Категория: Печи

Конструкция печей

Кладка первых рядов печи (а их количество зависит от конструкции печи) может быть сплошной или шанцевой. Шанцы-столбики образуют сквозные каналы под печью для вентиляции и охлаждения. Шанцевую кладку применяют в печах, установленных на деревянных основаниях. Собственно печь или корпус состоит из топливников и дымоходов. Размеры топливников и дымоходов зависят от рода топлива, сжигаемого в печи, и ее теплоотдачи.

Зольник. В нижней части печи помещается зольник. Он служит приемником золы и пропускает наружный воздух в топливник. Зольник имеет 2 отверстия: переднее — поддувало с поддувальной дверкой, и верхнее, перекрываемое колосниковой решеткой. Через поддувало в печь поступает воздух, необходимый для поддержания горения топлива, через него же выгребают золу.

Рис. 1. Топливники для различных видов топлива 1 – антрацита; 2 – каменного угля; 3 – торфа; 4 – дров

Через отверстия колосниковой решетки воздух попадает в топливник. Дно зольника делают на ряд ниже поддувальной дверки.

Топливники. Топливники печей подразделяют на слоевые (горение твердого топлива) и факельные (горение газообразного топлива, опилок и др.) В зависимости от вида применяемого топлива различают топливники для сжигания дров, торфа, каменного угля, антрацита, а также соломы, лузги, шелухи, опилок, кизяка и других местных горючих веществ.

Как должен быть устроен топливник. Топливник, предназначенный для сжигания топлива, должен быть устроен так, чтобы создавались наилучшие условия для развития процесса горения. Он должен поддерживать высокую температуру в зоне горения; обеспечивать равномерный и в достаточном количестве подвод воздуха к горящему тодливу; вмещать необходимое количество топлива (твердого).

Эффективность топливника. Для создания эффективных условий топливнику придают определенные размеры, а в его поду при применении твердого топлива укладывают колосниковую решетку. Колосниковую решетку укладывают на 7-14 см ниже топочной дверки для того, чтобы при открывании дверки горящие угли не выпадали на пол. В некоторых случаях делают своды, частично отражающие лучистое тепло на горящее топливо. Во время топки иногда бывает необходимо регулировать силу тяги в печи, так как величина тяги определяет интенсивность процесса горения топлива. Регулируют тягу обычно поддувальной дверкой и дымовой задвижкой, устанавливая их в определенное положение.

Размеры топливника определяют и»сходя из условий одновременной загрузки в него всего количества топлива, потребного на одну топку, или не менее 75% этого количества.

Ширина и длина топливника. Ширину топливника принимают в зависимости от теплоотдачи печи. В малых печах с теплоотдачей до 3000 ккал/ч она может быть от 19 до 27 см, в печах с теплоотдачей свыше 3000 ккал/ч — 27 см и больше. В печах, предназначенных для сжигания низкосортных углей, допускается делать топливники шириной до 50 см. Длина и ширина топливников кирпичных печей должна быть кратна размерам кирпича или полукирпича.

Высота топливника. Высоту топливника выбирают в зависимости от заданной теплоотдачи печи, а также от вида топлива. В соответствии с этим топливники обычно делают высотой от 40 до 77 см и больше, но не свыше 100 см. В некоторых случаях допускают отклонения от этого правила, например, когда объем топливника переходит в жаровой канал.

Рис. 2. Топливники для сжигания твердого топлива а – топливник для сжигания дров; 1 – топочная дверца; 2 – под топки; 3 – шанцы; б – топливник для каменного угля; 1 -поддувальная дверца; 2 – проем для отвода продуктов сгорания топлива; 3 – колосниковая решетка; 4 – подтрпочный канал для нижнего прогрева печи

Толщина стенок топливника. Минимальная толщина наружных стенок топливника установлена в у2. кирпича (12 см). В печах с теплоотдачей свыше 3000 ккал/ч толщина наружных стенок топливника может быть 3/4 кирпича и целый кирпич в зависимости от теплоотдачи печи.

Футеровка топливника. Топливники печей футеруют огнеупорным или тугоплавким (гжельским) кирпичом. Футеровкой называется защитная облицовка толщиной у2 кирпича со стороны внутренней поверхности топливника, предохраняющая стенки и свод от разрушающего действия высоких температур. Если теплоотдача печи при любом виде топлива не превышает 3000 ккал/ч, то футеровку можно выполнять толщиной у4 кирпича. При отсутствии гжельского кирпича топливники футеруют отборным глиняным кирпичом, хотя такая футеровка недолговечна.

Облицовка топливника. Облицовку выполняют при условии достаточно прочного закрепления из огнеупорного кирпича без перевязки с основной кладкой наружных стенок печи из обыкновенного глиняного кирпича.

Топливник для твердого топлива представляет собой камеру с небольшим заглублением, в которое укладывают колосниковую решетку.

Высота топливника до 1 м. Дрова укладывают плашмя слоем 30-35 см так, чтобы над топливом оставалось свободное пространство, равное 60-70 см.

Воздух для горения топлива поступает в топливник через поддувальную дверку (топочная дверка во время топки должна быть закрыта). Проходя через зазоры в колосниковой решетке воздух равномерно смывает ряды дров, лежащих на колосниках, что способствует полноте сгорания. Свод топливника отражает лучистое тепло горящего топлива на дрова, что также благоприятствует процессу горения. Подведение воздуха в топливник в известной степени саморегулируется.

