Прагляд зыходнага тэксту старонкі Топка

{{арфаграфія}}
{{перакласці|ru|Топка}}

[[Файл:Fire_tube_boiler.gif|міні|Схема паравознай топкі]]
[[Файл:Firebox_cutaway.jpg|міні|Разрэз паравознай топкі]]
'''Топка''' — прылада для спальвання арганічнага паліва з мэтай атрымання высоканагрэтых [[Дым|дымавых газаў]]. Атрыманая цеплавая энергія пераўтворыцца ў электрычную або механічную энергію, або ўжывецца для тэхналагічных і іншых мэтаў.<ref name="ВСЭ3">{{ВСЭ3}}</ref>

Топка (камера згарання) можа мець розныя памеры і форму. Гэтыя параметры задаюцца інжынерамі-цеплатэхнікамі. Галоўныя характарыстыкі камеры згарання — [[аб’ём]], цеплавая [[магутнасць]] і склад прадуктаў згарання (у тым ліку доля механічнага і хімічнага недапалу, якія зніжаюць [[Каэфіцыент карыснага дзеяння|ККД]] топкі, і доля [[Забруджванне атмасферы|шкодных рэчываў]]).

'''Фронтам''' (пярэдняй сценкай) топкі называецца бок, дзе размешчана загрузныя дзверцы і/або гарэлкі; у некаторых топак два фронты адзін насупраць другога. У процілеглай сценцы (задняй) звычайна ёсць адтуліну для выхаду прадуктаў згарання (у энергетычных [[Кацёл (тэхніка)|катлах]] называнае '''выхадное акно'''); часам газы выдаляюць у іншым кірунку, напрыклад, праз столь.

Ёсць закрытыя і адкрытыя топкі. Яны могуць размяшчацца ў [[печ]]ы, на [[паравоз]]е або ў стацыянарным катле.
[[Файл:Combustion_systems_for_solid_fuels.svg|міні|400x400пкс|Тэхналогіі спальвання арганічных паліваў]]

== Тыпы топак ==

=== Пластовыя топкі ===
{{Гл. таксама|Каласніковая рашотка}}

'''Паралаксная топка''' — топка, у якой гарэнне [[цвёрдае паліва|цвёрдага паліва]], загружанага пластом (звычайна на каласніковую рашотку), адбываецца ў струмені [[паветра]], якое пранізвае гэты пласт (звычайна, але не заўсёды, знізу ўверх)<ref name="ВСЭ3"/>. Гістарычна гэта першы тып спальвання паліва, які паходзіць ад першабытнага [[вогнішча]]. Паліва могуць загружаць ўручную, праз дзверцы, або механічна, з бункера (часта з дапамогай забрасывальнікаў). Для загрузкі ў бункер паліву надаецца патрэбная буйнасць драбненнем на драбнілках (не [[млын]]ах), або, наадварот, фарміраваннем пелет (гл. Пелетны кацёл). З пункту гледжання будовы [[каласніковая рашотка|рашоткі]] і характару руху па ёй [[паліва]] топкі могуць быць наступных разнавіднасцяў<ref>{{Кніга|год=1968|загаловак=Котельные установки|частка=Топочные устройства|старонак=352|старонкі=53—75|месца=М.|выдавецтва=Энергия|аўтар=Зах Р. Г.}}</ref>:
* З нерухомай каласніковай рашоткай і нерухомым пластом паліва (у тым ліку калі асобныя каласнікі могуць паварочвацца або рашотка трасецца) — для невялікіх катлоў (да 1-2 т/г [[пара|пары]]).
* З пластом паліва, якія рухаюцца па нерухомай рашотцы пад уздзеяннем [[Гравітацыя|гравітацыі]] (напр. па нахіленай рашотцы) або шуравальнай планкі. У '''шахтавых топках''' паліва паступае па меры выгарання з загрузнай гарлавіны, дзе яго падсушваюць і разаграваюць з частковым выхадам лятучых газаў<ref name="ВСЭ3"/>.
* З ланцуговай рашоткай (прамога (спераду назад) або зваротнага ходу).
*: Прымяняюцца для катлоў да 10-35 т/г і вышэй. Топкі з прамым ходам рашоткі адчувальныя да якасці паліва. Асноўная праблема — няпоўнасць згарання паліва.
Да рухомага пласта паліва можна падводзіць паветра нераўнамерна па ходзе руху, каб на кожнай стадыі гарэння лішак паветра быў аптымальны.

