Для обеспечения устойчивого процесса горения топлива необходимы следующие условия: наличие в топочном устройстве высокой температуры для подогрева топлива до температуры воспламенения; постоянный подвод к топливу достаточного количества воздуха, необходимого для горения; непрерывный отвод продуктов сгорания из топки.
Устройство, предназначенное для сжигания топлива, называется топкой или топочным устройством. Конструкция топки должна обеспечивать устойчивый процесс горения, экономичное сжигание необходимого количества топлива, высокую производительность, удобную подачу топлива и воздуха, удобное удаление золы и шлака.
Существующие топки классифицируют по следующим признакам:
– по способу сжигания топлива: слоевые, камерные (факельные) и циклонные;
– по режиму подачи топлива: с периодической подачей и с непрерывной подачей;
– по взаимосвязи с котлом: внутренние, то есть находящиеся внутри котла, и выносные, устраиваемые вне обогреваемой поверхности котла;
– по способу подачи топлива и организации обслуживания: ручные, механические и полумеханические.
Топки для слоевого сжигания топлива могут быть:
– с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива;
– с неподвижной колосниковой решеткой и слоем топлива, перемещающимся на ней (наклонная колосниковая решетка, шурующая планка);
– с движущейся колосниковой решеткой, перемещающей лежащий на ней слой топлива.
Принцип действия таких топок заключается в следующем: топливо лежит на колосниковой решетке, кислород из воздуха, соприкасающегося с поверхностью кусков топлива, реагирует с топливом, и происходит процесс горения с выделением теплоты.
|
|
Существенным недостатком всех слоевых топок является ограничение мощности из-за горения только на поверхности слоя топлива. Этой поверхности, как правило, недостаточно для быстрого сжигания больших количеств топлива.
В камерных топках может сжигаться измельченное твердое топливо, газообразное и жидкое топливо. В таких топочных устройствах топливо в смеси с воздухом через специальное устройство подается в топку, где и происходит его сгорание.
Работа топок характеризуется тепловой мощностью, тепловой нагрузкой колосниковой решетки или топочного объема, коэффициентом полезного действия.
Котельные установки
Котельной установкой называется комплекс устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара.
Главной частью этого комплекса является котел.
В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.
Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции.
Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства.
Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания (индивидуальные).
|
|
Расчетная производительность котельной определяется суммой расходов теплоты на отопление и вентиляцию при максимальном режиме (максимальные тепловые нагрузки) и тепловых нагрузок на горячее водоснабжение при среднем режиме и расчетных нагрузок на технологические цели при среднем режиме. При определении расчетной производительности котельной должны учитываться также расходы теплоты на собственные нужды котельной, включая отопление в котельной.
Котельные тепловой мощностью от 3 – 20 кВт до 3000 кВт называют автономными котельными.
Оборудование автономных котельных должно располагаться в отдельном помещении, недоступном для несанкционированного проникновения посторонних людей.
Автономные котельные обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. При установке паровых котлов устанавливают конденсатные баки, насосы для перекачки конденсата и теплообменники.
В настоящее время промышленность выпускает чугунные и стальные котлы, предназначенные для сжигания газа, жидкого котельно-печного топлива и сортированного твердого топлива.
При необходимости твердотопливные котлы могут быть переоборудованы для сжигания газообразного и жидкого топлива путем установки на фронтальной плите соответствующих газогорелочных устройств пли форсунок и автоматики к ним.
Экономичность котла оценивается его коэффициентом полезного действия. Как правило, КПД котлов должен быть не менее 92 %.
Развитие рыночных отношений в нашей стране вызвало к жизни поквартирные системы теплоснабжения. Такие системы получили применение и в многоквартирных жилых домах, в том числе имеющих встроенные помещения общественного назначения.
|
|
Поквартирное теплоснабжение – обеспечение теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения квартир в жилом здании. Система состоит из индивидуального источника теплоты – теплогенератора, трубопроводов горячего водоснабжения с водоразборной арматурой, трубопроводов отопления с отопительными приборами и теплообменников систем вентиляции.
В качестве источников теплоты систем поквартирного теплоснабжения рекомендуется применять индивидуальные теплогенераторы – автоматизированные котлы полной заводской готовности на различных видах топлива, в том числе на природном газе (рис. 13.1), работающие без постоянного обслуживающего персонала.
Для многоквартирных жилых домов и встроенных помещений общественного назначения следует применять теплогенераторы с закрытой (герметичной) камерой сгорания, с автоматикой безопасности, обеспечивающей прекращение подачи топлива при прекращении подачи электроэнергии, при неисправности цепей защиты, при погасании пламени горелки, при падении давления теплоносителя ниже предельно допустимого значения, при достижении предельно допустимой температуры теплоносителя, при нарушении дымоудаления; с температурой теплоносителя до 95 °С; с давлением теплоносителя до 1,0 МПа.
Рис. 13.1. Автономный газовый котел
В квартирах теплогенераторы общей производительностью до 35 кВт можно устанавливать в кухнях, коридорах, в нежилых помещениях, а во встроенных помещениях общественного назначения – в помещениях без постоянного пребывания людей.
Котельные средней и большой мощности отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Кроме котлов, насосов и тягодутьевых устройств они имеют дополнительные поверхности нагрева (экономайзер, воздухоподогреватель), оборудование для водоподготовки, топливоподающие и шлакоудаляющие устройства, теплообменники, устройства автоматики и др.