книги из ГПНТБ / Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция учеб. для вузов

§14. Виды топлива. Определение расхода топлива

Вотопительных генераторах широко используется твердое топ­ ливо. Для топки печей основным топливом еще являются дрова, применяются также специальные брикеты, уголь, торф, солома,

лузга и горючие газы, в отопительных котельных — обычно уголь и торф. В последние годы в СССР котельные переводятся на снаб­

Горючими элементами топлива являются углерод, водород и ле­ тучая сера. Азот в горении не участвует. Зола — негорючая часть топлива. Зола и влага — посторонние примеси (внешний балласт топлива). Азот и кислород — внутренний балласт топлива. Неже­ лательно присутствие в топливе серы. В результате соединения ее окисла с водой образуется серная кислота H2 S04 , разъедающая стальные элементы котлов, загрязняющая наружный воздух.

и топок в котлах (достаточный объем топочного пространства, хорошая очища-

мерной подаче воздуха в топку и переменной толщине слоя топлива, к потерям тепла с уходящими газами. Механические решетки обеспечивают относительно равномерную подачу топлива. Это нормализует процесс горения и облегчает ре­ гулировку топки. Наиболее совершенны топки с цепными решетками, находящи­ мися в постоянном движении к зольнику бункера.

Значительные потери происходят с отходящими газами, уда­ ляемыми в атмосферу при сравнительно высокой температуре (около 150°С), обусловленной неравномерностью сжигания топ­ лива и необходимостью предупредить в каналах конденсацию влаги из отходящих газов. Существенны потерн от химической не­ полноты сгорания, провала части несгоревшего топлива в зольник. Общие потерн—15—30% теплотворной способности топлива.

1 При определении Q$ (табл. 5-1 и 5-2) взамен буквенных обозначений под­ ставлять процентное содержание отдельных элементов в 1 кг топлива.

50

Часовой расход топлива gv, сжигаемого в генераторе,

(5-2)

где Q — тепломощность генератора, ккал/ч; ѵ\ — к. п. д. генера­ тора.

Т а б л и ц а 5-1

Характеристика твердого топлива

51

средняя отопительного периода для данной местности, °С; п — про­ должительность отопительного периода в днях (прилож. 3); 1000 — множитель для исчисления в т.

где -ф — коэффициент, учитывающий неполноту времени работы вентиляционной установки за отапливаемый период (для жилых зданий г}з — 0,55+0,75; для общественных — 0,44-0,65; для промыш­ ленных — определяется по фактической длительности рабочего вре­ мени предприятия).

Глава 6

ПЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

§ 15. Общая характеристика печного отопления

Отопительные печи довольно просты в устройстве, позволяют сжигать многие виды топлива, забирая для этого воздух из поме­ щений и организуя в последних воздухообмен. Тепловой к. п. д: но­ вейших печей доходит до 0,85.

Недостатками печного отопления являются: большая неравно­ мерность температуры воздуха в помещении во времени; необхо­ димость периодической чистки печей от золы и шлаков; значитель­ ная полезная площадь, отнимаемая печами и топливом; опасность отравления окисью углерода и пожароопасность.

Печное отопление сейчас допускается только в зданиях не выше двух этажей, главным образом пригородного характера, к которым нет централизованной подачи теплоносителя.

Существенно значение температуры внешних поверхностей печи. Уже при ^>70°С может пригорать пыль. Однако, если вертикаль­ ные поверхности гладкие (изразцовые), то на них допустима тем­ пература более 90° С (в детских и лечебных зданиях до 90°). Вы-

1 Для помещений, в которых имеются особо вредные химические выделения или из которых постоянно удаляется воздух от вентилируемого оборудования, значение fB.B принимается равным расчетной наружной зимней температуре, так называемый параметр Б (СНиП ІІ-Г. 7-62).

52

температура этих поверхностей допускается лишь во временных сооружениях и с периодическим пребыванием людей.

Печи делятся по их теплоемкости, по схеме движения газа и способу отведения его в атмосферу, по виду топливника, по форме

шими перерывами). В теплоемких топливо сжигают один или два раза в сутки, продолжительностью по 1,5—2 ч. Тепловая аккумуля­ ция теплоемких печей при их остывании должна компенсировать теплопотери помещений в перерывах между топками. При этом ко­ лебания tj, не должны превышать 3,0—2,5° С соответственно при одноразовой и двухразовой топках.

