котлы в котельной какие бывают

Виды котельных установок

Котельная представляет собой конструкцию, предназначенную для нагрева теплоносителя с целью получения горячей воды или пара. Нагретое рабочее тело транспортируется по трубам к зданию (теплопункту), где отдает тепло.

Холодный теплоноситель возвращается для повторного нагрева. Классификация котельных установок (КУ) проводится в зависимости от вида и потребностей потребителя.

Типы котельных

Различают следующие виды КУ:

Источником тепловой энергии в установках является паровой или водогрейный котел.

Его работу обеспечивают вспомогательные системы:

Горячая вода в систему отопления подается сетевыми насосами.

По виду топлива

При сжигании топлива в котле выделяется большое количество тепла, которое используется для нагрева воды. В зависимости от его вида и способа подачи в топку обуславливается конструкция устройства.

В зависимости от сжигаемого сырья котлы делятся на:

В качестве твердого топлива в большинстве случаев используют уголь или горючие сланцы. На деревообрабатывающем производстве сжигают отходы древесины. Однако из-за большого количества вредных примесей (сера, тяжелые металлы и др.) такие котлы применяются редко.

В качестве жидкого топлива используют мазут. Продукт получается после отгонки дистиллятных фракций и содержит до 0,3% золы. В процессе сгорания выделяется продукты (ванадий), которые негативно влияют на термическую коррозионостойкость конструкционных материалов котла. Продукты сгорания ухудшают экологическую обстановку в местах расположения котельных. Такие КУ не рекомендуется размещать в жилых массивах.

Установки на газовом топливе являются наиболее распространенными. Большая теплота сгорания, простота доставки, экологичность и невысокая цена сырья, позволила применять такие КУ не только в коммунальных теплосетях, но и в системах индивидуального отопления.

Комбинированные котлы предполагают использование нескольких видов топлива, не изменяя способа подачи в камеру сгорания.

Это могут быть как газомазутные агрегаты, так и установки, сжигающие газ и угольную пыль. Один вид топлива используется как резервное, например, мазут.

Подача обоих компонентов в топку происходит через одну и ту же горелку. Это позволяет продолжать работу котельной при проведении работ на газовых трубопроводах без остановки агрегата.

В зависимости от своего размещения

По месту расположения котельные установки подразделяются на 4 типа:

Встроенные КУ размещаются в специальных местах (теплопунктах), находящихся в здании. Чаще всего они применяются для обогрева складских и бытовых помещений, а также строений производственного и технического назначения.

Для котлов малой мощности нет необходимости в постройке специальных сооружений. Потери тепла минимальные, т. к. устройства подключаются непосредственно к системе отопления.

Некоторые проекты многоэтажных жилых домов с индивидуальным отоплением предусматривают размещение котельного оборудования на крыше здания.

Такие устройства полностью автоматизированы и не требуют постоянного присутствия дежурного персонала. Надстроенные котельные имеют небольшую мощность и рассчитаны на выработку тепла, достаточного для обогрева всего дома в наиболее холодный период.

Пристроенные котельные имеют общую стену с отапливаемым зданием. Такое размещение обуславливается невозможностью монтажа оборудования в другом месте. Используются в частных домах при переходе с печного отопления на газовое и невозможности размещения котла внутри дома.

Отдельно стоящие КУ служат для обогрева и подачи горячей воды в группе зданий и сооружений. Могут располагаться как в непосредственной близости к отапливаемым объектам, так и на площадках, удаленных от них.

Такие установки оборудованы вспомогательными системами, обеспечивающими их работу, и обслуживаются дежурным персоналом.

По типу теплоносителя

Отопительные котлы по типу рабочего тела могут быть:

Устройства первого типа используются в системах индивидуального и коммунального теплоснабжения. Котлы большой мощности оборудованы системой принудительной циркуляции. Для увеличения КПД установки в теплогенераторе поддерживается давление до 0,7 кг/см², что позволяет повысить температуру теплоносителя до 115°С. Горячая среда может подаваться непосредственно в отопительные приборы или иметь теплопункты с промежуточным нагревом сетевой воды в бойлерах.

