книги / Отопление и вентиляция. Отопление

туры горения предпочтительно футеровать огнеупорным кирпичом. При топке антрацитом температура горения на­ столько велика, что футеровка является обязательной.

Рис. 110 Рис. Ш

Топливник проф. С. Б. Лукашевича (рис. 112) представля­ ет собой усовершенствованный топливник с колосниковой решеткой. Топливник сужается книзу, что способствует по­ степенному сползанию уменьшающегося при догорании топ­ лива вниз, вследствие чего отпадает необходимость сгре­ бать догорающее топливо в кучу (чтобы оно меньше охлаж­ далось), без чего нельзя обойтись при обычной колоснико­ вой решетке.

Большими недостатками топливника являются относи­ тельная сложность его изготовления и значительная толщи­ на его стенок, обусловливающая плохой прогрев нижней части его. Ввиду того что чистка колосниковой решетки кочергой невозможна, решетка 1 устроена так, что ее мож­ но опрокидывать при помощи тягового стержня 2. Следует однако отметить, что в случае заедания стержня и необхо­ димости установки решетки ремонт всего устройства весьма затруднителен. В топливниках системы Лукашевича хорошо горят как дрова, так и каменный уголь.

Топливник для торфа. Из-за специфических особенностей торфа как топлива для его сжигания требуются специаль­ ные топливники. Один из возможных видов топливника приведен на рис. ИЗ. Так как торф имеет большую золь­ ность, а также значительную влажность, им быстро заби­ ваются обыкновенные колосниковые решетки; вследствие этого торф плохо горит, если его предварительно не просу­ шить. По этой причине в топливнике для торфа предусмот­ рены сильно развитые колосники, состоящие из двух частей, а также две дверцы — наполнительная 1 и шуровочная 2 (она же поддувальная). После розжига сухой древесной рас-

271

топкой первой небольшой порции торфа его загружают в топку столько, чтобы были покрыты верхние наклонные колосники. При этом верхние слои торфа сначала подсуши­ ваются, а затем уже сгорают на горизонтальной решетке, которая во избежание провалов в зольник несгоревшей ме­ лочи должна иметь прозоры шириной^ не более 8—10 мм.

Выделяющиеся при просушке торфа водяные пары частично уходят в первый дымооборот 3 через специальное отверстие. 4 вверху топливника.

Топливник для антрапита. Для сжигания антрацита тре­ буется поддерживать в топливнике высокую температуру (1600—1700°). Поддержание такой температуры возможно только при определенной толщине слоя топлива (20—25 см). Пример подобного топливника приведен на рис. 114.

От топливника с обычной горизонтальной колосниковой решеткой он отличается конструкцией и более низким рас­ положением решетки по отношению к загрузочной дверце, что позволяет иметь на решетке слой топлива нужной тол­ щины. Колосниковая решетка (рис. 115) смонтирована из стальных полос на болтах с прокладками между ними и име­

ет рукоятку. Это		позволяет	вместо шуровки	двигать ре­
шетку взад	и вперед, слегка		встряхивая слой	топлива, но
не нарушая общей структуры			слоя. Решетка может закли­
ниваться, что является большим ее недостатком.
Рассмотренные выше типы			топливников с колосниковой
решеткой	можно	считать т о п л и в н и к а м и		в е р х н е г о

г о р е н и я .

Воздух, необходимый для горения, проходит в них через всю массу топлива снизу вверх, вызывая горение органи­

272

Рис. 115

ческой массы, причем дожигание выделяющихся летучих

веществ и полное развитие пламени							происходит в топочном
пространстве над слоем						топлива.
Так как дополнитель­						Поп а
ный объем воздуха, не-
обходимый			для		дожита-	/	ко
ния	летучих			веществ,		I
должен		предварительно
пройти через слой топ­
лива,	он	понижает тем­
пературу		последнего и
ухудшает			процесс горе­
ния; происходит недожог
летучих веществ и обра­
зуются			конденсирую­
щиеся продукты					сгора­
ния в виде дегтя и смо­
лы. Последние				осажда­			Рис. 114
ются	на стенках				газохо­
дов	и	в	особенности

дымоотводящих каналов и могут служить причиной засорения и пожаров. В связи с этим недостатком при конструировании топливников необходимо стремиться обеспечить возможно полное сгорание летучих.

Топливник с нижним горением. Рассмотренные выше типы топливников отвечали условиям процесса сгорания топлива в течение опреде­ ленного сравнительно не­ большого отрезка времени.