[[Гарэнне]] цвёрдага паліва заўсёды суправаджаецца выхадам лятучых газаў. Калі колькасць паветра, які паступае скрозь пласт, не вельмі вялікая, а таўшчыня палаючага пласта значная, частка гэтых газаў пры недахопе акісляльніка ([[кісларод]]а) не згарае (пры гэтым [[тэмпература]] зоны павышаецца да 1500—1600&nbsp;°C). Далей адбываецца [[Акісленне|аднаўленне]] [[вуглярод]]у па формуле <math>\mathrm{CO_2+C=2CO}</math>. Атрыманая такім чынам сумесь газаў пры даданні другаснага паветра можа эфектыўна гарэць, што, у прыватнасці, выкарыстоўваецца ў топках своеасаблівай канструкцыі піралізных катлоў.

Калі паралаксная топка не перафарсіравана (выдзіманне не занадта моцнае), механічны недапал складае 1—5 %, але пры спробе павялічыць цепланапружанне павелічэннем выдзімання можа дасягаць 50 %. Каб падаць большую колькасць паветра (інтэнсіфікаваць гарэнне) і пазбегнуць вынасу паліва (рэжыму ''пнеўматранспарта''), выдзіманне арганізуюць не з-пад каласнікі, а зверху на пласт паліва (''верхняе выдзіманне''). Каласнікі пры гэтым маюць патрэбу ў адмысловым астуджэнні, што можа быць рэалізавана вырабам іх з трубаў, уключаных у сістэму [[цепланосьбіт|цыркуляцыі]] катла.

=== Топкі з кіпячым пластом ===
Часам гэтыя топкі фармальна адносяць да пластавых, аднак стан паліва ў іх значна адрозніваецца<ref name="DDI">{{Кніга|год=1988|isbn=5-217-00078-3|аўтар=Двойнишников В. А. и др.|загаловак=Конструкция и расчёт котлов и котельных установок: Учебник для техникумов по специальности "Котлостроение"|адказны=В. А. Двойнишников, Л. В. Деев, М. А. Изюмов|месца=М.|выдавецтва=Машиностроение|старонак=264}}</ref>{{rp|41-42}}. У ўзыходзячым патоку [[газ]]у загрузка з [[Цвёрдае цела|цвёрдых]] часціц можа знаходзіцца ў трох станах:
* у заснулым, калі [[Скорасць|хуткасць]] газу малая і ён не можа падняць часціцы — характэрны для пластавых топак;
* у рэжыме пнеўматранспарта, калі часціцы пераносяцца з хуткім патокам газу — у камерных топках;
* у псеўдазвадкаваным стане пры сярэдняй хуткасці газу, калі ён пры праходжанні праз пласт «разсоўвае» часціцы і павялічвае яго таўшчыню, паніжаючы [[шчыльнасць]], але не здольны забраць часцінку за межы пласта. Гэты апошні рэжым і ствараецца ў топках кіпячага пласта.
У нізкатэмпературным (800—900&nbsp;°C) кіпячым пласце вельмі эфектыўна душыцца вылучэнне [[Аксіды азоту|аксідаў азоту]] і можна ўжыць '''пагружную паверхню''', да якой выключна высокі каэфіцыент цеплааддачы (нагрэтыя часціцы паліва датыкаюцца да яе непасрэдна, і частка цяпла перадаецца не [[канвекцыя]]й, а [[Цеплаправоднасць|цеплаправоднасцю]]). Для рэгулявання тэмпературы пласта, каб пазбегнуць шлакавання можна ўводзіць ваду і пар, але ў прынцыпе з-за высокай абразіўнасці гэтага пласта топкі з яго ужываннем да шлакавання не схільныя.

