Топка котла. Конструкция.

Классические твердотопливные котлы

Это самый распространенный вид отопительных установок, сжигающих твердое топливо, их еще называют котлами прямого горения. В силу простоты конструкции данные агрегаты – самые дешевые из всех и потому приобретаются домовладельцами чаще всего.

Также популярны они и среди мастеров – самодельщиков, оттого и чертежи по изготовлению традиционных теплогенераторов отыскать несложно. Агрегаты можно условно разделить на 2 типа:

энергонезависимые, работающие на естественной тяге дымохода;
наддувные, с принудительным нагнетанием воздуха.

Первые функционируют по принципу обычной печи, только «одетой» в водяную рубашку. Объемная топливная камера располагается над зольником, отделяемая от него колосниками. Воздух из помещения поступает в топку через заслонку в дверце зольника и колосниковую решетку. Его количество регулирует термостат с цепным приводом, ориентирующийся на температуру воды в рубашке котла и управляющий воздушной заслонкой механически. Для лучшего восприятия процесса ниже показана схема твердотопливного котла:

Дымовые газы, выделяющиеся в топке, проходят через жаровые трубы теплообменника, омываемые снаружи водой. В зависимости от конструкции отопителя, продукты горения могут совершить 2 или 3 хода по газоходам, интенсивно обмениваясь теплом с водяной рубашкой. Отдав свою теплоту, газы покидают агрегат посредством дымохода.

Примечание. В приведенной схеме теплогенератора жаровые трубы расположены горизонтально. Есть модели и с вертикальными газоходами, но решающего значения это не имеет.

Энергонезависимые твердотопливные агрегаты не могут похвастать высоким КПД, максимум – 70%. Длительность горения зависит от объема топливника и режима работы, хотя настоятельно рекомендуется использовать их совместно с теплоаккумулятором. Второй тип котлов – более продуктивный, их КПД достигает 75% за счет принудительной подачи воздуха вентилятором. Устройство такой установки хорошо отражает схема работы твердотопливного котла, представленная ниже:

Котлы длительного горения

Данные агрегаты по эффективности не лучше традиционных, их показатели примерно такие же: у атмосферных котлов – до 70%, у наддувных – до 75%. А вот продолжительность горения с одной закладки дров или угля у них и вправду увеличена. Это достигается благодаря следующим техническим решениям:

увеличенные размеры топливной камеры, куда вмещается вдвое больше дров, нежели в обычный котел;
способ сжигания нетрадиционный – сверху вниз.

Такие теплогенераторы имеют цилиндрическую форму, поскольку реализовать идею в прямоугольном корпусе вряд ли возможно. Топка наполняется дровами доверху, разжигается сверху, а затем на них с помощью телескопической трубы опускается груз с отверстием для прохода воздуха. По мере прогорания груз опускается, из-за чего воздух все время подается непосредственно в зону пламени. На иллюстрации ниже изображена схема твердотопливного котла длительного горения:

Воздух проходит по телескопической трубе тоже сверху вниз, побуждаемый естественной тягой дымохода либо нагнетаемый вентилятором. Конструкцией не предусмотрен теплообменник, процесс нагрева теплоносителя происходит напрямую, хотя дымовые газы тоже успевают отдать часть своего тепла. Благодаря описанному способу сжигания котел и система отопления могут работать с одной загрузки древесины до 12 часов, а угля – до 2 суток.

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Котлы на пеллетах

Эта группа теплогенераторов – самая прогрессивная из всех, хотя и самая дорогая. Недешево обойдется как сам отопитель, так и его установка с подключением. Но пеллетные котлы стоят своих денег: они эффективны (КПД – до 85%), полностью автоматизированы и лишены инертности, присущей остальным твердотопливным «собратьям». Поскольку запаса топлива в бункере хватает на 3—7 дней работы, то их можно смело отнести к агрегатам продолжительного горения.

Конструктивно установки схожи с газовыми отопителями, поскольку снабжаются горелками двух типов: ретортной и факельной. На рисунке представлен чертеж твердотопливного котла длительного горения на пеллетах с разными типами горелок:

Организация теплопередачи здесь такая же, как и в других теплогенераторах, — с помощью жаротрубных теплообменников. Высокая эффективность достигается за счет другого: сухого качественного топлива и контролируемого автоматикой сжигания. Но если попадутся влажные либо рыхлые пеллеты, то и КПД агрегата резко снизится.

Для справки. По такому же принципу действуют и автоматические угольные котлы, только горелки в них бывают одного типа – ретортные.

Немного о контурах для ГВС

В силу своих особенностей любые твердотопливные отопители мало приспособлены для прямого нагрева воды на нужды ГВС. Тем не менее некоторые производители все же встраивают в свои изделия второй контур в виде змеевика. При этом схема двухконтурных твердотопливных котлов бывает разной, змеевик может располагаться внутри водяной рубашки и прогреваться от теплоносителя. В других моделях его помещают внутрь топливника либо над ним.

