Определение водогрейного котла. Паровые и водогрейные котлы

Паровые котлы предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для обеспечения теплотой технологических потребителей, систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также в паровых двигателях в качестве рабочего тела.

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды, используемой главным образом для отопления зданий и в системах горячего водоснабжения. В последнее время водогрейные котлы широко применяются и для обеспечения технологических потребителей (в основном сушилок), не требующих высоких параметров теплоносителей. Это касается малых предприятий с общей мощностью теплового потребления в несколько МВт.

Котлостроение имеет многовековую историю, в течение которой происходило совершенствование конструкций по мере увеличения единичной мощности котлов, повышения параметров пара и требований к экономичности. Схемы работы различных паровых котлов показаны на рис. 22.1 в последовательности их исторического развития. На первом этапе использовались простые цилиндрические котлы (рис. 22.1, а), которые из-за небольшой площади поверхности теплообмена между продуктами сгорания и водой имели низкую производительность и, как следствие, большую удельную металлоемкость. Увеличение поверхности теплообмена при сохранении габаритов могло быть достигнуто использованием трубчатых поверхностей.

На следующем этапе развития конструкций котлов были разработаны газотрубные котлы (рис. 22.1, б), в которых внутри барабана 7, заполняемого водой, устанавливается пучок дымогарных труб 3 и жаровая труба с размещенной в ней топкой 2. Дымовые газы проходят по дымогарным трубам. Такие котлы использовались на паровозах, в малой энергетике (локомобильные электростанции) и т.п. Объем барабана (рис. 22.1 а, б) делится на водяное (внизу) и паровое пространства. Пар, образующийся на поверхности теплообмена, бар- ботирует через слой воды в паровое пространство, откуда отбирается потребителями. Свежая (питательная) вода подается в водяное пространство. Для нормальной работы необходимо сохранение баланса

Рис. 22.1. Принципиальные схемы паровых котлов: а - цилиндрический; б - газотрубный; в - водотрубный с естественной циркуляцией; г - водотрубный с принудительной циркуляцией; д - прямоточный; 7 - барабан котла; 2 - топка; 3 - дымогарные трубы; 4 - нижний барабан (коллектор); 5 - испарительные трубы; 6 - опускная труба; 7 - насос; 8 - коллекторные трубы; 9- трубы нагрева воды (экономайзер); 10 - трубы перегрева пара (пароперегреватель)

между расходом подаваемой воды и расходом отбираемого пара. Количество подводимой теплоты должно обеспечить нагрев воды и получение пара.

При установке пучка труб внутри барабана его диаметр ограничивает количество труб, т.е. ограничивает площадь поверхности теплообмена и, следовательно, производительность агрегата. Кроме того, наличие барабана большого диаметра препятствует увеличению давления получаемого пара. Поэтому развитие котлостроения пошло путем использования водотрубных котлов, в которых дымовые газы омывают трубчатые поверхности снаружи, а вода движется внутри труб. Вначале использовались котлы с наклонным пучком труб, в настоящее время используются преимущественно вертикально-водо- трубные котлы (рис. 22.1, в , г). Пучки кипятильных труб 5 в верхней части подсоединяются к верхнему барабану /, в который подается питательная вода. Не заполненное водой пространство барабана служит для сбора образующегося пара. В нижней части пучки труб привариваются к коллекторным трубам 8 или к нижнему барабану 4. Пар, образовавшийся внутри труб, должен быть выведен в паровое пространство котла (верхний барабан). Это достигается многократной циркуляцией воды по циркуляционному контуру котла. Циркуляция может быть естественной (см. рис. 22.1, в) и многократной принудительной (см. рис. 22.1, г). В обоих случаях в трубах с интенсивным парообразованием движение должно быть восходящим. При поступлении пароводяной смеси в верхний барабан пар отделяется от воды и поступает в паровое пространство, а вода по опускным трубам 6 опускается в нижний барабан или в нижние коллекторные трубы.

Естественная циркуляция происходит благодаря разности плотностей воды в опускных трубах р в и пароводяной смеси р см в кипятильных трубах. Движущий напор естественной циркуляции Ар ав, Н/м 2:

где Н - высота парообразующей части подъемных (кипятильных) труб, м.

Движущий напор расходуется на преодоление всех сопротивлений, возникающих при движении воды и пароводяной смеси. Режим циркуляции характеризуется скоростью циркуляции, которая равна скорости воды на входе в подъемную трубу, и кратностью циркуляции. Кратность циркуляции равна отношению расхода циркулирующей воды и паропроизводительности контура. Скорость циркуляции обычно равна 0,5-1,5 м/с. Кратность циркуляции 10-50. Параметры циркуляции определяются с помощью гидравлического расчета системы. Циркуляция в котле с многократной принудительной циркуляцией осуществляется с помощью циркуляционных насосов 7. Кратность циркуляции 5-10. Разработаны также прямоточные котлы (рис. 22.1, д) с принудительным прямоточным движением воды, пароводяной смеси и перегретого пара. В таких котлах отпадает необходимость установки барабана, что позволяет увеличить давление и температуру получаемого пара и снизить металлоемкость. Однако использование прямоточных котлов ограничено из-за более высоких требований к качеству питательной воды.

Таким образом, паровые котлы могут быть газотрубными и водотрубными. Водотрубные котлы, в свою очередь, подразделяются на котлы с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные. По паропроизводительности паровые котлы различают: малой производительности - до 7 кг/с; средней - 7-60 кг/с; большой - выше 60 кг/с. По давлению производимого пара различают: котлы низкого давления - до 1,4 МПа; среднего - 2,3-3,9 МПа; высокого - 9,8-13,7 МПа и сверхкритического - 25 МПа и выше.

Основные характеристики выпускаемых в РФ котлов стандартизованы . Каждый котел имеет свою маркировку в соответствии с ГОСТ 3619-82. Первая буква условного обозначения марки котла указывает тип циркуляции: Е - естественная циркуляция; Пр - принудительная циркуляция; А - прямоточный котел. Первое число указывает паропроизводительность в т/ч, второе - номинальное давление, третье - температуру перегрева пара. После чисел вводятся буквенные обозначения применяемого топлива (К - каменный уголь, Б - бурый уголь, М - мазут, Г - газ, С - сланцы, О - отходы, мусор, Д - другие виды топлива, МТ - многотопливные котлы) и тип топки (Р - слоевая топка, Т - камерная топка с твердым шлакоудалением, В - вихревая топка, Ц - циклонная топка, Ф - топка с кипящим слоем и т.п.).

Например, паровой котел с естественной циркуляцией паропро- изводительностью 10 т/ч с абсолютным давлением 1,4 МПа для производства насыщенного пара, со слоевой топкой для сжигания угля обозначается: котел паровой Е-10-1,4КР. Необходимо отметить, что до настоящего времени еще широко используются различные заводские маркировки котлов, прежде всего импортных.

Водогрейные котлы работают по прямоточной схеме. В общем случае водогрейный котел представляет собой набор последовательно соединенных теплообменных поверхностей, размещенных в топке и в газоходах в определенной последовательности, обеспечивающей наилучший тепловой режим.

До недавнего времени выпускались чугунные водогрейные котлы для котельных небольшой мощности (до 1,7 МВт) с температурой горячей воды до 115 °С и давлением 0,4 МПа. Котлы собирались из литых, полых чугунных секций, количество которых определяло мощность котла. Сборка обеспечивала необходимое направление движения воды и топочных газов. Марки и характеристики чугунных котлов приведены в .

В настоящее время выпускают преимущественно водотрубные стальные водогрейные котлы мощностью до 120 МВт с температурой воды до 150-200 °С и давлением 0,75-2,4 МПа. Маркировка водогг рейных котлов определена стандартом (ГОСТ 21563-93). Условное обозначение: КВ - котел водогрейный; Т - твердое топливо; М - жидкое (мазут); Г - газообразное и т.д. . Например марка КВ- ТР-10 обозначает котел водогрейный, на твердом топливе, мощностью 10 МВт (буквой Р обозначено наличие колосниковой решетки), а марка КВ-ГМ-20 - водогрейный газомазутный котел мощностью 20 МВт.

