Слоевые топки с ручным обслуживанием
Простейшими из всех слоевых топок являются топки с неподвижной горизонтальной решеткой. Схема топки показана на рис. 4.1. Колосниковая решетка поддерживает слой сжигаемого топлива и одновременно служит для равномерного распределения воздуха, поступающего в топку. Полотно колосниковой решетки состоит из чугунных колосников балочной или плиточной формы. Для усиления жесткости и улучшения отвода теплоты от колосников они снабжены ребрами. Колосники укладываются по ширине и длине топки рядами на специальные чугунные опорные балки, укрепленные в боковых стенах топки. Число рядов колосников по длине топки зависит от размеров топки и способа загрузки топлива. При ручной загрузке топлива длина колосниковой решетки больше 2—2,5 м не делается, так как трудно ее обслуживать. Балочные колосники на концах и в середине имеют утолщения; поэтому при их укладке между колосниками образуются зазоры, через которые воздух проходит в слой. В колосниках плиточной формы для прохода воздуха делают щелевые или круглые отверстия, расширяющиеся книзу. Это сделано для того, чтобы зола и кусочки шлака не застревали в них. Размер зазоров между колосниками и размер отверстий в них зависят от величины кусков топлива и составляют 3—15 мм.
Суммарная площадь отверстий и зазоров в колосниковой решетке определяет ее живое сечение, выражаемое в процентах от полной площади решетки. Величина живого сечения решетки оказывает большое влияние на ее конструктивное оформление и характер тепловой работы слоя.
Колосниковые решетки различают: с малым живым сечением (5—15%) и большим живым сечением (15—45%). Величина живого сечения решетки определяется свойствами сжигаемого топлива. Топливо подается на колосниковую решетку сверху через загрузочную дверку вручную или механическим забрасывателем и располагается слоем определенной толщины. При горении топлива в слое по высоте можно выделить три зоны: свежезагруженного топлива, горения кокса и шлаковой подушки. В первой (верхней) зоне — свежезагруженного топлива— происходят подогрев, подсушка и выделение летучих, состоящих из СО,СН4, Н2 и других углеводородов. Во второй зоне — горения кокса — происходят основные реакции горения углерода с образованием СОа и СО, а также летучей серы с выделением S02. В третьей зоне — шлаковой подушки — происходят выделение золы, образование шлаков 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. Шлаковая подушка защищает колосники от действия высокой температуры вышележащей зоны горения кокса. Шлаковая подушка охлаждается снизу проходящим через нее холодным воздухом.
Одним из существенных недостатков таких топок является периодичность загрузки топлива и связанная с ней цикличность процесса горения. Следствием этого является изменение условий горения топлива во времени. Тепловая мощность ручных топок ограничена физическими возможностями обслуживающего персонала. Средняя нагрузка на одного человека не должна превышать 600—700 кг топлива в час, а наибольшая площадь решетки, которую он может обслуживать, не должна превышать 3,6—4,3 м2.
