Топочное устройство или топка является одной из наиболее ответ­ственных частей котельной установки, от которой в большой мере зави­сит к. п. д. всего котла (в неправильно сконструированной топке потери могут достигнуть 20 — 30°/0 выделившегося тепла вместо обыч­ных 5 — 10°/0), поэтому правильный выбор типа топки для сжигания заданного вида топлива имеет большое значение.

В лзкомобильных котлах применяются топки внутренние, удлиненные и внешние.

Внутренние топки котлов паровозного типа представляют собой простейший тип топок для сжигания твердых топлив на колосниковой решетке при ручной загрузке. Такая топка (фиг. 48) располагается внутри огневой коробки котла и имеет ограниченный топочный объем,
к тому же окруженный тепловоспринимающей поверхностью нагрева. Поэтому в ней можно сжигать только топлива среднего и хорошего

качества: каменные угли небольшой зольности и влажности, дрова влаж­ностью до 30—35°/0, сухой торф.

В нижней части топки на попереч­ны е подколосниковые балки уклады­ваются колосники. Под топкой распо­ложен подвесной зольник, имеющий дверку для регулирования количества поступающего воздуха. Топливо забра­сывается на решетку через топочное или шуровочное отверстие.

Большое количество внутренних то­пок было предназначено специально

Типичной для этого вида является топка сельскохозяйственного ЛОКОМО - Фиг. 48. Внутренняя топка ко/ла биля марки П-25, выпускаемого в боль - паровозного типа для сжигания J

шом количестве отечественными заво­дами. На фиг. 50 представлена топка локомобиля 4ЛП-20 Сызранского за­вода.

Устройство обеих топок 1 (фиг. 49 и 50) следующее. Нормальные колосники заменяются колосниками 2 с большим живым сечением для

лучшего выпадения золы и чистки топки, подвесной зольник — кожу­хом 4, превращающим все подколосниковое пространство до самой земли в зольник; кожух под лобовым листом снабжен дверцей 5. Для

4#

ТОПКИ ЛОКОМОБИЛЬНЫХ котлов

уменьшения прямой теплоотдачи и лучшего перемешивания горящих га­зов с воздухом в топку вставляется отражательный щит 7. Шуровочное отверстие снабжается топочной дверцей 3, открывающейся внутрь топки, и загрузочным лотком 6.

Примечание. Живым сечением колосников называется площадь зазо­ров в решетке для прохода воздуха, выражаемая в процентах от всей площади колосниковой решетки.

Переоборудование внутренней топки с одного вида твердого топлива на другое производится очень просто: путем замены одних специальных частей другими.

Фиг. 51. Колосники для сжигания угля, дров и торфа.

Необходимо отметить, что нормальные колосники в зависимости от их укладки могут дать решетку различного живого сечения (фиг. 51). пригодную для сжигания различных сортов топлива.

Внутренние топки цилиндрических котлов с выдвижной Трубной системой располагаются внутри гладкой (фиг. 52) или волнистой (фиг. 53) жаровой трубы. Такая топка имеет еще более ограниченный объем то­почного пространства (только над колосниковой решеткой) и меньшую высоту топки, чем котлы паровозного типа, поэтому в ней можно сжи­гать только топлива хорошего качества. Это — основная причина труд­ности применения цилиндрических котлов в передвижных локомобилях.

Цилиндрические котлы с гладкими жаровыми трубами встречаются редко, поэюму будет рассмотрена топка локомобиля марки СК-125 (фиг. 53) как более типичная. Здесь все топочное устройство помещается внутри огневой коробки, состоящей из волнистой жаровой трубы 1 и 01 невой решетки (трубной решетки топки) 2. Со стороны переднего днища жаровая труба закрывается литой топочной рамой 3 с дверкой 4 для загрузки топлива и дверкой зольникового отверстия 10. Топочная рама прикрепляется к днищу котла при помощи шпилек.

Так как в жаровой трубе нельзя уложить колосники до самой огне­вой решетки, то в ней устанавливают литой порог 6, служащий для ограничения решетки и для лучшего перемешивания газов с воздухом

Чтобы предохранить металл от обго­рання, верхнюю часть порога вы­кладывают огнеупорным кирпичом. В нижней части порога имеется за­крываемое дверкой 7 отверстие для очистки жаровой трубы за порогом от завалившегося топлива и унесен­ной несгоревшей мелочи.

Колосниковая решетка 5 уклады­вается так, что колосники своими концами опираются на топочную раму, порог и подколосниковые балки 8. Порог и подколосниковые балки свя­заны с топочной рамой продольными тягами. Пространство под колосни­ковой решеткой, ограниченное то­почной рамой и порогом, образует зольник 9.