Оптимальный вариант – не помещать теплообменник внутрь дровяного теплогенератора, а готовить воду в бойлере косвенного нагрева, что будет служить одновременно и тепловым аккумулятором. Но приобрести подобное оборудование не всем под силу, поэтому пользователям все еще интересны двухконтурные агрегаты, хотя обеспечить все потребности в горячей воде они вряд ли смогут. Ниже представлена схема установки котла функцией подогрева воды для ГВС:

Заключение

Как видите, устройство и принцип работы теплового оборудования на твердом топливе может весьма различаться. Необходимо отметить, что для удобства схемы различных котлов представлены в порядке удорожания конструкции. Вам остается только обработать эту информацию и сделать для себя правильный выбор.

ТолкованиеПеревод Топка котла</dt>

«…57. Топка (котла) — устройство стационарного котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы…»

Источник:

Постановление Госатомнадзора РФ N 4, Госгортехнадзора РФ N 98 от 19.06.2003 «Об утверждении и введении в действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов для объектов использования атомной энергии» (вместе с «Правилами … НП-046-03») (Зарегистрировано в Минюсте РФ 10.07.2003 N 4884)

</dd>

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

</dl>

Смотреть что такое «Топка котла» в других словарях:

топка котла — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN boiler furnace … Справочник технического переводчика
Топка (котла) — 57 . Топка (котла) устройство стационарного котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
топка котла W-образной формы — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN W shaped boiler furnace … Справочник технического переводчика
топка котла для сжигания топлива в кипящем слое при атмосферном давлении — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN AFB [atmospheric fluidized bed] combustor … Справочник технического переводчика
топка котла для сжигания топлива в циркулирующем кипящем слое — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN CFB [circulating fluidized bed] combustor … Справочник технического переводчика
топка котла с верхним расположением горелок — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN downward fired furnace … Справочник технического переводчика
топка котла с водоохлаждаемыми экранами и твёрдым шлакоудалением — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN water cooled dry bottom furnace … Справочник технического переводчика
топка котла с воздушным охлаждением обмуровки — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN air cooled furnace … Справочник технического переводчика
топка котла с встречным расположение горелок — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN opposed firing furnace … Справочник технического переводчика
топка котла с гладкотрубными экранами — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN bear tube furnace … Справочник технического переводчика

Котел отопления длительного горения предназначается для обогрева жилых помещений в долгого времени без добавления горючего, а также получения горячей воды для нужд жильцов.

Большая часть подобных устройств способна функционировать на однократной закладке твердого топлива около 12 часов.

Отдельные модели могут поддерживать тепло до нескольких суток.

Выбор подобной техники огромен, важно уметь отличить эффективный котел высокого качества от менее функциональных устройств.

Отличительные особенности

Котел длительного горения с двойным контуром, работающий на твердом топливе — это модернизированная версия классического отопительного оборудования.

В него, помимо прочего, встроен еще и теплообменник, обеспечивающий жилище полноценным горячим водоснабжением.

Конструкция модели с двумя контурами включает в себя следующие элементы:

Корпус — может быть произведен из листовой стали или чугуна. Толщина металла составляет от 4 до 6 мм.
Камера топки. Обычно производится из того же материала, что и корпусная часть прибора.
Решетка колосникового типа. Располагается внутри топочной камеры, материалом служит чугун. Обогащает топливо необходимым для поддержания горения кислородом.
Зольник. Аккумулирует твердые отходы, образующиеся при горении.
Дымоход — удаляет продукты горения за пределы помещения.
«Водяная рубашка». Чаще всего встраивается в корпус котла и заполняется водой, которая получает тепло от стенок, после чего поступает в отопительную систему.
Змеевик дополнительного теплообменника — отличает двухконтурные модели от одноконтурных. Встраивается в водяную рубашку отопительного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения дома.

Основной недостаток подобной конструкции — в низкой степени производительности. Поэтому большей популярностью пользуются модели, выполненные из чугуна, поскольку они дольше остывают.

Виды устройств

По способу сжигания топлива котлы длительного горения с двойным контуром можно подразделить на:

Пиролизные. Оборудованы двумя камерами для сгорания. В одной из них присходит процесс тления и выделения газа для пиролиза, в другой — смешивание полученного газа с кислородом и его сжигание. Оборудование данного типа характеризуется высокой экологичностью — вредных веществ в атмосферу выделяется минимальное количество. В процессе сгорания образуется мало сажи. Если котел оборудован автоматикой, возможна будет и регулировка мощности.
С верхней камерой горения. Такие котлы очень просты в обслуживании. Количество автоматики для их стабильной работы нужно минимальное, возможно функционирование в автономном режиме работы без электричества. Есть и недостатки — при работе образуется много золы, есть перечень требований к типам топлива. Например, для растопки не подойдет мелкая щепа или опилки.
Пеллетные. Для растопки такого оборудования используют специальные пеллеты или топливные брикеты в спрессованном виде. Подобные котлы экологичны, экономичны и эффективны, имеют длительный эксплуатационный срок. Один из главных недостатков — высокая цена котла и специальные условия, которые придется поддерживать для хранения топлива. Помещение должно быть сухим, высокая влажность воздуха будет способствовать порче пеллетов.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

