Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Принцип работы котельной

Принцип работы котельной

Котельной называют отдельное помещение, которое выделяется для установки нагревательного оборудования.

В зависимости от места расположения помещения выделяют следующие виды котельных:

1. При сооружении отдельной постройки для установки газового оборудования говорят об отдельно стоящей котельной. Отопительные магистрали, которые идут от этой постройки к дому, хорошо утепляются, чтобы не было теплопотерь. Преимущество таких вариантов в надежной защите от шума, который издает работающее оборудование, а также безопасности для людей в случае плохого удаления угарного газа.
2. Пристроенная разновидность примыкает к жилому дому. Этот вариант более выгодный тем, что не нужно тянуть коммуникации от отдельной постройки в дом и хорошо их утеплять. Более того, вход в это помещение можно организовать непосредственно из дома, чтобы зимой вам не приходилось ходить по улице для регулировки работы котла и проверки исправности системы.
3. Встроенный тип таких помещений располагается внутри дома. В этом случае намного проще прокладывать отопительный контур и другие необходимые коммуникации.

Устройство котельной и принцип работы

Чтобы работа котельной была безопасной, нужно правильно ее обустроить. Если планируется устройство котельной в частном доме на газу, то для этих целей нужно выделить отдельное помещение.

При его устройстве придерживаются следующих принципов:

1. В этом помещении нельзя располагать больше двух нагревательных агрегатов.
2. Легковоспламеняющиеся и горючие материалы здесь не хранят.
3. В качестве напольного покрытия можно использовать прочную бетонную стяжку или нескользкую кафельную плитку либо керамогранит.
4. Обшивка стен выполняется из негорючих материалов – стальные или асбестовые листы, штукатурка с последующей побелкой или покраской.
5. Котел лучше установить в центральной части помещения, чтобы в любой момент можно было провести его техническое обслуживание.
6. Входные двери с внутренней стороны обшиваются негорючими материалами, например, листом оцинкованной стали.

Принцип работы газовой котельной основан на сгорании природного топлива (сжиженного или магистрального газа). За бесперебойную подачу топлива отвечает автоматическая система обеспечения газом. При утечке топлива или аварийной ситуации защитная система перекрывает подачу газа.

Основные узлы газовой котельной

В котельной монтируются следующие важные узлы и агрегаты:

• газовое нагревательное оборудование;
• магистраль с газом;
• сетевой насос;
• система безопасности;
• сети холодного водоснабжения, электроснабжения, канализации;
• вентиляционная система;
• дымоход;
• контрольно-измерительные приборы;
• автоматика управления.

Нагревательное оборудование может быть настенного или напольного типа. Поскольку настенный газовый котел обычно имеет небольшую мощность, для его монтажа не понадобится отдельное помещение. В котельной чаще устанавливают напольную разновидность газовых агрегатов. Котел может быть одноконтурным или двухконтурным.

Камера сгорания в таких агрегатах бывает закрытого или открытого типа. Котлы с открытой камерой нуждаются в наличии традиционного дымохода, а агрегаты с закрытой камерой укомплектовываются коаксиальным дымоходом.

Автоматика и дистанционное управление

Автоматизация котельной частного дома позволяет настраивать ее под параметры сети, осуществлять дистанционное управление работой системы, а также обеспечить необходимый уровень безопасности.

Дистанционное управление работой котельной дает следующие преимущества:

1. Можно поддерживать обычный режим работы либо настраивать температуру обогрева в каждой комнате отдельно.
2. Если в холодное время года вам нужно надолго уехать из дома, то благодаря удаленному управлению можно защитить систему от замерзания.
3. Можно дистанционно заблаговременно включать отопление в доме перед вашим приездом на праздники или выходные.
4. Вы всегда будете осведомлены о работе автономной отопительной системы вашего дома, при необходимости можете провести диагностику и отрегулировать ее.
5. Чтобы снизить расход топлива, в каждый временной промежуток можно поддерживать в доме определенную температуру. Например, если днем в доме никого нет, то котел можно включить на минимальную мощность, а перед возвращением снова хорошо прогреть дом.

