СЛОЕВАЯ ТОПКА

Слоевая топка - топка для сжигания твердого топлива в слое, который лежит на колосниковой решетке и продувается воздухом снизу вверх. Применяют в котельных агрегатах производительностью до 40 т/ч пара для сжигания бурых и каменных углей, полуантрацитов, кускового торфа, горючего сланца и древесных отходов. Нецелесообразно использовать слоевые топки для сжигания антрацитов, антрацитового штыба, бурых углей, фрезерного торфа и отходов углеобогащения, так как сжигание этих видов топлива происходит с большими потерями от механического и химического недожога. Слоевые топки — первые устройства для сжигания твердого топлива, которые широко применяют. Их разновидностью является шахтная топка, используемая для слоевого сжигания влажного твердого топлива (кускового торфа, дров). Она имеет развитую по высоте загрузочную горловину (шахту), в которой происходят подсушка, разогрев топлива и частичное выделение летучих веществ (за счет теплоты нижнего горящего слоя).
Слоевые топки разделяют на 3 класса: с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива; с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива; с движущейся колосниковый решеткой, перемещающей лежащий на ней слой топлива. Наиболее проста слоевая топка с неподвижной горизонтальной колосниковой решеткой. На ней можно сжигать твердое топливо всех видов, но необходимость ручного обслуживания ограничивает область ее применения котлами малой паропроизводительности (до 2 т/ч). Топливо подается на колосниковую решетку сверху через загрузочную дверцу. При горении топлива слой по высоте можно разделить на 3 зоны: свежезагруженное топливо, горящий кокс и шлаковая подушка. В 1-й (верхней) зоне происходят подогрев, подсушка и выделение летучих веществ, состоящих из СО и других углеводородов; во 2-й — основные реакции горения углерода с образованием СО2 и СО, а также летучей серы с выделением 50г; в 3-й (твердой) — выделение золы, образование шлаков топливных и выжиг оставшихся кусочков топлива. В топках с неподвижным слоем шлак по мере прогорания слоя опускается вниз и скапливается на поверхности колосниковой решетки, образуя шлаковую подушку, которая защищает колосники от действия высокой температуры лежащей выше зоны горения кокса. Шлаковая подушка охлаждается снизу проходящим через нее холодным воздухом. Существенный недостаток таких топок — периодичность загрузки топлива и связанная с ней цикличность процесса горения. Топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива основаны на различных принципах организации процессов движения и горения топлива. В топках с шурующей планкой топливо перемещается вдоль неподвижной горизонтальной колосниковой решетки особой формы планкой, движущейся возвратно-поступательно по колосниковому полотну. Разновидностью такой топки является факелыю-слоевая системы С.В.Татищева, получившая применение для сжигания фрезерного торфа, а также бурых и камехшого углей. Отличие ее от обычной топки с шурующей планкой — наличие шахтного предтопка, в котором происходит предварительная подсушка фрезерного торфа дымовыми газами, засасываемыми в шахту специальным эжектором. В скоростных топках с вертикальной колосниковой решеткой системы В.В.Померанцева и наклонной решеткой топливо, поступающее в топку сверху, по мере сгорания сползает под действием силы тяжести в ее нижнюю часть, открывая возможность поступления новых порций топлива. Такие топки применяют для сжигания древесных отходов, а шахтные топки — и для сжигания кускового торфа. В котельных установках малой мощности распространены топкие подачей топлива на неподвижную решетку с помощью ротационных забрасывателей. Наиболее эффективны топки, оборудованные пневмомеханическими ротационными забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками ПМЗ-РПК. Мелкие частицы топлива относятся воздухом и сгорают в объеме топки. Количество вторичного воздуха, подводимого к забрасывателю, составляет около 15 % общего количества, необходимого для горения топлива. Топки ПМЗ-РПК рекомендуются для котельных установок с паропроизводительностью до 65 т/ч. Топки с цепной решеткой очень чувствительны к качеству топлива. Слоевые топки с цепными решетками прямого хода применяют для сжигания сортиров, антрацитов (АС и AM), несортиров, каменных углей с умеренной спекаемостыо, кускового торфа и бурых углей с небольшими влажностью и зольностью. Для сжигания рядовых каменных и бурых углей и сланца с содержанием до 40% мелочи размером 0—6 мм применяют слоевые механические топки с комбинированным сжиганием топлива. Крупные куски сгорают в слое, а мелкие — во взвешенном соcтоянии в объеме топки. В таких топках топливо подается пневмо-механическими или пневматическими забрасывателями.
С появлением камерных топок слоевые топки стали применяться в котельных установках небольшой мощности и промышленных печах. Слоевые топки с кипящим слоем отличаются высокой интенсивностью горения топлива и возможностью очистки топочных газов от оксидов серы и азота путем введения в кипящий слой необходимых адсорбирующих веществ.