высокий уровень экологической безопасности;
повышенные возможности теплоотдачи, который составляют до 90 процентов произведённой тепловой энергии;
оборудование легко монтировать и обслуживать;
для растопки можно применять различные виды твердого топлива, в том числе и недорогие;
устройство возможно использовать как для отопления, так и для горячего водоснабжения;
компактные размеры котла;
нет необходимости в постоянной и частой загрузке сырья для поддержания горения;
оборудование может работать в автономном режиме без постоянного присутствия человека.

Недостатки:

сырье, используемое для растопки в котлов длительного горения, должно соответствовать определенным требованиям качества и влажности;
важно неукоснительное следование правилам техники безопасности на любой стадии работ, будь то транспортировка и хранение горючего, его сжигание, утилизация отходов работы котла;
значительный уровень трудозатрат при загрузке сырья в неавтоматизированных котлах;
высокий уровень стоимости подобного агрегата в сравнении с обычными котлами;
автоматизированное оборудование зависит от постоянного доступа к электросети;
для хранения растопочных материалов нужно иметь достаточную свободную площадь.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Важнейшими показателями при выборе твердотопливных котлов длительного горения с встроенным водяным контуром являются:

Доступность необходимого топлива.
Уровень мощности прибора — зависит от площади обогреваемых помещений и требуемого температурного режима теплоносителя.
Тип тяги, создаваемой внутри топочной камеры. Может быть принудительно или естественной. Данный параметр влияет на возможность размещения в конкретном помещении и уровень производительности котла.
Коэффициент полезного действия. Будет зависеть от типа используемого горючего, особенностей конструкции и используемого дополнительно оборудования (наличие или отсутствие вытяжки, автоматизации подачи топлива и т.п.).
Материал теплообменника — обычно это чугун или сталь — влияет на показатели надежности устройства и характеристики теплотехники.
Тип расположения водяной рубашки — важен для того, чтобы верно определить место установки котла с точки зрения правил пожарной безопасности.
Вес агрегата — является важным фактором для опредения основания, где будет располагаться котел. Оно должно быть достаточно прочным и не подлежать деформации.
Метод загрузки горючего и габариты камеры сгорания важны для определения цикла использования агрегата и возможности настройки его автоматизированного обслуживания.
Конструктивные особенности зольника и его доступность будут влиять на удобство выполнения работ по обслуживанию и профилактике котла.
Уровень стоимости — зависит от сочетания перечисленных выше факторов и репутации марки изготовителя оборудования.

Рейтинг ТОП-9 лучших моделей

Место	Наименование	Цена
ТОП-9 лучших твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром
1	Stropuva Mini S8 8 кВт	70 000 ₽
2	ZOTA Тополь-22ВК 22 кВт	37 000 ₽
3	ZOTA Тополь-16ВК 16 кВт	30 000 ₽
4	ZOTA Тополь-32ВК 32 кВт	40 000 ₽
5	Stropuva S30 30 кВт	80 000 ₽
6	Stropuva S40 40 кВт	90 000 ₽
7	ТЕПЛОВЪ Универсалъ TA-40 40 кВт	100 000 ₽
8	SAS UWT 14 14 кВт	105 000 ₽
9	ТРАЯН ТПГ-15 15 кВт	28 000 ₽

Лучшие твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром

Stropuva Mini S8 8 кВт

Котел отопления, работающий на твердом топливе. способен обогреть помещение жилого или производственного назначения, площадью до 80 м2.

Он эффективен и полностью готов к интенсивным условиям эксплуатации, включая круглогодичное использование. Отдельное достоинство — независимость от электроэнергии. Котел может работать с разными типами твердого топлива — уголь, дрова, пеллеты.

Отличается компактными размерами. Загрузка топлива упрощается вертикальным расположением дверцы топки. Зольник сконструирован так, что уборку можно производить всего пару раз в месяц.

Особая технология горения, используемая в данной модели, позволяет обеспечить продолжительное горение топлива с высокой эффективностью.

Одна закладка сырья обеспечит вас теплом как минимум на сутки. Длительность горения пеллет составляет до 48 часов, в зависимости от внешних условия и качества топлива.

Характеристики:

мощность — 8 кВт;
отапливаемая площадь — до 80м2;
назначение — отопление;
объем котла — 40л;
тип камеры сгорания — открытый;
вес — 145кг;
габариты — 55,5*136,5×55,5 см.

Достоинства:

высокий КПД — до 90%;
безопасность;
надежная конструкция;
встроенный термометр.