Паровые котлоагрегаты представляют собой одно- или двухбарабанную конструкцию с многократной циркуляцией рабочей среды. По подъемным трубам теплоноситель попадает в верхний барабан и по опускным поступает в нижний для дальнейшего нагрева. В котлоагрегатах с естественной циркуляцией рабочего тела кратность циклов составляет 5-30 раз.

Для увеличения экономичности предусмотрены экономайзеры и воздухоподогреватели. Перед тем как попасть в котел, питательная вода нагревается теплом отработанных газов, а воздух, подаваемый в топку, пройдя воздухоподогреватель, позволяет увеличить температуру сжигаемого топлива.

По виду движения теплообменивающихся сред котлы делятся на жаротрубные и водотрубные. В котельных установках применяются теплогенераторы второго типа. Энергетические парогенераторы производят пар для турбин на тепловых электростанциях.

В воздухогрейных установках в качестве теплоносителя применяется воздух. Такие котлы служат для воздушного отопления небольших промышленных помещений. Воздух под действием конвективных сил движется внутри нагреваемых труб и попадает в помещение. Для увеличения скорости движения среды используют вентиляторы. Такие агрегаты можно изготовить самостоятельно, используя неликвиды.

По степени механизации или автоматизации рабочих процессов

Обслуживание котлоагрегата связано с выполнением следующих действий:

Механизация основных операций положительно влияет на работу котла. Она повышает эффективность и экономичность его работы.

По степени механизации рабочих процессов установки подразделяются на:

КУ оснащаются КИП (манометрами, термометрами и др.) и системами автоматики.

С их помощью выполняются следующие функции:

Автоматизация работы связана с внедрением новых технических средств и компьютерных технологий при управлении котлоагрегатом.

Классификация котельных агрегатов

Водогрейные агрегаты с принудительным перемещением рабочей среды обеспечивают потребителей водой с температурой до 115°С.

Паровые агрегаты с естественной циркуляцией производят насыщенный или перегретый пар и по величине давления делятся на котлы:

Широкое распространение получили КА с вихревыми и топками с кипящим слоем. Их преимущество перед котлами с камерными устройствами состоит в том, что в них можно сжигать топливо низкого качества и широкий спектр промышленных и бытовых отходов. Для них не надо подготавливать угольную пыль, они менее металлоемкие и имеют высокие экологические показатели.

Паровые котлы изготавливаются из специальной котельной стали. Водогрейные агрегаты малой мощности могут быть сделаны из чугуна.

Стальные КА используются в квартальных и районных котельных. Водогрейные устройства большой мощности могут устанавливаться на ТЭЦ вместо пиковых подогревателей сетевой воды.

Источник

Инженерные системы. Часть 1: Котельные.

По просьбам комментаторов другого поста (#comment_57904834) решил создать серию постов про инженерные системы.

Я намерен сделать 5 частей по системам, с которыми я в разной степени знаком и с которыми сталкивается или не сталкивается большинство участников нашего сообщества: котельные, тепловые сети, отопление, вентиляция, кондиционирование. Посты очень длинные, но при этом информация в них будет самая общая. Рассказывать я собираюсь об общих принципах работы, без глубокого ковыряния и заумных формул, иначе всё повествование превратится в тоскливое болото (да и формулы я помню далеко не все).

На данных фотографиях представлена Самарская ТЭЦ (теплоэлектроцентраль). Тепло-электро-централью она называется потому, что вырабатывает не только тепловую, но и электрическую энергию. Каким образом это происходит напишу чуть ниже.

