Конструкция топливников для разных видов топлива
Общие сведения. Топливник, предназначенный для сжигания топлива, должен быть устроен так, чтобы создавались наилучшие условия для развития процесса горения: поддерживалась высокая температура в зоне горения; обеспечивался равномерный и в достаточном количестве подвод воздуха к горящему топливу; вмещалось необходимое количество топлива (твердого).
Для создания этих условий топливнику придают определенные размеры, а в его поду при применении твердого топлива укладывают колосниковую решетку, которую помещают на 70... 140 мм ниже топочной дверки для того, чтобы при открывании дверки горящие угли не выпадали на пол. В некоторых случаях делают своды, частично отражающие лучистое тепло на горящее топливо. Во время топки иногда необходимо регулировать силу тяги в печи, так как размер силы тяги определяет интенсивность процесса горения топлива. Регулируют тягу обычно поддувальной дверкой и дымовой задвижкой, устанавливая их в определенное положение.
Размеры топливника определяют из условия одновременной загрузки в него Всего количества топлива, потребного на одну топку, или не менее 75 % этого количества. Размеры топливника для разных видов топлива определяют расчетом. Длина и ширина топливников кирпичных печей должна быть кратна размерам кирпича или полукирпича.
Ширину топливника принимают в зависимости от теплоотдачи печи. В печах с теплоотдачей до 3489 Вт она может быть от 190 до 270 мм, в печах с теплоотдачей свыше 3489 Вт — 270 мм и больше. В печах, в которых сжигают низкосортные угли, допускается делать топливники шириной до 500 мм. Высоту топливника выбирают в зависимости от заданной теплоотдачи печи, а также рт вида топлива. В соответствии с этим топливники обычно делают высотой от 400 до 770 мм и более, но не свыше 1000 мм. В некоторых случаях допускают отклонения от этого правила, например, когда объем топливника переходит в жаровой канал.
Минимальная толщина наружных стенок топливника установлена в 1/2 кирпича (120 мм). В печах с теплоотдачей свыше
- 3489 Вт толщина наружных стенок топливника может быть кирпича и целый кирпич в зависимости от теплоотдачи печи.
Топливники печей футеруют огнеупорным или тугоплавким кирпичом. Футеровка — это защитная облицовка толщиной 1/2 кирпича внутренней поверхности топливника, предохраняющая стенки и свод печи от разрушающего действия высоких температур. Если теплоотдача печи при любом виде топлива не превышает 3489 Вт, то футеровку делают толщиной 1/4 кирпича. Облицовку выполняют при условии достаточно прочного закрепления огнеупорного кирпича без перевязки с основной кладкой. наружных стенок печи из керамического кирпича.
При отсутствии тугоплавкого кирпича топливники футеруют отборным керамическим кирпичом, хотя такая футеровка недолговечна.
|
Рис. 8. Топливник для сжигания дров: 1 — поддувальная дверка, 2 — топочная дверка, 3 — колосинкооан решетка, 4 - свод. |
Топливники для твердого топлива (топливник для дров профессора в. М. Чаплина). Топливник для сжигания дров (рис. 8) представляет собой камеру с небольшим заглублением, в которое укладывают колосниковую решетку. Высота топливника (от решетки 3 до свода 4) — до 1 м. Дрова укладывают плашмя слоем 300...350 мм так, чтобы над топливом оставалось свободное пространство, равное 600...700 мм.
Воздух для горения топлива поступает в топливник через поддувальную дверку 1 (дверка 2 во время топки должна быть закрыта). Проходя через зазоры в колосниковой решетке 3, воздух равномерно омывает ряды дров, лежащих на колосниках, что способствует полноте сгорания. Свод 4 топливника отражает лучистое тепло горящего топлива на дрова, что также благоприятствует процессу горения. Подведение воздуха в топливник в известной степени саморегулируется.
в начале топки, пока дрова не обуглились и слой топлива еще оказывает значительное сопротивление потоку воздуха, проход его облегчается тем, что колосниковая решетка прикрыта дровами неплотно (поленья опираются своими концами на скобы шахты топливника). По мере обугливания топлива колосниковая решетка начинает понемногу закрываться скатывающимися на нее углями и доступ воздуха в топливник все более затрудняется.
К концу топки в топливнике остается лишь слой углей, плотно закрывающий зазоры в колосниковой решетке. В этот период топки требуется меньше воздуха для горения. Таким образом, колосниковая решетка, поддувальная дверка и боковые скобы топливника в значительной степени регулируют приток воздуха в зависимости от процесса горения.
Топливник для торфа и кизяка. Торф с обычной влажностью (25...30 %) хорошо горит в топливниках для дров, оборудованных колосниковой решеткой. Для сжигания более влажного торфа и кизяка применяют топливник, изображенный на рис. 9.