Недостатки:

значительный вес;
дверцу трудно отмывать из-за шершавого покрытия.

ZOTA Тополь-22ВК 22 кВт

В данной модели удачно изменена конфигурация теплообменника и использованы водонаполненные колосники. Корпус устройства надежно теплоизолирован.

Имеет 2 топочные камеры, благодаря чему возможна как горизонтальная, так и вертикальная загрузка топлива. Дверцы камер надежно запираются.

Котел сочетает относительно бюджетную стоимость с высоким КПД устройства.

Имеется отдельная дверца, позволяющая удалять золу даже во время работы прибора. Одна загрузка топлива обеспечит вас теплом на 10-12 часов.

Дополнительно можно установить внешний пульт управления для блокировки ТЭНа, автоматизировать процесс горения.

Характеристики:

мощность — 22 кВт;
КПД — 70%;
энергонезависимый;
отапливаемая площадь — до 200м2;
назначение — отопление;
вес — 128кг;
габариты — 90,5*47*87 см.

Достоинства:

может обогреть значительную площадь;
прост в управлении и уходе;
вертикальная и горизонтальная загрузка.

Недостатки:

невысокий КПД.

ZOTA Тополь-16ВК 16 кВт

Еще один представитель линейки котлов с водонаполненным колосником, гарантирующим увеличение теплоотдачи устройства.

Его труба имеет треугольную форму, что исключает засоры и повышает срок службы. Котел может потреблять в качестве топлива пеллеты, дрова или каменный уголь.

Котел удобно эксплуатировать, благодаря значительным размерам топки и двум способам закладки топлива — уголь удобно загружать сверху, а дрова — в шуровочную дверцу.

Невысокая стоимость выгодно сочетается с эффективностью отопления помещений.

Характеристики:

мощность — 16 кВт;
КПД — 70%;
отапливаемая площадь — до 160м2;
назначение — отопление;
вес — 108кг;
габариты — 80,5*44*87 см.

Достоинства:

доступная цена в своем сегменте;
эффективность;
удобство использования и чистки.

Недостатки:

небольшой КПД.

ZOTA Тополь-32ВК 32 кВт

Котел, функционирующий на различных видах твердого топлива имеет высокий уровень производительности, что позволяет сделать отопительную систему дома качественной и стабильной.

Оборудование считается очень практичным, поскольку возможен его перевод на потребление природного газа.

Корпус оборудования имеет хорошую теплоизоляцию, позволяющую установить его в любом удобном месте.

КПД прибора достаточно высокий, учитывая низкую цену среди аналогов. Однократная загрузка топлива позволяет поддерживать тепло в отопительной системе до 12 часов.

Характеристики:

мощность — 32 кВт;
КПД — 70%;
энергонезависимый;
отапливаемая площадь — до 320м2;
назначение — отопление;
вес — 143кг;
габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

универсальность;
удобство управления и очистки;
точная регулировка температурного режима.

Недостатки:

нет.

Stropuva S30 30 кВт

Твердотопливный отопительный котел для установки в жилых и коммерческих помещениях. Экономически эффективен, готов к сезонной или круглогодичной эксплуатации.

Не зависит от электричества, может работать на разных типах твердого топлива, имеет высокий КПД.

Компактен и не требует отдельного промещения для установки, имеет сертификат экологической безопасности. Продолжительность горения дров — до 30 часов, пеллетов — до 2х суток. Не требуется электропитание.

Характеристики:

мощность — 30 кВт;
КПД — 85%;
отапливаемая площадь — до 300м2;
назначение — отопление;
вес — 143кг;
габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

высокий КПД;
безопасность;
качество и длительный срок службы.

Недостатки:

высокая цена.

Stropuva S40 40 кВт

Твердотопливный котел длительного горения с одним контуром для обеспечения отопления помещений, площадью до 400 м2. топливом могут служить дрова или древесные брикеты.

Имеет камеру сгорания открытого типа, устанавливается напольно.

Характеристики:

мощность — 40 кВт;
КПД — 85%;
отапливаемая площадь — до 400м2;
назначение — отопление;
вес — 143кг;
габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

надежность;
привлекательный дизайн;
простота обслуживания.

Недостатки:

высокая стоимость.

ТЕПЛОВЪ Универсалъ TA-40 40 кВт

Водонагревательный и отопительный котел длительного горения, может отапливать помещения жилого и промышленного назначения и обеспечивать их горячей водой.

Подходящее топливо — в брикетах, древесина и уголь.

Можно выбрать автоматизированный или энергонезависимый вариант устройства.

В пером случае вы получите надежную защиту от перегрева, замерзания жидкости в системе, возможность настройки уровня температуры для дневного и ночного режима.

Характеристики:

мощность — 40 кВт;
КПД — 82%;
отапливаемая площадь — до 400м2;
назначение — отопление и ГВС;
вес — 390кг;
габариты — 147*48*77 см.