Самым перспективным считается погодозависимое управление отоплением. В этом случае устанавливается умный котел отопления, который помимо датчиков измерения комнатной температуры имеет внешний измеритель для оценки температуры воздуха за окном. Если на улице холодает, то котел сильнее нагревает теплоноситель, при потеплении степень нагрева уменьшается.

Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Принцип работы котельной с водогрейными котлами следующий — внутри конструкции осуществляется нагрев воды, однако, бывают случаи, когда температура повышается за счёт теплоносителя.

Кроме этого, прибор оснащён встроенными насосами, которые необходимы для постоянной циркуляции.

Жидкость же поступает по трубам и попадает в радиатор (при попадании туда воды, она остывает и возвращается в противоположном направлении — обратная линия) или в отопительный котёл (подающая).

В последнем из них специально предусмотрено регулирование за продолжительностью работы, а также температура.

Работа котельных установок

Рассмотрим работу котельной на примере водогрейной котельной установки. В котлах происходит нагрев теплоносителя (в большинстве случаев, воды) для подачи ее потребителю.

Установленные насосы способствуют постоянной циркуляции теплоносителя (подача ее потребителю и возврат ее обратно). Вода поступает по трубам в теплоисточник (радиатор, теплые полы, отопительные котлы).

В котельной обязательно должна быть предусмотрена регулировка продолжительности работы и температуры теплоносителя. Линия подачи воды потребителя называется прямой линией (или подающей).

Поступив в радиаторы, вода остывает и возвращается обратно. Это является обратной линией котельной.

Оборудование котельной установки

Оборудование для блочно-модульной котельной подбирается и компонуется по Индивидуальному заказу на основе заполненного Опросного листа на ТКУ, в котором указываются основные требования и параметры основного оборудования. Блочно-модульная котельная состоит из:

• Здание котельной
• Котельное оборудование (котлы)
• Горелки
• Газовое оборудование
• Насосное оборудование
• Теплообменная система котельной
• Системы автоматизации, связи и сигнализации, контроля и пожарной безопасности
• Системы водоочистки и водоподготовки
• Мембранный расширительный бак
• Газоходы и дымовые трубы

Блок-модуль котельной

Здание транспортабельной котельной представляет собой блок-модуль (контейнерный модуль). Это одноэтажная каркасная конструкция из негорючих материалов для обеспечения пожарной безопасности и высокой огнестойкости.

В случае возможности установки всего оборудования в один блок-бокс, завод-изготовитель котельной может порекомендовать предусмотреть одно или несколько алюминиевых окон или стальных дверных проемов.

Здание модульной котельной является сварной каркасной конструкцией с основанием в виде платформы, за счет которой увеличивается прочность конструкции и способность ее сопротивляться ветровым и снеговым нагрузкам.

Стальные швеллеры служат основой стоек, балок и прогонов каркаса. Прокатные швеллеры или уголки используются для балок пола. В качестве ограждающих конструкций блок-модуль обшиваются сэндвич-панелями из листов рифленой стали.

Крышу котельной традиционно делают одно- или двускатную.

Устройство теплоизоляции здания котельной (утеплитель, подшивка) позволяет эксплуатировать котельную при низки температурах. Также все металлоконструкции должны пройти антикоррозионную обработку.

Котельное оборудование

Котлы являются одним из важных элементов котельных установок. Именно в них происходит нагрев теплоносителя или получение пара.

Теплоноситель для котельных (вода или пар) образовывается за счет получаемой тепловой энергии от сжигания топлива (в случае газовых, твердотопливных и жидкотопливных котлов) или за счет преобразования электроэнергии в тепловую (в случае электрических котлов). Корпус котла изготавливается из чугуна или из стали в зависимости от используемого вида топлива.