В России и других странах выпускается большое разнообразие стальных котлов, имеющих заводскую маркировку. Наряду с водотрубными, встречаются и газотрубные водогрейные котлы.

Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов применяются стальные водогрейные котлы большой тепловой мощности.


Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они работают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Конечная температура нагрева определяется условиями поддержания стабильной температуры в жилых и рабочих помещениях, обогреваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле. Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов температуру воды, подаваемой в них, повышают при снижении температуры окружающей среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70-104 до 150-170 °С. В последнее время имеется тенденция к повышению температуры подогрева воды до 180-200 °С.


Во избежание конденсации водяных паров из уходящих газов и связанной с этим наружной коррозии поверхностей нагрева температура воды на входе в агрегат должна быть выше точки росы для продуктов сгорания. В этом случае температура стенок труб в месте ввода воды также будет не ниже точки росы. Поэтому температура воды на входе не должна быть ниже 60 °С при работе котла на природном газе, 70 °С при работе на малосернистом мазуте и 110 °С при использовании высокосернистого мазута. Поскольку в теплосети вода может охлаждаться до температуры ниже 60 °С, перед входом в агрегат к ней подмешивается некоторое количество уже нагретой в котле (прямой) воды.


Наиболее широкое распространение получили газомазутные котлы типов КВГМ и ПТВМ.


Котлы типа КВГМ (рис. 6) тепловой мощностью 4; 6,5; 10; и 30 Гкал/ч (4,8-35 МВт) имеют горизонтально расположенную топку и поверхности нагрева с прямоточным принудительным движением воды. Технические характеристики приведены в табл. 5.


Котлы типа ПТВМ теплопроизводительностью 30-180 Гкал/ч (35- 0 МВт) выполняют с П-образной (рис. 7) и башенной (рис. 8) компоновкой. Водогрейные котлы ПТВМ-50, ПТВМ-100 и ПТВМ-180, выполняемые только с башенной компоновкой, имеют экранированную топку и расположенные над ней конвективные поверхности. Технические характеристики приведены в табл. 6.


Таблица 5. Технические характеристики водогрейных котлов типа КВГМ


Параметр

Теплопроизводительность, ккал/ч

Рабочее давление, МПа (кгс/см 2)

Температура воды, °С:

на выходе

Расход воды, т/ч

Гидравлическое сопротивление, кгс/см 2

Коэффициент полезного действия, %:

на природном газе

сернистом мазуте

Температура уходящих газов, °С:

на природном газе

сернистом мазуте

Расход топлива:

на газе, м 3 /ч

на мазуте, кг/ч



Рис. 6. Водогрейный котел КВГМ-20 (а ) и схема его водяного тракта (б ) : 1, 3, 7 - подовофронтовой, задний и боковые экраны; - топка; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - конвективные пучки; I, II- потоки воды


Таблица 6. Технические характеристики водогрейных котлов типа ПТВМ


Параметр

КВ-ГМ-30-150М (ПТВМ-30М)

Теплопроизводительность, Гкал/ч

Давление, МПа (кгс/см 2)

Температура воды, °С:

в пиковом режиме

в основном режиме на выходе

Расход воды, т/ч:

в пиковом режиме

основном режиме

Расчетный КПД котла (брутто), %,

при работе:

на мазуте

Компоновка котла

П-образная

Башенная

Количество газомазутных горелок, шт.

Количество дутьевых вентиляторов и

дымососов, шт.

2 вентилятора

и 1 дымосос

12 вентиляторов

16 вентиляторов

Габариты, мм:


Простейшая конфигурация котла и небольшое сопротивление конвективных пакетов позволили работать с естественной тягой, не требующей установки дымососов.


Для нужд отопления и горячего водоснабжения жилых, производственных и административных зданий применяются котлы стальные водогрейные КСВ ЗАО «Запсибгазпрома» (завод-изготовитель «Сибмет»).


Котел стальной водогрейный (КСВ) представляет собой трехходовой жаротрубнодымогарный котел, работающий с наддувом. Под избыточным давлением, обеспечиваемым вентилятором, подающийся для горения воздух, продукты сгорания отводятся из жаровой трубы через поворотную камеру в огневые трубы второго хода и далее через дымогонные трубы третьего хода в сажевую коробку, расположенную в задней части котла, откуда они поступают в дымовую трубу (рис. 9).


В качестве топлива можно использовать газ или мазут. Срок службы котла - 15 лет.


Основные технические данные котлов КСВ приведены в табл. 7 и 8. В России на рынке котлов широкое распространение получили также водогрейные жаротрубные котлы ОАО «Дорогобужкотломаш».


Таблица 7. Технические дхарактеристики котлов типа КСВ

Параметр

Номинальная тепло-производительность, МВт

Коэффициент полезного действиям, %, не менее

Минимальная температура воды, °С:

на выходе

Гидравлическое сопротивление, МПа (кгс/см 2)

Максимальное рабочее давление воды, МПа (кгс/см 2)

Расход топлива, (природный газ), м 3 /ч

Расход воды, м 3 /ч, не менее

Объем котла, м 3

Поверхность нагрева котла, м 2

Температура наружной поверхности кожуха (теплоизоляции), °С, не более

Исполнение котла (по стороне обслуживания)

Прав./лев.

Прав./лев.

Прав./лев.

Прав./лев.

Прав./лев.

Прав./лев.

Прав./лев.

Габариты, м, не более

Масса котла, кг, не более

Климатическое исполнение

по ГОСТ 15150 - 69

Горелка типа



Рис. 7. : 1 - топка; 3 - фронтовой и задний экраны; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - ступени ширмовой конвективной поверхности



Рис. 8. : 1, 4, 6 - задний, фронтовой и боковые экраны; - конвективные поверхности; 3 - дымовая труба; 5 - топка; 7 - нижний коллектор фронтового экрана; 8 - нижний коллектор заднего экрана


На рис. 10 представлены конструктивные схемы водогрейных газомазутных автоматизированных котлов, которые предназначены для выработки горячей воды с температурой 150 °С, используемой для отопления, горячего водоснабжения и технологических целей.


На рис. 11 представлены конструктивные схемы жаротрубных и водотрубных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш», в табл. 9 и 10 даны основные параметры и технические характеристики вышеуказанных котлов.


Таблица 8. Технологические и экологические характеристики котлов КСВ


Параметр

Фактическое значение

Нормированное значение по ГОСТ

Температура продуктов сгорания на выходе котла, °С

Пункты 1, 6 ГОСТ 10617-83 не менее 160

ГОСТ 10617-83 не более 130

ГОСТ 10617-83 не более 130

Теоретическое значение 4,0

Теоретическое значение 11,8 (при работе на газе)

Потери теплоты от химической неполноты сгорания на выходе топки, %

Пункты 1, 6, 4 ГОСТ 204-97 не более 0,4



Рис. 9. : 1 - передняя крышка; - сажевая коробка; 3 - поворотная камера; 4 - жаровая труба; 5 - горелочный конус с обмуровкой; 6 - дымогарные трубы; 7 - смотровой люк; 8 - смотровой люк; 9 - люк для очистки; 10 - прямой патрубок; 11 - обратный патрубок; 12 - патрубок дымохода; 13 - взрывной клапан; 14 - дренаж; 15 - основание; 16 - изоляция


Аналогичные водогрейные жаротрубные котлы для систем водяного отопления домов, коттеджей, производственных, торговых и складских помещений производит ЗАО «ЗИОСАБ», г. Подольск.


Основные характеристики и параметры даны в табл. 11.

Водогрейные котлы «Турботерм»

В настоящее время все большее распространение получают водогрейные котлы с автоматизированным горелочным устройством и комплектом автоматики безопасности и управления (АБУ-1), поставляемые потребителю.


