Топка

Топка

Топка – устройство, сжигающее органическое топливо, вырабатывающее дымовые газы с высокой температурой. Тепло газов применяется в технологических процессах или же получает дальнейшее преобразование в механическую или электрическую энергию в других установках. Принципиальная конструкция любой топки – это камера, которая наполняется топливом, и окислитель. Топливо бывает различным – жидким, твердым, газообразным. Окислителем, как правило, бывает воздух. Также по устройству бывают котловые или печные топки.

Топка-котел. На ее стенках находятся трубы, по которым циркулирует теплоноситель – пар или вода, и этому теплоносителю отдают теплоту продукты сгорания топки.

Топка-печь. Дымовые газы, находящиеся в рабочем пространстве печи, отдают тепло для обработки изделий или материалов или же для отопительных целей. Дымовые газы имеют предельную температуру горения – это жаропроизводительность топлива. Она зависит от необходимого расхода и избытка воздуха, средней теплоемкости газов. Как правило, температура в топке всегда меньше предельной температуры горения, на это влияет неполное сгорание топлива.

С помощью дополнительного подогрева топлива или воздуха обеспечивают повышение температуры горения. Также воздух обогащают кислородом, что содействует более эффективному горению топлива. Экономичная и эффективная работа топки имеет следующие характеристики: форсировку – тепловое напряжение, площадь сечения или поверхность сгорания топлива, количество теплоты, которое выделяет полное сгорание топлива, тепловое напряжение топочного пространства, объем камеры топки.

Топки различаются по характеру топочного процесса на три группы: слоевые, факельные, вихревые.

Слоевые топки. Эти топки – самые древние устройства, в них сжигается большое количество твердого топлива в слое – торф, антрацит, каменный уголь. Тип конструкции такой топки – неподвижная или цепная решетка.

Факельные топки появились в 1920-е гг. В них сжигается твердое топливо в виде пыли в факельном горении, что дает возможность увеличить производительность топки даже при использовании топлива невысокого качества. Топливо для факельной топки – это бурый уголь, антрацит, мазут, природный газ, фрез-торф, дробленый каменный уголь. Прежде чем поступить в факельную топку, топливо подвергается специальной обработке – его очищают, измельчают, сушат в специальных системах, пылеприготовителях. В факельной топке сжигают, кроме твердого топлива, также и жидкое или газообразное. Газообразное топливо поступает прямо в топку без какой-либо подготовки. Жидкое топливо распыляется форсунками.

Вихревые (циклонные) топки. Появились в 1950-х гг. – это камерные топки, они имеют большую паропроизводительность (более 2000 т/ч). Процесс работы таких топок состоит в полном сгорании мельчайших частиц твердого топлива в камерах-предтопках, в которых действует газовоздушный вихрь. Продукты сгорания вихревой топки имеют температуру меньшую, чем температура плавления шлака. Чтобы не произошло шлакования поверхностей нагрева, стены вихревой топки представляют собой топочные экраны. Продукты сгорания из топки отводятся дымососами или дымовыми трубами. Вентиляторы создают движение дымовых газов при плотном экранировании. Топливо для вихревых топок – это угольная пыль.