Теплоемкие печи устраивают кирпичные и блочные (из бетон­ ных, керамиковых и других элементов), снаружи оштукатуренные или покрытьіе изразцами, металлическими гладкими или гоф­ рированными кожухами.

По движению газов печи делятся на однооборотные (рис.6-1,а); двухоборотные (рис. 6-1,6); многооборотные с последовательным движением газов (рис.6-1,в); многооборотные с параллельным дви­

Многооборотные печи с последовательным движением охлаж­ дающегося газа требуют значительной тяги, имеют неодинаковые температуры поверхностей. Схемы, представленные на рис. 6-1, а, г, д, обусловливают излишне высокую температуру верхней зоны

кладки с дымоходами), так и каналов в толще каменных стен. Устраиваемая над печью насадная труба может отводить дым

63

в атмосферу непосредственно. В деревянных зданиях печи с насад­ ными трубами особенно удобны (отпадают коренные стояки).

В запрещенных сейчас для сооружения топливниках с глухим подом удовлетворительного горения дров, а тем более угля, торфа и брикетов осуществить нельзя. Условия сжигания топлива значи­ тельно улучшатся, если воздух для горения подвести под колосни­

В дополнение к загрузочной и поддувальной имеется и третья дверца — прочистная (между чистками заложенная кирпичом). Печь снабжена двумя шиберами: один для регулирования тяги, другой для плотного перекрытия насадной трубы. Коэффициент не­ равномерности теплоотдачи печи во времени M = 0,20.

Этот коэффициент определяется экспериментально и зависит от активного массива печи (масса материалов печи, аккумулирую­ щая тепло):

д | Фмакс QMIIH (6-1)

2Qcp

где QMUKC. QMIIH и Q C p — соответственно максимальная (после окон-- чания.топки), минимальная (перед началом) и средняя теплоот­ дачи печи, ккал/ч.

Характер изменения теплоотдачи печи примерно аналогичен изменению ее температурного поля; он отражает необходимость некоторого отрезка времени для прогреваемости кладки. Нарастание средней температуры последней идет быстрее, чем на поверхности печи.

пича в легком металлическом каркасе с листовой облицовкой (сталь, асбофанера) или глазурованными плитками, так и из раз­ личных блоков или изразцов. Температура на их внешних поверхностях доходит до 120° С. Такое повышение температур для этих печей признается допустимым, так как обеспечивает значительное уменьшение их габаритов.

Печь (рис. 6-2) имеет топливник « в е р х н е г о г о р е н и я», в ко­ тором сжигание всего загруженного топлива, почти одновременно охватываемого пламенем, происходит сравнительно быстро. Печам «верхнего горения», умеренного и особенно повышенного прогрева свойственна значительная неравномерность отапливания помеще­ ний. Последняя смягчается при затяжном (удлиненном) сгорании топлива (уменьшение подачи воздуха, направление его к нижним слоям топлива).

54

жаемого в шахтную топку. Регулирование подачи воздуха осу­ ществляется прикрытием поддувальной дверцы. Средняя дверца шуровочпая, верхняя— загрузочная. Зазор в верхней части внут­ ренней стенки топливника служит для удаления водяных паров,

вой деформации). Для снижения температуры на внешних по­ верхностях и большей теплоаккумуляцнн некоторые нстеплоемкие печи имеют изнутри футеровку из кирпича или огнеупорных плиток, а для увеличения теплоотдачи — наружные ребра. Не­ теплоемкие печи обычно состоят из топливника и поддувала, не имея внутренних дымоходов. Температура отводимых газов высока, снижен также к. п. д. печи. Для повышения последнего устраивают в помещении протяженные дымоотводные трубы из кровельной стали.

На практике применяются и комбинированные печи, одновре­ менно для отопления и хозяйственно-бытовых целей: кухонные плиты (с обогревательными щитками — группой каналов и без них; с духовыми шкафами или водогрейными бачками), универсальные «русские печи», банные печи «каменки» и др.

