Лит.: Устименко Г. В., Земляная груша, М., 1960; Медведев П. Ф., Возделывание земляной груши в нечерноземной полосе, М., 1963.
Топинамбур: слева — общий вид растения, справа — подземная часть.
Топка
То'пка , 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 Т. представляет собой камеру, в которую подаётся топливо (твёрдое, жидкое, газообразное) и окислитель, обычно воздух. В Т. котлоагрегатов продукты сгорания отдают свою теплоту теплоносителю (воде, пару), циркулирующему по трубам, которые размещаются на стенах камеры. В печных Т. 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 Т. определяется по формуле:
где Qт — теплота сгорания топлива; a — коэффициент избытка воздуха; L 0 — теоретически необходимый расход воздуха; с т — средняя теплоёмкость топочных газов. Практически температура в Т. 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 Т., больше теоретически необходимого для горения . Для интенсификации горения применяется обогащение воздуха кислородом.
Основными характеристиками, определяющими эффективность и экономичность работы Т., являются форсировка, или тепловое напряжение сечения Т. (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 Т. котлоагрегатов подразделяют на 3 основные группы: слоевые, факельные и вихревые. Исторически первыми конструкциями котельных Т. были Т. 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 Т. 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 Т. 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) Т., 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 Т., в пылеугольных Т. во избежание шлакования конвективных поверхностей нагрева продукты сгорания должны иметь температуру меньшую, чем температура плавления шлака. Для этого стены Т. сплошь покрывают топочными экранами. Для удаления из Т. газообразных продуктов сгорания применяются дымовые трубы и дымососы . При газоплотном экранировании Т. 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/см 2 ). Значительно более высокие давления — 0,6—2,5 Мн/м 2 (6—25 кгс/см2 ) применяются в Т. высоконапорных парогенераторах парогазотурбинных установок . Основные характеристики Т. (1975) приведены в табл. О печных Т. см. в ст. Печь и в статьях об отдельных видах печей.
Основные характеристики топок (для котлоагригатов паропроизводительностью 75 т/ч и выше)
Класс Тип Топливо Коэффициент избытка воздуха Недожог, % Форсировка
Q/F ,
Гкал/(м2 ×ч) Тепловое напряжение топочного пространства
Q/V, Мкал/(м3 ×ч) Слоевые Факельные Вихревые С пневмозабросом и неподвижной решёткой С цепной решёткой Шахтно-цепная С горелками и сухим шлакоудалением С шахтными мельницами С жидким шлакоудалением С горизонтальными циклонами С предтопками ВТИ Слабоспекаемые каменные угли Сортовой антрацит Кусковой торф Каменный уголь Антрацит Мазут Природный газ Бурый уголь Фрезторф Каменный уголь Дроблённый каменный уголь Угрублённая угольная пыль Грубая угольная пыль 1,4 1,5 1,3 1,2 1,2—1,25 1,03 1,1 1,2 1,2 1,2 1,1—1,2 1,1—1,2 1,1—1,2 5,5 10 3 1—1,5 4,6 0,5 0,5 0,5—1 0,5—1 0,5 1,5 1,5 0,5 0,8—1 0,8—1 1,5—1,9 2—2,5 2—2,5 2—2,5 2—2,5 2—2,5 2—2,5 — 12—14 10—12 16 200—300 250—400 250—400 150 120 250 300—400 160 140 До 800 1100* 1100* 650—750*
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.
Топки
То'пки, город областного подчинения, центр Топкинского района Кемеровской области РСФСР. Расположен в 38 км к З. от г. Кемерово. Узел железнодорожных линий на Юргу, Ленинск-Кузнецкий, Барзас. 30 тыс. жителей (1974). Предприятия железнодорожного транспорта, механический и цементный заводы. Индустриальный техникум.
Топливная промышленность
То'пливная промы'шленность, совокупность отраслей промышленности, занятых добычей и переработкой различных видов топлива ; включает нефтедобывающую, нефтеперерабатывающую, газовую, угольную, торфяную и сланцевую промышленность. Т. п. — одна из важнейших отраслей тяжёлой промышленности . Роль топлива возрастает с развитием технического прогресса и неразрывно связанных с ним механизации, автоматизации, электрификации и теплофикации производства, обусловливающих интенсивный рост потребления энергии в народном хозяйстве. Горючее вещество, особенно нефть и газ, используются и как сырьё для химической промышленности.
В дореволюционной России (1913) общая добыча топлива (в пересчёте на условное) составляла 48,2 млн.т , в том числе дрова более 20%.
В СССР в итоге успешного выполнения первых пятилеток (1929—40) общая годовая добыча в 1940 достигла 238 млн.т условного топлива. Коренным образом изменилась структура Т. п. Возникла новая отрасль — газовая промышленность . В годы Великой Отечественной войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики нанесли огромный ущерб Т. п. За годы 4-й пятилетки (1946—50) предприятия Т. п. были восстановлены, в 1950 добыча топлива в СССР превысила уровень 1940 на 31%. В последующие годы опережающими темпами росли ведущие отрасли Т. п. — нефтедобывающая и газовая. Добыча топлива в 1975 увеличилась по сравнению с 1950 в 5 раз (см. табл. 1).
Табл. 1. — Добыча топлива по видам в СССР (в пересчёте на условное топливо — 7 тыс. ккал* , млн. т )
Годы Всего В том числе Нефть, включая газовый конденсат Газ Уголь Торф Сланцы Дрова 1913 1928 1940 1950 1960 1970 1975 48,2 54,2 237,9 311,2 692,8 1221,8 1590,3 14,7 16,6 44,5 54,2 211,4 502,5 701,8 — 0,4 4,4 7,3 54,4 233,5 345,7 23,1 28,2 140,5 205,7 373,1 432,7 490,4 0,7 2,2 13,6 14,8 20,4 17,7 16,9 — — 0,7 1,3 4,8 8,8 11,7 9,7 6,8 34,2 27,9 28,7 26,6 23,8
* 1 ккал. = 4,19 кдж.