Котлы «Турботерм» изготавливаются в диапазоне мощностей от 110 до 5000 кВт. Котлы спроектированы в расчете на длительный срок эксплуатации (более 15 лет).


Таблица 9. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 0,05 до 7,56 МВт


Вид топлива

Мощность, МВт

Температура воды, °С

Габариты (ДxШxВ), мм

котла, кг

Расход воды, т/ч

на выходе

КВ-ГМ-0,05-115Н

(Дорогобуж-50) * 1

1302 *6 x750x935 *2

КВ-ГМ-0,08-115Н

(Дорогобуж-80) * 1

1412 *6 x750x935 *2

КВ-ГМ-0,11-115Н

(Дорогобуж-110) * 1

1552 *6 x750x935 *2

КВ-ГМ-0,15-115Н

(Дорогобуж-150) * 1

2132 *6 x930x1242 *2

КВ-ГМ-0,25-115Н

(Дорогобуж-150) * 1

2132 *6 x930x1242 *2

КВ-ГМ-0,35-115Н

(Дорогобуж-350) * 1

2634 *6 x1040x1387 *2

КВ-ГМ-0,05-115Н

(Дорогобуж-500) * 1

2634 *6 x1040x1387 *2

КВ-ГМ-0,75-115Н

(Дорогобуж-750) * 1

3120 *6 x1250x1509 *2

КВ-ГМ-1,0-115Н

(Дорогобуж-1000) * 1

3120 *6 x1250x1509 *2

КВ-ГМ-2,32-115Н

(Дорогобуж-2000) * 1

3560 *6 x1684x2023 *2

КВ-ГМ-2,0-115Н

(Днепр-2000) * 1

4870 *6 x1960x2530 *2

КВ-Г-0,4-95Н * 1

1620 *6 x1605 *6 x2035

КВ-Г-1,0-95Н * 1

1620 *6 x1736 *6 x2583

КВ-Г-0,63-95Н * 1

КВ-Г-1,0-95Н *4

КВ-Г-1,16-95Н

3071 *6 x1650x2360

КВ-Г-2,32-95Н

4198 *6 x1650x2462

КВ-Г-3,48-95Н

4198/3745 *3 x3371/2100 *3 x3670/2500 *3

КВ-Г-3,48-95Н

4571 *6 x1728x2462

КВ-Г-4,65-95Н

4114 *6 x2320x3160

КВ-Г-7,56-95Н

5578 *6 x2320x3160

КВ-ГМ-4,65-150 *4

5000/4336 *3 x3000/2200 *3 x3800/3360 *3

КВ-ГМ-7,56-150 *4

6 500/5 872 *3 x3100/2 0 *3 x3 800/ 3 360 *3

КВ-Р-4,65-150 *4

КВ-Р-7,56-150 *4


*1 Котлы поставляются в обмуровке, обшивке, с запорной арматурой в пределах котла.


*2 Высота без запорной арматуры.


*3 Габариты трубной системы котла.


*4 Стандартная поставка: трубная система в комплекте с запорной арматурой.


*5 Масса металла котла с колосниковой решеткой (в скобках с решеткой РПК-1).


*6 Параметры без горелки.


Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д.т. - дизельное топливо.



Рис. 10.


Котлы сертифицированы в системе сертификации ГОСТ-Р, имеют сертификат соответствия №РОСС.RU.АЯ46.В18600, отвечают требованиям ГОСТ-Р и производятся серийно на заводе «Рэмэкс-Тепломаш» (г. Малоярославец) по ТУ 4931-001-32990435-96. Котлы «Турботерм» предназначены для замкнутых систем отопления и вентиляции, а также для систем горячего водоснабжения, рассчитаны на рабочее давление 0,6 МПа и температуру воды до 115 °С. Котлы работают под наддувом и предназначены для работы как на газообразном, так и на жидком топливе (включая мазутное) и обеспечивают нормируемые значения КПД по ГОСТ 10617-85.


Стальные водогрейные котлы марки «Турботерм» имеют горизонтальную реверсивную камеру сгорания с концентрическим расположением дымогарных труб. Для оптимизации тепловой нагрузки давления в камере сгорания и температуры отходящих газов дымогарные трубы оснащены турбулизаторами из нержавеющей стали (рис. 12). Современные теплоизолирующие материалы обеспечивают высокие теплотехнические характеристики котла.


Передняя крышка котла выполнена легкооткрывающейся на петлях. В зависимости от проекта петли крепятся справа или слева.


Таблица 10. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 11,63 до 9 МВт


Вид топлива

Мощность, МВт

Температура воды, °С

Расчетное давление воды на входе, МПа

Габариты (ДxШxВ), мм

Масса металла котла, кг

Расход воды, т/ч

на выходе

КВ-ГМ-11,63-150

КВ-Р-11,63-150

7430/8560x5210/5465x10410/9675

КВ-Д-11,63-150

12600x6600x10500

КВ-ГМ-23,26-150

КВ-Р-23,26-150

10860/12730x5210/5465x10410/9675

КВ-ГМ-35-150

16025/18630x5335/5335x12660/12660

КВ-ГМ-35-150 (ПТВМ-30М)

КВ-ГМ-58,2-150

10575x10000x14315

КВ-ГМ-58,2-150С

12300x10300x16490

КВ-Р-58,2-150

29840x9600x14170

КВ-Ф-58,2-150

32200x11520x13480

КВ-ГМ-69,8-150 (ПТВМ-60)

11050x8780x13245

КВ-ГМ-116,3-150

14680x9850x14365

КВ-ГМ-139,6-150 (ПТВМ-120)

11350x10700x17750

КВ-ГМ-209-150 (ПТВМ-180)

12000x17336x15600

Вариант с воздухоподогревателем.


Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д - деревоотходы


Таблица 11. Основные технические характеристики водогрейных котлов ЗАО «ЗИОСАБ»


Параметр

Значение

Номинальная теплопроизводительность,

кВт (Гкал/ч)

Рабочее давление, МПа

Минимальная температура воды на входе, °С

Максимальная температура воды на выходе, °С

Расход воды, м 3 /ч: номинальный

минимальный

Водяной объем котла, м 3

Гидравлическое сопротивление, кПа

Аэродинамическое сопротивление, Па

Потери тепла от наружного охлаждения q5 , %

Масса котла, кг

Объем топки, м 3

Разрежение за котлом, Па

Расход воздуха, м 3 , на горение газа (жидкого топлива)

(жидкого топлива, кг/ч)

Температура уходящих газов, не ниже, °С

Уровень звука в контрольных точках, не более, дБ




Рис. 11. а - жаротрубные КВ-ГМ-0,05÷2,32-115Н: 1 - корпус котла, - камера поворотная, 3 - газоход с шибером, 4 - горелочное устройство, 5 - входной патрубок, 6 - выходной патрубок, 7 - патрубки предохранительных клапанов, 8 - смотровой лючок; б - водотрубные КВ-Г- 0,4÷1,0-95 Н: 1 - корпус котла, - топка циклонная, 3 - газоход, 4 - крышка, 5 - глазок, 6 - входной патрубок, 7 - выходной патрубок, 8 - патрубок установки горелки; в - водотрубные КВ-Г-1,16÷3,48-95 Н: 1 - корпус котла, - газоход, 3 - горелочное устройство, 4 - кирпичная стенка, 5 - конвективный газоход, 6 - топка; г - водотрубные КВ-Г-4,65÷7,56-95 Н: 1 - корпус котла, - топка, 3 - кирпичная стенка, 4 - конвективный газоход, 5 - газоход, 6 - горелочное устройство


Топка (камера сгорания) имеет реверсивную конструкцию. Специально разработанная геометрическая форма и большой объем топки способствуют полному сгоранию топлива и образованию отходящих газов с низким остаточным содержанием вредных веществ.


Конвективная часть включает в себя пучки дымогарных труб оптимального диаметра, закрепленных в трубных досках, которые обеспечивают низкое сопротивление течению топочных газов (от 50 до 600 Па в зависимости от типоразмера котла).