С увеличением продолжи­ тельности топки сам про­ цесс горения топлива и теплоотдача печи стано­ вятся более равномерными. Действительно, если зало­ жить в обычный топливник сразу всю порцию топлива, необходимого для прове­

дения топки, то процесс горения будет идти неравно­ мерно. В тот момент, когда вся масса топлива начнет гореть, количество выделяющегося тепла и требующегося для горения воздуха достигнет максимума, а затем по мере сгорания части топлива начнет уменьшаться. Таким образом, строго говоря, неизбежна непрерывная регулировка коли­ чества подводимого к топливнику воздуха.

Этот недостаток устраняется в так называемых топлив­ никах нижнего горения (шахтные топки). Пример топливника

Е-218.-18

273

приведен на рис.	116.	Продукты сгорания уходят					через от­
верстие 1, устроенное		в нижней части			топливника. Воздух,
		необходимый		для		горения,		может
		подаваться	или		через шуррвочную
		дверцу 2 или		через		поддувало 3, а
		в период догорания — только						через
		последнее.	Наполнительная					дверца
		4 остается закрытой. Поэтому можно
		загружать в топливник сразу все
		необходимое		количество			кускового
		топлива, так		как воздух будет про­
		низывать только нижние слои, глав­
		ным образом часть				их, расположен­
		ную возле хайла			1. Верхние же слои
		топлива участвовать в горении не
		будут до тех пор, пока они по мере
Рис. 116		выгорания	нижнего			слоя	не начнут
		сползать вниз. Медленно сползающец
		вниз топливо,		нагреваясь,			выделяет'

летучие горючие вещества (сухая перегонка), которые в достаточной мере полно сгорают одновременно с нижним слоем топлива, имеющим высокую температуру.

Указанное обстоятель­ ство является преимуще­ ством топливников с ниж­ ним горением.

Приспособление то­ пливника для сжигания мелких горючих частиц.

Мелкие горючие части­ цы (опилки, подсолнеч­ ная или гречичная лузга и т. п.) образуют в то­ пливнике слой, который или плохо проницаем, или в силу легкости частиц они уносятся в дымо­ ходы. Поэтому их при­ ходится сжигать в вита­ ющем виде. Пример при­ способления топливника с глухим подом для сжи­ гания гречичной лузги приведен на рис. 117, а.

Перед началом топки открывают топочную

J п п П О

Рис. 117

274

дверцу и в нее вдвигают специальный лоток (рис. 117, б) из толстой кровельной стали, который служит одновременно двер­ цей, поддувалом и приемным ковшом для лузги. Поддувало име­

ет вид усеченного конуса с радиусом 13 и 10 см					при длине
25 см. Пробитые в конусе отверстия		имеют	диаметр			около
6 мм. Размер вертикальной пластины должен				соответство­
вать размеру дверцы	топливника. Мешок с		запасом			лузги
Подвешивают на крючке возле топливника;			лузга		поступает
в лоток через конический стальной		патрубок,		присоединен­
ный к нижней части	мешка. Подхватываемая				струйками

воздуха, выходящими из мелких отверстий лотка, лузга сго­ рает почти налету, не успевая даже упасть на коническую поверхность поддувала.

В качестве топлива, как известно, используют горючие сланцы. При сжигании их необходимо иметь в виду, что объем выгружаемых остатков топлива равен объему загру­ жаемого, так как горючим веществом служит не сам сла­ нец, а пропитывающие его органические вещества. Кроме того, при горении получается большое количество жирной хлопьевидной сажи.

Для эффективного сжигания сланца требуется сильно развитая колосниковая решетка и значительная высота сво­ бодного пространства над слоем топлива, чтобы процесс сгорания газа, выделяющегося при нагревании сланца, за­ канчивался по возможности в самом топливнике, а не в ды­ моходах.

Использовать жидкое топливо для отопительных печей нецелесообразно, так как указанное топливо может быть более эффективно использовано для других целей, где оно является незаменимым. В настоящее время становится целе­ сообразным использовать в отопительных печах газового топлива. Этот вопрос рассматривается в дисциплине «Газо­ снабжение»).

§ 35. ТЕПЛОЕМКИЕ ПЕЧИ
Отопительные печи, которые при топке один	или два
раза в сутки компенсируют теплопотери помещения	в тече­

ние круглых суток, на практике называют т е п л о е м к и м и . Принятая классификация, уточняя это понятие, относит к

разряду теплоемких	печей с толщиной наружных		стенок
в области топливника	не менее 6	см и не менее 4 см над
топливником (в зоне дымооборотов).		При этом объем	нагре­

вающегося массива печи, включая пустоты (активный объем), должен быть не менее 0,2 мг.