В начале топки, пока дрова не обуглились и слой топлива еще оказывает значительное сопротивление для потока воздуха, проход его облегчается тем, что колосниковая решетка прикрыта дровами не плотно: поленья опираются своими концами на скосы шахты топливника. По мере обугливания топлива колосниковая решетка начинает понемногу закрываться скатывающимися на нее углями, и доступ воздуха в топливник все более затрудняется.

К концу топки в топливнике остается лишь слой углей, плотно закрывающий зазоры в колосниковой решетке. В этот период топки требуется меньше воздуха для горения. Таким образом, колосниковая решетка, поддувальная дверка и боковые скосы топливника в значительной степени регулируют приток воздуха в зависимости от процесса горения.

Рис. 3. Топливник для каменного угля и антрацита а – топливник для угля; б – топливник для антрацита; 1 – шахта; 2 – колосниковая решетка

Рис. 4. Топливник для многозольного угля и сланцев

Торф и кизяк. В безлесных местностях, где нет ни каменного угля, ни торфа, для отопления печей применяют кизяк. Ввиду сходства кизяка с торфом его можно сжигать в топливниках для торфа. Топливники, в которых сжигают торф и кизяк, должны иметь колосниковые решетки с зазорами не более 8-10 мм. Это необходимо для того, чтобы мелкие частицы торфа и кизяка не могли просыпаться сквозь решетку.

Топливники для каменного угля и антрацита. Уголь всех видов и сортов следует сжигать в топливниках, оборудованных колосниковой решеткой и обеспечивающих усиленный подвод воздуха. Он имеет неглубокую шахту с колосниковой решеткой, отражательный свод. Топливник более совершенной конструкции, приспособленный для сжигания антрацита, имеет неглубокую шахту и выдвижную колосниковую решетку, позволяющую во время топки удалять накопившийся шлак. Решетка составлена из стальных пластин, между которыми зажаты прокладки. Последние удерживают пластины на определенном расстоянии друг от друга, благодаря чему между ними остаются зазоры. Высота пластин не менее 4 см, поэтому воздух, идущий из зольника к топливу, охлаждает решетку, в результате чего она дольше служит.

Рис. 5. Топливник для сжигания сыпучих материалов 1 – поддувальная дверца; 2 – проем для отвода продуктов сгорания топлива; 3 – подтопочный канал для нижнего прогрева печи

Удаление шлака. Шлак, накапливающийся на колосниковой решетке во время топки печи, удаляют стальным крючком толщиной 5-6 мм через щель поверх колосниковой решетки.

Топливник для многозольного угля и сланцев. Особенность его конструкции — длинный наклонный под, переходящий в горизонтальную колосниковую решетку. Наклонный под в сочетании с отражательным сводом способствует созданию в топке высокой температуры, необходимой для сжигания влажного и многозольного угля. Растапливают печь, разжигая мелко наколотые дрова на горизонтальной колосниковой решетке. Загруженный в топливник уголь первое время находится в наклонном поду, где он подсушивается. Постепенно уголь сползает вниз и разгорается.

Топливники для газа. Конструкция топливников для газа в основном та же, что для дров или угля. Топливники оборудуют специальными горел очными устройствами.

Газогорелочные устройства, предназначенные для отопительных печей, должны отвечать следующим требованиям: – обеспечивать устойчивый процесс горения при допускаемых колебаниях давления газа в сети и изменении его теплотворной способности. Горелка, не обеспечивающая устойчивого горения, не может быть допущена к эксплуатации из-за опасности появления взрывчатой смеси в печи; – устранять потери тепла от химического недожога при наличии малых избытков воздуха в топочном пространстве. Это условие важно не только для достижения высокого к.п.д. печи, но и для получения безвредной смеси отходящих газов, которые не влияли бы на здоровье человека; – создавать такой очаг горения, который обеспечивал бы интенсивный, но в то же время равномерный нагрев стенок топливника по его периметру; – равномерность нагрева стенок топливника печи по периметру имеет большое значение для увеличения срока ее службы. Так, при переводе существующих печей на газ с горелками, имеющими короткое пламя, замечено, что кладка передней стенки топливника часто разрушается из-за высоких местных тепловых напряжений, создающихся вблизи топочной дверки. В то же время торцовая часть топливника, располагаемая обычно в нижней части печи, прогревалась более интенсивно по сравнению с верхней и средней зонами печи. Чем лучше нагреваются стенки топливника печи, тем равномернее становится температура по высоте отапливаемого помещения; – колосниковая решетка, служащая для подвода воздуха при сжигании твердого топлива, оказывается излишней так как воздух подается через горелку или специальные отверстия в кладке.

Рис. 6, Схемы движения дымовых газов в отопительных печах Т -топливник; ТК – тепловоздушная камера

Топливники для жидкого топлива. Такие топливники должны иметь внутренний объем, достаточный для создания в них необходимого внутреннего теплового напряжения. Кроме того, они, как и топливники для газа, оборудованы горелками, которые распыляют жидкое топливо. Температура жидкого топлива при сгорании приближается к 1400-1500° С, поэтому стенки топливника футеруют огнеупорным или тугоплавким кирпичом.

Колосниковая решетка. В топливниках для сжигания жидкого топлива колосниковая решетка заменена глухим подом, а воздух на горение подается через безнапорную горелку, и частично через отверстия в стенках, непосредственно в топливник (вторичный воздух).



Печи - Конструкция печей