На данной картинке представлен паровой котёл ДКВР-6,5 без кожуха. Кстати, высота этой штуки 5 метров с хвостиком или почти 2 этажа. В этой серии высота котлов достигает 9,6 метров, а вот например котёл ГМ-50-14 в длину имеет 18 метров, в ширину 11, а в высоту 14,6 метра (это, на секундочку, примерно 5 этажей).

Насколько я знаю, в настоящее время прямая подача первичного нагретого теплоносителя используется только в бытовых котлах, которые устанавливаются в отдельно взятом доме. В промышленных установках первичный теплоноситель всегда идёт на теплообменик, в котором он нагревает теплоноситель вторичный (как раз ту воду, которая потом уходит в теплосети по всему городу):

Добавлю изображение котла ДЕ, чтобы легче ориентироваться:

Они увидели, что после теплообменника остаётся большое количество пара, которое придется охладить, чтобы подать обратно в котёл. Для этого придётся строить какие-то установки, в которых мало того будет теряться энергия этого оставшегося пара, так ещё будет затрачиваться работа на его охлаждение. И чтобы не выполнять всех этих контрпродуктивных действий, они придумали пар подавать на турбину, вот такую:

Кстати, те самые пресловутые дымовые газы или продукты сгорания после котла через дымовой тракт отправляются в дымовые трубы, по которым всегда можно определить котельную издалека:

Эти трубы не зря такие высокие, в них за счёт разности плотностей горячих газов и холодного воздуха возникает естественное гравитационное давление, которое помогает газам вылететь повыше. А если его возникает недостаточно, то подключают дымовые вентиляторы. Вопрос давления мы подробнее рассмотрим в части о вентиляции.

Теперь детали, цифры, всякие интересные штуки, самые явные отличия от бытовых систем:

Но в отдалённых районах, или там, где нет централизованного газоснабжения, используются другие виды топлива, в основном это уголь, мазут, дерево, т.н. гранулы, торф и всякое такое. Сжигание мазута может производиться через газовые горелки, они чаще всего универсальные. А вот для сжигания твёрдого топлива используются колосниковые решётки:

Куски топлива сначала дробят, чтобы скорость горения и передачи энергии были максимальны, затем полученную крошку насыпают на решётку и дальше она как в фильме ужасов медленно движется в раскалённое жерло камеры сгорания. Процесс этот должен происходить непрерывно, т.к. при угасании пламени придётся снова разжигать первую порцию топлива, а это перебой в подаче тепла, печалька у потребителя, увольнение по статье у оператора котельной установки.

2). Вторая необычная в быту деталь была видна в первой, это дутьевые вентиляторы на горелках, вот они на переднем плане у каждого котла:

То есть на каждую молекулу метана нужны две молекулы кислорода. Кроме того мы помним, что кислорода в атмосферном воздухе всего лишь 23% по массе. Итого на каждый килограмм метана в газовом топливе нам требуется 8,7 кг атмосферного воздуха (всё это прикидочно, просто чтобы представить порядок цифр).

Так вот, расход газа для котла ДЕ 10-14 (соразмерный с котлами на предыдущих картинках) составляет 710 кубометров в час. Соответственно, воздуха для сжигания этого газа требуется 710 * 8,7 = 6 177 кубометров в час. Шесть тысяч! Это почти два кубометра в секунду. Вот для примера один кубометр кирпича:

И вот для подачи на горелку двух таких объёмов ежесекундно и нужны дутьевые вентиляторы.

3). Все помнят, что вода кипит при температуре 100 °С. Но на самом деле, температура кипения любого вещества зависит от давления, и чем оно выше, тем выше данная температура (и наоборот). Этим объясняется тот факт, что яичко на высокой горе не сварится в кипятке и останется сопливым, просто давление там ниже и температура кипения тоже. В котлах же ситуация обратно противоположная.

Поэтому давление в котле должно быть строго определённым, например для 150 °С оно составляет не менее 5 атмосфер (для сравнения, это давление человек ощутит на глубине 40 м под водой (1 атмосфера воздушная + по одной атмосфере на каждые 10 м воды).

