Топка

Определение "Топка" в Большой Советской Энциклопедии

Топка, топочное устройство, топка огневая, устройство для сжигания органического топлива с целью получения высоконагретых дымовых газов; теплота газов либо преобразуется в котловых установках в электрическую или механическую энергию, либо используется для технологических и др. целей.

В общем случае Топка представляет собой камеру, в которую подаётся топливо (твёрдое, жидкое, газообразное) и окислитель, обычно воздух. В Топка котлоагрегатов продукты сгорания отдают свою теплоту теплоносителю (воде, пару), циркулирующему по трубам, которые размещаются на стенах камеры. В печных Топка теплота дымовых газов используется в рабочем пространстве печи для тепловой обработки материалов (или изделий) либо для отопления.
Предельная температура дымовых газов (теоретическая температура горения, жаропроизводительность топлива) T_a в Топка определяется по формуле:

где Q_т — теплота сгорания топлива; a — коэффициент избытка воздуха; L₀ — теоретически необходимый расход воздуха; с_т — средняя теплоёмкость топочных газов. Практически температура в Топка ниже T_a из-за потерь теплоты от химической неполноты сгорания топлива, на наружное излучение топочной камеры и т.д. Температура горения может быть повышена путём предварительного подогрева воздуха или топлива и т.д. Для более полного использования топлива топочный процесс ведётся с избытком воздуха, то есть количествово воздуха, фактически подаваемого в Топка, больше теоретически необходимого для горения. Для интенсификации горения применяется обогащение воздуха кислородом.
Основными характеристиками, определяющими эффективность и экономичность работы Топка, являются форсировка, или тепловое напряжение сечения Топка (в плане)

где Q — количество теплоты, выделенное при полном сгорании топлива, а F — площадь сечения (для слоевой топки F — поверхность горящего слоя топлива), а также тепловое напряжение топочного пространства

где V — объём топочной камеры.

По организации топочного процесса Топка котлоагрегатов подразделяют на 3 основные группы: слоевые, факельные и вихревые. Исторически первыми конструкциями котельных Топка были Топка для сжигания твёрдого топлива в слое — слоевые топки, которые длительное время являлись основными устройствами для сжигания больших количеств топлива и широко применялись для котлов с паропроизводительностью 20—30 т/ч. В конце 20-х гг. 20 в. были разработаны Топка для сжигания твёрдого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило с высокой надёжностью и экономичностью использовать топливо пониженного качества, значительно повысить единичную производительность котлоагрегатов. Топливо перед подачей в факельную топку очищается, измельчается и высушивается в системе пылеприготовления (см. Пылеугольная топка). Факельные Топка оказались весьма удобными для сжигания газообразного и жидкого топлива (см. Газовая топка, Мазутная топка), причём газообразное топливо не требует предварительной подготовки, а жидкое должно быть распылено форсунками.

В 50-х гг. получили распространение вихревые (или циклонные) Топка, в которых частицы твёрдого топлива (размером до нескольких десятков мм) почти полностью сгорают в камере-предтопке где создаётся газо-воздушный вихрь, факельные и вихревые топки объединяются в общий класс камерных топок; область их применения — котлоагрегаты средней и высокой паропроизводительности (до 2000 т/ч и более). В отличие от газовых и мазутных Топка, в пылеугольных Топка во избежание шлакования конвективных поверхностей нагрева продукты сгорания должны иметь температуру меньшую, чем температура плавления шлака. Для этого стены Топка сплошь покрывают топочными экранами. Для удаления из Топка газообразных продуктов сгорания применяются дымовые трубы и дымососы. При газоплотном экранировании Топка движение дымовых газов обеспечивается вентиляторами (котлоагрегаты с наддувом); в этом случае топочная камера находится под давлением 3—5 кн/м² (0,03—0,05 кгс/см²). Значительно более высокие давления — 0,6—2,5 Мн/м² (6—25 кгс/см²) применяются в Топка высоконапорных парогенераторах парогазотурбинных установок. Основные характеристики Топка (1975) приведены в табл. О печных Топка см. в ст. Печь и в статьях об отдельных видах печей.
Основные характеристики топок (для котлоагригатов паропроизводительностью 75 т/ч и выше)

  Лит.: Кнорре Г. Ф., Топочные процессы, 2 изд., М.—Л., 1959; Маршак Ю. Л., Топочные устройства с вертикальными циклонными предтопками, М.—Л., 1966; Мурзаков В. В., Основы теории и практики сжигания газа в паровых котлах, 2 изд., М., 1969; Спейшер В. А., Горбаненко А. Д., Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках, М., 1974.
И. Н. Розенгауз.