Например, в случае использования твердого топлива на стальных стенках котла происходит отложение серы, из-за чего срок службы котла сокращается. Выходом из этого может стать использование чугунных котлов, но они тоже обладают одним недостатком: являются слишком большими и громоздкими.

Устройство и эксплуатация котельной

Котельные установки модульного типа, поставляемые в полной заводской комплектации, представляют собой один или ряд блоков с установленным котельным оборудованием и агрегатами для подключения к коммуникационным сетям. Для монтажа котельного оборудования выделяется специальная комната, которая должна быть высотой не менее 2,5 м и объемом не менее 7,5 кв. метров (для котла мощностью до 30 кВт).

Принцип работы котельной

За счет сгорания газа осуществляется работа оборудования. Для регуляции стабильной подачи топлива применяется автосистема газообеспечения. В случае возникновения аварийной ситуации или утечки газа она мгновенно отключается.

Проточный теплообменник обеспечивает быструю подачу воды, а контроллер снабжен диагностической системой, возможностью регулировки температуры и интерфейсом для компьютеров.

Газовые водогрейные котлы промышленного типа, особенности промышленных водогрейных котлов

В этой статье мы выясним как устроены газовые котлы, основные узлы устройства и рассмотрим принцип работы различных видов и типов.

1. Устройство водогрейного котла на твердом топливе
2. Предназначение водогрейных котлов
3. Принцип работы котельной с водогрейными котлами
4. Устройство водогрейного котла
5. Работа и устройство водогрейного котла
6. Типы промышленных котлов на газу
7. Водогрейные
8. Паровые
9. Теплогенераторы средней и большой мощности
10. Когенерационные
11. Область применения
12. Достоинства и недостатки
13. ГОСТ: общие требования
14. Факторы, обеспечивающие эффективную работу устройства
15. Конструктивные различия водогрейных котлов
16. Технические характеристики
17. Котлы с водяным контуром
18. Этапы монтажа
19. Теплоноситель: вода
20. Стоимость
21. Работа циркуляционного насоса
22. Преимущества использования водогрейных котлов
23. Устройство, принцип работы водогрейных котлов
24. Теплоноситель: вода
25. Виды: жаротрубный, водотрубный
26. Виды: низкотемпературный, высокотемпературный
27. Область применения
28. Изготовление своими руками

Устройство водогрейного котла на твердом топливе

Основными компонентами данного агрегата являются:

1. Топка: обычно изготавливается из толстых чугунных листов, но иногда вместо них производители используют огнеупорный кирпич.
2. Зольная камера (расположена под топкой и отделяется от нее колосниковой решеткой).
3. Теплообменник (расположен в верхней части топки). Обычно выполняется из чугуна.
4. Водогрейный бак для хозяйственно-бытовых нужд, устанавливается как над топкой, так и сбоку.
5. Патрубок для подключения к дымоходу.
6. Корпус с дверцами напротив топки и зольной камеры. Изнутри утеплен теплоизолятором на основе базальтового волокна с теплоотражающими экранами.
7. В некоторых моделях — вентилятор.

Предназначение водогрейных котлов

Водогрейный котел предназначается для отопления дачных или жилых помещений небольших размеров, таун-хаусов. Они устанавливаются в тех районах, которые не имеют центрального отопления без возможности на его подключение. Отопительный водогрейный котел – это устройство, которое вырабатывает тепло во время сжигания топлива и передачи тепловой энергии теплоносителю.

В данном случае теплоносителем является вода. Вода активно циркулирует по трубной системе отопительного контура, в результате чего помещение мгновенно нагревается до нужной температуры.

Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Водогрейные твердотопливные котлы считаются наилучшим вариантом отопления в тех случаях, когда речь идет о больших помещениях производственного назначения, а также жилых домах на несколько квартир. Такое оборудование отличается надежностью и высокими качественными характеристиками.

