Классификация топочных устройств

Топка представляет собой часть котельного агрегата и предназначена для сжигания топлива. Она является теплообменным устройством, в котором часть тепла, выделяющегося при сгорании топлива, передается поверхностям нагрева котла. При сжигании твердых топлив топка служит также для сбора шлака и золы

90 – 95% первичного воздуха 1 для сгорания в слое 3 подается на колосниковую решетку 2
Для завершения сгорания летучих и уноса угольной пыли в топочную камеру подается вторичный воздух 4
Продукты сгорания 5 уносятся в дымовую трубу, шлак 7 удаляется из нижней части топки.
Верхняя поверхность топлива – это зеркало горения 6, площадь которого F принимается равной площади решетки.
Слоевая топка

Слоевая топка
Основной деталью топки служит шурующая треугольная планка 2, длина которой равна ширине топки. Планка связана с узкой бесконечной цепью 5, утопленной в решетке и приводимой в движение от электродвигателя с редуктором 7. Передняя грань планки имеет меньшую поверхность и больший угол наклона к решетке, чем задняя. Движение планки управляется автомати­чески; она совершает возвратно-поступательное движение в опре­деленной последовательности: сперва она делает 8—10 ходов до середины длины решетки, а затем — один длинный ход
Шурующая планка при ее ходе вперед захватывает топливо из угольного бункера 8 и вследствие наличия тупой передней грани передвигает порцию топлива вперед, смешивает его с горя­щим топливом, находящимся на решетке, и одновременно шурует слой. При обратном ходе планки на слой топлива воздействует ее острая грань, поэтому топливо не будет проталкиваться обратно в бункер
Аксонометрический вид топки с шурующей планкой:
Общий вид топки с шурующей планкой

Слоевая топка
если все три операции выполняются вручную – топки называют ручными,
если все операции механизированы – это механические топки,
если механизированы одна или две операции, такие топки называют полумеханические.
Основные операции по обслуживанию слоевых топок:
подача топлива на решетку;
шуровка топлива (т.е. перемешивание отдельных участков горящего слоя с целью улучшения подвода к нему воздуха);
удаление из топки шлака.

Механические топки при слоевом сжигании
В таких топках предусмотрена механизация процессов подачи топлива на решётку и удаления из неё шлака.
Виды механических топок:

Механическая топка с цепной решеткой
Характерной особенностью механических топок с цепными решётками является непрерывное перемещение топлива с колосниковой решёткой, представляющей собой транспортёр
Такие топки устанавливаются под котлами с D = 10…25 т/ч.
Перед сжиганием уголь дробится до кусков примерно 40мм.
Цепная решетка 1 – это бесконечное полотно из колосников, смонтированных на двух цепях, надетых на звездочки 2, одна из которых приводится во вращение от электродвигателя через редуктор.
Цепная решетка движется вглубь топки со скоростью 2-20 м/ч.
Топливо из загрузочного бункера 3 через дозирующее устройство подается на решетку
Необходимый для горения топлива воздух подается через дутьевые окна 4.
Перемещаясь вместе с полотном топливо сгорает

Камерные топки

Факельные топки
Угольная пыль вдувается в топку струей первичного воздуха 1, жидкое же топливо распыляется горелками 3.
Топливо сгорает во взвешенном состоянии за 2-3 секунды благодаря большой поверхности контакта с воздухом.
Кроме того смеси топлива с воздухом придет вихревое движение, а вторичный воздух 2 подается в корень факела 4, что обеспечивает интенсивное перемешивание (турбулизацию факела).
За счет теплоты сгорания топлива вода в экранных трубах 5 нагревается до температуры кипения и частично испаряется.
Газообразные продукты сгорания 7 уходят в трубу, а шлак 8 удаляется из нижней части в твердом, или частично (40-50%) жидком состоянии.
Теплопотери в окружающую среду минимизируются благодаря толстой обмуровке 6 котла из огнеупорного кирпича
Если топливо с легкоплавкой золой (tпл < 1500°С), то предпочтительней является жидкое шлакоудаление, в противном случае – твердое
При этом подача вторичного воздуха должна быть организованна так, чтобы шлак до соприкосновения с экранными трубами охладился и потерял прилипаемость.

Циклонная топка
Дробельный уголь 1 подается в топку сверху.
Первичный воздух 2 проводится тангенциально, создавая вихрь.
Вторичный воздух 3 также подается тангенциально, поддерживая вихрь в камере сгорания (КС)
Шлакоотбойники 5 предотвращают унос шлака в камеру охлаждения (КО), в которой расположены нагревательные трубы 4.
Во взвешенном состоянии частицы топлива почти полностью сгорают.
Жидкий шлак 6, отжатый центробежной силой, стекает по стенке вниз