Теплоемкие печи в свою очередь подразделяют на толсто­ стенные, толщиной стенок ‘/г кирпича и более, и тонко-

18*

275

стенные — толщиной стенок топливника до V2 кирпича, а в

прочих местах —до 7 см.

По схеме движения Дымову газов печи можно класси­ фицировать на однооборотные "(рис. 118, а), двухоборотные (рис. 118, б), многооборотные с последовательным (рис. 118, в)

а)	б)	в)			и	параллельным (рис.
					118, г) движением га­
					зов, а также беска-
					нальные		или колпако-
					вые печи (рис. 118, д).
					В последних дымовые
		1&а*1			газы свободно				цирку­
					лируют в специальной
		s *			полости		(колпаке), за­
		U			нимающей			всю	верх­
					нюю часть			печи (не
д)	е)	ж)			разгороженной				на от­
			*)		дельные		каналы).
						Имеются конструк­
г о	o n		И	!	ции печей,			в которых
U					стенки		топливника (а
					иногда		и	поддувала)
		ча			омываются			отходящи*
	§ а		р		ми	дымовыми			газами
		I I			с	целью уменьшения
	1У				охлаждения топливни­
			г г		ка	и увеличения тем-
	Рнс. 118
пературы горения (рис. 118, ё).
Есть также печи, в которых,
помимо уменьшения теплопо-
терь топливника, достигается
также	интенсивная	теплоот­
дача нижней части печи путем
расположения в этой части
первых,	наиболее	нагретых
дымоходов (рис. 118, ж).
В некоторых случаях (рис.
118, з) для увеличения поверх­
ности теплоотдачи		в кладке
печи предусматриваются спе­
циальные сквозные отверстия
(обозначены квадратом).
По форме в плане печи
бывают	прямоугольные, тре-					Рнс-. 119

276

угольные (угловые) и круглые. Ниже рассмотрены отдель­ ные характерные образцы печей, начиная с простых и менее

совершенных видов.

Многооборотная печь с глухим подом и последователь­ ными дымоходами (рис. 119). Продукты горения из топлив­ ника А с глухим подом поступают в дымовой канал /, а затем последовательно опускаются и поднимаются по каналам 2, 3, 4, 5 и 6, уходя затем в дымовую трубу.

Преимущество этой печи заключается в простоте конст­

рукции.

Серьезным недостатком многооборотной печи является значительная разница в степени прогрева первых и послед­ них дымооборотов, что объясняется остыванием дымовых газов и ухудшением тяги вследствие значительных сопротив­ лений, которые приходится преодолевать дымовым газом при последовательном прохождении их через все дымообороты. Кроме того, теплоотдающая (наружная) поверхность печи обычно значительно меньше тепловоспринимающей (внутрен­ ней поверхности дымооборотов). Это ведет к увеличению температуры уходящих в трубу газов и тем самым уменьшает к. п. д. печи. Устройство печей настолько просто, что их могут сложить малоквалифицированные печники. Коэффициент по­ лезного действия многооборотной печи обычно не превы­ шает 40%.

Печи устанавливают всегда на некотором расстоянии от стены, так как при установке их вплотную к стене поверх­ ность нагрева, обращенная к последней, остается неисполь­ зованной.

Печь с параллельными опускными каналами и топлив­ ником с колосниковой решеткой (рис. 120). Дымовые газы, поднимаясь из топливника по каналу 1, опускаются затем вниз параллельно сразу по двум каналам 2 и 3. Таким обра­ зом, путь, проходимый газами, значительно сокращается, в результате чего уменьшаются сопротивления и улучшается тяга.

Для обеспечения достаточно большой теплоотдающей поверхности между печью и стеной оставляют простран­ ство 4, так называемую отступку (камеру), в которой может циркулировать воздух помещения, поступающий через спе­ циальные, снабженные решетками, отверстия — душники 5, расположенные в верхней и в нижней частях отступки.

Стеночки, отделяющие отступку от помещения, устраи­ вают исключительно по эстетическим соображениям. Чтобы придать печи хороший внешний вид, поверхность ее, выходящую в помещение, иногда облицовывают изразцами.

Коэффициент полезного действия данной печи сравнительно высок.

277

Применяя при конструировании печей параллельные ды­ моходы, необходимо иметь в виду недопустимость устрой­ ства нескольких параллельных подъемных каналов. Действи­ тельно, если в один из таких каналов начнет почему-либо поступать большое количество дымовых газов, то стеики

уэтого канала станут нагреваться сильнее, чем у остальных,

итяга в нем возрастет (вследствие уменьшения веса столба горячих газов). Увеличение тяги вызовет еще больший при­ ток продуктов горения в этот канал и работа его станет не­ равномерной. Наоборот, при наличии нескольких опускных каналов подобное явление возникнуть не может.

