Классификация топок

На промышленных предприятиях получение различных теплоносителей осуществляется в котельных установках при сжигании различных органических топлив. Сжигание топлива в котлах и в различных технологических аппаратах осуществляется в топочных устройствах (топках).

По назначению все топки можно разделить на:

- тепловые;

- силовые;

- технологические.

Тепловые топки предназначаются для преобразования химической энергии топлива в физическую теплоту высокотемпературных газов для последующей передачи теплоты этих газов через поверхности нагрева нагреваемой среде. Силовые топки служат для получения продуктов не только с высокой температурой, но и с повышенным давлением. Эти продукты сгорания используются непосредственно для силовых целей в газовых турбинах, соплах реактивных двигателей и т.п.

Тепловые топки подразделяют на слоевые для сжигания кускового топлива и камерные – для сжигания газообразного и жидкого топлива, твердого топлива в пылевидном (мелкодробленом) состоянии, а также для сжигания смеси топлив.

Независимо от схемы организации горения полное время сгорания любого топлива в топке складывается из времени, необходимого для подвода окислителя к топливу (смесеобразования), , времени нагрева компонентов горения до температуры воспламенения и времени, необходимого для протекания самой химической реакции горения , т.е.

. (6.1)

Этапы смешения и нагрева являются здесь физической стадией процесса , а реакций горения – химической .

Если << , то процесс находится в кинетической области. Полное время сгорания топлива определяется в этом случае скоростью химического процесса. Для кинетической области » .

При » , т.е. когда время транспортировки окислителя к горючему значительно больше времени, необходимого для осуществления собственно химической реакции горения, процесс находится в диффузионной области для которой » .

Если время протекания химической реакции соизмеримо со временем физической стадии (» ), то процесс находится в промежуточной области и полное время сгорания топлива определяется скоростью наиболее медленного этапа.

6.2 Конструкция топок

При слоевом процессе свободно лежащее на решетке топливо продувается снизу воздухом. Скорость газовоздушного потока в слое такова, что устойчивость слоя не нарушается, т.е. сила тяжести топливных частиц была больше создаваемой газовым потоком подъемной силы

, (6.2)

где G_ч - сила тяжести частицы;

W_с – действительная скорость потока;

r_п – плотность потока воздуха;

F – сечение частицы;