• Принцип работы котельной с водогрейными котлами
• Принцип работы
• Виды водогрейных отопительных котлов на твердом топливе
• Конструктивные различия водогрейных котлов
• Различия по типу используемого топлива
• Преимущества использования водогрейных котлов
• Конструкция водогрейных котлов

Устройство водогрейного котла

Разновидности водогрейных котлов для домашнего и промышленного применения

Принципиальное устройство нагревательных приборов примерно одинаково и может различаться по таким показателям, как потребляемое топливо, мощность, размер и страна производитель.

Стандартный котел отопительный водогрейный состоит из таких деталей:

• стальной корпус;
• горелка;
• фитиль;
• входные трубы (располагаются снизу);
• выходные патрубки (находятся сверху корпуса);
• паровой клапан;
• камера сгорания;
• водяные теплообменники;
• топка с дверкой;
• поддувало с ручкой;
• дымоход с задвижкой и защитным колпаком.

Топка твердотопливных котлов оборудуется колосниками, предназначенными для размещения горючего и отвода в зольник отработанных продуктов (шлака, пепла, золы).

Принцип работы водонагревательных котлов заключается в следующем:

• загрузка топлива в топку и его поджог (подключение электрического тэна);
• заполнение водой контура и теплообменника;
• жидкость нагревается, под воздействием насоса или из-за перепада давления самотеком движется по трубам;
• продукты сгорания выводятся по обычному или коаксиальному дымоходу;
• клапан регулирует подачу воздуха, необходимого для горения топлива.

Котлы изготавливаются из прочной жароупорной стали, способной выдерживать высокие температуры.

Работа и устройство водогрейного котла

Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

• Газовые.
• Жидкотопливные
• Электрические
• Твердотопливные.

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Типы промышленных котлов на газу

Промышленные газовые котлы подразделяются на несколько типов.

Водогрейные

Такие котлы отличаются симметричным расположением теплообменников и работают по многоходовому принципу движения продуктов сгорания. Применяются для нагрева теплоносителя и отопления помещения. Максимальное давление воды в циркуляционном контуре — 16 бар. Мощность серийных котлов варьируется от 0,7 до 35 МВт. Этого достаточно для обогрева крупных цехов и промышленных зданий. Для ГВС к котлу подключают бойлер с подогревом от дымохода.

Фото 2. Промышленный газовый котёл водогрейного типа. Подобные устройства применяют для обогрева помещений.

Паровые

Паровой котел рассчитан на работу с высокой температурой теплоносителя. Получение пара происходит в два этапа. Первый — нагрев воды до 100 градусов и образование первичного пара, который пропускают через сепаратор для осушения. Второй этап заключается в повторном подогреве уже сухого пара до требуемой температуры. После этого пар готов к использованию.

Парогенераторы выполняют сразу две задачи: нагревают теплоноситель для отопления зданий и производят пар. Чтобы увеличить эффективность такой установки, применяют дополнительные дымообороты, которые подогревают циркулирующую в трубах воду.

Справка. Мощная котельная установка производит до 1 т сухого пара в час.

Теплогенераторы средней и большой мощности

Средняя мощность газовых котлов доходит до 2 МВт. Этого достаточно для отопления небольшого производства или поселка.

Отоплением и водоснабжением отдельных городских микрорайонов и крупных промышленных предприятий заняты водогрейные котлы большой мощности (от 2 до 30 МВт). Такие установки имеют несколько отопительных контуров и рассчитаны на максимально эффективное использование тепловой энергии, получаемой от сгорания газа.

Когенерационные

Установки данного типа способны последовательно высвобождать тепловую энергию для отопления и водоснабжения, а затем и электрическую для обеспечения производства или микрорайона электроэнергией.

Фото 3. Два когенерационных газовых котла. Оборудование применяется для отопления и горячего водоснабжения.

Преимущество когенерации (производства разной энергии из одного топлива) состоит в высоком КПД, который достигает 90%.