У кіпячы пласт ўводзяць значная колькасць інэртных напаўняльнікаў. [[Даламіт]] і [[вапняк]], напрыклад, звязваюць у карбанаты да 90 % аксідаў серы<ref name="DDI" />{{rp|41}}. Палівам могуць служыць [[вугаль]] (у тым ліку ў выглядзе рэштак у попеле ад нізкаэфектыўных катлоў), [[Гаручыя сланцы|гаручы сланец]], [[торф]], [[Драўніна|драўняныя]] і іншыя [[Цвёрдыя бытавыя адкіды|адкіды]]<ref name="enso">{{Cite web|url=http://www.energosovet.ru/entech.php?idd=47|title=Котлы с топками кипящего слоя|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170620021130/http://energosovet.ru/entech.php?idd=47|archivedate=20 чэрвеня 2017|work=ЭнергоСовет.ru|description=Описание и список котлов кипящего слоя бывшего [[СССР]]|accessdate=15 кастрычніка 2017|url-status=dead}}</ref>.

Топкі кіпячага пласта не адчувальныя да якасці паліва ў сэнсе яго хімічнага складу, але адчувальныя да аднастайнасці фракцыйнага складу часціц [[паліва]] і інэртнага засыпання<ref>{{Cite web|url=http://www.ng.ru/energy/2006-12-12/13_boilingpoint.html|title=«Кипящий слой» решает проблемы и энергетики, и экологии|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Qxcj5e1?url=http://www.ng.ru/energy/2006-12-12/13_boilingpoint.html|archivedate=14 лютага 2012|author=Лейкин В. З.|publisher=«[[Независимая газета]]»|date=2006-12-12|accessdate=15 кастрычніка 2017|url-status=live}}</ref>. Гарэнне ў гэтых топках больш інтэнсіўнае за звычайныя пластавыя, іх габарыты менш; аднак для іх трэба стварыць паветраразмеркавальную рашотку радыятара і [[вентылятар]] большай магутнасці. У ліку іншых недахопаў гэтага тыпу топак:
* вынас да 20-30 % усяго [[вуглярод]]у паліва (таму гэтыя топкі раяць ужываць пры магчымасці дапалу вынасу памерам 0-1 мм у працоўнай прасторы катла);
* зашлакоўванне міжсоплавай прасторы і саміх соплаў паветраразмеркавальных каласніковых рашотак пры недастатковым дынамічным напоры паветра;
* дужа вялікі абразіўны знос цеплаперадаючых паверхняў, асабліва высокі ў пагружных.
Эфект інтэнсіўнага гарэння, аналагічны назіранаму пры спальванні ў кіпячым пласце, можна атрымаць пастаянным устрасваннем каласноў з кавалкамі паліва любога памеру; але з-за зніжэння [[Трываласць|трываласці]] [[Металы|металу]] каласнікоў пры высокай [[Тэмпература|тэмпературы]] гэты спосаб цяжка практычна рэалізаваць.

Топкі кіпячага пласта пад [[ціск]]ам да 16 кгс/см2 з глыбокай ачысткай газу ад попелу могуць ужывацца для арганізацыі працы [[Газавая турбіна|газавых турбін]] на цвёрдым паліве (у складзе высаканапорнага парагенератара [[парагазавая ўстаноўка|ПГУ]])<ref name="fbc">{{Cite web|url=http://www.em-ea.org/Guide%20Books/book-2/2.6%20FBC.pdf|title=FBC boilers|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111027123029/http://www.em-ea.org/Guide%20Books/book-2/2.6%20FBC.pdf|archivedate=27 кастрычніка 2011|lang=en|format=pdf|description=Описание принципа работы котлов кипящего слоя и ЦКС|accessdate=15 кастрычніка 2017|url-status=dead}}(англ.)&nbsp;&#x20;<span id="cxmwAQk" tabindex="0">(pdf).</span>&nbsp;<span id="cxmwAQk" tabindex="0">— Описание принципа работы котлов кипящего слоя и ЦКС.</span>&#x20;<small id="cxmwAQk" tabindex="0">[http://www.webcitation.org/65QxgAk1w Архівавана] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20210125180738/https://www.webcitation.org/65QxgAk1w |date=25 студзеня 2021 }} з першакрыніцы 14 лютага 2012.</small></ref>