В паровых котлах ситуация ещё веселее. Температура воды ограничена температурой кипения при определённом давлении, дальше она превращается в пар. А вот у пара эти параметры по сути не ограничены (на самом деле ограничены критической точкой, но там всё сложно и такие температуры на практике не используются). Например, в здоровенном котле ДЕ-25-24-380 пар нагревается до температуры 380 °С и давления в 23 атмосферы! Это давление на глубине в 220 м.

Кстати, обратите внимание, работают все три градирни и на деревьях висят листочки, это значит что на улице ну прям очень тепло, а котельную уже запустили. По мере похолодания и увеличения теплопотерь их будут отключать.

На этом по котельным всё. Часть абзацев приклеена вплотную к предыдущим, потому что редактор ругается на 51 блок. Остальные части буду делать по мере наплыва вдохновения.

Дополнения, замечания и вопросы предлагаю писать в комментариях.

Источник

Котельное оборудование

Промышленное котельное оборудование

Котельные установки малой и средней мощности широко применяются для различных технологических процессов, теплоснабжения, систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, объектов промышленного и сельскохозяйственного строительства, предприятий общественного питания, технологических потребителей теплоты в банях, прачечных, на строительных площадках. В сельском хозяйстве пар, вырабатываемый котлами, используется на животноводческих фермах для запаривания кормов, а также для отопления теплиц и сушки зерна. В связи с освоением малообжитых и труднодоступных районов Севера и Востока значимость котельных установок различных мощностей возрастает.

Виды промышленных котлов

Все котлы, независимо от того, на каком топливе они работают, делятся на

Котлы, являющиеся одним из самых важных видов котельного оборудования, разбиваются на группы в зависимости от используемого топлива:

Виды котельного оборудования

Котельная установка состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования.

Основное оборудование для котельной

Вспомогательное оборудование котельной установки

Водоподготовительное оборудование промышленной котельной служит для подогрева и умягчения питательной воды и состоит из аппаратов и приспособлений, обеспечивающих очистку от механических примесей и растворенных в ней накипеобразующих солей, а также для удаления из неё газов.

Топливоподготовительное оборудование котельной, работающей на пылевидном топливе, предназначено для измельчения топлива до пылевидного состояния; в его состав входят дробилки, сушилки, мельницы, питатели, вентиляторы, грейферы, транспортеры и пылегазопроводы.

Оборудование золошлакоудаления котельной предназначено для удаления золы и шлака и состоит из гидравлических систем и механических приспособлений: транспортеров, вагонеток, бункеров и др.

Золоулавливающее котельное оборудование, циклоны, золоуловители предназначены для очистки дымовых газов от золовых частиц.

Топливный склад предназначен для хранения топлива; его оборудуют механизмами для разгрузки и подачи топлива в котельную или в топливоподготовительное оборудование.

К устройствам теплового контроля и автоматического управления относятся контрольно-измерительные приборы и автоматы, обеспечивающие бесперебойную и согласованную работу отдельных устройств котельной установки для выработки необходимого количества пара заданных параметром (температуры, давления).

Источник

Как выбрать котел отопления для дома

Я живу в частном доме, поэтому вопросы с теплом и горячей водой мне пришлось решать самостоятельно.

Поскольку центрального отопления у нас нет, один из вариантов решения проблемы — это котел. В статье расскажу, что узнал, когда выбирал котел, и какой в итоге установил.

Устройство котла

Виды котлов

В первую очередь котлы отличаются по виду используемого топлива — от него зависит устройство котла. У каждого топлива свои особенности. Разберу наиболее популярные виды котлов.

Газовые — оптимальный вариант для жителей России. Газовые котлы в качестве топлива используют природный газ. Стоимость газа при пересчете на выделяемое тепло ниже, чем у других материалов. Поэтому экономия — это основное преимущество газовых котлов.