Задняя (каминная) часть котла имеет люк, который обеспечивает простую очистку газохода.


Технические параметры котлов «Турботерм» даны в табл. 12.

Водогрейные котлы Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт

Это водогрейный моноблочный стальной жаротрубный котел с трехходовым движением продуктов сгорания для работы на природном газе, дизельном топливе или мазуте мощностью от 430 до 9300 кВт (рис. 13).


Факел горелки, работающей под наддувом, формируется вдоль горизонтальной топки от фронта котла.


Рис. 12. : а - общий вид; б - схема топки: 1 - передняя крышка, 2 - топка котла, 3 - дымогарные трубы, 4 - трубные доски, 5 - каминная часть котла, 6 - люк каминной части, 7 - горелочное устройство


Таблица 12. Основные характеристики и параметры котлов «Турботерм»


Мощность

Р раб, МПа

Т рабmax,

Масса без воды, кг

Габариты (ДxШxВ), мм

(ккал/ч). 10 3




Рис. 13.


Удлиненная горизонтальная нереверсивная цилиндрическая топка пригодна для монтажа практически любых дутьевых горелок, в том числе и ротационных.


Первый конвективный пучок жаровых труб возвращает продукты сгорания к фронту котла, а третий ход осуществляется вторым конвективным пучком стальных труб, направляющим продукты сгорания к газосборному коллектору в задней части котла.


Рабочее давление - 0,4 МПа (опрессовка 0,6 МПа).


Регулируемая температура сетевой воды - 100 ° С, максимальная - 110 °С.


Минимальная температура обратной воды 55 °C для природного газа, 50 °С для дизельного топлива.


Работает на газе, дизельном топливе, мазуте (возможно использование мазута Ml00 по отдельному запросу).


Основные технические характеристики и параметры котлов Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт представлены в табл. 13 и 14.


Таблица 13. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощнотью 430-1060 кВт


Параметр

Полезная мощность, кВт

Рабочее давление, МПа

Максимальное давление, МПа

Максимальная температура котловой воды, °С

Температура уходящих газов, °С

Расход природного газа, м 3 /ч

Расход жидкого топлива, л/ч

Объем котловой воды (примерный), л

Диаметр топки котла, мм

Длина топки котла, мм

Гидравлическое сопротивление, кПа:

минимальное

максимальное

Аэродинамическое сопротивление, кПа:

минимальное

максимальное

Диаметр амбразуры для присоединения горелки, мм

Масса без воды, кг


Таблица 14. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощностью 1220-9300 кВт


Параметр

Полезная мощность, кВт

КПД при номинальной мощности, %

Расход природного газа, м 3 /ч

Расход жидкого топлива, л/ч

Объем котловой воды, л

Диаметр топки котла, мм

Длина топки котла, мм

Гидравлическое сопротивление, кПа: минимальное

максимальное

Аэродинамическое сопротивление, кПа: минимальное

максимальное

Длина эмиссионной трубы горелки, мм, не более

Диаметр присоединения горелки, мм

Масса без воды, кг

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды и по характеру циркуляции воды (независимо от конструкции) являются прямоточными, то есть с однократным движением воды по отдельным его элементам. В этом их сходство с паровыми прямоточными котлами. Водогрейные котлы характеризуются в основном теплопроизводительностью, а также температурой нагрева воды и её давлением.

Выпускают чугунные и стальные водогрейные котлы.

Чугунные водогрейные котлы имеют небольшую теплопроизводительность (до 1,3 МВт) и применяются в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Они предназначены для нагрева воды до температуры 115 °С при рабочем давлении р 0,7 МПа. Чугунные котлы можно также использовать в качестве паровых с избыточным давлением пара р 0,06 МПа (ГОСТ 21563-93), при этом их оборудуют паросборниками.

Чугунные водогрейные котлы (рисунок 1) собирают из отдельных секций 1 , соединяемых между собой с помощью вкладышей-ниппелей, которые вставляют в специальные отверстия 2 и затягивают стяжными болтами 3. Такая конструкция позволяет подбирать требуемую поверхность нагрева котла, а также производить замену отдельных секций в случае их повреждения.

Рисунок 1 – Схема соединения секций чугунного котла

Чугунные котлы в отличие от стальных дольше противостоят коррозии за счет большой толщины стенки поверхностей нагрева, имеют небольшие габариты и могут компоноваться как с внутренними, так и с выносными топками. В котлах с внутренними топками топочные устройства размещают внутри поверхности нагрева (между секциями). Эти котлы предназначены для сжигания высокосортного топлива (каменных углей и антрацита). В котлах с выносными топками топочные устройства располагают вне поверхности нагрева, что позволяет достаточно эффективно сжигать низкосортные виды топлива с выходом летучих (торф, древесные отходы). При необходимости в чугунных котлах (при соответствующей небольшой переделке топки) можно сжигать газообразное и жидкое топливо; при этом несколько изменяются теплопроизводительность и КПД котла .

Существует большое разнообразие конструкций чугунных котлов в зависимости от формы, размера, числа и расположения секций. По конструктивному оформлению котлы можно разбить на две группы: малометражные с очень малой теплопроизводительностью, предназначенные для поквартирного отопления, и котлы шатрового типа более мощные, устанавливаемые во встроенных и отдельно стоящих котельных.

К Малометражным относятся котлы ВНИИсто-Мч, КЧММ-2 и КЧМ-2.

Чугунные котлы шатрового типа Предназначены для теплоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Вода в них нагревается до температуры 115 °С при давлении p≤0,7 МПа. Чугунные котлы в зависимости от вида сжигаемого топлива и степени механизации топочного процесса разделяются на три группы:

1) котлы с ручными топками для сжигания антрацита, каменных и бурых углей;

2) котлы с механическими и полумеханическими топками для каменных и бурых углей;

3) автоматизированные котлы для газообразного и жидкого топлива.

Стальные водогрейные котлы применяют в системах централизованного теплоснабжения. Их устанавливают в крупных квартальных и районных котельных, а также на ТЭЦ в качестве «пиковых». Теплопроиз-водительность стальных водогрейных котлов значительно выше, чем чугунных (до 209 МВт). Стальные водогрейные котлы теплопроизводительностью до 23 МВт используют для нагрева воды от 70 до 150 °С при давлении её на входе в котёл 1,6 МПа. Котлы теплопроизводительностью 35 МВт и выше предназначены для нагрева воды до 200 °С при максимальном давлении её на входе в котёл около 2,5 МПа.

Водогрейные котлы типа КВ-ТС, КВ-ГМ, КВ-ТСВ теплопроизводительностью до 35 МВт (30 Гкал/ч) работают под давлением воды до 2,5 МПа (25 кгс/см ), нагреваемой до 150 °С, и предназначены для покрытия теплофикационных нагрузок (отопления, вентиляции и горячего водоснабжения) промышленных и бытовых потребителей, а также удовлетворения нужд технологических процессов.

Котлы КВ-ТС-10, КВ-ТС-20, КВ-ТС-30, КВ-ТСВ-10, КВ-ТСВ-20,
КВ-ТСВ-30 представляют единую унифицированную серию горизонтальных водотрубных прямоточных котлов с принудительной циркуляцией, и отличаются глубиной топочной камеры и конвективной шахты. Котлы типа КВ-ТСВ комплектуются воздухоподогревателем.

Расчётным топливом для котлов типа КВ-ТС принят каменный уголь теплотворной способностью 22500 кДж/кг (5380 ккал/кг), для котлов типа КВ-ТСВ – бурый уголь теплотой сгорания 15900 кДж/кг (3700 ккал/кг). Вид и характеристика используемого топлива предопределяют необходимость применения подогрева воздуха, обязательного при работе котла на бурых углях с влажностью 25-40 %. Применение подогрева воздуха при работе котлов на каменных углях теплотворной способностью 25100 кДж/кг (6000 ккал/кг) и влажностью менее 25 % не рекомендуется из-за возможного пережога колосников.

