книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

470

Рис. 9-1. Выносная неэкранированная топка.

целесообразнее использовать для подогрева воздуха, что неизбежно приведет к лучшему охлаждению стенок и удли­ нению срока службы топки. Плоские отражательные щиты в этом случае будут не нужны.

Выносная топка огнетрубного судового котла КОВ-8 (см. рис. 2-1), рассчитанная на сжигание жидкого топлива с помощью паровоздушной форсунки, футерована шамот­ ным кирпичом. Это сделано для того, чтобы уменьшить прямую отдачу тепла от факела к сравнительно холодным

стенкам внутренней топки, когда они не имеют кирпичной

ее размерам или немного больше в земле делают выемку глубиной 15—20 см, которую заполняют несколькими сло­ ями камня, щебня, битого кирпича и т. п. Каждый слой за­ сыпается песком и тщательно утрамбовывается. Подго­ товленная площадка должна быть горизонтальной.

Стенки топки, имеющей в плане квадрат (95X95 см),

выкладываются толщиной в один кирпич; при этом швы

между кирпичами не должны быть толстыми. Связующей

массой служит состав из 1 части песка и 3—5 частей гли­ ны в зависимости от ее жирности.

В верхней части топки квадратное отверстие разделы­ вается на круглое.

Котел устанавливается по центру топки. Перед этим

топка обмазывается слоем массы, состоящей из глины и песка.

I М3

9-3. КОЛОСНИКОВЫЕ РЕШЕТКИ И ТОПОЧНАЯ ГАРНИТУРА

Колосниковые решетки. Колосниковая решетка является одним из основных конструктивных элементов то­ почного устройства передвижного парового котла. Она от­ деляет топочное пространство, в котором происходит горе­ ние топлива, от зольника, куда первоначально поступает воздух, необходимый для горения, и проваливаются очаго­

вые остатки (зола, шлак).

Втопках передвижных паровых котлов применяются обычно плоские колосниковые решетки, составляемые из

отдельных колосников (балок) или плит, отливаемых из серого чугуна. Площадь и форма колосниковой решетки определяются внутренними размерами и конфигурацией топки в плане.

Взависимости от вида топлива, сжигаемого в слое, ко­ лосниковые решетки, используемые в топках передвижных

паровых котлов, разделяются на следующие типы:

1)простые решетки для сжигания дров;

2)комбинированные решетки для сжигания дров и вос­ пламенения жидкого топлива;

3) решетки для сжигания антрацитов и каменных углей.

Решетки третьего типа могут быть подразделены в свою очередь на решетки без поворотных колосников и решетки с поворотными колосниками.

Простой и легкой колосниковой решеткой для сжигания дров является круглая решетка небольшого диаметра, из­ готовляемая из листа горячекатаной стали толщиной не

менее 2 мм. Отверстия, распределенные равномерно по всей площади, пробивают с отбортовкой кверху, что повышает жесткость решетки и удерживает слой золы. Последний, изолируя колосниковую решетку от непосредственного воз­ действия горящего слоя топлива, несколько снижает ее температуру. Все же такая решетка прогорает довольно быстро.

Чугунные колосниковые решетки просты и дешевы в из­ готовлении, отличаются значительной прочностью и не пе­ регорают в течение длительного времени эксплуатации кот­ ла. Однако вес чугунных решеток довольно большой (до 10% общего веса котла).

В передвижных паровых котлах наибольшее распро­

странение получили чугунные колосниковые решетки, со­

стоящие из отдельных плит, вставляемых через топочное отверстие. Такие решетки проще в изготовлении, не тре­ буют специального крепления и не теряются в пути. Ре-

184

тетки, собранные из отдельных незакрепленных колосни­ ков, при движении установки проваливаются в зольник и свободно проходят через поддувальную дверку.

Круглая чугунная колосниковая решетка, предназначен­ ная для сжигания дров, показана на рис. 9-3. Она состоит

из четырех отдельных сегментов, отлитых из серого чугуна.

Сегменты своими концами опираются на кольцо, изготов-

Рис. 9-3. Чугунная колосниковая решетка для дров.

ленное из полосовой или угловой стали и приваренное к

стенкам жаровой трубы.

