Топочно-горелочные устройства котельных агрегатов. Слоевые, камерные, вихревые, циклонные топки. Конструкции горелочных устройств.

Топочным устройством или топкой является часть котельного агрегата, предназначенная для сжигания топлива с целью выделения заключенного в нем тепла и получения продуктов сгорания с возможно большей температурой.

Основные требования, которые предъявляются к современным топкам следующие:

· Высокая производительность;

· Достаточная степень механизации топочного процесса;

· Устойчивость в работе, удобство и надежность регулирования топочного процесса.

По способу сжигания все топочные устройства можно разделить на две группы – топки со слоевым сжиганием (слоевые) и топки с камерным сжиганием (камерные).

Слоевые топки применяются в котельных агрегатах производительностью до 10 кг/сек пара для сжигания бурых и каменных углей, полуантрацитов, кускового торфа, сланцев и древесных отходов. Слоевые топки невыгодно использовать для сжигания дорогих антрацитов, антрацитового штыба, высоковлажных бурых углей, фрезерного торфа, так как сжигание топлива происходит с большими потерями от механического и химического недожога топлива.

По методу обслуживания слоевые топки делятся на:

· Топочные устройства с ручным обслуживанием;

· Топочные устройства полумеханические;

· Топочные устройства с механические;

Слоевые топки с ручным обслуживанием применяются к котельным агрегатам с производительностью до 0,3 кг/сек пара.

1. колосниковая решетка

2. дверка зольника

3. загрузочная дверка

4. поверхность нагрева

5. топочная камера

Суммарная площадь отверстий и зазоров колосниковой решетки определяет его живое сечение, выражаемое в % от полной площади решетки. Есть решетки с малым живым сечением 5 – 15% и большим 15 – 45%. Топливо подается сверху через загрузочную дверцу с ручным или механическим забрасывателем.

Колосниковая решетка поддерживает слой сжигаемого топлива и одновременно служит для равномерного распределения воздуха. Полотно колосниковой решетки состоит из чугунных колосников баллонной или плиточной формы. Для усиления жесткости и улучшения отвода тепла она снабжена ребрами.

Топка с забрасыванием на неподвижную колосниковую решетку.

1. забрасыватель

2. колосниковая решетка

3. поддувальное пространство

4. отверстие для удаления шлака

шлаковый бункер

При горении топлива по высоте выделяют три зоны: свежезагруженное топливо, горение кокса, шлаковая подушка.

В зоне (верхней) происходит подогрев, подсушка и выделение летучих – СО, СН₄ и др. Во второй зоне происходят основные реакции горения углерода с образованием СО₂ и СО, а также летучей серы с выделением SO₂. В третьей зоне происходит выделение золы, образование шлаков и выжигание оставшихся кусочков топлива.

В топках с неподвижным слоем по мере прогорания слоя шлак опускается вниз, образуя на поверхности колосниковой решетки шлаковую подушку, которая защищает колосники от действия высоких температур. Шлаковая подушка охлаждается снизу проходящим через нее холодным воздухом.

Недостатком таких топок является периодичность загрузки. Средняя нагрузка кочегара 600 – 700 кг/час. Чтобы исключить ручной труд разрабатывают конструкции полумеханических слоевых топок с забрасывателем и механических топок с цепными решетками. Большое внимание уделяется организации топочных процессов.