Топочные устройства печей-3

ТОПЛИВНИКИ ДЛЯ ДРОВ

Рис. 30. Торец балочных колосников

Для сжигания дровяного топлива применяют топливники (рис. 33) с неподвижными колосниковыми решетками 7, уложенными с минимальным уклоном к фронту печи. От решетки к стенкам топки выкладывают откосы (пандусы 2), что способствует скатыванию углей на колосники в процессе горения дров.

Габаритные размеры топливника определяются условиями, обеспечивающими полное сгорание расчетного количества топлива, т. е. условиями, обеспечивающими оптимальное удельное тепловое напряжение топочного объема. Лимитируется также наименьшая высота расположения перекрытия топливника над слоем топлива; она должна составлять не менее 210, 280 и 420 мм для топливников теплопроизводительностью соответственно 1800, 3500, 4000 Вт и более.

Рис. 31. Установка колосниковой решетки:

Рис. 32. Правильная (а) и неправильная (б) ориентации колосниковой решетки

прореагировать с воздухом в пределах топочного пространства. Таким образом создаются условия для полноценного использования топлива. При недостаточной высоте топливника (рис. 34, б) процесс горения протекает вяло; летучие вещества, не успев сгореть в топочном объеме, заполняют газоход. Вследствие небольших температур в газоходе процесс горения прекращается. Это приводит к тому, что несгоревшие частицы осаждаются на плоскостях каналов, образуя слой сажи, ухудшающий в значительной степени аккумуляцию теплоты массивом печи. Печь с заниженной топкой неэкономична. Для того чтобы горение протекало наиболее эффективно, толщина слоя дровяного топлива должна составлять 200, 250 и 350 мм соответственно для топливников теплопроизводительностью 1800, 3500, 4000 Вт и более. Тепловое напряжение топочного объема топливников для дров не должно превышать 400 кВт/мЗ.

Рис. 33. Топливник для дров: / — колосниковая решетка, 2 — пандус

Рис. 34. Топливник достаточной (а) и недостаточной (б) высоты

Глубина топливника для дров должна быть такой, чтобы обеспечивалась горизонтальная укладка поленьев, но не менее 350 мм. Высота пандусов, поднимающихся над колосниковой решеткой, составляет 65 мм. Загрузочная дверка должна быть высотой, удобной для укладки дров слоем около 300 мм.

Топливники для дров теплопроизводительностью более 3000 Вт футеруют внутри шамотным кирпичом, что повышает долговечность печи. При теплопроизводительности топливников менее 3000 Вт футеровка не обязательна.

ТОПЛИВНИКИ ДЛЯ ТОРФА

Торф можно сжигать в топливниках, оборудованных такими же колосниковыми решетками, как и дровяные. Однако подобные топливники эффективны лишь для сжигания торфяных брикетов и резаного торфа, прошедшего длительную сушку. Для сжигания влажного торфа и торфяной крошки, требующих предварительной сушки до поступления в зону горения, применяют топливники, которые называются полушахтными. Полу-шахтный топливник (рис. 35, а) состоит из горизонтальной решетки 7, к которой примыкает крутонаклонная решетка 2. Во фронтальной стенке печи установлены две или три дверки: поддувальная 3, шуровочная 4 и загрузочная 5. При горении торфа в слое выделяются газы, которые, смешиваясь с кислородом воздуха, воспламеняются и сгорают в топочном пространстве. Влажный торф, кроме этого, в процессе сушки на колосниковой решетке 2 выделяет большое количество водяных паров. Выпариваемая влага и дымовые газы кратчайшим путем удаляются через небольшую щель 6 высотой 65 мм, расположенную в потолке топочной камеры или под ее сводом. Площадь щели составляет 3...5% площади горизонтальной колосниковой решетки.

В тех случаях, когда топливник для сжигания торфа имеет выход в систему дымооборотов непосредственно через перекрытие, например при работе на сухом торфе (рис. 35,6), пароотводящую щель не устраивают. При розжиге печи небольшое количество торфа загружают на горизонтальную решетку, пользуясь

Рис. 35. Топливники для торфа

шуровочной дверкой 4. По мере того как пламя разгорится, через загрузочную дверку 5 добавляют небольшие порции свежего топлива. Когда слой горящего торфа достигнет основания крутонаклонной решетки 2, топливник заполняют полной порцией топлива до уровня верхней дверки. Колосниковая решетка топливника, работающего на торфяном топливе, должна иметь щели шириной не более 10 мм.

