40.Топки котлов и печей. Классификация и характеристика топочных устройств.

Топка котлов - этот процесс передачи тепла осуществляется путем излучения накаленного слоя горящего топлива и факела, а также несветящихся дымовых газов в газоходах котла; конвекцией, т. е. непосредственным соприкосновением горячих лазов со стенками котла; теплопроводностью через металлические стенки котла; наконец, конвекцией к кипящей или некипящей в котле воде.

Как известно, интенсивность процесса передачи тепла характеризуется коэффициентом теплопередачи, т. е. количеством тепла в ккалчасу передаваемого через 1 м2 поверхности нагрева при разности температур в 1°.

Классификация и конструктивные особенности топочных устройств

Топочное устройство судового котла представляет собой совокупность форсуночных устройств и топочной арматуры, обеспечивающих сжигание топлива в топке. Форсуночное устройство (горелка) предназначено для образования горючей смеси и стабилизации процесса горения. Оно состоит из воздухонаправляющего устройства и форсунки. Воздухонаправляющее устройство служит для организации потока воздуха с целью обеспечить полное сгорание топлива в топке котла. Так как сгорание топлива происходит в топочной камере, то она является неотъемлемым элементом топочного устройства, и характеристики форсуночных устройств следует рассматривать с учетом этого.

Классификация топочных устройств определяется типом форсунок и компоновкой их совместно с топочной камерой.

По способу распыления мазута форсунки могут быть разделены на механические, паровые и комбинированные - паромеханические (вместо пара возможно применение воздуха).

Механические форсунки имеют две разновидности: обычную - с распылением мазута благодаря давлению, создаваемому топливным насосом, и с вращающимся распылителем.

В паровой форсунке топливо распыляется кинетической энергией парового потока, который имеет непосредственный контакт с движущейся струей мазута. Безвозвратная потеря довольно значительного количества пара, расходуемого на распыление мазута, исключает применение паровых форсунок на морских судах.

Паромеханические форсунки обеспечивают почти столь же высокое качество распыления мазута, как и обычные паровые форсунки, чем объясняется широкое их применение для главных и вспомогательных котлов.

В зависимости от того, располагаются ли топочные устройства вне котла или внутри котла, топки подразделяются на внешние и внутренние.

В котлах жаротрубных, локомобильных и им подобных топки обыкновенно помещаются внутри жаровых труб. Такая комбинация котла и топки хороша для высокосортных топлив, так как топочный объем как бы полностью экранируется, окружается охлаждающей поверхностью нагрева котла, интенсивно воспринимающей тепло радиации топки. При сжигании низкосортных топлив в котлах с внутренними топками из-за чрезмерного развития прямой отдачи топки ухудшаются условия горения; кроме того, не удается развить должного размера зеркала горения и затрудняется чистка топки от золы и шлаков.

В подобных случаях к жаротрубным котлам пристраивают выносные топки, позволяющие обеспечить должную форсировку котла. При подобной комбинации котла и топки слишком сильно снижается прямая отдача, что влечет за собой повышение температуры отходящих газов, увеличенную потерю топкой в окружающую среду из-за высоких температур, в ней развивающихся, плавление шлаков и быстрый выход из строя топочной гарнитуры.

Таким образом, котлы с внешними топками, к каковым относятся водотрубные котлы, являются более универсальными, хорошо комбинируемыми с топками для низкосортных местных топлив и высокосортных углей. По сравнению с условиями сжигания в жаротрубных котлах под ними может сжигаться топливо даже при более высоких тепловых напряжениях зеркала горения, так как вертикальный отвод газов способствует уменьшению потери от уноса.