Достоинства:

универсальность топлива;
отопление и горячая вода;
возможность автоматизации.

Недостатки:

большие габариты и значительный вес установки.

SAS UWT 14 14 кВт

Твердотопливный котел изготовлен из стали и утеплен минеральной ватой для уменьшения теплопотерь. Может устанавливаться в составе систем закрытого или открытого типа.

Оснащен автоматической системой управления.

Есть возможность подключения бойлера ГВС.

Предпочтительное топливо — каменный уголь, но возможна и растопка дровами.

Характеристики:

мощность — 14 кВт;
КПД — 83,5%;
отапливаемая площадь — до 120м2;
назначение — отопление;
вес — 310кг;
габариты — 54*141*101 см.

Достоинства:

автоматизация процесса;
высокий уровень КПД;
надежность и высокое качество сборки.

Недостатки:

высокая стоимость.

ТРАЯН ТПГ-15 15 кВт

Котел оснащен одним контуром и предназначается для использования в составе системы центрального отопления с принудительной или естественной циркуляцией.

Возможно подключение бойлера ГВС.

От аналогов агрегат отличается низкой ценой при созранении высоких характеристик.

Топливом могут служить дрова, торфяные или топливные брикеты.

Характеристики:

мощность — 15 кВт;
КПД — 82%;
отапливаемая площадь — до 130м2;
назначение — отопление;
вес — 270кг;
габариты — 72*73*160 см.

Полезное видео

Из видео вы узнаете как выбрать твердотопливный котел:

/—> 2019-10-31ГлавнаяВ В В Связаться с авторомВидеокаталогСтроительство дома [68]Строительство дома 2 [7]Справочник [18]Расчеты [19]Печные работы [4]Отопление [34]Электроснабжение [20]Вентиляция [1]Водоснабжение [2]Канализация [3]Окна, двери. [2]Материалы [16]Инструменты [17]Сад-огород [15]Домашние животные [3]Разное [9]Полезные советы [124]Карта сайтаГлавная > Отопление > Топка котла. Конструкция.

Для чего топка у котла? Чтобы накормить ее дровами и получить от нее максимально возможное количество тепла. Вот эти слова: «максимально возможное» — и определяют качество топки. Иначе сказать, КПД топки котла.

А разве возможно получить тепла меньше, чем могут отдать дрова? Хех, еще как возможно. Во-первых, дрова могут быть разными по количеству содержащейся в них воды. Хорошие, сухие дрова при правильном сжигании могут выдать столько тепла, сколько вообще возможно получить от них. Или близко к этому. А вот если дрова сырые, то немалая доля вырабатываемого топкой тепла тратится на то, чтобы испарить излишнюю влагу.

Во-вторых, при неправильной конструкции топки или неправильном поведении истопника дрова могут гореть плохо, с образованием большого количества сажи. А что такое сажа? Это, по простому говоря, не сгоревший углерод. А раз не сгорел, значит, не выделил тепла.

Вообще, если не задаваться различными тонкостями, горение дров есть процесс окисления водорода, углерода и выделение паров воды. Для окисления водорода достаточно температуры в 300 градусов, а вот чтобы окислить углерод, надо вдвое больше, до 700 градусов. И когда такая температура в топке не достигается, тогда и получается снижение количества тепла и увеличение количества сажи.

Что же нужно для создания высоких температур в топке? А нужно всего-то пара условий: воздух и пространство.

Я не верю в то, что где-то найдется человек, не знающий, что такое костер. Природа напрямую, совершенно недвусмысленно показывает, как надо сжигать дровяное топливо.

Посмотри, как работает пламя. Отметь для себя, что к нему имеется полный доступ воздуха, содержащего кислород. Со всех сторон. Пламя берет его столько, сколько необходимо.

И еще обрати внимание: нет никаких помех для пламени. Ни сверху, ни снизу. Свободное пламя, получающее вдоволь всех составляющих для его жизни.

И еще, смотри: нет никакой сажи. Нигде. Сгорает все. И лишь былый дымок, в котором наряду с некоторыми другими составляющими струятся водяные пары.

Вот это и есть идеальные условия для сжигания дровяного топлива. Только при таком сжигании возможно получение максимального количества тепла, только такое сжигание обладает максимальным КПД.

Проведи, Мастер, небольшой опыт. Зажги спичку и посмотри на пламя. Нет сверху никакой сажи, никакого черного дыма. Верно? А теперь поднеси ее снизу к обрезку стекла. Заметил? На стекле сразу же образовалось черное пятно сажи. Почему, как думаешь?

А все очень просто. Стекло холодное. Верхняя часть пламени — наиболее горячая часть, где сгорает углерод. А мы эту часть охладили стеклом. В результате углерод остался в виде сажи, копоти на стекле. И о чем это говорит? Однозначно о том, что пламени нужны пространство, свобода, чтобы исполнить свое предназначение до конца и успешно окислить не только водород, но и весь углерод.

