ТОПКОВЕ ОБЛАДНАННЯ.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Топкове обладнання — це складова частина котельного агрегату, у якій здійснюється спалювання палива і відбувається часткове охолодження продуктів згоряння, оскільки їх теплота віддається поверхням нагріву, розміщеним у топці (наприклад, екранні труби), а також відбувається виділення теплоти.

Способи спалювання палива у топці можна класифікувати відносно швидкості руху повітря у топці ω_п до швидкості руху частинок палива υ_п. Згідно із цим параметром розрізняють такі технології спалювання палива:

ω_п>>υ_п—у щільному фільтрувальному шарі. До них відносять шарові топки (рис. 4.1, а);

ω_п>υ_п—спалювання у псевдозрідженому шарі. Схема топки із спалюванням у киплячому (псевдозрідженому) шарі наведена на рис. 4.1, б, г;

ω_п≈υ_п—спалювання палива у потоці повітря. До них відносять топки із факельним процесом (рис. 4.1,б);

ω_п≤υ_п— спалювання палива у завихреному потоці циклонної камери (рис. 4.1, в).

Рисунок 4.1. Схеми організації топкових процесів.

а – у щільному шарі; б – у желеподібному стані (факельний процес горіння палива); в – у циклонній топці; г – у киплячому шарі.

За характером організації топкового процесу розрізняють шарові топки: із нерухомою колосниковою решіткою і нерухомим шаром палива на пій; з нерухомою колосниковою решіткою та шаром палива, що переміщується на ній; із рухомою колосниковою решіткою, яка транспортує шар палива, що перебуває на ній.

			Шарові топки виготовляють ручними та механізованими. Ручні шарові топки із нерухомою колосниковою решіткою застосовують у котлах продуктивністю до 1 т/год. Одна з конструкцій такої топки зображена на рис. 4.2. Рисунок 4.2. Шарова топка з нерухомим шаром і ручною колосниковою решіткою.

1 – канал для подачі повітря; 2 – заслінка; 3 – рукоятка; 4 – дверцята; 5 – вікно для завантаження палива; 6 – топкова камера; 7 – колосникова решітка; 8 – під колосникова балка; 9 – поворотний колосник; 10 – зольник; 11 – шлаковий затвор.

Парові котли паропродуктивністю 2,5; 4,0 і 6,5 т/год комплектуються напівмеханічною топкою типу ЗП-РПК (рис. 4.3).

Для подачі палива передбачений пневмомеханічний закидач, що складається із пластинчастого живильника і закидного механізму ротаційного типу. Під лотком закидача встановлена повітряна фурма, через яку подається повітря від повітряного короба.

У парових котлах паропродуктивністю понад 4 т/год (до 10...35 т/год) та водогрійних відповідної теплопродуктивності при спалюванні твердого палива встановлюють механічні топки із ланцюговими решітками прямого і зворотного ходів (рис. 4.4). Топку обладнують ланцюговою рухомою решіткою, що складається із колосників, закріплених шарнірно. Колосникове полотно приводиться у рух від електродвигуна через редуктор. Швидкість колосникового полотна становить 2...18 м/год.

Паливо подається живильником на полотно ланцюгової решітки. Для очистки решітки встановлений шлакознімач 9. Шлак скидається у бункер 10.

Камерні топки поділяють на топки із псевдо зрідженим шаром, факельні та вихрові.

У топках із киплячим шаром дрібнозернисті частинки твердого палива вводяться у нижню частину камери і піднімаються догори за рахунок енергії струменя повітря. Під час руху палива в умовах дуже інтенсивного масообміну відбувається його реакція з окислювачем. Фонтануючий шар доцільно використовувати лише у топках невеликої потужності.

Рисунок 4.4. Механічна топка із ланцюговою решіткою.

1 – завантажувальний бункер; 2 – секторний затвор; 3 – шибер для регулювання товщини шару палива; 4 – лаз; 5 – охолоджувальна вода; 6 – шуровочні отвори; 7 – рама решітки; 8 – ведений шків; 9 – шлакознімач; 10 – шлаковий бункер; 11 – канал для підведення повітря; 12 – бункера для золи; 13 – ведуча зірочка.

У факельних топках спалювання палива відбувається у потоці, що перевищує швидкість витання частинок палива. Останні стають завислими у газоповітряному потоці і починають переміщуватися із потоком, згоряючи під час руху у межах топкового об'єму. При цьому згоряння палива має бути забезпечене у межах топкового об'єму. Тому паливо піддають попередній обробці (тверде паливо подрібнюють до пилоподібного стану, рідке — розпилюють у малодисперсному стані, газоподібне—добре перемішується із окислювачем).

Одна з конструкцій факельних топок наведена на рис.4.5. Топка являє собою вертикальну шахту прямокутного перерізу, на стінах якої розміщені кип'ятильні труби (екрани) 4. Пальники 7 призначені для спалювання пилоподібного палива. Повітря у пальники подається двома потоками, один з яких (первинний) транспортує пилоподібне паливо та окислює його при горінні, а другий (вторинний) додається для повного вигоряння палива. Димові гази, що залишають топку, і летка зола проходять через ряди кип’ятильних труб 2.

Розрізняють круглі (турбулентні) і прямотокові (щілинні) пилові пальники. Для розпилювання мазуту застосовують відцентрові форсунки, що разом із завихрювальними пристроями-регістрами, які служать для подачі повітря, утворюють мазутний пальник.

		Рисунок 4.5. Топка із факельним процесом для спалювання палива в розпиленому стані. 1 – паровідвідні труби; 2 – фостон; 3 – обмурування; 4 – кип’ятильні труби; 5 – спускні труби; 6 – колектори; 7 – пальники; 8 – барабан. У циклонному способі спалювання палива досягається найбільша швидкість спалювання. На відміну від спалювання у прямотоковому потоці (факельний процес) при циклонному методі спалювання частинка палива циркулює по організованому контуру потоку стільки разів, скільки необхідно для її повного згоряння. Циркуляція повітря (окислювача) у топці досягається тим, що при введенні потоку у топковому об'ємі утворюється коаксільний вихор, що втягує паливо у циркуляційний рух.