ТОПКА
топочное устройство,
топка огневая, устройство для сжигания органич. топлива с целью получения
высоконагретых дымовых газов; теплота газов либо преобразуется в к.-л.
установках в электрич. или механич. энергию, либо используется для тех-нологич.
и др. целей.
В общем случае Т. представляет собой
камеру, в к-рую подаётся топливо (твёрдое, жидкое, газообразное) и окислитель,
обычно воздух. В Т. котлоагрегатов продукты сгорания отдают свою
теплоту теплоносителю (воде, пару), циркулирующему по трубам, к-рые размещаются
на стенах камеры. В печных Т. теплота дымовых газов используется в рабочем
пространстве печи для тепловой обработки материалов (или изделий) либо
для отопления.
Предельная темп-pa дымовых газов (теоретич.
где По организации топочного процесса Т.
* Вместе с камерой догорания в пределах
Топливо перед подачей вфакельную топку
В 50-х гг. получили распространение
Лит.: Кнорре Г. Ф., Топочные
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
темп-pa горения, жаропроизводительность топлива) Т
Т. определяется по формуле:
- теплота сгорания топлива;
- коэффициент избытка воздуха;
-
теоретически необходимый расход воздуха;
- средняя теплоёмкость топочных газов. Практически темп-pa в Т. ниже Т
потерь теплоты от хим. неполноты сгорания топлива, на наружное излучение
топочной камеры и т. д. Темп-ра горения может быть повышена путём предварит.
подогрева воздуха или топлива и т. д. Для более полного использования топлива
топочный процесс ведётся с избытком воздуха, т. е. кол-во воздуха, фактически
подаваемого в Т., больше теоретически необходимого для горения.
Для
интенсификации горения применяется обогащение воздуха кислородом. Осн.
характеристиками, определяющими эффективность и экономичность работы Т.,
являются форсировка, или тепловое напряжение сечения Т. (в плане)
где
- количество теплоты,
выделенное при полном сгорании топлива, a F - площадь сечения (для слоевой
топки F - поверхность горящего слоя топлива), а также тепловое
напряжение топочного пространства
, где V- объём топочной камеры.
котлоагрегатов подразделяют на 3 осн. группы: слоевые, факельные и вихревые.
Исторически первыми конструкциями котельных Т. были Т. для сжигания твёрдого
топлива в слое - слоевые топки, к-рые длит. время являлись осн. устройствами
для сжигания больших кол-в топлива и широко применялись для котлов с паропроизводительностью
20- 30 т/ч. В кон. 20-х гг. 20 в. были разработаны Т. для сжигания
твёрдого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило
с высокой надёжностью и экономичностью использовать топливо пониженного
качества, значительно повысить единичную производительность котлоагрегатов.
Основные
характеристики топок (для котлоагрегатов паропроизводительностью 75 т/ч
и
выше)
Класс
Тип
Топливо
Коэффициент
избытка воздуха
Недожог, %
Форсировка
Q/F, Гкал/(м2 * ч)
Тепловое напряжение
топочного пространства Q/V, Мкал/(м3 *ч)
Слоевые
С пневмозабросом
и неподвижной решёткой
Слабоспекаемые
каменные угли
1,4
5,5
0,8-1
200-300
С цепной
решёткой
Сортовой антрацит
1,5
10
0,8-1
250-400
Шахтно- цепная
Кусковой торф
1,3
3
1,5-1,9
250-400
Каменный уголь
1,2
1 - 1,5
2-2,5
150
Факельные
С горелками
и сухим шлако-удалением
Антрацит
1,2-1,25
4,6
2-2,5
120
Мазут
1,03
0,5
2-2,5
250
Природный
газ
1,1
0,5
2-2,5
300-400
С шахтными
Бурый уголь
1,2
0,5-1
2-2,5
160
мельницами
Фрезторф
1,2
0,5-1
2-2,5
140
С жидким
шлако-удалением
Каменный уголь
1,2
0,5
_
До 800
Дроблёный
каменный уголь
1,1-1,2
1,5
12-14
1100*
Вихревые
С горизонтальными
циклонами
Угрублённая
угольная пыль
1,1-1,2
1,5
10-12
1100"
С предтопками
ВТИ
Грубая угольная
пыль
1,1 - 1,2
0,5
16
650-750*
ошипованной зоны.
очищается, измельчается и высушивается в системе пылеприготовления (см.
Пылеуголъная
топка). Факельные Т. оказались весьма удобными для сжигания газообразного
и жидкого топлива (см. Газовая топка, Мазутная топка), причём
газообразное топливо не требует предварит. подготовки, а жидкое должно
быть распылено форсунками.
вихревые (или циклонные) Т., в к-рых частицы твёрдого топлива (размером
до неск. десятков мм) почти полностью сгорают в камере-предтопке,
где создаётся газо-воздушный вихрь. Факельные н вихревые топки объединяются
в общий класс камерных топок; область их применения - котлоагрегаты
средней и высокой паропроизводительности (до 2000 т/ч и более).
В отличие от газовых и мазутных Т., в пылеугольных Т. во избежание шлакования
конвективных поверхностей нагрева продукты сгорания должны иметь темп-ру
меньшую, чем темп-pa плавления шлака. Для этого стены Т. сплошь покрывают
топочными экранами. Для удаления из Т. газообразных продуктов сгорания
применяются дымовые трубы и дымососы. При газоплотном экранировании
Т. движение дымовых газов обеспечивается вентиляторами (котлоагрегаты с
наддувом); в этом случае топочная камера находится под давлением 3-5 кн/м2
(0,03-0,05 кгс/см2). Значительно более
высокие давления - 0,6-2,5 Мн/м2 (6-25 кгс/см2)
применяются
в Т. высоконапорных парогенераторах парогазотурбинных установок. Осн.
характеристики Т. (1975) приведены в табл. О печных Т. см. в ст. Печь
и
в статьях об отд. видах печей.
процессы, 2 изд., М.- Л., 1959; Маршак Ю. Л., Топочные устройства с вертикальными
циклонными предтопками, М.- Л., 1966; Мурзаков В. В., Основы теории и практики
сжигания газа в паровых котлах, 2 изд., М., 1969; Спейшер В. А., Торбаненко
А. Д., Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических
установках, М., 1974. И. Н. Розенгауз.