А еще это говорит о том, что в зоне горения не должно быть холодных поверхностей, которые охлаждают температуру пламени и не дают ему полноценно отработать.

Итак, во-первых, конструкция топки котла должна обеспечить простор. Во-вторых, топка не должна содержать поверхностей, которые невозможно прогреть до нужных температур. В-третьих, в топку должно подаваться достаточное количество воздуха, причем, весьма желательно воздух подавать со всех сторон пламени, а не только снизу. Только при соблюдении всех этих условий возможно достижение максимального КПД топки. В ней должен быть свободный костер.

А теперь давай прикинем, соблюдаются ли эти условия в твердотопливных котлах, продающихся в маркетах. Про печки «медленного горения» говорить вообще не стоит, ведь там принципиально держат горение на голодном пайке, без достатка кислорода. По этой причине всегда огромное количество сажи в коленах и дымоходах. А это, в свою очередь, говорит о неполном сгорании топлива. Следовательно, низкий КПД и повышенный расход дров.

А что же другие буржуйки? Особенно те, у которых теплообменник является фактически топкой? Так ведь здесь тоже нет благоприятной среды для пламени. Теснота, холодные стенки теплообменника. Опять сажа и сниженный КПД. По этой же причине, кстати, низкий КПД и у кирпичных котлов, у которых теплообменник расположен в топке.

И вообще, реклама застила мозги людям, многие считают, что достаточно один раз в сутки положить дров в такой котел и можно спать спокойно. А фактически так не получается, да и не получится. Из дров, как из любого другого топлива, нельзя выжать тепла больше, чем они могут дать.

Если положил в топку 5 кг дров сухих березовых, и если твой котел имеет КПД 100% — получишь максимум 15 кВт·ч тепловой энергии. При теплопотерях дома, скажем, 5 кВт этого количества тепла хватит только на 3 часа. А если дрова не березовые, и если не сухие, и если КПД у котла ниже плинтуса, то не будет ничего удивительного, когда вода в чайнике ночью вообще замерзнет.

Правильный котел по Кузнецову имеет достаточно просторную топку, стенки которой отфутерованы огнеупорным кирпичом. Из такого же кирпича на некотором возвышении выложен катализатор, который при первой закладке быстро прогревается до нужных температур, чтобы обеспечить полное горение. Под этот катализатор подается дополнительный, значительно прогретый воздух для обеспечения окисления углерода.

Нормальный режим для котла такой конструкции — это двухразовая топка в течение суток. Нагретый массив котла не успевает полностью остыть, отдавая тепло окружающему воздуху. Не остывает и катализатор.

Однако, в случае работы котла в одноразовом режиме, а то и один раз за двое суток, когда применяется водяной тепловой аккумулятор, катализатор скорее вреден, чем полезен. При каждой топке возникает необходимость начального прогрева холодного, остывшего уже катализатора. А пока он прогревается, он является холодным ядром в зоне пламени и по принципу спички выделяется сажа, что говорит о неполном сгорании топлива.

Однако ж, не все так плохо. В том и изюминка такой конструкции топки, что образовавшаяся сажа, которая отложилась на кирпичах катализатора, при дальнейшей работе выгорает. И даже та, которая отложилась на стенках камеры дожига. А вот в колпаке, в каналах такого не происходит, и это однозначно говорит о том, что пламя должно отработать полностью в топке и камере дожига, не попадая дальше, в колпак.

Предыдущая статья об отоплении с кирпичным котлом.

А следующая о том, каким должен быть теплообменник котла. Показать/скрыть комментарии (3). ЕгорЗакрепить провод на клеммах батарейки Крона можно трубочкой, отрезанной от колпачка медицинской иголки.

Смотреть все [124]

Добавьте ваш совет —>

Главная > Отопление > Топка котла. Конструкция.

Общие сведения

Топка — основная часть котельного агрегата, в которой происходит процесс сгорания топлива.

К топочному устройству относятся форсунка, предназначенная для распыливания топлива, воздухонаправляющее устройство, обеспечивающее эффективное перемешивание частиц топлива с воздухом, поступающим в топочную камеру, электроды зажигания, смотровое отверстие со светофильтром для наблюдения за факелом в процессе его регулирования.

В судовых котлах применяют основной принцип организации топочного процесса — факельный, при котором частицы топлива непрерывно движутся в топочном объеме во взвешенном состоянии вместе с потоками воздуха и газов.

К преимуществам факельного процесса относится возможность полной механизации обслуживания топки и автоматизация управления ею. Топки, в которых осуществляется факельный процесс называют камерными, подразумевая под камерой топочное пространство котла.

Схема топочного устройства для сжигания мазута в топках судовых паровых котлов представлена на рис. 9.101.

Рис. 9.101. Топочное устройство для сжигания мазута.