Действительно, если в какой-либо из опускных каналов начнет поступать больше продуктов сгорания, чем в осталь­

ные, стенки его начнут разогреваться, и тяга в нем умень­ шится, поскольку чем выше температура газов, тем труднее заставить их двигаться вниз. Поэтому тяга в параллельных опускных каналах всегда сравнительно равномерна.

Печь с нижним обогревом (рис. 121). Из конструктивных соображений стенки топливника обычно делают толще стенок дымоходов. Вследствие этого во время топки первые не успевают прогреться, и теплоотдача печи в ее иижней части

ЛоШ-Ш

ПоШ-Ш

Рис. 120

Рис. 121

получается гораздо менее интенсивной, чем в верхней. Между тем для получения достаточно хорошего прогрева нижней зоны помещения увеличение теплоотдачи нижней части печи весьма желательно.

В изображенной на рис. 121 печи опускные дымоходы продолжены почти до самого низа печи. Благодаря этому стенки топливника оказываются обогретыми, и температура в топливнике возрастает, обеспечивая бблыпую полноту сго­ рания топлива. При этом теплоотдача нижней части печи тоже увеличивается, хотя и не очень значительно, так как дымовые газы доходят до низа печи с уже пониженной тем­ пературой.

Колпаковая печь проф. В. Е. Грум-Гржимайло (рис. 122). Во всех уже описанных типах печей первый (подъемный) дымоход всегда нагревается выше остальных, чем объясняет­ ся некоторая неравномерность нагрева печи по ее периметру.

В колпаковых печах этого недостатка нет. Дымовые газы выходят из топливника через отверстие, находящееся в центре печи, и поступают в верхнюю часть ее, не имеющую дымо­ ходов, а представляющую собой колпак, стенки которого с внутренней стороны снабжены кирпичными выступающими ребрами.

Горячие газы, выходя из топливника в виде сосредото­ ченной струи (газовый фонтан), поднимаютса вверх и запол­ няют собою колпак. Соприкасаясь с охлаждающимися наруж­ ными стенками, газы охлаждаются и равномерно по всему периметру опускаются вниз, где они собираются в сборный подковообразный канал (сечение 4-4) и отводятся в дымовую трубу.

Лабораторные испытания этих печей показали весьма вы-, сокий к, п. д. их (около 90%). Однако после 2—3 лет экс­ плуатации печей системы проф. Грум-Гржимайло прогревае­ мость их значительно снижается. После разборки печей было обнаружено, что промежутки между внутренними кирпичными ребрами, а также и опускной подковообразный канал (рис. 122, сечения 6-6, 5-5, 4-4) сильно занесены сажей. Это, по-види- мому, и приводит к постепенному ослаблению прогреваемости печи.

Зарастание промежутков и канала сажей отчасти объяс­ няется тем, что быстро поднимающийся из топочного про­ странства тепловой поток, войдя под колпак печи, подвер­ гается удару и интенсивному охлаждению. Вследствие малой скорости падающего потока это приводит к налипанию сажи на внутренней поверхности перекрыши колпака и частично на его стенках.

Двухэтажные печи. Для упрощения обслуживания печей в двухэтажных зданиях можно применять двухэтажные печи.

279

Такая печь представляет собой две поставленные друг на друга печи с одним топливником, расположенным в первом этаже или в подвале. Однако вследствие своей громоздкости подобные печи распространения не получили.

Рассмотрим теперь некоторые вопросы, общие для всех теплоемких печей. Величина их массива определялась ранее

из расчета, чтобы при теплопотере помещения, равной 2/3 максимальной расчетной, обеспечивать поддержание в поме­ щении необходимой температуры воздуха при одной или двух двухчасовых топках в сутки. По ранее применяемой классификации первый тип печей называли печами большой теплоемкости, а второй тип —печами средней теплоемкости. При наинизшей расчетной температуре увеличение тепло­ отдачи печи достигалось увеличением числа топок или уве­ личением их продолжительности.

В настоящее время все теплоемкие печи рассчитывают на двухкратную топку в сутки при наинизшей расчетной температуре наружного воздуха и, как уже указывалось, подразделяются лишь по толщине стенок на тонкостенные и толстостенные.

Тонкостенные печи дешевле толстостенных и занимают меньше места. Кроме того, их можно устраивать полуиндустриальным или индустриальным способом. При колоссаль­

280