Унифицированная серия горизонтальных, водотрубных, прямоточных котлов КВ-ГМ-10, КВ-ГМ-20 и КВ-ГМ-30 с принудительной циркуляцией спроектирована для работы на мазуте и природном газе. За исходные характеристики приняты:

Мазут М100. Состав рабочей массы: Сp= 83,0 %; Нp= 10,4 %; Оp+Np= 0,7 %; Sp= 2,8 %; Аp= 0,1 %; Wp= 3,0 %; Q = 38600 кДж/кг
(9240 ккал/кг);

Природный газ. Объемный состав: СН4= 89,9 %; С2Н6= 3,1 %; С Н = 0,9 %; С4Н10= 0,4 %; О2= 0,2 %; СО2= 0,3 %; Q = 36100 кДж/кг (8620 ккал/кг); Wp= 5,2 %.

Все котлы – для твёрдого, жидкого и газообразного топлива - сконструированы для поставки потребителю транспортабельными блоками с максимальной степенью заводской готовности. Горизонтальная топочная камера и вертикальный конвективный пучок разделены на два поставочных блока. Котлы типа КВ-ТСВ дополнительно включают один или несколько блоков воздухоподогревателя.

Поставочные блоки имеют рамы и другие устройства, обеспечивающие надёжную строповку при погрузо-разгрузочных работах и при монтаже с использованием грузоподъёмных механизмов. Маркировка блоков выполняется в соответствии со схемой разбивки котлов на поставочные блоки. Характеристика блоков приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики водогрейных котлов типа

Наименование

Марка котла

КВ-ТС-10

КВ-ТСВ-10

КВ-ГМ-10

Теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч)

Рабочее давление, МПа (кгс/см2)

Температура воды, °С:

На выходе

Расход воды, т/ч

Гидравлическое сопротивление,

Температура уходящих газов, °С

КПД, % брутто

Расход топлива, м3/ч, кг/ч

Поверхность нагрева, м2:

Радиационная

Конвективная

Воздухоподогревательная

Габаритные размеры, мм:

Масса блоков, кг:

Топочного

Конвективного

Воздухоподогревателя

В котлах нет несущего каркаса, благодаря чему достигнуто значительное снижение металлоёмкости. Каждый поставочный блок котла имеет приваренные к нижним коллекторам опоры, количество которых зависит от теплопроизводительности котла. Неподвижные опоры расположены в месте соединения топочной камеры и конвективного блока.

Котлы, предназначенные для работы на твёрдом топливе, комплектуются пневмомеханическими забрасывателями и цепными решётками обратного хода чешуйчатого (ТЧЗ-2,7/6,5; ТЧЗ-2,7/8,0) и ленточного типов ТЛЗ-2,7/4,0 для котлов КВ-ТС-20, КВ-ТСВ-20, КВ-ТС-30, КВ-ТСВ-30, КВ-ТС-10, КВ-ТСВ-10 соответственно.

Теплонапряжение топочного объёма в слоевых котлах тепло-проиводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч) составляет 350× 103 Вт/м3 , теплопроизводительностью 23,3 МВт (20 Гкал/ч) – 440× 103 Вт/м3 , теплопроизводительностью
34,9 МВт (30 Гкал/ч) – 520× 103 Вт/м3 .

Топки снабжены устройствами возврата уноса угольной мелочи и острым дутьём. Из двух бункеров, находящихся под конвективной шахтой, угольная мелочь эжектором возврата уноса по системе трубопроводов подаётся в топку. Воздух на эжектор и на острое дутьё в котлах теплопроизводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч), 23,3 и 34,9 МВт (20 и 30 Гкал/ч) подаётся вентилятором.

Применённые топочные устройства обеспечивают факельно-слоевое сжигание топлива, которое горит непосредственно на решётке (в слое) и во взвешенном состоянии в объёме топочной камеры. Процессы заброса топлива на колосниковую решётку, шурования слоя и удаления шлама механизированы. При работе топки на заднюю часть решётки забрасывается большая доля топлива, чем на переднюю. Благодаря принятому направлению движения полотна решётки (к фронту котла) обеспечивается более полное сжигание топлива при минимальном механическом недожоге.

Устройство котлов на примере котлов теплопроизводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч) показано на рисунке 2.

Горизонтальная топочная камера котлов в поперечном разрезе не превышает железнодорожный габарит. В газомазутных котлах топочная камера полностью экранирована. В котлах, работающих на твёрдом топливе, под и фронтовая стена топочной камеры не экранированы. Все экраны выполнены из труб диаметром 60 3 мм, присоединяемых непосредственно к коллекторам диаметром 219 10 мм.

Для организации движения воды по секциям экранов в коллекторах установлены перегородки. В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка, которая образует камеру догорания. Трубы топочных экранов размещены с шагом 64 мм, а экраны промежуточной стенки с шагами S1=128 мм и S2= 182 мм (установлены в два ряда).

Конвективная поверхность нагрева образуется конвективными пакетами, фестонным и задними экранами и расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками.

Рисунок 2 – Устройство котла КВ-ТС-10

А – продольный разрез; Б – схема циркуляции; 1 - боковой левый
экран, вход воды; 2 – боковой правый экран; 3 – поворотный экран;
4 – фестонный экран; 5 – пять левых секций конвективного блока;
6 – шесть правых секций конвективного блока; 7 – задний экран;
8 – забрасыватель топлива; 9 – цепная решётка; 10 – вентилятор острого дутья и возврата уноса; 11 – выход воды

Боковые стенки выполнены из вертикально расположенных труб диаметром 83 3,5 мм, расположенных с шагом 128 мм, объединённых камерами диаметром 219 10 мм. Эти трубы, в свою очередь, объединяют U-образные змеевики, выполненные из труб диаметром 28 3 мм. Змеевики расположены таким образом, что в конвективной шахте трубы образуют шахматный пучок с шагами S1 =64 мм и S2 = 40 мм. Цельносварная передняя стенка шахты, являющаяся одновременно задней стенкой топки, в нижней части разведена в четырёхрядный фестон с шагами труб S1 = 256 мм и S2 = 180 мм .

Рассмотрим конструкцию и параметры водогрейных котлов на примере продукции ОАО «Бийский котельный завод» (БиКЗ) (табли-
ца 2). Более подробно остановимся на производимой ОАО «БиКЗ» серии котлов «Гефест».

1.1.1 Комплектация котлов «Гефест»

Котлы водогрейные водотрубные КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп) и КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп) номинальной теплопроизводительностью 1,8 (1,55) и 2,5 (2,15), 3 (3,5) МВт (Гкал/ч) с рабочим давлением до 0,6 МПа (6 кгс/см2) предназначены для получения горячей воды с номинальной температурой на выходе из котла 95 °С, используемой в системах централизованного теплоснабжения на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назна­чения, а также для технологических целей предприятий различных отраслей.

Котлы являются представителями серии водогрейных котлов с одинаковым по­перечным разрезом и изменяющейся глубиной топочной камеры и конвективной шахты в диапазоне теплопроизводительности от 1,8 до 3,5 МВт.

Установка, монтаж, ремонт, реконструкция, модернизация и первый пуск кот­ла в эксплуатацию должны выполняться специализированной организацией в стро­гом соответствии с проектом котельной и с технической документацией котла и комплектующих изделий.

Пример условного обозначения котлов при заказе и в других
документах: котел водогрейный теплопроизводительностью 1,8 МВт;
2,5 МВт с темпера­турой воды на выходе 95 °С с топкой типа шурующая планка (ТШПм):

Котел КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп) ТУ 24.256-2003;

Котел КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп) ТУ 24.256-2003.

Комплектность котла должна соответствовать:

00.8009.108 - котлы КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп);

00.8009.113 - котлы КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп).

