.

Формула для определения действительной температуры дымовых газов на выходе из топочной камеры (T»_т) является одним из ключевых уравнений нормативного метода:

T''т = Tа (1 - М) (1 - Q5/Qр) ⋅ (1 - Φ / (Bр ⋅ Fст ⋅ εср ⋅ εт ⋅ Vсср ⋅ σ))

Где:

• T_а — абсолютная теоретическая температура продуктов сгорания, К.
• М — параметр, учитывающий распределение температур по высоте топки.
• Q₅ — потери теплоты от наружного охлаждения, Вт.
• Q_р — располагаемая теплота, Вт.
• Φ — коэффициент сохранения теплоты (зависит от конструкции топки).
• B_р — расчетный расход топлива, м³/с или кг/с.
• F_ст — площадь поверхности стен топки (экранных поверхностей), м².
• ε_ср — среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов.
• ε_т — степень черноты топки.
• V_сср — средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания, Дж/(кг·К) или Дж/(м³·К).
• σ — коэффициент излучения абсолютно черного тела (5,67·10^-8 Вт/(м²·К⁴)).

Расчет коэффициента тепловой эффективности экранов (ε_ср) и степени черноты топки (ε_т) требует отдельного внимания, так как они зависят от степени загрязнения экранов, конструкции горелок и вида топлива. Например, для котлов на твердом топливе (таких как БКЗ-420-140-5 на экибастузском угле) эти коэффициенты могут быть ниже из-за образования зольных отложений.

Расчет теплообмена в конвективных поверхностях нагрева

После выхода из топочной камеры продукты сгорания, имея температуру T»_т, поступают в газоходы, где расположены конвективные поверхности нагрева. Здесь теплота передается преимущественно конвекцией, хотя и лучистая составляющая (особенно в начале газохода) все еще играет роль.

Конвективный теплообмен — это процесс переноса тепла в движущихся текучих средах, обусловленный совместным действием конвективного переноса массы (перемещения частиц жидкости или газа) и теплопроводности.

Основное уравнение для расчета количества теплоты, переданной в процессе теплоотдачи, — это уравнение Ньютона-Рихмана:

Q = α ⋅ F ⋅ (tж - tст)

Где:

• Q — тепловой поток, Вт.
• α — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·К).
• F — поверхность стенки (площадь поверхности нагрева), м².
• t_ж, t_ст — средние температуры жидкости (газа) и стенки, °С.

Коэффициент теплоотдачи α является ключевой характеристикой, отражающей интенсивность теплообмена. Его определение для различных типов поверхностей и условий омывания газами является одной из центральных задач.

Тепловой расчет конвективных пучков труб сводится к определению:

• Необходимой поверхности нагрева (H): Площадь, которая требуется для передачи заданного количества тепла.
• Количества переданной теплоты (Q): Определяется на основе изменения энтальпии нагреваемой среды.
• Температуры газов на выходе (t»_т): Температура газов после прохождения через данную поверхность.

Ширмовые пароперегреватели — это особый вид поверхностей нагрева, представляющие собой плоские плотные пакеты трубок с коллекторами, расположенные в верхней части топки или в горизонтальном газоходе. Они могут воспринимать до 50% теплоты, идущей на перегрев, что значительно снижает нагрузку на настенные радиационные пароперегреватели и эффективно использует объем топочной камеры. Расчет ширмовых поверхностей ведется с учетом как радиационного, так и конвективного теплообмена.

Для конвективных пароперегревателей, экономайзеров и воздухоподогревателей, расположенных в конвективной шахте, расчет коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов выполняется по формулам, используемым для гладкотрубных пучков с поперечным омыванием труб газами. Важно учитывать особенности расчета коэффициентов теплоотдачи для различных типов пучков труб:

• Коридорное расположение труб: Трубы расположены в ряд, одна за другой по ходу газа. В этом случае коэффициент теплоотдачи обычно выше из-за большей турбулизации потока.
• Шахматное расположение труб: Трубы расположены в шахматном порядке. Это обеспечивает более равномерное омывание труб газами и может приводить к более эффективному теплообмену при меньших скоростях газов.