Но чтобы использовать газовый котел, нужно, чтобы к дому был подведен или мог быть подключен газ. Если газ уже подведен — сразу выбирайте газовый котел. Если еще нет — учитывайте стоимость подключения, когда будете составлять смету. Например, в моем поселке только стоимость проекта, оборудования и работ вне дома — от 300 тысяч рублей. В некоторых случаях будет дешевле использовать другой котел.

Если выберете вариант с подключением газа, нужно обязательно регистрировать дом, оборудовать вентиляцию и котельную с дымоходом, а затем получать разрешение газовых служб. Это длительный процесс, который занимает несколько месяцев.

Газовый котел необходимо обслуживать один раз в год — это делают специалисты газовых служб. Например, в Мособлгазе такое обслуживание обойдется от 500 рублей.

Электрические котлы — более простой вариант: не требует согласований и легок в установке. Котел не требует ежегодного обслуживания, как в случае с газовым агрегатом. Достаточно раз в несколько лет его чистить.

Здесь для нагрева используется электричество — это и есть основной минус. Несмотря на коэффициент полезного действия (КПД) такого котла, близкий к 100%, из-за стоимости электричества отапливать дом таким котлом значительно дороже, чем, например, газовым.

Если рядом с домом проложен газопровод и есть возможность подключиться, электрический котел станет хорошим временным решением до пуска газа. А когда газ подключат, электрический котел будет резервным на случай временного отключения газа.

Подключить электрический котел не получится, если не хватит электрической мощности. Например, к дому подведено только 5 кВт, а котел — на 9 кВт. Нужно или увеличивать мощность — писать заявление в энергоснабжающую компанию — или ставить котел меньшей мощности, которой может не хватить для отопления.

Твердотопливные котлы для получения тепла сжигают дрова и уголь. Их устанавливают, когда ни газ, ни электричество использовать нельзя. У таких котлов есть специальная загрузочная камера, куда помещается топливо для сжигания. Если топить дровами — камера больше, если углем — меньше, а стенки камеры толще, потому что температура горения угля выше.

Для работы котла нужно заложить в него топливо. В зависимости от размера камеры и вида топлива одной закладки хватает от нескольких часов до нескольких дней. Некоторые угольные котлы работают в автоматическом режиме.

Котлы на твердом топливе дешевы и просты в использовании. Топливо для них найти проще и они работают без электричества. Но такие котлы нужно обслуживать: загружать уголь и дрова, а затем чистить котел от сажи и пепла — такую ручную работу нужно выполнять каждый цикл работы котла. Кроме того, нужно где-то хранить сухие дрова или уголь.

Пеллетные — это разновидность твердотопливных котлов. В пеллетных котлах для получения тепла используются цилиндрические топливные гранулы — пеллеты. Это биотопливо, которое производят из древесных отходов, торфа и сельскохозяйственных отходов.

Пеллеты упрощают загрузку топлива в котел — он может работать автономно несколько дней.

Жидкотопливные котлы используют жидкое топливо — обычно дизельное топливо (солярку). Такие котлы не требуют постоянного контроля и обслуживания. Минусы таких котлов — высокая стоимость топлива и необходимость установки в теплом проветриваемом помещении.

Некоторые котлы на жидком топливе можно перенастроить на сжигание природного газа.

Комбинированные — это котлы, которые работают на нескольких видах топлива. Такие котлы позволяют совмещать плюсы разных вариантов топлива, в нужный момент переключаясь между ними.

Один из вариантов — твердое топливо с электрическими ТЭНами: когда дрова или уголь заканчиваются, котел переключается в режим использования электроэнергии. Другой вариант: твердое и жидкое топливо.

Основные критерии выбора

Некоторые особенности каждого вида котлов я уже описал. Теперь подробнее о критериях, которые важно учитывать при выборе.