Круглая чугунная колосниковая решетка с экраномотражателем (рис. 9-4) * рассчитана на сжигание дров во время растопки котла. Эта решетка используется для вос­ пламенения жидкого топлива. Плитчатые колосники 1 и 2 на одном конце имеют приливы для установки чугунного экрана-отражателя 3, укрепляемого специальным клином 4. Последний, будучи в раскаленном состоянии, воспламеняет

* Разработана М. Е. Паптюшенко.

185

горючую смесь, поступающую из форсунки. Экран-отража­

тель 3 защищает стенки топки (жаровой трубы) от непо­ средственного воздействия факела и аккумулирует неко­ торое количество тепла. Во время работы котла на жидком топливе колосниковые плиты охлаждаются воздухом, по­ ступающим через щели.

Топки горизонтально-водотрубных котлов, имеющие

развитую поверхность колосникового полотна, оборудова-

Рис. 9-4. Чугунная колосниковая решетка с экраномотражателем.

ны колосниковыми решетками для дров, собранными из равнобокой угловой стали (рис. 9-5). Такая решетка рабо­ тает относительно надежно, потому что колосники-уголь­ ники, поставленные на ребро, засыпаются довольно тол­ стым слоем золы, изолирующим их от слоя горящего топ­ лива, и хорошо охлаждаются воздухом. Расширяющиеся книзу щели не забиваются частицами топлива. Жесткость колосников вполне достаточна. В случае повреждения или перегорания любой из них может быть легко заменен без необходимости смены всей решетки. Однако следует ука­ зать, что скопление золы на колосниковой решетке рас­

сматриваемой конструкции способствует значительному

186

уносу ее, что приводит к быстрому загрязнению конвек­ тивного пучка.

Колосниковые решетки для сжигания каменных углей и антрацита составляются из отдельных чугунных плит,

которые имеют небольшое живое сечение. Плиты отливают­ ся толщиной 20—25 мм и для увеличения прочности име­ ют одно-два ребра высотой 50—70 мм, расположенные в

и недостаточного охлаж­ дения воздухом, поступающим в топку. Для охлаждения

колосниковой решетки, преодоления сопротивления и рав­ номерного распределения воздуха по слою горящего антра­ цита в зольнике (поддувале) создается избыточное давле­ ние воздуха (20—50 мм вод. ст.) с помощью пародутьево­ го аппарата (эжектора) или центробежного вентилятора.

При сжигании каменных углей и антрацита желательно применять решетки с качающимися (поворотными) колос­ никами. Это дает возможность поворотом рычага, не от­ крывая дверки топки, разрыхлять лежащий на решетке шлак и сбрасывать часть его и золу в зольник. Однако вви­

ду ограниченной высоты зольника, а также по условиям

187

монтажа котла на передвижной базе не всегда имеется возможность устройства поворотной колосниковой решетки.

Колосниковая решетка (рис. 9-6), которой оборудована топка парового котла установки ЛПУ-1, составлена из ше­ сти качающихся колосников, имеющих волнистую форму в плане, что способствует лучшей шуровке. Колосники, сво-

Рис. 9-6. Колосниковая решетка с качающимися колосниками.

188

бодно опирающиеся на конические цапфы колосниковых балок, шарнирно связаны планкой (тягой), конец которой при помощи кривошипа и валика соединен с рычагом. При качании рычага вперед и назад колосники поворачиваются

относительно цапф на небольшой угол, разрыхляя лежа­ щий на решетке шлак. При этом часть шлака и золы про­ валивается в зольник.

В табл. 9-1 приведено отношение площади отверстий к полной площади колосниковой решетки (живое сечение)

Размеры загрузочного отверстия выбирают в соответ­ ствии с расходом топлива и с учетом удобства его загруз­

ки. Однако стремиться к большим загрузочным отверстиям

не следует, так как чем больше отверстие, тем больше бу­ дет присос холодного воздуха в топку в момент открывания дверки и тем больше будет снижение температуры в топке. Испытаниями передвижных паровых котлов горизонтально­ водотрубного типа установлено, что зимой при открытой дверке в момент загрузки дров опытным кочегаром темпе­ ратура в топке снижается с 700 до 500° С. Поэтому разме­ ры топочного отверстия должны быть минимально допусти­ мыми.

Охлаждение топочного пространства зависит и от рас­ положения загрузочного отверстия относительно колосни­ ковой решетки. Чем выше оно расположено, тем меньше проникает холодного воздуха и тем меньше охлаждается

слой топлива.