Выбор конкретных формул для определения коэффициентов теплоотдачи (например, критериальных уравнений, включающих числа Рейнольдса, Прандтля, Нуссельта) и определение расчетных температур стенок и газов требует тщательного подхода и использования справочных данных из нормативного метода.

В целом, тепловой расчет поверхностей нагрева — это итерационный процесс, где на каждом шаге уточняются температуры газов, тепловосприятие и, при необходимости, корректируются площади поверхностей для достижения заданных параметров работы котла.

Расчет естественной циркуляции: Обеспечение надежности и анализ нестабильных режимов

Надежность работы водотрубного котла с естественной циркуляцией напрямую зависит от бесперебойного и достаточного движения воды и пароводяной смеси по его циркуляционным контурам. Этот процесс является жизненно важным для предотвращения перегрева металла труб и, как следствие, аварий.

Основы естественной циркуляции в водотрубных котлах

Естественная циркуляция — это самопроизвольное движение воды и пароводяной смеси в замкнутом контуре, обусловленное разницей плотностей холодной (более плотной) воды в опускных трубах и горячей (менее плотной) пароводяной смеси в подъемных трубах. Эта разность плотностей создает циркуляционный напор, который преодолевает гидравлические сопротивления контура.

Основная роль естественной циркуляции:

• Охлаждение стенок обогреваемых труб: Интенсивное движение среды отводит теплоту от металла, предотвращая его перегрев. При прекращении или ухудшении теплоотвода температура металла может превысить допустимые значения, что чревато разрывом труб и аварией котла.
• Равномерное распределение тепловосприятия: Обеспечивает стабилизацию температурного режима всех элементов, входящих в контур циркуляции.

Контур циркуляции — это непрерывный замкнутый путь, по которому движется вода и пароводяная смесь. Он включает:

• Барабаны: Пароводяной барабан (сверху) и водяные барабаны (снизу), если они предусмотрены.
• Опускные трубы: Необогреваемые или слабообогреваемые трубы, по которым вода опускается от пароводяного барабана к нижним коллекторам. В них движется только вода без паровых пузырьков.
• Подъемные трубы (экраны): Обогреваемые трубы, в которых происходит парообразование, и по которым пароводяная смесь поднимается к пароводяному барабану.

Методика расчета гидравлического сопротивления контура

Расчет естественной циркуляции является ключевым этапом проектирования и поверочного анализа. Он включает:

1. Определение скоростей циркуляции (w) и массовой скорости (ρw): В опускных и подъемных трубах, коллекторах.
2. Расчет гидравлических сопротивлений (Δp): По длине труб (сопротивление трения) и местных сопротивлений (колена, входы, выходы, сужения, расширения).
   Δp = Σ (λ ⋅ (L/d) ⋅ (ρw2 / 2)) + Σ (ξ ⋅ (ρw2 / 2))
   Где λ — коэффициент гидравлического трения, L — длина участка, d — диаметр, ξ — коэффициент местного сопротивления.
3. Определение полезного напора (H_ц): Разность гидростатических напоров в опускной и подъемной частях контура.
   Hц = g ⋅ ∫ (ρоп - ρпд) dh
   Где ρ_оп и ρ_пд — плотности среды в опускных и подъемных трубах соответственно.

Расчеты должны выполняться с учетом теплофизических свойств воды и пароводяной смеси при рабочем давлении и температуре.

Для унификации и стандартизации этих расчетов применяются Методические указания МУ 34-70-174-87 СО 34.26.719. Эти указания распространяются на стационарные котлы с естественной циркуляцией с абсолютным давлением в барабане от 3,4 до 15,9 МПа, что полностью соответствует параметрам БКЗ-420-140-5 (15,9 МПа). Согласно этим МУ, проверка надежности циркуляции для котла БКЗ-420-140НГМ предусмотрена на 50% циркуляционных контуров котла. Это означает, что для репрезентативной оценки необходимо провести измерения и расчеты на одном боковом (2 панели), половине фронтового (4 панели из 7) и половине заднего (1 панель) экранов.

Критерии надежности циркуляции и анализ опасных режимов

Надежность циркуляции — это не просто наличие движения, а гарантия того, что движение будет достаточным и стабильным при любых режимах работы. Она характеризуется рядом параметров, включая подогрев до кипения, застой, опрокидывание и кавитацию.