==== Цыркуляваны кіпячы пласт ====
Гэтая тэхналогія прамежкавая паміж звычайным кіпячым пластом і камерным спальваннем. Асноўная частка часціц пры гэтым завіслая ў кіпячым пласце, але выдзіманне троху больш моцнае; цыркуляцыя паліва ідзе па ўсёй вышыні топкі, і частка яго выносіцца. Для ўлоўлівання за топкай ёсць '''гарачы цыклон''', з якога цвёрдыя часціцы вяртаюцца ў зону гарэння. У цыркуляваны кіпячы пласт (ЦКП) таксама дазавана дадаюць вапняк для падаўлення аксідаў серы; аксіды азоту ў іх таксама вельмі нізкія і не патрабуюць спецыяльнага ўлоўлівання. Уплыў эрозіі меншы за звычайную топку кіпячага пласта. Выкід попелу з газамі невялікі (але патрабуе ўсё ж ўстаноўкі электрафільтраў). Недахопамі з’яўляюцца вялікі расход электраэнергіі на выдзіманне і вялікая складанасць вырабу і [[Аўтаматызацыя|аўтаматызацыі]] катлоў ЦКП; у [[Расія|Расіі]] яны ў цяперашні час не вырабляюцца.<ref>{{Cite web|url=http://www.ogk6.ru/about/estations/novocherkgres/social/ecology/cks.php|title=Что дает «циркулирующий кипящий слой»?|archiveurl=http://www.webcitation.org/65QxgzrHZ|archivedate=2012-02-14|work=публикация [[ОГК-6]]|description=Планы по введению технологии ЦКС на [[Новочеркасская ГРЭС|Новочеркасской ГРЭС]]}}</ref>

=== Камерныя (факельныя) топкі ===
Камерная топка зроблена звычайна ў выглядзе прамавугольнай прызматычнай камеры якая складаецца з вертыкальных сцен, столевага перакрыцця і халоднай варонкі або пода, выкладзеных з вогнетрывалых матэрыялаў. На ўнутраных паверхнях камернай топкі размяшчаюць топачныя экраны (зробленыя з трубаў дыяметрам 32-76 мм, у якіх цыркулюе катлавая вада), а таксама столевы або насценны радыяцыйны [[параперагравальнік]] (у [[Паравы кацёл|паравых катлах]]). Паліва ўводзіцца ў камерную топку разам з паветрам, неабходным для гарэння, праз гарэлачныя прылады, якія размяшчаюць на сценах топкі, а таксама па яе кутах. Паліва згарае ў струмені паветра (у факеле). У такіх топках спальваюць цвёрдае пылападобнага паліва, а таксама газападобнае і вадкае паліва. Пры спальванні пылападобнага паліва частка попелу выносіцца дымавымі газамі з топкі ў газахады катла; астатняя частка попелу выпадае з факела ў выглядзе кропель соку і выдаляецца з топкі або ў цвёрдым грануляваным выглядзе, або ў вадкім расплаўленым выглядзе, сцякаючы з пода топкі праз ляток ў шлакапрыёмнай прыладзе, запоўненае вадой. [http://img.encyc.yandex.net/illustrations/bse/pictures/02563/892330.jpg Схема камернай топкі] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20160305012637/http://img.encyc.yandex.net/illustrations/bse/pictures/02563/892330.jpg |date=5 сакавіка 2016 }}