Для получения электроэнергии используется газовый поршневой двигатель, излишки тепла от которого применяются для подогрева теплоносителя. Основной нагрев воды происходит в водогрейных котлах. Такая технология применяется в мини-ТЭЦ для работы в удаленных районах.

Область применения

Все отопительные и водогрейные котлы промышленного типа используются в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Часть из них применяется для организации отопительных систем поселков и комплексов (жилых и нежилых).

Обычно промышленный нагреватель, установленный на заводе, решает сразу все поставленные задачи, связанные с теплом и технологией производства. То есть он работает и на систему отопления, и на горячее водоснабжение, и на технические цели, связанные с производством той или иной продукции.

Достоинства и недостатки

Как было сказано выше, данная разновидность водонагревателей пользуется сегодня завидным спросом. Это можно объяснить следующими преимуществами:

1. Устройство является полностью автономным, то есть его работа не зависит от функционирования какой-либо централизованной сети энергоснабжения.
2. Топливо обходится дешевле газа, особенно если в этом качестве используются отходы деревообрабатывающей промышленности или сельского хозяйства.
3. Для установки твердотопливного водогрейного котла не нужно оформлять разрешение и приглашать специалистов, как в случае с газовым котлом.
4. По сравнению с обычными твердотопливными котлами водогрейные имеют небольшой вес, а предъявляемые к ним требования являются более мягкими.
5. Такие приборы редко снабжаются автоматикой, поэтому отказы в работе у них почти никогда не случаются.
6. Обслуживание котла состоит в очень простых действиях (удаление сажи и золы), так что для него не требуются какие-то специальные знания или высокая квалификация.
7. Долговечность. Водогрейный котел может эксплуатироваться десятилетиями, что подтверждается предоставляемой производителем гарантией: обычно она составляет 15 лет.
8. Стоимость является более чем доступной.

Вместе с тем, потенциальному пользователю следует заранее знать и о характерных недостатках:

1. Работа водонагревателя не может быть автоматизирована. Пользователю самому приходится подкладывать топливо и следить за температурой воды в баке.
2. Поскольку водогрейный котел стремятся делать предельно простым и дешевым, какие-либо меры по повышению его экономичности не предусматриваются. Соответственно, он является весьма прожорливым и запас топлива для него потребуется довольно большой.

Для того чтобы правильно подключить котел к отопительной системе, необходимо знать некоторые нюансы. Обвязка твердотопливного котла отопления – схема и дополнительные контуры.

Для чего используется инвертор для котлов отопления, расскажем тут.

Владельцы газовых котлов должны знать, как устроено данное оборудование, чтобы уметь выполнять простой ремонт без вызова мастера по каждому поводу. Подробно об устройстве газового котла смотрите на этой странице.

ГОСТ: общие требования

В таблице приведены основные требования для рассматриваемого оборудования по ГОСТ 21563 93.

Тепловая производительность (МВт)

Температура воды/воздуха на выходе (°C) по максимуму

Давление теплоносителя (расчетное/избыточное), кгс/кв.см

Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Основное предназначение водогрейного котла состоит в качественном и быстром нагреве воды, которая используется для самых различных нужд. Прежде всего, для отопления частных домов, горячего водоснабжения, а также для отопления промышленных и общественных зданий и сооружений. Эффективная работа и устройство водогрейного котла непосредственно связаны между собой.

Работа и устройство водогрейного котла

Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

• Газовые.
• Жидкотопливные
• Электрические
• Твердотопливные.

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Факторы, обеспечивающие эффективную работу устройства

Есть несколько требований, которые необходимо соблюдать для эффективной работы водогрейного котла.

Прежде чем описать основные конструкционные и технические характеристики, стоит выделить несколько основных показателей, влияющих на качество работы, которые считаются общими и подходят для любого устройства.

К ним относится схема работы водогрейного котла и такие параметры, как:

• Производитель оборудования.
• Качество устройства и его элементов.
• Наличие гарантийного срока эксплуатации и обслуживания оборудования.