Подогрев до кипения: Происходит в опускных и нижних участках подъемных труб, где вода нагревается до температуры насыщения без интенсивного парообразования. Это естественный этап, предшествующий кипению. Критично, чтобы парообразование не начиналось в опускных трубах.

Опасные режимы для подъемной части контура:

1. Образование застоя рабочего тела: Явление, при котором движение пароводяной смеси вверх в подъемных трубах замедляется или полностью прекращается. Возникает из-за неодинакового подвода теплоты к парообразующим трубам, что приводит к уменьшению разности плотностей и, соответственно, циркуляционного напора в одном из контуров. Последствия: перегрев и повреждение труб.
2. Опрокидывание циркуляции: Наиболее опасный режим, при котором подъемное движение воды в пароводяной смеси меняется на опускное в отдельных парогенерирующих трубах. Причины: значительное снижение тепловосприятия одной или нескольких труб по сравнению с остальными. Последствия: застой пара, образование свободного уровня (водяной пробки) и, что самое критичное, пережог металла труб.
3. Расслоение потока пароводяной смеси: В горизонтальных или наклонных трубах пароводяная смесь может расслаиваться на фазы, когда пар движется сверху, а вода снизу. Это ухудшает охлаждение верхней части трубы, приводя к ее перегреву.
4. Режим предельной кратности циркуляции: Когда кратность циркуляции (отношение количества воды, поступающей в экран, к количеству образовавшегося пара) становится слишком низкой, охлаждение труб ухудшается, что может привести к кризису теплообмена.

Опасные режимы для опускной части контура:

1. Парообразование в опускных трубах: Крайне нежелательно, так как снижает плотность воды в опускной части, уменьшая циркуляционный напор и потенциально приводя к опрокидыванию. Причины: падение давления ниже давления насыщения или обогрев опускных труб.
2. Захват пара в опускные трубы: Происходит, когда уровень воды в барабане слишком низкий или при слишком высоких скоростях воды на входе в опускные трубы, что приводит к подсосу паровых пузырьков.

Кавитация: Явление парообразования в опускных трубах вследствие падения давления во входном участке трубы ниже давления насыщения при данной температуре. Это может быть вызвано местными сужениями или высокой скоростью потока.

Гидравлическая надежность циркуляционного контура оценивается по нескольким критериям:

• Скорость циркуляции: Должна быть выше минимально допустимых значений для предотвращения застоя.
• Скорость воды в опускных трубах: Должна быть достаточно высокой, чтобы избежать захвата пара.
• Полезный напор экрана: Должен быть больше суммы всех гидравлических сопротивлений контура.
• Сопротивление спускной системы контура: Должно быть оптимальным, чтобы не создавать чрезмерных потерь давления.

Циркуляционная неустойчивость контура характеризуется:

• Гидравлическая разверка: Разница в скоростях циркуляции в отдельных трубах или контурах, работающих параллельно. Большая разверка указывает на потенциальный застой в слабообогреваемых трубах.
• Свободный уровень: Образование паровой полости или водяной пробки в трубе, что ведет к резкому ухудшению охлаждения.

Для котла БКЗ-420-140НГМ, как указано в МУ 34-70-174-87, конкретные критерии надежности циркуляции должны быть проверены на 50% циркуляционных контуров, включая типовые боковые, фронтовой и задний экраны. Это означает, что студент должен не просто провести расчет, но и интерпретировать полученные значения, сравнивая их с нормативными допусками и выявляя потенциальные риски для различных контуров циркуляции котла. Ведь только глубокое понимание потенциальных проблем способно обеспечить действительно надежную эксплуатацию агрегата.

Аэродинамический расчет и выбор тягодутьевых машин

Аэродинамический расчет является неотъемлемой частью комплексного проектирования котельных установок, поскольку он определяет движение газовоздушных потоков, их сопротивления и, как следствие, параметры для выбора тягодутьевых машин (ТДМ). Эффективность и экономичность работы котла во многом зависят от правильно подобранных и настроенных ТДМ.