ТОПЛИВНИКИ ДЛЯ УГЛЕЙ

Топливники для бурых углей. Бурые угли характеризуются очень высокой зольностью (12% и более) и большой влажностью (до 45%). Для сжигания этого вида топлива применяют топливник, показанный на рис. 36, а. Аналогично топливнику для торфа он оборудован горизонтальной 1 и наклонной 2 решетками. Наклон решетки 2 30°. Топливник снабжен четырьмя дверками: поддувальной 3, разжигательно-шуровочной 4, прочистной 5 и загрузочной 7. Дверки расположены в двух противоположных стенках печи — фронтальной и тыльной. Зольник 8 топливника должен вмещать значительное количество негорючей массы топлива. Загрузочную дверку располагают на высоте 1000 мм над решеткой /. Над топкой размещают свод б, способствующий более полному выгоранию углей. Минимальная высота топливника теплопроизводительностью до 3500 Вт равна 490 мм, при большей теплопроизводительности — 630 мм.

При небольшой теплопроизводительности (до 3500 Вт) печи топливник для бурого угля имеет более простую конструкцию (рис. 36,6). Топливники для каменных углей. Большинство каменных углей для горения требуют значительно большего поступления воздуха в топливник, чем при сжигании дров (приблизительно на 70%). В связи с этим живое сечение и площадь колосниковой решетки у топливников для сжигания каменных углей должны быть также большими. Колосники у таких решеток более высокие по сравнению с колосниками решеток для дров, в противном случае они будут деформироваться от теплового напряжения, возникающего при сжигании углей.

Топливник (рис. 37) состоит из колосниковой решетки 1, поддувальной 2 и загрузочной 3 дверок, свода 4, проема для отвода продуктов сгорания, соединяющего топочное пространство с газоходом 5. Внутренние стенки топливника футеруют огнеупорным кирпичом 6. Наименьшая высота топливника над слоем топлива составляет, мм: для подмосковных углей — 500, для каменных — 400; толщина слоя топлива должна находиться в пределах от 90 до 200 мм.

Топливники для антрацита. Для эффективного сжигания антрацита требуется толстый слой топлива, в котором может развиться достаточно высокая температура раскаленных углей. Антрацит горит небольшим пламенем, с малым выходом летучих. Поэтому объем топочного пространства топливника для антрацита может быть почти в 2 раза меньше, чем топливника для дров. Процесс сжигания антрацита протекает без частой его шуровки. Антрацит не спекается, продукты его негорючей массы легко отделяются и проваливаются в зольник.

Топливник для антрацита (рис. 38) выполняют в виде неглубокой топочной шахты 3, расположенной в поде. Основание шахты полностью перекрыто колосниковой решеткой 2 с небольшим живым сечением (около 10%). Стенки топливника полностью выкладывают из огнеупорного кирпича 5. Шахтный топливник для антрацита, изображенный на рис. 39, а, обеспечивает длительное сжигание топлива. В такие топливники можно одновременно загружать большое количество топлива, достаточное на период для горения в течение 15...20 ч. Благодаря, этому отпадает необходимость в тепло-аккумулирующем массиве печи.

Рис. 36. Топливник для бурых углей, сжигаемых в печах теплопроизводительностью

Рис. 37. Топливник для каменных углей

Рис. 38. Топливник для антрацита

объема воздуха, подаваемого для горения через поддувальную дверку 3. Топливо загружают в шахту 5 топливника через дверку б на горящий по всей площади колосниковой решетки 2 слой.

При сгорании антрацита иногда образуется очень плотный шлак, который трудно удалить с колосниковой решетки. Чтобы устранить это явление, шлак «подпаривают», подводя под решетку водяной пар, который образуется в установленном в зольнике противне 1, заполненном водой. Паровоздушная смесь, образующаяся в шахте 5 в процессе сушки топлива, удаляется через отверстие 7. Некоторые топливники для антрацита оборудуют подвижными колосниковыми решетками (рис. 39,5), что облегчает эксплуатацию печей.

Рис. 39. Шахтный топливник длительного горения для антрацита (а) с подвижной вибрационной колосниковой решеткой (б):

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОПЛИВНИКИ

Топливники для опилок и лузги. Эти виды топлива эффективно сжигают в топливниках специальной конструкции. Такие топливники (рис. 40, а) оборудованы глухим подом 1, на который устанавливают решетку 2 в виде усеченного полуконуса, изготовленного из листовой стали (рис. 40, б). В конусе просверлены отверстия диаметром 6 мм на расстоянии 30...40 мм одно от другого. Вместо топочной дверки на печь помещают бункер 4, в который загружают топливо, перемещающееся по желобу 3 под действием собственного веса к поду печи. Загораясь у пода, лузга или опилки подхватываются струей воздуха и сгорают на лету в топочном пространстве. Солома и лузга — длинно-пламенные виды топлива, поэтому высота топки составляет 500...700 мм, что почти в 4 раза больше, чем у топливника для антрацита. Применение топливников описанной конструкции позволяет экономить большое количество ценных ви дов топлива за счет использования отходов производства.

Топливники для кизяка. В регионах нашей страны, где хозяйства имеют значительное количество жвачных животных, целесообразно использовать в качестве топлива кизяк с теплотой сгорания 10... 12 тыс. кДж/кг. Особенно рационально использовать кизяк в южных областях, где легко организовать его заготовку и естественную сушку. Кизяк горит тлеющим пламенем подобно древесному углю, однако выход летучих у него значителен.

