книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы
.pdf470
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
кладки, и создать за счет |
|
||||||
нагревания |
последней |
не |
|
||||
который запас тепла, необ |
|
||||||
ходимый |
для |
подогрева |
и |
|
|||
воспламенения горючей сме |
|
||||||
си. При наличии кирпичной |
|
||||||
кладки температура газов в |
|
||||||
топке повышается и сгора |
|
||||||
ние жидкого топлива полу |
|
||||||
чается |
более |
полным. |
|
|
|
||
Выносная |
временная |
|
|||||
топка |
жаротрубного |
котла |
|
||||
ЗК-0,5, |
|
выложенная из |
|
||||
обыкновенного |
красного |
Рис. 9-2. Временная кирпичная |
|||||
кирпича, |
показана |
на |
рис. |
топка. |
|||
9-2. Для |
кладки |
топки |
по |
|
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
продольном направлении, |
глые или щелевидные отвер- |
||||
стия (зазоры) для при |
|
||||
тока воздуха в этих пли |
|
||||
тах |
делают |
суживающи |
|
||
мися |
кверху, |
благодаря |
|
||
чему |
они |
не |
так быстро |
Уаолок 25*25*4 |
|
забиваются |
|
частицами |
|
||
топлива |
и |
|
улучшается |
|
|
охлаждение |
|
колоснико |
|
||
вой |
решетки. |
Диаметр |
|
круглых отверстий в верх ней части плиты 7—12 мм,
внизу 22—25 мм. Щеле-
видные отверстия делают ся наверху шириной 5— 8 мм и длиной 40—50 мм,
внизу шириной 12—20 мм и длиной 48—68 мм.
Колосниковые решет ки, предназначенные для сжигания антрацита, очень быстро перегорают вследствие высокой тем
пературы горящего слоя
Рис. 9-5. Колосниковая решетка, со бранная из угловой стали.
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)
для |
различных |
видов |
|
|
||
топлива. |
|
гар |
|
Таблица 9-1 |
||
Топочная |
Живое сечение колосниковой ре |
|||||
нитура. |
Топочная |
шетки для различных видов твер |
||||
гарнитура |
передвижно- |
дого топлива |
||||
го парового котла со |
|
Живое сечение |
||||
стоит |
из |
загрузочной |
Вид топлива |
|||
колосниковой |
||||||
(топочной) и подду- |
|
решетки, % |
||||
вальной дверок. Пер |
Дрова....................... |
25—40 |
||||
вая |
закрывает |
отвер- |
||||
стие для загрузки топ- |
Каменный уголь . . |
25—50 |
||||
Бурый уголь .... |
20—35 |
|||||
лива, |
вторая — отвер |
Антрацит .................... |
6—15 |
|||
стие для притока воз |
|
|
||||
духа, служащее од- |
|
из зольника. |
||||
повременно для |
удаления золы и провала |
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