Основы аэродинамического расчета

Аэродинамический расчет котельной установки направлен на определение гидравлических сопротивлений всех элементов газового и воздушного трактов, а также на расчет требуемых напоров и производительности тягодутьевых машин.

1. Определение сопротивления газового тракта:

   Газовый тракт включает в себя последовательно расположенные элементы, через которые проходят продукты сгорания:

   • Топка: Несмотря на кажущуюся «свободу» движения газов, в топке также возникают аэродинамические сопротивления за счет изменения направления потока, наличия горелок и экранов.
   • Газоходы: Горизонтальные и вертикальные каналы, соединяющие различные поверхности нагрева.
   • Поверхности нагрева: Ширмовые и конвективные пароперегреватели, экономайзеры, воздухоподогреватели — все они представляют собой пучки труб, создающие значительное сопротивление движению газов.
   • Газоочистка: Электрофильтры, циклоны, скрубберы — эти устройства, предназначенные для улавливания золы, являются источниками большого гидравлического сопротивления.
   • Дымовая труба: Хотя она создает естественную тягу, ее сопротивление также учитывается.

   Расчет сопротивления каждого элемента ведется по формулам, учитывающим скорости газов, их плотность, площади проходных сечений и коэффициенты местных сопротивлений.

2. Расчет сопротивления воздушного тракта:

   Воздушный тракт включает в себя:

   • Воздухоподогреватель (ВЗП): Трубчатый или регенеративный, создает существенное сопротивлен��е.
   • Воздуховоды: Каналы для подачи воздуха от вентилятора до горелок.
   • Горелки: Имеют сложную конструкцию, создающую значительное сопротивление для формирования стабильного факела.

   Суммарное сопротивление газового и воздушного трактов позволяет определить требуемое полное давление для тяги (для дымососа) и дутья (для дутьевого вентилятора).

Выбор и расчет тягодутьевых машин (ТДМ)

Тягодутьевые машины (ТДМ) — это сердце системы газовоздушных трактов. Они предназначены для:

• Обеспечения тяги: Дымососы (типа Д и ДН) откачивают продукты сгорания из котла, создавая разрежение и преодолевая сопротивление газового тракта.
• Обеспечения дутья: Дутьевые вентиляторы (типа ВД и ВДН) подают воздух в топку, создавая необходимое давление и преодолевая сопротивление воздушного тракта.
• Рециркуляции дымовых газов: Некоторые котлы (особенно мощные) используют вентиляторы рециркуляции газов для регулирования температуры перегрева пара и снижения образования оксидов азота (NO_x).

Исходными данными для подбора ТДМ являются:

• Расчетные значения производительности по воздуху/газу (Q_p): В м³/ч или м³/с, определяются на основе теплового расчета (объемы воздуха и продуктов сгорания).
• Соответствующее полное давление (P_p): В Па, определенное по результатам аэродинамического расчета.
• Температура или плотность перемещаемой среды: Для воздуха — температура после ВЗП, для газов — температура перед дымососом.
• Барометрическое давление в месте установки машины.

При выборе ТДМ следует ориентироваться на следующие параметры:

• Производительность по воздуху (м³/ч).
• Полное давление (Па).
• Мощность и частота асинхронного двигателя (кВт, об/мин).

Для котлов производительностью 500 т/ч и менее (как БКЗ-420-140) обычно устанавливается один дутьевой вентилятор и один дымосос.

Мощность, потребляемая вентилятором, определяется по формуле:

N = (Qp ⋅ Pp) / (1000 ⋅ ηв)

Где:

• N — мощность, кВт.
• Q_p — расчетный параметр производительности, м³/ч (приводится к номинальным условиям).
• P_p — расчетные параметры полного давления, Па.
• η_в — КПД вентилятора.

Коэффициент полезного действия (КПД) современных промышленных дутьевых вентиляторов и дымососов в оптимальных режимах работы обычно находится в диапазоне от 70% до 90%. Однако важно учитывать, что КПД значительно падает при работе машины вне оптимального режима.

