Надежность работы котла во многом зависит от конструкции и работы топочных устройств. В зависимости от виду сжигаемого топлива и расположения относительно котла топочные устройства имеют различную конструкцию.
Топки классифицируются:
По способу расположения их относительно котла — на внутренние, внешние (нижние) и выносные;
По способу сжигания топлива — на слоевые (для твердого топлива), где топливо горит в слое на колосниковой решетке; камерные (для газообразного, жидкого, пылеобразного твердого топлива), где топливо горит во взвешенном состоянии; шахтные (для торфа и дров);
По способу удаления шлака камерные топки для пылевидного топлива — на топки с твердым и жидким шлако — удалением;
По способу загрузки топлива и организации обслуживания — на ручные; полумеханические и механические.
Топочные камеры по способу расположения горелок подразделяются на камеры с фронтальным, встроечным и угловым расположением.
Топочные экраны прямоточных котлов образуют радиационную поверхность нагрева, которая в котлах большой номинальной паропроизводительности разбивается на нижнюю радиационную часть (НРЧ), среднюю радиационную часть (СРЧ) и верхнюю радиационную часть (ВРЧ). В первых отечественных конструкциях прямоточных котлов (в основном докритического давления) применялась горизонтальная навивка экранов топочной камеры, предложенная профессором Л. К. Рамзиным. Обычно компоновка экранов предусматривала горизонтальное расположение труб, расположенных на фронтовой и задней стенах.
В котлах Рамзина трубная система в пределах НРЧ и ВРЧ не имеет промежуточных коллекторов. В современных прямоточных котлах сверхкритического давления применяются различные сх£мы экранирования топок. Эти схемы предусматривают применение как горизонтальных, так и вертикальных одноходовых и многоходовых трубных пакетов.
В некоторых котлах применяется комбинация различных схем экранирования топочной камеры. При выборе типа экранирования исходят из условий обеспечения максимальной надежности, устойчивости, экономичности и простоты конструкции.
Основным условием надежной работы топочных экранов является высокая скорость рабочей среды. Скорость рабочей среды выбирается таким образом, чтобы при растопочной нагрузке котла, равной 30 % номинальной, массовая скорость рабочей среды в наиболее обогреваемых трубных панелях была не менее 800—1000 кг-с/(м2-с).
В котлах с рециркуляцией рабочей среды растопочная нагрузка может быть уменьшена до 10—15 % при надежном охлаждении труб экранных поверхностей нагрева ре — циркулируемой средой. Схема с рециркуляцией позволяет повысить надежность и экономичность котла, особенно при работе на пониженной нагрузке и растопке.
К современным топочным устройствам котлов предъявляется ряд требований, и топочное устройство должно обеспечивать: заданную тепловую мощность и форсировку для выработки пара необходимых параметров; полное сжигание топлива с минимальными потерями от химической и механической неполноты сгорания; изменения удельной нагрузки котла в широком диапазоне; надежную и безопасную работу в условиях длительной эксплуатации и простоту в обслуживании; возможность применения резервного топлива; небольшой расход энергии на собственные нужды.