Печи и кухонные плиты массой до 750 кг устанавливают непо­ средственно на балках перекрытий; под печи большей массы необ­ ходимы специальные основания с глубиной фундамента 0,5 м. Печи второго этажа могут размещаться и непосредственно на печах пер­ вого этажа; толщина стенок последних прн этом не менее Ѵг кир­ пича. Газы от нижней печи пропускаются по каналу, оставляемому в кладке верхней печи. Чаще применяют обособленную установку верхних печей на металлических консолях, кирпичных сводиках, железобетонных плитах.

Кладка печей ведется вымоченным красным кирпичом на глинопесчаном растворе (1:1) со швами толщиной до 5 мм. Внутренние стенки топливников (на угле) — из огнеупорного кирпича на огне­ упорной глине с шамотом (1 : 1), швы — до 3 мм. В силу различия температурных деформации красный кирпич и огнеупорный не пе­ ревязываются. Обычный состав штукатурки печи 0,2 части асбеста, 12 ч. извести, 2 ч. песка и 1 ч. цемента. При металлическом фут­ ляре — окраска огнеупорным лаком.

Насадные дымоотводящие трубы (рис. 6-2) и отдельно стоящие коренные стояки сооружают при отсутствии каналов в стенах.

Печи соединяются с каналами во внутренних каменных стенах горизонтальными перекидными патрубками по двум металличе­ ским уголкам. Рукава длиной не более 2 м, с дверцей для про­ чистки. Минимальная толщина стенок вертикальных каналов Ѵг кирпича, а горизонтальных — 'Д кирпича. Целесообразно разме­ щение рядом с дымовыми и вентиляционных каналов; подогрев воздуха усиливает тягу в последних. Сечения дымовых каналов не

56

ствующим образом закрытое воздушное пространство) и «раз­ делки» (заполняют несгораемыми материалами — кирпичом, асбе­ стом и т. п.). У вентиляционных каналов разделки не обязательны, но отведение дыма в вентиляционные каналы не допускается.

При устройстве нетеплоемких печей необходим относ металли­

металлические печи на ножках высотой не менее 200 мм; защита

1 Пр и открытой отступке сгораемая стена или перегородка обивается войлоком, п р о п и ­ танным в глине, и листом стали (или оштукатуривается), при закрытой — о б л и ц о в ы в а е т с я кирпичом на ребро по войлоку .

С целью лучшего обогрева помещений интересна установка пе­

светлой площади у окон печи обычно размещают у внутренних стен, по возможности вынося топку в коридор. Печи у наружных стен осуществляют лишь в глубоких залах.

Печи целесообразно группировать (экономия дымовых труб, лучший вид здания). Следует сокращать число, коренных стояков, присоединяя к ним перекидные рукава. Желательно уменьшать число печей, отапливая одной печью два, даже три помещения, избегая, однако, обогрева основных помещений «вторым» теплом (открыванием дверей).

§ 1 7 . Подбор отопительных печей

Расчетную теплоотдачу печей с периодической топкой опреде­ ляют исходя из топки два раза в сутки, принимая за гн -среднюю наружную температуру самой холодной пятидневки (как для

57.

центрального отопления); для печей «затяжного горения» — с коэф­ фициентом, учитывающим перерывы в работе печи на время чистки

Чтобы амплитуда Аіа колебания температуры воздуха в поме­ щении не превышала допустимую, значение коэффициента нерав­ номерности M печи следует проверять по условию

1 Камера — внутреннее прогретое воздушное пространство печи, не сообщаю­ щееся с топочными газами.

58

ГОСТ 3262—62, бесшовные по ГОСТ 8734—54 и электросварные

а трубы большего диаметра — тонкостенные, бесшовные и электро­ сварные—по ГОСТ 8734—58 и ГОСТ 10704—63. Сортамент и дан­ ные о них есть в справочниках. Сварные трубы выдерживают дав­ ление 20 кгс/см2 — обыкновенные и облегченные и 30 кгс/см2— усиленные.

Резьбовые толстостенные трубы применяются условных диамет­ ров— от Ѵг До 2 Ѵ 2 " ; тонкостенные — внутренним диаметром от 70 до 1400 мм и бесшовные — больших диаметров.

59