Технико-экономический анализ при выборе ТДМ включает:

• Сравнение КПД: Выбор наиболее эффективной машины.
• Массогабаритные характеристики: Влияют на стоимость фундамента, монтажа и занимаемую площадь.
• Стоимость оборудования и эксплуатации.
• Учет режимов работы: ТДМ должны обеспечивать надежную работу как на номинальной, так и на максимальной и частичных нагрузках. Работа на частичных нагрузках, характерных для большинства ТЭС, может значительно снизить КПД системы, если не предусмотрены эффективные методы регулирования.

Методы регулирования производительности ТДМ включают:

• Частотное регулирование: Использование частотных преобразователей для изменения скорости вращения двигателя. Это наиболее энергоэффективный метод, поскольку КПД сохраняется высоким в широком диапазоне нагрузок.
• Регулирование направляющим аппаратом: Изменение угла установки лопаток направляющего аппарата на входе в вентилятор. Менее эффективен, чем частотное, но проще в реализации.
• Дросселирование: Установка заслонок на входе или выходе вентилятора. Самый неэкономичный метод, так как энергия тратится на преодоление дополнительного сопротивления.

Выбор оптимального варианта ТДМ всегда является результатом компромисса между начальными капитальными затратами и эксплуатационными расходами, учитывающего требования к надежности и регулированию.

Влияние вида топлива: Системный анализ и выбор вспомогательного оборудования

Изменение вида топлива для котельного агрегата — это не просто смена одного ресурса на другой; это комплексная трансформация всех режимов работы котла, требующая глубокого анализа и часто серьезной реконструкции вспомогательного оборудования.

Воздействие вида топлива на топочный процесс

Вид топлива является определяющим фактором для всех процессов, протекающих в топочной камере.

1. Различия в формировании факела:
   • Твердое топливо (экибастузский уголь): Факел имеет сложную структуру, состоящую из продуктов сгорания, золы, горящих частиц топлива, иногда сажи и продуктов возгонки золы. Горение происходит в объеме топки и на поверхности частиц, что приводит к образованию светящегося факела с интенсивным излучением.
   • Жидкие топлива (мазут): При плохом перемешивании с воздухом или его недостатке образуется светящееся сажистое пламя, излучение которого складывается из излучения трехатомных газов и мельчайших частичек сажи.
   • Газообразные топлива (газ): При хорошем перемешивании с воздухом образуется несветящееся пламя, излучение которого обусловлено исключительно излучением трехатомных газов (CO₂, H₂O). Это означает, что для газового котла доля радиационного теплообмена в топке ниже, чем для угольного или мазутного.
2. Влияние зольности и абразивности топлива:
   • Зольность: Высокая зольность (характерная для экибастузского угля) приводит к значительному образованию золы, что увеличивает риск шлакования экранов и конвективных поверхностей нагрева. Шлакование ухудшает теплообмен, повышает температуру уходящих газов и снижает КПД котла.
   • Абразивность: Абразивная зола (особенно экибастузского угля) вызывает эрозионный износ поверхностей нагрева, газоходов и тягодутьевых машин. Это требует снижения скоростей газов, применения защитных мер и более частых ремонтов.

Выбор и расчет сушильно-мельничных систем

Для пылеугольных котлов, таких как БКЗ-420-140-5, работающих на экибастузском каменном угле, сушильно-мельничные системы являются ключевым элементом для подготовки пылевидного топлива.

1. Классификация угольных мельниц:
   • По принципу измельчения: Удар, раздавливание, истирание.
   • По скорости вращения: Тихоходные (шаровые барабанные мельницы, ШБМ), среднеходные (вальцовые, кольцевые, среднеходные мельницы, СМ), быстроходные (молотковые мельницы, ММ, быстроходно-бильные мельницы, ББМ, мельницы-вентиляторы, МВ).

