Механической топкой называется слоевое топочное устройство с колосниковой решеткой, в котором необходимые операции обслуживания выполняются с помощью тех или иных механизмов. Как известно, таких операций три:
Операция шурования для некоторых топлив не требуется или же ее удается избежать.
Топка может считаться в полной мере механической только при 100%-ной механизации всех операций обслуживания. Если какая-то доля ручного труда остается, то топку следует относить к категории полумеханических. Важно, чтобы средства механизации действовали автоматически и не требовали специального управления кочегаром на основе визуального наблюдения.
Есть типы топки шахтного типа с естественным движением слоя топлива под действием силы тяжести; они являются механизированными, но не могут называться механическими, так как лишены механизмов. В них можно сжигать лишь некоксующиеся и нешлакующиеся топлива с небольшим содержанием золы (древесину, древесную кору и кусковой торф). Такие типы топки в данной книге не рассматриваются.
К топкам не относятся внешние механизмы для подачи топлива в приемные топливные воронки (до питателей) и для удаления шлака из шлаковых бункеров (исключая те из них, которые представляют одно целое с топками).
В настоящее время в разных странах применяются следующие типы топок:
Первые три названные группы топочных устройств вошли в практику давно, остальные стали распространяться за последние 20 лет. Применение разных типов топок неодинаково в отдельных зонах и странах мира, что обусловливается, с одной стороны, наличием тех или иных сортов топлив, а с другой стороны, своеобразием направления технической мысли и привычкой к определенной организации топочного процесса.
Типы топок с цепной решеткой распространены везде, где имеются высококачественные каменные угли. Типы топок с переталкивающими решетками получили большое развитие в довоенной Германии и некоторых соседних с ней странах, поскольку одним из основных топлив являлись относительно малозольные бурые угли. В США, располагающих умеренно спекающимися битуминозными углями, долгое время имели преимущественно применение топочные устройства с нижней подачей. Типы топок с забрасывателями, с шурующей планкой, кольцевые и с вибрирующей решеткой появились в связи с использованием ухудшенных сортов топлив, на которых другие топочные устройства не смогли работать.
Имеются новые предложения в части слоевого сжигания. Так, во Франции рекламируется тип топки с кипящим слоем; у нас находится в стадии опытно-промышленного освоения топочное устройство с обращенным слоем на решетке из охлаждаемых водой труб.
За границей механические топки весьма разнообразны в конструктивном отношении. Это, безусловно, объясняется не только стремлением обеспечить наилучшие условия сжигания топлива, но и патентными, а также конкурентными соображениями многочисленных фирм, изготовляющих топочное оборудование. Ряд конструкций топок является слишком сложным, что затрудняет их эксплуатацию и ремонт.
В наших условиях широкая номенклатура топочного оборудования не может быть полезной. С целью унификации котлов, а также удешевления изготовления топок важно отобрать для производства ограниченное число типов топок.
Исходя из тенденций развития нашего и зарубежного котлостроения, проявившихся за последние 20 лет, можно сформулировать следующие требования, которым должны удовлетворять механические топки в современных условиях.
Простота устройства, малая металлоемкость, небольшая стоимость, высокая надежность в эксплуатации, долгий срок службы и несложность ремонта. Выполнение всех этих требований представляет весьма трудную задачу. Она может решаться как за счет усовершенствования существующих типов топок, так и за счет создания принципиально новых конструкций.