в этом топливнике две колосниковые решетки — горизонтальная 1 и наклонная 2. При розжиге печи на горизонтальную решетку забрасывают небольшое количество наиболее сухого торфа и разводят огонь.
|
Рис. 9. Топливник для торфа и кизяка: 1 — горизонтальная колосниковая решетка, 2 — наклонная колосниковая решетка, 3 — отверстия. |
Когда первая порция разгорится, топливник загружают торфом с таким расчетом, чтобы закрыть им и наклонную решетку. Горение сначала идет в нижних подсушенных слоях торфа. По мере подсушивания верхних слоев горение постепенно распространяется кверху. Выпариваемая влага и дымовые газы удаляются через два отверстия 3 в задней стенке топливника.
в безлесных местностях, где нет ни каменного угля, ни торфа, для отопления печей применяют кизяк. Ввиду сходства кизяка с торфом его можно сжигать в топливниках для торфа. Колосниковые решетки топливников, в которых сжигают торф и кизяк, должны иметь зазоры не более 8... 10 мм, чтобы мелкие частицы торфа и кизяка не могли через них просыпаться.
Топливники для каменного угля и антрацита. Уголь всех видов и сортов следует сжигать в топливниках, оборудованных колосниковой решеткой и обеспечивающих усиленный подвод воздуха в зону горения.
Топливник простейшего устройства для сжигания угля (рис. 10, а) имеет неглубокую шахту 1 с колосниковой решеткой 2 и отражательный свод 3.
Топливник более совершенной конструкции (рис. 10, б) приспособлен для сжигания антрацита. Неглубокая шахта 1 и выдвижная колосниковая решетка 2 топливника позволяют во время топки удалять накопившийся шлак. Решетка составлена из стальных : пластин, между которыми зажаты прокладки. Последние удерживают пластины на определенном расстоянии одна от другой, благодаря чему между ними остаются зазоры. Высота пластин не менее 40 мм, поэтому воздух, идущий из зольника к топливу, охлаждает решетку, в результате чего она дольше служит.
Шлак, накапливающийся на колосниковой решетке во время топки печи, удаляют стальным крючком толщиной 5...6 мм через щели поверх колосниковой решетки.
|
Рис. 10 Топливники а — для каменного угля, б — для антрацита, в — для многозольного угля и сланцев; 1 — шахта, 2 колосниковая решетка; 3 - свод, 4 — наклонный под. |
Топливник для многозольного угля и сланцев. Особенность конструкции топливника для сжигания многозольного угля и сланцев (рис. 10, в) — длинный наклонный под 4, переходящий в горизонтальную колосниковую решетку 2. Наклонный под в сочетании с отражательным сводом 3 способствует созданию в топке высокой температуры, необходимой для сжигания влажного и многозольного угля. Растапливают печь, разжигая на горизонтальной колосниковой решетке мелко наколотые дрова Загруженный в топливник уголь первое время находится на наклонном поду, где он подсушивается. Постепенно уголь сползает вниз и разгорается.
Топливники для газа.
Конструкция топливников для газа в основном та же, что для дров или угля. Топливники оборудуют специальными горелочными устройствами.
Газогорелочное устройство, предназначенное для отопительных печей, должно отвечать следующим требованиям:
обеспечивать устойчивый процесс горения при допускаемых колебаниях давления газа в сети и изменении его теплотворной способности; горелку, не обеспечивающую устойчивого горения, запрещается эксплуатировать из-за опасности появления взрывчатой смеси в печи;
устранять потери теплоты от химического недожога при наличии малых избытков воздуха в топочном пространстве; это условие важно не только для достижения высокого КПД печи, но и для получения безвредной смеси отходящих газов, которые не влияли бы на здоровье человека;
создавать такой очаг горения, который обеспечивал бы интенсивный, но в то же время равномерный нагрев стенок топливника по его периметру.
Равномерность нагрева стенок топливника печи по периметру влияет на увеличение срока ее службы. Так, при переводе существующих печей на газ с горелками, имеющими короткое пламя, вблизи топочной дверки создаются высокие местные тепловые напряжения. В то же время торцовая часть топливника остается слабопрогретой. В результате кладка передней стенки топливника часто разрушается. Поэтому важно, чтобы стенки топливника, располагаемого обычно в нижней части печи, прогревались более интенсивно по сравнению с верхней и средней зонами печи. Чем лучше нагреваются стенки топливника печи, тем равномернее становится температура по высоте отапливаемого помещения.
Колосниковая решетка, служащая для подвода воздуха при сжигании твердого топлива, оказывается излишней, так как воздух подается через горелку или специальные отверстия в кладке.