   Примеры:

   • Шаровые барабанные мельницы (ШБМ): Тихоходные, обеспечивают тонкий помол, надежны, но энергоемки и громоздки. Подходят для твердых и абразивных углей.
   • Молотковые мельницы (ММ): Средне- или быстроходные, измельчают уголь за счет ударов молотков. Подходят для большинства углей, кроме очень абразивных или влажных. Производительность может достигать 100 т/ч для бурого угля.
   • Вертикальные угольные мельницы (например, СМ): Объединяют сушку, измельчение, классификацию и транспортировку в одной системе. Эффективны для влажного угля (до 15% влажности).
2. Методика выбора типа мельницы: Зависит от характеристик угля:
   • Влажность: Высоковлажные угли требуют более интенсивной сушки.
   • Абразивность: Для высокоабразивных углей (экибастузский) предпочтительны мельницы, менее подверженные износу (например, ШБМ).
   • Прочность: Влияет на энергозатраты на помол.
   • Выход летучих: Определяет взрывоопасность пыли и необходимость инертной сушки.
3. Расчет производительности мельниц, их теплового баланса и сушильной производительности:
   • Производительность: Должна соответствовать максимальному расходу топлива котла с учетом резерва.
   • Тепловой баланс: Определяет расход сушильного агента (горячих газов из топки или воздуха из ВЗП) и его температуру для испарения влаги из угля.
   • Сушильная производительность: Способность мельницы испарять определенное количество влаги.

При переходе на другое твердое топливо, или, например, на газ/мазут, сушильно-мельничные системы могут быть либо модифицированы, либо полностью демонтированы, что указывает на их специфичность.

Выбор и расчет горелочных устройств

Горелочные устройства — это «сердце» топочной камеры, отвечающее за подготовку топливовоздушной смеси и организацию процесса горения. Их выбор критически зависит от вида топлива.

1. Классификация горелок по виду топлива и конструктивные особенности:
   • Пылеугольные горелки: Имеют каналы для подачи высококонцентрированной пылевоздушной смеси (часто с рассекателем) и вторичного воздуха (с аксиальными или тангенциальными завихрителями). Могут быть двухпоточными по вторичному воздуху для увеличения тепловой мощности. Конструкция направлена на обеспечение стабильного и эффективного горения, снижение загрязнений и предотвращение шлакообразования и высокотемпературной коррозии.
   • Газомазутные горелки (например, ГМУ-45-11 для БКЗ-420-140НГМ-4): Совмещают функции газовых и мазутных горелок. Оснащены системами розжига, распыления и подогрева для мазута. Воздух подается принудительно вентилятором. Мазутная форсунка обычно располагается по оси горелки и может быть удалена или отодвинута при работе исключительно на газе для предотвращения перегрева. Комбинированные горелки формируют топливную смесь, а процесс горения завершается в топочной камере. Производительность ГМУ-45-11: по газу 3800 н.м³/час, по мазуту 3560 кг/час.
2. Методика выбора горелок: Зависит от:
   • Типа топочной камеры: Стендовые, вихревые, прямоточные.
   • Вида топлива: Определяет конструкцию.
   • Требуемых параметров горения: Стабильность, полнота сгорания, низкие эмиссии NO_x.
   • Производительности котла: Количество горелок и их общая мощность.
3. Расчет проходных сечений горелок: Необходим для обеспечения оптимальных скоростей топливовоздушной смеси и вторичного воздуха, что влияет на интенсивность перемешивания и форму факела.

Комплексный подход к анализу последствий смены топлива

Изменение вида топлива вызывает цепную реакцию по всему котлоагрегату. Это не ограничивается только мельницами и горелками.

• Изменение теплообмена:
  • Переход на газ (несветящееся пламя) снизит радиационный теплообмен в топке, что может привести к повышению температуры газов на выходе из топки и, как следствие, к перегрузке конвективных поверхностей.
  • Изменение зольности влияет на коэффициент тепловой эффективности экранов и на степень загрязнения поверхностей нагрева.
• Изменение аэродинамики:
  • Различные объемы продуктов сгорания и требуемого воздуха для разных видов топлива изменяют сопротивление газовоздушных трактов.
  • Увеличение или уменьшение массовой скорости газов влияет на работу ТДМ и их энергопотребление.
• Изменение режимов циркуляции:
  • Неравномерное тепловосприятие экранов из-за изменившегося факела может повлиять на гидравлическую разверку и надежность естественной циркуляции.
• Экология и эмиссии:
  • Смена топлива напрямую влияет на состав дымовых газов: эмиссии NO_x, SO_x, твердых частиц (золы). Переход на газ обычно снижает выбросы твердых частиц и SO_x.
  • Требуется пересчет или установка систем газоочистки.