Очистка зольника от золы и шла­ков затрудняется малой высотой золь­ника и волнистостью его дна.

Удлиненная топка представляет собой внутреннюю топку цилиндри­ческого котла, удлиненную за счет предтопка. Примером удлиненной топки может служить топка локо­мобиля СК-125 Людиновского за­вода (фиг. 54). К переднему днищу котла на шпильках присоединяется предтопок в виде чугунного или стального барабана, а к нему уже — топочная рама. Колосниковая ре­шетка удлиняется обычно на один ряд колосников. Барабан предтопка внутри над колосниковой решеткой выкладывается огнеупорным кирпи­чом в виде свода.

Удлиненная топка позволяет уве­личить площадь колосниковой ре­шетки и зеркала горения, увеличить объем топочного пространства и за счет кирпичного свода уменьшить прямую отдачу тепла.

Все эти факторы повышают тем­пературу горения и полноту сгора­ния, т е. дают возможность исполь­зовать топлива большей влажности и зольности.

Применение удлиненной топки возможно на стационарных локомо­билях, где увеличение веса и габаритов не имеет особенного значения.

Внешние топки. Наиболее часто применяемыми видами топлив для стационарных локомобильных установок являются бурые угли с большим содержанием золы и влаги, влажные торф и дрова (Wp < 50 - г - 55°/0) и различные горючие отбросы производства (щепа, лузга и др.). Все эти виды топлив для правильного сжигания требуют большого объема топочного пространства, большого зеркала горения, уменьшенной до ми­нимума прямой отдачи тепла поверхностям нагрева и свободной очистки от золы и шлаков. Выполнение всех этих условий возможно только во внешних топках. Наиболее часто применяемыми типами внешних топок являются приставные топки с горизонтальной или слегка наклонной ре­шеткой и шахтные топки.

Приставные (откатные) топки представляют собой наиболее простой тип внешних топок к цилиндрическим котлам и применяются для сжигания дров, торфа и бурых углей. Людиновский завод изготовляет такие топки для дров (фиг. 55) и подмосковного угля (фиг. 56) к локо­мобилям СК-125. Топки заключены в металлический каркас с двойными стенками и имеют внутреннюю огнеупорную обмуровку. Пространство между обшивками используется для подогревания воздуха. Для облег­чения очистки решетки при отоплении бурым углем колосники часто делаются качающимися.

При работе топка располагается перед фронтом (передним днищем) котла и соединяется с жаровой трубой съемной горловиной. При ремонте котла и выемке трубной системы топка откатывается в сторону или вперед. Откатка топки в сторону более удобна. Топки Людиновского завода не требуют подвала, но иногда при многозольных бурых углях все же делают подвал для более удобного удаления золы и шлаков.

Шахтйые топки применяются для сжигания дров и торфа влаж­ностью до 50—60°/п, что не может быть осуществлено даже в при­ставных топках.

Примером шахтных топок могут служить топки для сжигания торфа к локомобилям с котлами паровозного типа марок П-75 (фиг. 57*) и П-25 (фиг. 58 *).

Топки размещаются в подвале под огневой коробкой котла. Такое размещение позволяет получить желательный объем топочного простран­ства и зеркала горения при почти полном исключении прямой отдачи тепла поверхности нагрева. Конструкция обеих топок аналогична, только топка небольшого котла П-25 более простая.

Шахтная топка состоит из топочной камеры 6, вертикальной загру­зочной шахты /, наклонной колосниковой решетки 2 и двух (иногда одной) горизонтальных решеток 3. Подвод воздуха под решетку произ­водится через дверцы 4. Загрузка топки производится через шахту на полотно наклонной решетки, причем топливо под действием собствен­ного веса опускается по мере выгорания нижележащих слоев. Топоч-

завода для сжигания подмосковного угля.

Фиг. 57. Шахтная топка для сжигания торфі к локомобилю П-75.

ная камера соединяется вертикальным ходом 5 с огневой коробкой котла.

В верхней части наклонной решетки за счет лучеиспускания раска­ленных сводов происходит подсушивание топлива. Зонный подвод воз­духа (фиг. 57) через отдельные дверцы 4 позволяет более правильно вести процесс горения на отдельных частях решеток. Наличие горизон­тальных решеток дает возможность легко производить чистку топки и удаление золы и шлака. Часто топочная камера снабжается особыми окнами для подвода вторичного воздуха.