Таблица 2 - Комплектующие котлов водогрейных отопительно-производственных ОАО «БиКЗ»

Наименование оборудования ГОСТ/БиКЗ

Комплектация

Экономайзер стальной (чугунный) / воздухо­подогреватель

Вентилятор

Топочное устройство

Водоподготовительное оборудование

Примечание

1 КВ-0.4КБ КВС-0.4-

00.9050.330

-

Д-3.5М-1500. Входит состав блока котла

Ручная, встроена в блок котла

К-20/30 (Каменский металлозавод)

*ВПУ-1 или АНУ-35 (Теплоавтоматика,
г. Бийск)

Комплект автоматики

*золоуловитель ЗУ-2-1

2 КВ-0.6КБ ДЕВ-0.5-95Р

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.296

*К-45/30 (Каменский металлозавод)

*АНУ-35
(Теплоавтоматика,
г. Бийск)

Комплект автоматики

*золоуловитель ЗУ-2-1

3 КВр-0.7К КВЕ-0.7-115Р

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.495

1500 или
*Д-6.3-1500

Ручная, встроена в блок котла

*по проекту котельной

*ВПУ-1 или ВПУ-2.5

Комплект автоматики

*золоуловитель ЗУ-2-1

4 КВр-0.4КБ Гефест-0.4-95ТР

Блок котла в изоляции и обшивке

ВД-2.7-3000. Входит в состав топки

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*золоуловитель
1 Ц-1.5-400

5 КВМ-18КБ Гефест-1.8-95Шп

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.625

ВД-2.8-3000. Входит в состав топки

(6 кгс/см2)

*по проекту котельной

Комплект автоматики

*золоуловитель ЗУ-1-2; *система топливопо-дачи и ШЗУ по проекту котельной

6 КВ-Р-2.0-95 ДСЕВ-2.0-95ШГ

Блок котла в изоляции и обшивке

ВД-2.8-3000. Входит в состав топки

*ВПУ-3.0 или *АНУ-70

(Теплоавтоматика,

Комплект автоматики

*золоуловитель ЗУ-1 -2; *система топливо-подачи и ШЗУ по проекту котельной

7 КВ-Р-1.74-115 КЕВ-2.5-14-115
С-О(ПТЛ-РПК)

Блок котла в изоляции и обшивке

*БВЭС-1-2 (*ЭБ-2-94 И)

*ПТЛ-РПК-2-1.8/1.525

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*циклон ЦБ-16;

*система топливо-подачи и ШЗУ по проекту котельной

8 КВ-Р-17.4-115(150)

КЕВ-25-14-115 (l50)C(TЧЗM)

3 блока: конв. блок / передн. топочн., блок / задн. топочн. блок либо россыпью

БВЭС-V-I (*ЭБ-1-646И)/*ВП-0-228

ВДН-12.5-1000

*ТЧЗМ-2.7/5,6

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*циклон ЦБ-42 (2 шт.);

*система топливо-подачи и ШЗУ

По проекту котельной

Продолжение таблицы 2

Наименование

Оборудования

ГОСТ/БиКЗ

Комплектация

Экономайзер стальной (чугунный)/ воздухо­подогреватель

Вентилятор

Топочное устройство

Водоподготови-тельное оборудование

Автоматика управления и безопасности

Примечание

9 КВм-1.8Д Гефест-1.8-95ТДО

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.579

(2 шт: один входит в состав топки, другой вхо-дит в состав котла)

Р=0,6 МПа
(6 кгс/см2)

*по проекту котельной

Комплект автоматики

Золоуловитель
ЗУ-1 -2 |

10 КВ-Д-К 74-1 15 КЕВ-2,5-14-1 15-0

Блок котла в изоляции и обшивке

Предтопок

Скоростного

* по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*циклон ЦБ-16

11 КВ-Д-4.65-115 КЕВ-6,5-14-1 15МТ-0

Блок котла в изоляции и обшивке

ГМ-2.5сЗЗУ. Входит в состав блока котла

Предтопок

Скоростного

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

* циклон ЦБ-42

12 Ква-0.25Гн Астра-В-0.25Гн

Блок котла в изоляции и обшивке 00. 9050.410

Входит в состав горелки

WG40 с удлинением на 100 мм (Weishaupt)

(Каменский

Металлозавод)

Комплект автоматики

13 КВа-0.55Гн КВС-0,55-95Гн

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.385

ГБГ-0.6 (г. Брест)

(Каменский

Металлозавод)

*ВПУ-1,0 или АНУ-35

(Теплоавтоматика,

Комплект автоматики

*оборудование

Подготовки топлива по проекту котельной

14 КВ-0.7ГН КВЕ-0,7-115Гн

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.505

ГГ-1 (г. Мытищи). Входит в состав блока котла

*ВПУ-1,0 или *ВПУ-2,5

Комплект автоматики

*оборудование подготовки топлива по проекту котельной

15 КВа-2.5Гс Прометей-2,5-ПэГс

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.595

Входит в состав горелки

G9/1-D (Weishaupt)

*по проекту котельной

Комплект автоматики

*оборудование подготовки топлива по проекту котельной

16 КВ-1.6Г**ДЕВ-1,4 -95Г

Блок котла в изоляции и обшивке 00. 9050.313

*Д-6,3-1500 без экономайзера или
*ДН-8-1500 с экономайзером

ГГ-2 (г. Мытищи). Входит в состав блока котла

*ВПУ-3,0 или *АНУ-70 (Теплоавтоматика, г. Бийск)

Комплект автоматики

*оборудование подготовки топлива по проекту котельной

17 Е-4-1,4ГМ ДЕВ-4-14ГМ-0

Блок котла в изоляции и обшивке 00.9050.236

*БВЭС-1-2(ЭБ-2-94И)

ГМ-2,5 с ЗЗУ.

Входит в состав блока котла

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*по проекту котельной

*оборудование подготовки топлива по проекту котельной

Примечания:

1 Изделия в таблице, отмеченные знаком *, не входят в заводской комплект поставки (компоновку), поставляются отдельным транспортным местом по дополнительному договору с заказчиком

Комплектность может быть изменена по согласованию с заказчиком. В комплект котла входят:

Блок котла в обшивке и изоляции;

Механическая топка с шурующей планкой (ТШПм) с комплектующими (вен­тилятор, воздуховод);

Комплект автоматики;

Предохранительная и запорно-регулирующая арматура, контрольно-измерительные приборы.

Блок котла, рама, топка и отдельные узлы, входящие в состав котла, но не установленные на блоке и топке из-за условий транспортировки, поставляются от­дельными грузовыми местами, а запорная арматура, контрольно-измерительные приборы, сборочные единицы и детали поставляются упакованными в ящики со­гласно комплектовочным ведомостям котла и топки (ДВК).

Виды водогрейных котлов (паровые, газовые и др.), эксплуатация.

Водогрейные котлы предназначаются для отопления индивидуальных жилых помещений, общественных зданий небольшого размера, а также таун-хаусов. По большей части, их устанавливают в районах без центрального отопления, либо там, где возведение котельной не является целесообразным. Так или иначе, водогрейными котлами (вне зависимости от их конструкции и исполнения) называют устройства, которые за счет своих технических характеристик вырабатывают тепло при сжигании определенного топлива, после чего передают тепловую энергию теплоносителю, коим является обычная вода. В свою очередь, при осуществлении циркуляции воды по трубной системе отопительного контура, помещение нагревается до определенной температуры.

Конструкция водогрейных котлов

В настоящее время в российских магазинах можно обнаружить водогрейные котлы, которые имеют более-менее одинаковую конструкцию. Различия будут наблюдаться лишь в пиковой мощности устройства, а также в его производителе, который может быть как отечественным, так и зарубежным. Что касается конструктивных особенностей, то современный котельный аппарат представляет собой чугунный или толстолистовой стальной теплоизолированных корпус с теплообменником. Именно в теплообменнике осуществляется нагревание воды (теплоносителя), которая после достижения определенной температуры начинает поступать в отопительную систему.