Комплексный анализ последствий смены топлива включает не только перерасчет основных параметров, но и оценку рисков, разработку мероприятий по адаптации котла и вспомогательного оборудования, а также экономическое обоснование таких изменений.

Автоматизация расчетов и требования к оформлению академической документации

Современное инженерное проектирование и анализ невозможно представить без использования передовых программных средств. Параллельно с этим, академическая деятельность, особенно в технических вузах, требует строгого соблюдения стандартов оформления, что отражает культуру инженерного мышления и точность представления результатов.

Применение программного обеспечения в расчетах котлоагрегатов

Эра ручных расчетов в теплоэнергетике уступает место автоматизированным системам, которые значительно повышают точность, скорость и глубину анализа.

1. Специализированные программные комплексы:
   • Программное обеспечение, такое как «ТРАКТ», является мощным инструментом для автоматизации и оптимизации тепловых и аэродинамических расчетов котлоагрегатов. Оно позволяет моделировать различные режимы работы, быстро пересчитывать параметры при изменении исходных данных (например, вида топлива), проводить многовариантные расчеты и оценивать влияние различных конструктивных решений. Использование таких комплексов позволяет студентам не только получить результат, но и глубже понять взаимосвязь параметров.
   • Аналогичные программы могут быть разработаны на базе языков программирования (например, Python, MATLAB) с использованием нормативных методик и справочных данных, что дает возможность для кастомизации и более глубокого изучения алгоритмов.
2. CAD-системы (Computer-Aided Design):
   • AutoCAD, Autodesk Inventor, Revit, SolidWorks, Компас-3D — эти системы являются стандартом де-факто в инженерном проектировании. Они используются для создания 2D-чертежей, 3D-моделей котельных агрегатов и их отдельных элементов. Применение CAD-систем позволяет:
     • Визуализировать конструкцию котла и вспомогательного оборудования.
     • Проводить компоновочные решения, проверяя взаимное расположение элементов.
     • Определять площади поверхностей нагрева и объемы.
     • Создавать точную техническую документацию.
3. Интеграция различных программных решений:
   • Наиболее эффективный подход — это комплексная интеграция различных программных средств. Например, результаты теплового расчета из «ТРАКТ» могут быть экспортированы в CAD-систему для детализации конструкции. Данные по компоновке, полученные в SolidWorks, могут быть использованы для уточнения геометрических параметров в тепловом расчете. Это позволяет создать единую цифровую модель котла, где все расчеты и конструктивные решения взаимосвязаны.
   • Программы для автоматизации управления и мониторинга котельных (например, Easymnemo, Constructor.teplomonitor) демонстрируют, как инженерные расчеты переходят в эксплуатационную практику, упрощая процесс проектирования и выбора оборудования, а также повышая надежность управления.

Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки

Академическое оформление курсовой работы — это не просто формальность, а отражение глубины исследования, логики изложения и уважения к читателю.

1. Стандарты оформления:
   • Пояснительная записка должна строго соответствовать требованиям ЕСКД ГОСТ 2.105–79 (Единая система конструкторской документации) и стандартам вуза.
   • Оформление выполняется на компьютере или черными чернилами (пастой) на листах формата 297 × 210 мм (формат А4), на одной стороне листа.
   • Используемые шрифты должны быть читаемыми (например, Times New Roman, 12-14 пт).
   • Обязательна сквозная нумерация страниц.
2. Правила представления формул, таблиц, графиков и иллюстраций:
   • Формулы: Каждая формула должна быть пронумерована (например, (2.1)) и иметь расшифровку всех входящих в нее буквенных обозначений, индексов и размерностей. Размерности должны соответствовать Международной системе единиц (СИ).
   • Таблицы: Должны иметь сквозную нумерацию и заголовок. В таблицах после расчетных формул должен быть подробно описан расчет (исходные данные, подстановка в формулу), а затем результат.
   • Графики и иллюстрации: Должны быть четкими, иметь подписи, номер и ссылки в тексте. Все оси графиков должны быть подписаны с указанием единиц измерения.
   • Ссылки: На все расчетные таблицы, формулы и литературу должны быть приведены корректные ссылки в тексте.
3. Методические рекомендации по логическому структурированию текста:
   • Введение: Четко формулирует актуальность, цели, задачи и объект исследования.
   • Основная часть: Каждый раздел должен начинаться с постановки задачи, затем описывается применяемая методика, приводятся исходные данные и формулы, затем — пошаговый расчет и его результат.
   • Выводы и обоснования: Для каждого этапа расчета необходимо не просто получить цифру, но и дать ей инженерную интерпретацию. Например, после расчета температ��ры на выходе из топки необходимо проанализировать, соответствует ли она условиям бесшлаковочной работы.
   • Заключение: Обобщает все полученные результаты и выводы.
   • Список источников: Должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ и вуза, содержать только авторитетные и проверенные источники.