Дверки изготовляют литыми из чугуна или сварными

из листовой стали. Чугунные дверки дешевле при массовом изготовлении; стальные — дороже, но зато последние зна-

1X9

чительно легче. Поэтому передвижные паровые котлы поч­ ти всегда оборудованы сварной гарнитурой. Стальные за­ грузочные дверки должны иметь отражательный лист (экран), защищающий их от воздействия пламени, и обес­ печивать плотное закрывание. Поддувальная дверка долж­ на также плотно закрываться и допускать, кроме того, установку ее в различных положениях в соответствии с рас­

ходом воздуха.

Передвижные паровые котлы, у которых топка распо­ ложена ниже рамы ходовой части и имеет небольшие раз­ меры в плане, оборудуют откидным зольником. Откидной зольник, представляющий собой по существу дно обычного глухого зольника, проще в изготовлении, ибо отсутствует

поддувальная дверка, и удобнее в обслуживании, так как

он позволяет быстро удалять золу и провал топлива. В то же время размер топки по высоте при откидном зольнике

получается меньшим, чем при неподвижном. Недостатком, присущим откидным зольникам больших размеров, следует считать более трудную регулировку притока воздуха, а так­ же охлаждение топочного пространства воздухом, прони­ кающим через щели, минуя слой топлива.

9-4. ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Для сжигания жидкого топлива в топках передвижных паровых котлов применяются устройства, состоящие из сле­ дующих частей:

1) форсунки, служащей для подачи топлива в топку и распыления его;

2)приспособлений для подвода и регулирования коли­

чества воздуха, необходимого для горения;

3)приспособлений, воспламеняющих топливо и защи­

щающих стенки топки от действия факела;

4)вспомогательного оборудования (топливные баки,

насосы, трубопроводы и т. п.).

Эти устройства в общем случае должны удовлетворять следующим требованиям:

1.Они должны обеспечивать растопку (разогрев) котла

вминимальные сроки.

2.Они должны обеспечивать сжигание требуемого ко­

личества жидкого топлива (соответственно заданным ре­ жимам работы котла) при полном его горении в топочном пространстве, имеющем ограниченные размеры.

190

3. Расход пара, необходимый для распыления жидкого

топлива, привода вспомогательных механизмов и т. п., дол­ жен быть минимальным.

4. Конструкция должна быть простой в изготовлении,

легкой и портативной, удобной и безопасной в обслужива­

нии.

Топливные форсунки. Форсунки, применяемые

для подачи и распыления жидкого топлива в передвижных паровых котлах, разделяются на паровые и механические.

К топливным форсункам передвижных паровых котлов предъявляют следующие требования, помимо общих тре­ бований, изложенных выше:

1. Форсунка должна обеспечивать тонкое распыливание (пульверизацию) заданного количества жидкого топлива и хорошее перемешивание его с воздухом, необходимым для горения.

2.Размеры факела (пламени) должны соответствовать

размерам топочной камеры.

3.Форсунка должна допускать возможность регулиро­

вания горения и количества сжигаемого топлива.

4.Она должна легко разбираться с целью очистки от загрязнений.

Удовлетворительное горение жидкого топлива в топоч­ ных камерах требует очень тонкого распыления (пульве­ ризации) и тщательного перемешивания его с воздухом. В противном случае горение топлива будет неполным, с

большим образованием сажи и дыма. Хорошее распыление и перемешивание жидкого топлива с воздухом требуют достаточно большого объема топочной камеры, что в пере­ движных паровых котлах, ограниченных размерами и ве­ сом, не всегда возможно. Следовательно, в передвижных паровых котлах приходится допускать более высокие по­

тери тепла от химической неполноты сгорания, чем в ста­ ционарных паровых котлах.

Паровые форсунки просты в изготовлении, нетребова­ тельны к уходу, обеспечивают удовлетворительное распы­ ление топлива за счет энергии пара. Дросселировать пар, отбираемый от передвижного парового котла, нет надобно­ сти, так как эти форсунки работают удовлетворительно при давлении 2—6 ати. Расход пара на подачу и распыление

1 кг жидкого топлива (мазута) в хорошо отрегулирован­

ных форсунках судовых котлов составляет 0,4—0,5 кг. В пе­ редвижных паровых котлах, оборудованных менее эконо­ мичными форсунками, требующими регулярной продувки

191