Мельчайшие капельки распыленного мазута вылетают в воздушную среду топки из форсунки 1, образуя конус распыливания с углом 60-90°. Горение капелек мазута не начинается сразу же по вылету из форсунок, так как их температура еще ниже температуры воспламенения. В этой начальной зоне, называемой корнем факела, происходит интенсивное нагревание, испарение и частичная газификация мазута под воздействием высокой температуры.

Для улучшения прогрева корня факела устанавливается диффузор 2, конус которого защищает корень факела от потока холодного воздуха и способствует созданию устойчивой зоны завихрений. Главным источником тепла для этой начальной зоны служит мощное излучение горящего факела и, в меньшей степени, футеровочного кольца 4, а также рециркуляция горящих частиц топлива -С-.

Фронт горения а-б устанавливается там, где образовавшаяся горючая смесь паров и продуктов газификации мазута с воздухом будет иметь температуру, достаточную для воспламенения.

Капельки мазута (или частички газифицированного продукта) перемещаются вместе с потоком воздуха, поэтому относительная скорость омывания воздухом будет невелика. При этих условиях горение будет затруднено, так как проникновению молекул кислорода к поверхности частиц будут мешать окружающие ее продукты горения.

Для ускорения процесса горения создают интенсивное перемешивание газовоздушных потоков внутри и по окружности факела. С этой целью в диффузоре 2 сделаны щели, через которые первичный воздух I поступает к корню факела. Диффузор пропускает лишь небольшое количество воздуха, достаточное для охлаждения самого диффузора и начального смесеобразования топлива с воздухом.

Основное количество воздуха — II — подводится к активной зоне горения факела через воздухонаправляющие устройства с лопатками 3, которые обеспечивают устойчивое завихрение газовоздушной смеси. Горло 5 топочной амбразуры способствует направлению струй воздуха внутрь факела и более тщательному перемешиванию его горючими газами.

При полной нагрузке топки и установившемся режиме, устойчивость горения факела обеспечивается как непрерывностью подачи топлива, воздуха и удаления продуктов горения, так и высокой температурой, развиваемой в самом факеле.

Таким образом, для организации устойчивого факельного процесса необходимо:

подача в топку подогретого и мелкораспыленного мазута;
защита корня факела от относительного холодного воздуха, который должен подаваться в эту зону в минимальном количестве, необходимом для начала смесеобразования;
интенсивный прогрев начальной зоны факела за счет излучения его активной зоны и теплового излучения диффузора 2 и футеровочного кольца 4;
интенсивное перемешивание продуктов испарения и газификации мазута с воздухом по всей толщине активной зоны горения факела;
бесперебойная подача воздуха и топлива к факелу и удаление продуктов горения;

Топочные устройства для сжигания мазута, которые обеспечивают выше перечисленные условия, рассматриваются ниже.

На рис. 1 показана простая конструкция топочного устройства с паровой или воздушной форсункой. Воздух в топку подается через поддувало в воздушном коробе 3 и лишь в незначительном количестве — через отверстие во фронтоне, в котором размещается форсунка 1. Количество воздуха регулируется поддувальной дверцей 2. Воздух в топку подается вентилятором под напором 30-40 мм вод. ст.

На рисунке 2 представлена типичная конструкция топочного устройства котла шотландского типа.

Позиции на рисунке: 1 — кладка из фасонного кирпича; 2 — кладка из простого кирпича; 3 — воздушный короб; 4 — рычаг регулирования подачи воздуха в топку; 5 — главная воздушная заслонка; 6 — форсунка; 7 — место подвода вторичного воздуха; 8 — смотровое отверстие.

Топочное устройство водотрубного котла с паромеханической форсункой имеет следующие особенности конструкции: давление пара перед форсункой составляет 0,1-0,15 МПа (форсунка с внешним смесеобразованием); при изменении подачи топлива форсункой не требуется изменение давления распыливающего пара; глубина регулирования форсунки 15 : 1; форсунка не может быть вынута из гнезда без предварительного отключения подвода топлива и пара. Предусмотрена блокировка, в соответствии с которой рукоятка топливного клапана не может быть повернута в положение открыто до тех пор, пока не будет открыт клапан подвода распыливающего пара и, наоборот, подвод пара не может быть закрыт до тех пор, пока не будет закрыт клапан подвода топлива; в том случае, если клапан подвода топлива закрыт, а клапан подвода пара открыт, пар используется в качестве охлаждающей среды. В этом состоянии форсунка не может перегреться и готова к немедленному включению в работу.

Рис 4. Конструкция топочного устройства с механической центробежной форсункой 1 и двухзонным воздухонаправляющим устройством 5. Сопло форсунки (а следовательно, и корень факела) в данном случае значительно удалено от выходного сечения -А- топочной фурмы, что приводит к образованию нагара на внутреннем кольце воздухонаправляющего устройства. Для удаления нагара предусмотрено специальное кольцо 3 с рукояткой. Первичное завихрение воздуха осуществляется лопатками 6, которые поворачивают рукояткой 2.