Многие модели водотрубных и жаротрубных котельных аппаратов двухконтурные, хотя и одноконтурных моделей хватает. Если аппарат имеет два контура, то горячая вода будет поступать не только в отопительную систему, но и в водопровод, после чего может использоваться в бытовых целях. Также, конструкция отдельных моделей предусматривает наличие специальных циркуляторов, интенсифицирующих водооборот. Кроме того, в аппарате могут быть предусмотрены мембранные расширительные баки. Незначительные отличия в конструкции могут наблюдаться при реализации возможности использовать различное топливо, будь то газ, твердое топливо, жидкое топливо или электричество. Большой популярностью пользуются универсальные модели, который фактически «всеядны». Независимо от того, какое топливо будет использоваться, котельный аппарат должен иметь «на борту» систему, которая будет автоматически поддерживать процессы горения.

Классификация водогрейные котлов

Чаще всего котлы водогрейные классифицируют по виду используемого горючего, а также по месту размещения и предназначению.

1. По виду топлива

Твердотопливные водогрейные котлы на дровах, на опилках, на пеллетах, на угле, на древесных отходах. .

Предназначаются для частного дома или для бани, что объясняется необходимостью выделения большой площади для их установки, а также для размещения необходимых запасов топлива.

Котельные аппараты на жидком топливе (на отработанном масле или на отработке, на мазуте, на дизельном топливе).

Используются для отопления частных жилых домов, что объясняется аналогичными причинами. Разница лишь в том, что в соответствии с правилами ГОСТ и ПУБЭ жидкое топливо должно храниться на безопасном расстоянии от котельного аппарата, во избежание взрывоопасных ситуаций.

Котлы газовые водогрейные, использующие природный или сжиженный газ. Могут использоваться как в частных домах, так и в квартирах и таунхаусах.

Электрические котельные аппараты, использующиеся для обустройства отопления небольших коттеджей и городских квартир.

2. По назначению

Промышленные котельные аппараты высокой мощности, которые используют пар в качестве основного теплоносителя. Часто их называют паровыми котлами. Их мощность измеряется не в кВт, а в мВт. Например, есть модели на 5 мВт и на 40 мВт, справляющиеся с гигантским объемом работы. За работой подобных устройств обязательно следит профессиональный оператор или машинист, имеющий в наличии все необходимые режимные карты и инструкции для проведения быстрого ремонта своими руками. Кроме того, в его задачу входит перевод котла в водогрейный режим и в водно химический режим, консервация, очистка поверхности нагрева, промывка, тестовая растопка, обвязка, проверка арматуры, утилизатора, каминной топки, барабана, печи и т.д.

Бытовые котельные аппараты малой мощности и средней мощности, которая на порядок меньше, чем у котлов промышленного назначения. Предназначаются для отопления бытовых помещений, имеющих определенную площадь.

3. По месту размещения (по исполнению).

Напольные водогрейные аппараты. Стационарные котлы, которые могут работать на самом различном топливе.
Настенные водогрейные аппараты. Навесной вариант, применяющий в качестве энергоносителя электричество или газ.

4. По методу нагрева воды

Проточные устройства, нагревающие воду до определенной температуры при прохождении теплоносителя через нагревательный элемент.

Устройства с накопительными баками, где нагрев воды обеспечивается аккумулирующими баками той или иной емкости. Наполнение баков водой происходит по мере расходования.

Напольные водогрейные котлы

Напольные аппараты водогрейного типа работают на газе, на жидком или на твердом топливе. Данный вариант котельного оборудования должен устанавливаться исключительно в отдельном помещении, плюс отдельное помещение должно выделяться для хранения твердых и жидких видов топлива. Во втором случае помещение в обязательном порядке должно оснащаться противопожарными средствами, предусмотренными правилами, нормативами и требованиями СНиП. Напольные котлы оснащаются всеми необходимыми средствами управления и автоматизации, которые позволяют получать доступ к котельному помещению только при возникновении экстренных ситуаций. Дополнительные удобства обеспечиваются наличием автоматических систем регулирования уровня нагрева воды, на основе анализа температуры на открытом воздухе и в помещении. Также, существуют специализированные программные устройства, переводящие систему в необходимый режим на основе заранее прописанной программы действия.

Настенные водогрейные котлы

Если напольное котельное оборудование требует выделения отдельного помещения для их монтажа, то настенные устройства могут устанавливаться в ванной, в прихожей, на кухне и т.д. Определение помещения для установки будет обуславливаться как выбранным видом энергоносителя, так и вопросом элементарного удобства размещения. То есть, пользователю нужно решить, где эксплуатация водогрейных котлов будет для него более комфортной. Электрические и газовые аппараты могут иметь достаточно большую мощность, которой хватит на поддержание заданной температуры в помещении, плюс на обеспечение горячим водоснабжением как городской квартиры, так и большого загородного дома. Для нагрева воды в таких котлах может использоваться проточный метод или бойлерный метод. В первом случае речь будет идти об использовании нагревательного элемента, через который проходит вода. Во втором случае используется бойлер или накопительный бак, в котором нагревается теплоноситель. Бак заполняется по мере того, как будет расходоваться горячая вода.

Настенные котлы газового типа

Газовые настенные котельные аппараты могут быть одноконтурными (отопление) и двухконтурными (отопление и горячая вода). Также, различия между ними могут наблюдаться в системе подачи воздуха. Есть устройства с закрытой и открытой камерой сгорания. В первом случае используемый для поддержания процессов горения воздух забирается с улицы, а во втором случае – непосредственно из помещения. Настенные системы содержат в компактном корпусе все необходимые элементы котельной, выполненные в миниатюре. В их число входят элементы автоматического управления, системы безопасности (на случай аварийной остановки водогрейного котла), система вывода продуктов горения, насос, расширительный бак, газовая горелка и т.д.

Настенные котлы электрического типа

Котельное оборудование электрического типа в конструктивном плане заметно проще, чем газового типа. Оно характеризуется большей экологичностью, безопасностью и простотой использования. Главными элементами электрических устройств являются:

— Теплообменник. Водяной бак, внутри которого смонтированы электронагревательные элементы.

— Блок управления, а также регулирующие приборы, отвечающие за параметры используемого теплоносителя.

Главными преимуществами подобных устройств являются простота использования, большие сроки службы и сроки эксплуатации, а также возможность автоматизации подавляющего большинства процессов. Кроме того, стоит упомянуть по легкости установки и подключения, малом весе и компактных размерах. Электрические котельные аппараты можно устанавливать не в отдельных, а непосредственно в жилых или в подсобных помещениях. Среди недостатков подобных устройств можно выделить зависимость от электроэнергии, которая должна подаваться стабильно, а также высокую цену электроэнергии, в сравнении с другими видами энергоносителей.

Настенные котлы конденсационного типа

Данные устройства, наравне с пиролизными аппаратами длительного горения, приобрели огромную популярность в последнее время. Конденсационные котлы европейского производства обладают высочайшей эффективностью, а также завидной экономичностью. Высокие показатели КПД объясняются использованием уникального принципа работы, предусматривающего нагрев рабочей среды до максимальных температур. При этом тепло выделяется не только от сгорания самого энергоносителя, но и от нагрева конденсирующихся водяных паров. Кроме того, в работе задействовано тепло, которое уходит вместе с отводящимися продуктами горения. Реализация данного принципа, по праву считающегося инновационным, позволяет увеличить коэффициент полезного действия системы на 15 процентов, в сравнении с настенными устройствами традиционного типа. Правильное использование подобной аппаратуры резко уменьшает расход топлива, а также снижает количество выбросов в окружающую среду. Конденсационные котлы работают на природном или сжиженном газе, причем камера сгорания в них закрытая. Паровой водогрейный котел имеет в комплекте расширительный бак, циркуляционный насос, система обеспечения безопасности. Конденсационные аппараты характеризуются компактностью, современным дизайном, простотой управления и удобством обслуживания.

Плюс ко всему, производители оснащают их различными средствами автоматизации. При этом газовые котлы все также остаются потенциально опасными из-за угрозы взрыва. Зато они характеризуются высочайшей скоростью нагрева воды и экономичностью использования (при условии установки экономайзера).