Строгое следование этим правилам не только улучшает восприятие работы, но и развивает у студента навыки систематизации информации, критического анализа и ответственного подхода к инженерной документации.

Заключение

Представленные методологические указания обеспечивают всесторонний и углубленный подход к выполнению курсовой работы по комплексному расчету котлоагрегата БКЗ-420-140-5. Мы успешно деконструировали сложный инженерный объект, разбив его на управляемые, логически связанные блоки исследования: от фундаментальных принципов теплового расчета и конструктивных особенностей до детального анализа теплообмена в топочной камере и конвективных поверхностях, расчета естественной циркуляции, аэродинамики и выбора тягодутьевых машин. Особое внимание было уделено системному влиянию изменения вида топлива, что является критически важным аспектом для современных энергетических установок, требующих гибкости и адаптации.

Мы не просто предложили последовательность действий, а глубоко раскрыли теоретические основы, инженерные обоснования каждого этапа, а также подчеркнули важность интерпретации полученных результатов для принятия обоснованных решений. Анализ таких явлений, как застой и опрокидывание циркуляции, а также критерии надежности, выходят за рамки стандартных поверочных расчетов, предлагая студентам более глубокое понимание эксплуатационных рисков. Включение разделов по автоматизации расчетов с использованием современных программных комплексов, таких как «ТРАКТ» и CAD-системы, демонстрирует приверженность актуальным инженерным практикам.

В результате освоения данного материала студенты получат не только полноценный план для выполнения курсовой работы, но и сформируют компетенции, необходимые для будущих теплоэнергетиков: способность к системному анализу, выполнению сложных инженерных расчетов, критической оценке результатов и строгому соблюдению нормативно-технической документации. Практическая значимость выполненных расчетов трудно переоценить, поскольку они служат основой для оптимизации существующих котлоагрегатов, повышения их КПД, снижения эксплуатационных затрат и минимизации воздействия на окружающую среду.

Дальнейшие исследования могут быть направлены на более глубокое моделирование нестационарных режимов работы котла, применение методов искусственного интеллекта для оптимизации процессов горения и теплообмена, а также на детальный анализ экономических и экологических последствий перехода на альтернативные виды топлива.

Список использованной литературы

1. Тепловой расчет котлов (нормативный метод) / АООТ НПО ЦКТИ и -АООТ ВТИ. 1998.
2. Деринг И.С., Дубровский В.А., Охорзина Т.И. Котельный агрегат: Справочно –нормативные данные по курсовому проектированию. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2000. 40 с.
3. Деринг И.С., Михайленко С.А., Охорзина Т.И. Выбор и расчёт углеразмольных и горелочных устройств: Методические указания по курсовому проектированию. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1994. 52 с.
4. Кузнецов Н. В. и др. (ред.). Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод. 1973.
5. Смородин С.Н., Иванов А.Н., Белоусов В.Н., Лакомкин В.Ю. Тепловой и аэродинамический расчеты котельных установок. СПбГУПТД, 2018.
6. АЛГОРИТМ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ: Указание Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения. 1974.
7. Делягин Г. Н., Лебедев В. И., Пермяков Б. А. Теплогенерирующие установки: Учеб. для вузов. 1986.
8. МУ 34-70-174-87 СО 34.26.719 Методические указания по испытаниям естественной циркуляции в энергетических котлах. Производственное объединение «Союзтехэнерго», 1987.