В периферийной зоне воздухонаправляющего устройства степень завихрения воздуха снижается лопатками 4, и струи воздуха в этой зоне отжимают факел от стен фурмы, а затем поступают к основной зоне факела. Имеется клапан (захлопка), предназначенный для того, чтобы газы из топки не поступали в котельное помещение при удаленной форсунке.

Рис 5. Топочные устройства с профильными поворотными лопатками, в которых могут быть применены как обычные механические форсунки, так и паромеханические. Воздух для горения топлива подается дутьевым вентилятором в короб 1, где расположены воздухонаправляющие устройства форсунок. В данной конструкции имеются восемь заслонок 4 с профильными лопатками 2, имеющими криволинейную поверхность, которая создает вращательное движение воздуха. Закрываются и открываются заслонки вручную с помощью рукоятки, перемещающей кольцо 8. К кольцу приварены штыри 9, с помощью которых поворачиваются хомуты 7, жестко соединенные с ведущими пальцами 6 заслонок 4. Кольца перемещаются по роликам. Входной конус 5 соединен с основной частью ВНУ стяжными болтами 3. Ствол форсунки 14 размещен в трубе 11, которая заканчивается диффузором 13, защищающим корень факела от охлаждения его воздухом. На наружном фланце имеется смотровой глазок 12, через который можно наблюдать за качеством горения мазута.

Рис 6. Конструкция воздухонаправляющего устройства с неподвижными лопатками 2, расположенными по касательной к окружности. Воздух из короба 9 поступает в каналы, образованные лопатками 2, а затем в виде завихренного потока подводится к фурме 1, где смешивается с распыленным мазутом. Воздухонаправляющие каналы перекрываются или открываются цилиндрическим шибером 3, перемещающимся автоматически сервомотором, с которым шибер соединен тягой 4. При выводе ствола форсунки из трубы 5 захлопка 8 предотвращает выброс горячего воздуха. Диффузор 10 перемещается вручную тягой 6, закрепленной стопором 7.

Рис 7. Вспомогательные котлы дизельных судов часто оборудуют топочным устройствами типа «Монарх». Топочное устройство представляет собой агрегат, который состоит из двух распыливающих сопел 6: основного рабочего и дежурного (запального), скомпонованных в одной головке. Перед каждым из двух сопел имеются магнитные запорные клапана 7 и 8. Топливный насос 10 и вентилятор 1 смонтированы на одном валу вращаемым электродвигателем 2. Топливо из расходной цистерны самотеком поступает по трубе 9 к насосу 10 и направляется по напорной линии к электромагнитным клапанам 7 и 8. Форсунка снабжена электрозапальным устройством 3 и запальными электродами 5. Внутренние части топочного устройства размещены в корпусе 4. Топочное устройство является элементом системы автоматического регулирования котла по давлению пара. Регулирование подачи топлива осуществляется либо отключением сопел, либо сливом части топлива в приемную часть насоса 10. Производительность котла регулируется выключением одного или обоих сопел по датчикам давления пара, связанным с электромагнитными клапанами 7 и 8.

Рис 8. Топочное устройство вспомогательных котлов теплоходов с вращающейся форсункой типа «Сааке». Основной частью ротационных форсунок является распыливающий стакан, вращающийся с большой скоростью. Распыливающий стакан и вентилятор расположены на одном валу, приводимым электродвигателем с помощью ременной передачи. Топливо с температурой 70-90°С и с давлением 0,07-0,15 МПа поступает во внутренний канал ротора форсунки и далее на внутренние стенки стакана вращаемого электродвигателем со скоростью 4500-5000 об/мин. Первичный воздух, подающийся вентилятором, поступает через воздухопровод к кольцевой щели. Вторичный воздух поступает через полость. Под действием центробежной силы топливо равномерно распределяется по внутренней поверхности стакана. Воздух от вентилятора первой ступени концентрично обтекает стакан и набегая на топливную пленку разбивает ее на мельчайшие капельки, которые перемешиваются с ним, обеспечивая нормальный процесс сгорания. Давление первичного воздуха составляет 350-400 мм вод. ст.; вторичного 30-40 мм вод. ст.

Позиции на рисунке: 1 — выдвижное запальное устройство; 2 — сервомотор главной воздушной заслонки; 3 — датчик наличия пламени; 4 — место подвода топлива и пара; 5 — главная воздушная заслонка; 6 — стабилизатор пламени.

Классические твердотопливные котлы

Котлы длительного горения

Пиролизные котлы

Котлы на пеллетах

Немного о контурах для ГВС

Заключение

Смотреть что такое «Топка котла» в других словарях:

Отличительные особенности

Виды устройств

Достоинства и недостатки

Как выбрать и на что обратить внимание?

Популярные фирмы-производители

Рейтинг ТОП-9 лучших моделей