Электрические водогрейные котлы

Электрические котельные аппараты очень популярны на территории Российской Федерации. На нашем рынке их предлагает целый ряд производителей, выпускающих устройства для теплоснабжения загородных коттеджей и частных домов. С помощью электрических котельных устройств становится возможным обеспечить помещение как теплом, так и горячей водой, вне зависимости от наличия централизованного горячего водоснабжения на участке.

Конструкция электрических котлов заметно проще, чем газовых аппаратов. Их не нужно регулярно обслуживать, они не взрываются, работать с ними легко и удобно. Да и в плане экологичности они могут дать фору газовым котлам.

Конструкция электрических моделей включает в себя:

— Теплообменник – бак со встроенными тэнами (теплоэлектрическими нагревателями).

— Шкаф управления и автоматики, который позволяет поддерживать температуру в доме на определенном уровне без необходимости постоянного контроля за ней.

Помимо воды, в качестве теплоносителя электрические котельные аппараты могут использовать незамерзающую жидкость, что более предпочтительно. Подобные устройства можно разделить по видам нагревательных элементов, которые в них используются.

Трубчатые ТЭНы. Теплоэлектрические нагреватели, заполненные специальным проводником, который будет нагреваться при контакте с электрическим током. Данные элементы будут нагревать проточную воду на постоянной основе, пока они подключены к электросети. Трубчатые нагреватели используются при обустройстве комбинированного отопления. Днем такая система дает тепло от газового, жидкотопливного (дизельного, газомазутного) или твердотопливного (угольного, дровяного) котла, который характеризуется большей экономичностью. Ночью же, когда тарифы на электроэнергию снижаются, система поддерживает тепло на электричестве.

Электроды. Котельные аппараты электродного типа осуществляют нагрев теплоносителя при возникновении ионного потока между электродами, о чем вы можете прочитать в описании. Их плюсом является отсутствие теплоэлектрических нагревателей, но поскольку теплоноситель – важная часть электроцепи, его нужно подготавливать специальным образом. В воду добавляются соли в заданном количестве, до достижения необходимой концентрации.

Итак, основными преимуществами электрических котельных аппаратов являются их невысокая стоимость, простота использования, легкость монтажа, компактность и малый вес, а также отсутствие необходимости выделять для их размещения отдельное помещение.

Конкретные марки и производители

Сегодня производители предлагают своим клиентам купить целый ряд водогрейных аппаратов, каждый из которых обладает своей принципиальной схемой. В продаже имеются отечественные и зарубежные (итальянские, немецкие, финские) котельные аппараты, каждый из которых проходит производственные испытания, техническое освидетельствование и процедуру сертификации. Особое значение имеет проведение гидравлических испытаний образцов, включающих пуск, продувку, проверку реакции на кислотные среды и щелочение, тепловой расчет. Перед пуском водогрейные котлы промываются. Все это позволяет производителю получить паспорта и сертификаты на свою продукцию, позволяющие продавать ее по всему миру, включая Российскую Федерацию. Что касается конкретных изготовителей теплофикационного котельного оборудования (профессионального, а не самодельного), то сегодня проектированием и выпуском занимаются многие компании. Особо стоит выделить продукцию КВА, ДКВР, ПБ, ПТВМ, КВР, КВГ, КВГМ, ТВГ, КЧМ, Rex, Универсал, Братск, Лемакс, Студент Гидравлик, Аристон, Зиосаб, Термотехник, Энергия 3, ОКОФ, Сибирь, Титан, КОВ СТ, Мимакс, НИИСТУ 5, Vitomax 200, Vitoplex 100, Loos, Wolf, Ici, Baxi, Buderus, Viessmann.

Котёл – немаловажная составляющая системы отопления, от которой зависит эффективность ее работы. Сегодня одним из самых распространённых видов отопления является водяное, что объясняет растущую популярность использования водогрейных котлов.

В продаже можно увидеть самые разные агрегаты, отличие между которыми состоит в используемом теплоносителе, конструкционном исполнении, технологии установки и т.п.

Предназначение

Водогрейный котёл применяется для обогрева малогабаритных строений, коттеджей и таун-хаусов. Обычно подобные агрегаты применяют при отсутствии центральной отопительной системы или в ситуации нецелесообразности строительства котельной. Помимо отопления их используют в системе горячего водоснабжения.

Водогрейный котёл – это прибор для нагрева воды под давлением, т.е. без возможности ее кипения.

Теххарактеристики

К основным характеристикам водогрейных котлов относятся:

Теплопроизводительность (тепловая мощность)

Это количество тепловой энергии, которое может быть передано теплоносителю за единицу времени. Единица измерения теплопроизводительности – киловатт. Данный показатель можно найти в паспорте изделия.



В зависимости от тепловой мощности котлы бывают малой, средней и большой мощности.

Температура теплоносителя

Выделяют номинальную и минимальную температуру воды на входе в котёл. Номинальная температура – это температура, которую должен обеспечивать прибор в условиях нормального режима функционирования. Обычно она колеблется в промежутке от 60 до 110°С.

Минимальную температуру нужно соблюдать во избежание возникновения низкотемпературной коррозии трубопровода из-за образования в нем конденсата.

Максимальная температура на выходе из котла – это такой ее уровень, при котором не происходит кипение теплоносителя. Обычно это 110-115°С.

Агрегат именно с этим показателем предназначен для индивидуального использования. Но существуют и изделия с более высоким значением максимальной температуры. Ими оснащают ТЭЦ.

Градиент. Это разница температур воды на входе в котёл и выходе из него. Обычно его значение равно 50-55 °С. На показатель градиента оказывает влияние материал, из которого изготовлено оборудование.




Разновидности

Современные водогрейные котлы устроены примерно одинаково. Они могут отличаться по производителю (отечественные и зарубежные) и по мощностным характеристикам.

Говоря о конструкционном исполнении, все котлы делятся на:

Жаротрубные

Особенностью таких моделей является наличие особых трубок, по которым происходит движение нагретых продуктов сжигания топлива. Принцип работы жаротрубного котла заключается в использовании горелок-автоматов, оборудованных дутьевыми вентиляторами.

Водотрубные

Схему таких водогрейных котлов отличает наличие специальных кипятильных трубок, по которым движется вода. Нагревание происходит путём сжигания энергоносителя. Прогрев котла данного вида происходит довольно быстро и его легко регулировать.

Также здесь предусмотрена возможность серьёзных перегрузок. Неоспоримое достоинство водотрубных отопительных устройств заключается в низкой вероятности их взрыва.

Что касается числа контуров, большинство котлов имеют два контура. Но также есть и одноконтурные изделия. Если котёл двухконтурный, то подача теплоносителя будет осуществляться и в систему отопления, и в водопроводную сеть.



Кроме этого, некоторые модели могут быть оснащены циркуляторами для обеспечения более интенсивного водооборота. В конструкцию котла также может входить расширительный бак.

По типу применяемого топлива водогрейные котлы делятся на:

Котлы на твёрдом топливе. Энергоносителем может выступать уголь, дерево или опилки. Агрегаты подобного типа применяются в бане, сауне, даче, так как требуют значительного пространства под размещение.

Котлы на жидком топливе. Это может быть солярка, мазут, машинное масло. Область применения – отопление частных домов и коттеджей.

Газовые котлы. Топливом выступает природный или сжиженный газ. Установка водогрейных котлов такого типа характерна для домов, таун-хаусов и даже квартир.

Котлы на электричестве. Электрические водогрейные котлы монтируют в небольших коттеджных зданиях и в квартирах.



На фото водогрейных котлов видно, что в зависимости от способа установки, они могут быть:

  • Напольными.
  • Настенными.

Существуют следующие правила эксплуатации водогрейных котлов:

  • Водогрейный котёл требует проведения систематических проверок и регулировок, причём делать этого обязан специалист.
  • Устанавливать и налаживать работу котельного оборудования должен профессионал.
  • Котёл нуждается в режимной наладке раз в три года.

Фото водогрейного котла



 

Пожалуйста, поделитесь этим материалом в социальных сетях, если он оказался полезен!