Рис. 40. Топливник для лузги и опилок (а) и устройство для подачи топлива (б):

Рис. 41. Топливник для кизяка:

Кизяк, влажность которого достигает 30%, сжигают в топливниках, конструкция которых подобна топливникам для торфа (рис. 41). Для того чтобы мелкие частицы кизяка не проваливались в зольник /, зазоры в колосниковых решетках 2 и 4 не должны превышать 10 мм. Топливо подсушивается на крутонаклонной решетке 4.

Толщина слоя топлива поддерживается в пределах от 150 до 200 мм. Пар выходит через отверстие 6. Высота топливника над слоем топлива не должна превышать 400 мм. Дым из топки отводится через тыльный 7 или боковой 8 канал.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ТОПЛИВНИКИ

В печах заводского изготовления применяют универсальные топливники, которые пригодны для сжигания различных видов топлива. Производству готовых печей и стандартных деталей для их сборки на объектах строительства в наибольшей степени способствуют топливники, тыльная стенка которых выполняется с большим проемом (перевалом). Шахтный топливник с перевалом и полусводом изображен на рис. 42, а. Характерная особенность такого топливника — отсутствие перекрытия над ним. Перекрытие заменено наклонной отражательной плитой (полусводом 7).

Плита расположена в топливнике несколько ниже обычного свода, что усиливает ее отражательную способность и создает условия для сжигания различных видов твердого топлива. Герметичность топливника повышается его облицовкой, в которую вмонтированы загрузочная 1 и поддувальная 2 дверки. Скаты 4 топливника образуют углубление, в котором устанавливают колосниковую решетку 3. Размеры колосниковой решетки и ее живое сечение таковы, что допускают сжигание дров, торфа, углей и различных видов местного топлива (хвороста, соломы, отходов древесины). Подобная универсальность топливника сказывается на его среднем КПД, который колеблется от 75 (при сжигании углей) до 45% (при работе на местном топливе).

Рис. 42. Универсальные топливники

Топливник с отражательной плитой технологичен в изготовлении, поскольку кирпичная кладка заменяется сборкой элементов из огнеупорных 10 и керамических 9 плит, облицованных изразцами 11. Топочный процесс интенсифицируется благодаря расположенному над топочной дверкой обратному своду 8, который способствует образованию вихрей газового потока. Отразившись от обратного свода, топочные газы огибают полусвод 7 и опускаются между перевалом 5 и тыльной стенкой б топливника.

В нашей стране применяют кирпичные универсальные топливники (рис. 42,6) с увеличенным топочным пространством, что дает возможность наряду с топливом, имеющим небольшой выход летучих веществ, сжигать дрова и торф. Выделившиеся в топливнике газы огибают перевал 5, затем опускаются по первому топочному каналу 12, поступают в подъемный канал 13 и уходят в конвективную систему, расположенную над перекрытием 14. Угли, например антрацит, горят в топливнике с перевалом значительно хуже, чем в топливнике с шахтой.

Достоинство универсальных топливников — сильный прогрев их стенок, что обусловлено расположением дымооборотов, находящихся непосредственно у перевала. Повышенная теплоотдача топочной и подтопочной частей печей обеспечивает хороший прогрев нижней зоны помещений. Благодаря этому создаются комфортные условия в жилых комнатах отапливаемого здания.

КОМПЛЕКСНЫЙ РАСЧЕТ ТОПЛИВНИКОВ

Рассчитать топливник — значит определить оптимальные размеры всех его элементов: объем топливника, размеры колосниковой решетки и поддувального отверстия.

Пример. Произвести расчет топливника для каменного угля Азейского месторождения с низшей теплотой сгорания Qpн=5 16 500 кДж/кг. КПД: топливника ηт = 0,9, печи ηп = 0,6; конвективной системы ηк = 0,666. Теплоотдача печи должна покрывать теплопотери помещений Qpч = = 2500 Вт. Топливник должен выработать количество теплоты, достаточное для обогрева помещений за одну двухчасовую топку (z = 2 ч) в сутки, поскольку отапливаемое здание расположено в северо-восточной зоне БАМа.

Решение. При одной двухчасовой топке в сутки (24 ч) за каждый час топки должно быть израсходовано угля

Bч = (24 * 3,6Qpч) / (zQpнηн) = (2,4 * 3,6 * 2500) / (2 * 16500 * 0,6) = 10,91 кг/час.

где 3,6 — переводной коэффициент.

Количество теплоты, вырабатываемое в топливнике в течение 1 ч, должно составлять Qч = (2500 • 24) : 2 = 30 000 Вт.



« предыдущая оглавление следующая »

2017-02-20 fireplace.su камины и печи
4.8 (** авторизуйтесь, чтобы поставить оценку)


Советуем прочитать:

up