Вид и принцип сжигания топлива. Электрические и газовые котлы наиболее удобны, потому что топливо для сжигания подается автоматически и не требует обслуживания. В эту же группу с натяжкой можно отнести и пеллетные котлы — они могут работать без обслуживания неделями. Все остальные котлы — твердо-, жидкотопливные и комбинированные — требуют ручной подачи.

Энергозависимость. Устройство твердотопливных котлов очень простое, они не требуют электричества. Некоторые напольные газовые котлы также энергонезависимы. Остальные газовые и, конечно, электрические котлы без электроэнергии работать не будут.

Количество контуров, которые может нагревать котел, — это количество отдельных периметров, по которым передается тепло. Например, отопление дома радиаторами — это один контур, а горячая вода в кране — это уже другой контур. Иногда отопление также делают в несколько контуров: например, разные контуры на разных этажах дома.

Одноконтурные котлы только обогревают помещение, а двухконтурные — обогревают помещение и нагревают горячую воду в кране для бытовых нужд. Современные одноконтурные котлы также могут нагревать воду, но для этого к нему нужно подключить бойлер.

Мощность котла, наличие регулировки, правила расчета. При выборе котла нужно правильно выбрать мощность: если мощности не хватит — будет холодно, а если больше, чем нужно — переплатите за котел. Для расчета требуемой для отопления мощности в средней полосе России обычно используют правило: 0,1 кВт мощности на 1 м² площади дома + 10—20% запаса.

Для функционирования горячего водоснабжения мощность учитывается отдельно — примерно по 5 кВт на каждый кран с горячей водой. На 4 крана получится 20 кВт — это максимальная требуемая мощность, если все краны одновременно будут открыты.

Например, если дом на 100 м² хотите оборудовать двумя санузлами и раковиной на кухне, тогда мощность котла с запасом для одновременного использования отопления и горячей воды во всех кранах:

W = 0,1 кВт × 100 × 1,2 + 5 кВт × 3 = 27 кВт

У современных газовых и электрических котлов есть регулировка мощности: можно ограничить максимальную потребляемую мощность или задать желаемую температуру нагрева.

Материал теплообменника в котле влияет на нагрев теплоносителя. Теплообменники делают из чугуна, стали или меди. Чугунные тяжелее и дороже, но им не страшна коррозия. Стальные — дешевле, легче, но боятся коррозии. Медные теплообменники компактны, используются в небольших котлах, но не так долговечны, как чугунные.

Открытая и закрытая камера сгорания — это характеристика котлов, которым требуется воздух для сжигания топлива. Если камера сгорания открытая — воздух для горения берется из помещения, в котором установлен котел. В таких помещениях обязательно должна быть приточная вентиляция и дымоход, чтобы выводить продукты горения. При использовании закрытой камеры котлы берут воздух снаружи, поэтому дополнительная вентиляция не требуется.

Напольные котлы обычно более мощные и громоздкие. Их используют, когда настенного котла недостаточно для обогрева большого дома.

Безопасность при работе котлов зависит от грамотной установки и правил эксплуатации. При установке котла важно выполнить все требования безопасности, которые рекомендует производитель, и согласовать подключение с надзорными органами, если это требуется. Все автоматические котлы будут безопасны, если их правильно использовать и вовремя обслуживать. Безопасность использования котлов с твердым и жидким топливом также зависит от правильности загрузки и хранения топлива.

Гарантия и срок службы котла отличается у разных производителей: это может быть и 1 год, и 10 лет. Когда производитель уверен в качестве своего котла, гарантия будет больше. При этом срок службы при правильном обслуживании может значительно превысить срок гарантии.

Стоимость котлов начинается от нескольких тысяч рублей. Цена зависит от устройства котла (вида используемого топлива) и его мощности.

Помимо стоимости котла надо учитывать стоимость подключения. Приведу примерную смету подключения в моем поселке. Смета не учитывает газовое оборудование внутри дома — например, котел.

Источник