'''Віхравая топка''', або цыклонная топка, — топка, у якой ажыццяўляецца спіральны рух газа-паветранага патоку, які нясе часціцы [[паліва]] і шлака. Віхравыя топкі ўжываюць як прадтопкі камерных топак на [[Цеплавая электрычная станцыя|цеплавых электрастанцыях]] і як тэхналагічныя печы, напрыклад, для абпалу медных руд. У віхравых топках часціцы паліва падтрымліваюцца ў завіслым стане за кошт апорнай сілы магутнага віхра, з прычыны чаго ў ёй не выпадаюць нават буйныя часціцы (5-10 мм і болей). У сучасных віхравых топках спальваюцца кавалкі цвёрдага паліва памерам 2-100 мм пры хуткасці струменя падаванага паветра 30-150 м/сек.

Утрыманне дробных ветразных часціц у топцы да іх глыбокага выгарання найбольш эфектыўна можна арганізаваць у цыклонных топках. Гэтая схема спальвання была прапанаваная ў [[Саюз Савецкіх Сацыялістычных Рэспублік|СССР]] у 1930-я гады прафесарам Г. Ф. Кнорэ.

Такія цыклоння топкі мелі шырокае распаўсюджванне пры арганізацыі пылавугальнага спальвання ў энергетычных катлах. Асаблівасцю гэтага падыходу была арганізацыя вадкага выдалення шлаку за кошт падтрымання ў цыклоннай топцы высокіх, да 1700—1800&nbsp;°C, тэмператур. Пры гэтым часціцы паліва прыліпаюць і выгараюць ў павольна сцякаючай па сценках топкі плёнцы вадкага шлаку.

== Экранаванне топак ==
{{У планах}}

== У культуры ==
[[Файл:Parovoz-El-629.jpg|міні|200x200пкс|Паравоз Е<sup>л</sup>−629, у топцы якога былі спалены Лазо, Сібірцаў і Луцкі ([[Усурыйск]])]]
* У 1920 годзе рэвалюцыянеры, змагары за савецкую ўладу на Далёкім Усходзе [[Сяргей Рыгоравіч Лазо|Сяргей Лазо]], [[Усевалад Сібірцаў]] і [[Аляксей Луцкі]] (паводле афіцыйнай савецкай версіі) былі спалены японскімі інтэрвентамі ў топцы паравоза Е<sup>л</sup>−629.
* У інтэрнэт-слэнгу слова «топка» обозначачает «кошык», месца, куды адпраўляецца усё непатрэбнае. Заклік «У топку!» (або Фтопку!) азначае адмоўнае стаўленне да прадмета, прапанову знішчыць яго ці прыбраць з вачэй далоў.

== Гл. таксама ==
* [[Топка Бельпера]]
* [[Камера згарання]]
* [[Топка каміна]]
* [[Віхравая топка]]

{{Зноскі}}

== Літаратура ==
* {{крыніцы/БелЭн|15|То́пка||488—489}}
* {{крыніцы/ТСБМ|5-1|498|То́пка}}
* {{ВСЭ3|То́пка, топочное устройство, топка огневая|26|79—80|аўтар=Розенгауз И. Н.}}
* {{крыніцы/БПЭ|То́пка|547}}

== Спасылкі ==
* [http://boilerbook.ru/topochnye-ustrojstva-kotlov.html Топачныя прылады катлоў] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20170922051900/http://boilerbook.ru/topochnye-ustrojstva-kotlov.html |date=22 верасня 2017 }}
* [http://www.vostokmedia.ru/news.details.php?id=20705 Мітынг у Усурыйску] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20070311002823/http://www.vostokmedia.ru/news.details.php?id=20705 |date=11 сакавіка 2007 }}
{{Бібліяінфармацыя}}
[[Катэгорыя:Цеплатэхніка]]
[[Катэгорыя:Будова паравоза]]