Задачи и методы теплового расчета. Различают конструктивный (проектный) и поверочный тепловые расчеты. Их методика является общей. Разница заключается в целях расчета и в искомых величинах.
Конструктивный расчет имеет целью определить размеры топки и других поверхностей нагрева, обеспечивающие при принятой экономичности и надежности получение номинальной паропроизводительности при заданных параметрах пара, температуре питательной воды и топливе. В результате теплового расчета получают данные, необходимые для расчета на прочность и выбора материала элементов котла, выполнения гидравлических и аэродинамических расчетов и выбора вспомогательного оборудования.
Поверочный расчет выполняют для существующей или запроектированной конструкции агрегата. Его выполняют для заданных размеров поверхностей нагрева и сжигаемого топлива с целью определения температуры рабочей среды, воздуха и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева. Поверочный расчет выполняют при изменении температуры питательной воды, температуры перегретого пара, при переводе котла на другое топливо. Цель поверочного расчета — выявление тепловых характеристик котла при различных нагрузках и возможностей его регулирования. При выполнении конструктивного расчета можно выбирать размер отдельных поверхностей нагрева (например, ширм) по компоновочным соображениям. Тогда эти поверхности рассчитывают методом поверочного теплового расчета. На основании поверочного расчета устанавливают экономичность и надежность котла, разрабатывают рекомендации для его реконструкции, получают данные, необходимые для гидравлических, аэродинамических и прочностных расчетов.
Независимо от задачи тепловой расчет выполняют по нормативному методу.
Последовательность конструктивного теплового расчета барабанного котла. Порядок расчета составлен применительно к схеме барабанного котла, показанного на рис. 21.9. Устанавливают объем теоретически необходимого количества воздуха и продуктов сгорания. Подсчитывают действительный объем воздуха и продуктов сгорания в топке и газоходах с учетом избытка организованного воздуха и присосов для заданной конструкции котла (при уравновешенной тяге). Определяют энтальпию продуктов сгорания и воздуха. Составляют тепловой баланс котла, определяют тепловые потери
КПД брутто и определяют расход топлива. В соответствии с выполняют расчет топки. Выбирают сечение топки по значению теплового напряжения сечения 
которое не должно превышать допустимого значения. По выбранной температуре на выходе из топки
определяют полную поверхность стен топки 
Расчет топки заканчивают проверкой допустимого тепловыделения в объеме топки
, которое не должно превышать предельного значения, а также проверкой соответствия значения, принятого для расчета коэффициента тепловой эффективности
полученного в результате расчета — расхождение не должно превышать
Расчет теплообмена в топочной камере учитывает количество теплоты, используемой ширмами (поверхность, непосредственно примыкающая к топке) и радиационным потолочным перегревателем. Следовательно, размеры ширм и радиационного перегревателя при расчете топки должны быть известны. Далее определяют
Рие. 21.9. Расчетная схема барабанного котла. / — парообразующие поверхности нагрева (топочные экраны) . 2 — потолочный пароперегреватель . 3 — ШПП . 4 — подвесные трубы . 5 — КПП . 6 — экономайзер . 7 — воздухоподогреватель.
количество теплоты, воспринимаемой ширмами за счет излучения из топки и теплообмена в пределах ширм
, и затем температуру продуктов сгорания за ними
.Для принятой схемы котла по этой температуре после учета тепловосприятия подвесных труб можно найти температуру продуктов сгорания перед конвективными пакетами пароперегревателя
. Оставшуюся после теплообмена в топке, ширмах и радиационном пароперегревателе теплоту продуктов сгорания распределяют между конвективными поверхностями нагрева водопарового тракта и воздухоподогревателем. Сначала теплоту распределяют между теми поверхностями нагрева, для которых заданы или известны входные и выходные параметры рабочего тела: определяют количество теплоты, которое необходимо передать пароперегревателю 
для достижения данных параметров пара
и затем воздухоподогревателю 
.
Распределение теплоты между поверхностями нагрева замыкают обычно на экономайзере, для которого не задаются выходные параметры по воде. После установления теплоты, передаваемой пароперегревателю и воздухоподогревателю, находят энтальпии и температуры продуктов сгорания до и после экономайзера.
Правильность распределения теплоты между поверхностями нагрева проверяют по уравнению теплового баланса
Невязка баланса не должна превышать 
располагаемой теплоты 
Убедившись в правильности распределения теплоты между поверхностями нагрева, выполняют конструктивный расчет поверхностей пароперегревателя, экономайзера и воздухоподогревателя в соответствии с указаниями.