Для облегчения загрузки топлива над шахтой ставится загрузочная воронка (бункер) 7.

Шахтные топки для дров мало чем отличаются от торфяных. Ввиду меньшей зольности дров в топках для их сжигания ставится только один ряд горизонтальных колосников.

Аналогичные топки делаются и для цилиндрических котлов с выдвиж­ной трубной системой. Сама топка располагается также в подвале перед фронтом котла. Соединение топочной камеры с жаровой трубой котла производится посредством передвижной соединительной части, предста­вляющей собой как бы колено газохода с огнеупорной футеровкой.

Помимо этих стандартных топок имеются и специальные для сжига­ния древесных и других отбросов, так, например, топки для сжигания отдубины влажностью до 70°/0, щепы, опилок, костры и т. п.

Топки водотрубных коглов конструкции инж. Старобинского (фиг. 42), локомобилей СВ-1 (фиг. 43) и конструкции МО ЦКТИ (фиг. 45)— внутренние, с простой колосниковой решеткой и ручной загрузкой то­плива. Кипятильные трубы в них ограничивают топочную камеру, созда­вая большую поверхность нагрева для прямого тепловосприятия. Высота топочной камеры в этих котлах больше, чем во внутренних топках ци­линдрических котлов и котлов паровозного типа.

По данным испытаний видно, что внутренние топки уже построенных водотрубных котлов пригодны для сжигания топлив среднего качества, т. е. для дров и торфа влажностью 25—30°/0 и каменных углей со сред­ней зольностью. Работа котлов на этих видах топлива вполне удовлетво­рительна.

Конструкция котлов вполне допускает применение к ним шахтных и других типов внешних топок уже описанных конструкций, но возможно это только для котлов, работающих стационарно.

Топки прямоточных котлов небольшой производительности (до 2000 кг/час) также внутренние (фиг. 47), причем стенки и потолок их составляют радиационные поверхности нагрева. Для уменьшения прямой отдачи в нижнюю часть топочной камеры вставляется огневая коробка из жароупорной стали или нижняя часть камеры имеет огнеупорную футеровку, закрывающую часть радиационной поверхности нагрева змеевика.

Надежно работают прямоточные котлы на жидком топливе (фиг. 47), обеспечивающем хорошее регулирование топочного процесса.

Прямоточные котлы, работающие на твердом топливе, имеются только в виде опытных экземпляров, и проблема легкого передвижного и ролу - подвижного прямоточного котла, работающего на твердом топливе, все еще требует своего разрешения.

Колосниковые решетки имеют большое значение для правильного сжигания топлива. Колосниковая решетка, как уже указывалось выше, характеризуется живым сечением, которое выражается в процентах от всей площади колосниковой решетки. Живое сечение решетки определяет количество поступающего в топку воздуха и учитывает соотношение между толщиной колосника и шириной зазора, а в плиточных колосни­ках — частоту расположения отверстий.

Толщина колосников выбирается в зависимости от температуры го­рящего слоя топлива. Необходимо учитывать, что при сильном нагреве тонкие колосники могут коробиться и быстро выходить из строя.

Ширина зазоров зависит от размеров кусков топлива и его спекае- мости и в свою очередь определяет величину сопротивления проходу воздуха.

В табл. 8 приведены практические данные о размерах колосников.

Таблица 8 Род топлив* Толщина колосников (верхней части) в мм Живое сече­ние решетки В % Солома.................................... 45 50 Дрова и торф........................... 25-45 20—35 Бурый уголь............................. 12-15 10—20 Каменный уголь...................... 12-20 10-20 Уголь с большим содержа­нием мелочи......................................... Плиточные колос- 5—15 ники с круглыми отверстиями

В дополнение к таблице можно указать: 1) Людиновский завод для дровяных топок ставит решетки живым сечением 25°/0, а для уголь­ных 18°/0; 2) проектные нормали Главкотлотурбопрома предусматривают для каменных и подмосковных углей и антрацитов решетки живым се­чением 12,4%; 3) Херсонский завод в шахтных топках для торфа ста­вит наклонные решетки живым сечением 20°/0, а горизонтальные 30%.

В локомобильных и паросиловых установках мощностью не больше 1000 л. с. для сжигания углей применяются только топки с ручным обслуживанием. Ввиду этого длина колосниковых решеток в угольных топках должна выбираться с учетом удобства обслуживания. Так, наи­большая длина решетки при сжигании каменных углей 2,2 м и для бурых углей 2,7 м.

Для облегчения чистки решетки группа колосников выполняется по­воротной.

При сжигании углей иногда применяется дутье под решетку (в зольник).