14.2 Топкові пристрої.

Топка – один з основних елементів котельного агрегату. У ній відбувається процес горіння, при якому хімічна енергія палива перетвориться в теплову енергію продуктів згоряння, передану далі рідини і пари, що знаходиться в казані.

Існуючі топкові пристрої можна розділити на шарові і камерні.

Шарові топки призначені для спалювання твердого палива в шарі на колосникових ґратах. У камерних топках спалюється тверде паливо в зваженому стані у виді пилу і дроблених часток, а також рідке, що розпорошується за допомогою форсунок, і газоподібне. Камерні топки підрозділяються на смолоскипові і вихрові.

На мал.15.1 показані схеми шарового, смолоскипового і вихрового способів спалювання палива. При шаровому способі спалювання необхідне для горіння повітря потрапляється до шару палива через колосникові ґрати.

При смолоскиповому способі спалювання тверде паливо попередньо розмелюється в млинах і пил разом з повітрям (аэросуміш) попадає в топку. Час перебування газу і пилу в обсязі топки незначний (1,5-2 с).

Циклонний спосіб спалювання заснований на використанні закручених томливо повітряних потоків. Транспорт палива здійснюється повітрям. Паливні частки циркулюють по визначених траєкторіях протягом часу, необхідного для завершення їхнього згоряння. Під дією відцентрових сил частки рухаються у виді ущільненого пристінного шару, інтенсивно перемішуючись з повітрям.

Час перебування часток у циклонній камері вибирається достатнім для вигоряння грубого пилу (розмір часток – 200 мкм) або дробленого палива (розмір часток до 5 мм).

14.3 Спалювання палива.

Спалювання твердого палива в смолоскипі. Велике значення для роботи пиловугільних топок має конструкція пальників. Пальники повинні забезпечувати гарне перемішування палива з повітрям, надійне запалювання аэросуміші, максимальне заповнення смолоскипом топкової камери і легко піддаватися регулюванню по продуктивності в заданих межах.

Спалювання мазуту і газів у топках. Рідке паливо, що спалюється в топках, піддається попередньому розпиленню за допомогою форсунки, що є елементом пальника. Під пальником у загальному випадку розуміється агрегат, що включає крім форсунки повітряно-направляючий апарат, запальний пристрій і механізм керування.

Якісне спалювання рідкого палива обумовлюється тонкістю його розпилення. Для цієї мети використовують форсунки, що, крім того, забезпечують необхідний діапазон регулювання витрати палива і стійке запалювання суміші.

У залежності від способу розпилення палива форсунки підрозділяються на чотири класи: механічні, парові, повітряні (пневматичні) і комбіновані. На мал. 15.4 показані принципові схеми застосовуваних форсунок.

Форсунки з механічним розпиленням розділяють на прямоструйні, відцентрові і ротаційні. У прямоструйних форсунках (Рис.15.4,а) дроблення струменя палива на дрібні краплі відбувається при його продавлюванні під значним тиском (1-2 МПа) через сопло малого діаметра.

У відцентрових форсунках (Рис.15.4,б,в) паливо розпорошується під дією відцентрових сил, що виникають при закручуванні паливного потоку. У ротаційних форсунках (Рис.15.4,г) паливо подається усередину швидко обертаючої розпалюваної форсунки, де воно розтікається під дією відцентрових сил, утворити тонку плівку. На вихідному кінці форсунки тонка плівка підхоплюється підводимим первинним повітрям.

Парові і пневматичні форсунки можна об'єднати в один клас – форсунки з розпилювальним середовищем. У парових форсунках (Рис.15.4,д) як таке середовище використовують водяну пару з тиском 0,4-1,6 МПа., а в пневматичних форсунках (Рис.15.4,е) використовують повітря низького (0,002-0,008 МПа) і високого (0,2-1 МПа і вище) тиску.

Газові пальники бувають:

кінетичні - повного попереднього змішання (газ з повітрям змішується до виходу з пальника);

дифузійно-кінетичні – часткового попереднього змішання;

дифузійні – зовнішнього змішання.

По способі подачі повітря пальники поділяються на інжекційні і дутьеві (примусовою подачею повітря).

На мал.15.5 показані основні принципові схеми газових пальників.