По мнению специалистов, именно этот параметр является важным расчетным показателем, который определяет общее количество механического горючего.

Принцип работы и схема водогрейного котла

Теплоноситель нагревается до 115 градусов и после этого передает тепло отопительной системе. Вода становится паром при температуре 100 градусов, поэтому для предотвращения закипания, в котле постоянно поддерживается высокое давление.

Чем оно выше, тем лучше, так как тогда вероятность возникновения пристеночного закипания уменьшается, а значит образуется меньше накипи.

Независимо от вида топлива, принцип работы водогрейных котлов одинаковый: горючее сжигается в топке, а через ее стенки жар передается воде, которая циркулирует по отопительным трубам. Каждая конструкция разработана таким образом, чтобы обеспечить максимальное сгорание топлива и эффективную теплопередачу.

Деаэраторы атмосферного давления применяются в схемах приготовления питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения на ТЭС и в котельных.

Что такое вакуумные деаэраторы, вы можете узнать тут.

В конструкции водогрейного котла могут присутствовать особые конвективные пакеты. Они предназначены для эффективного охлаждения уходящих газов и снижения их температуры.

Поверхность пакетов у качественных систем в состоянии обеспечить снижение температурного режима до 190-200 градусов. Нельзя допускать более низкие температурные показатели, так как появится вероятность образования конденсата.

Качественная и при этом максимально эффективная работа оборудования определяется высокими показателями надежности и прочности устройства. В процессе работы вода по всем панелям и экранам осуществляет многоходовое движение.

Подобный результат достигается посредством установленных заглушек в коллекторах. Их количеством регулируются параметры скорости движения теплоносителя в приборе. Более подробно данный процесс отражает схема работы водогрейного котла.

Котлы-утилизаторы имеют следующий принцип работы: они генерируют энергию в виде нагретой воды, пара или воздушного потока.

Подробнее о котлах утилизаторах газов, вы можете узнать здесь.

Если приобрести водогрейный котел у серьезного производителя, можно быть уверенным в качестве и долговечности устройства.

Во многом это основано на правильном подборе скоростей передвижения воды, которая дает минимальное сопротивление контура. Это будет минимизировать отложение солей, а также процесс образования накипи.

Влияние сажи и накипи в процессе эксплуатации

Если на поверхности отопительного оборудования образуется слой сажи, ее низкая теплопроводность значительно затруднит передачу теплоты от производимых газов к стенкам отопительного устройства.

Это автоматически приведет к перерасходу топливной массы, к значительному снижению выработки пара, а также горячей воды.

Наличие накипи на стенках при относительно небольшой теплопроводности в значительной степени может уменьшить передачу теплоты от стенки устройства к воде.

Паровой котёл МЗК предназначен для получения насыщенного пара с температурой 175°С и рабочим давлением 0,8 МПа используемого для технологических и отопительных нужд.

Что такое паровой котёл КП, вы можете узнать тут.

Как результат, его стенки достаточно сильно могут перегреться, в некоторых случаях они разрываются, тем самым вызывая аварии котельных устройств.

На основании этого можно сделать вывод, что максимально эффективная работа котла может быть произведена исключительно при регулярной чистке подобного оборудования.

Образования накипи можно избежать только посредством установки специального грязевого фильтра, а также достаточно частых продувок основных элементов оборудования через воздушные штуцера.

Данный метод будет малодейственным в том случае, если работа оборудования будет осуществляться с использованием жесткой воды. Это говорит о том, что на качестве используемой воды экономить не стоит.

Процесс предварительной водоподготовки поможет увеличить общий срок службы устройства, а также всей тепловой системы.

При этом, в процессе всего срока эксплуатации у водогрейного котла сохранятся достаточно высокие показатели коэффициента полезного действия. Кроме того, это идеальная возможность сэкономить количество расходуемого топлива.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

Приобретение водогрейного котла от проверенного производителя гарантирует, что установленные в конструкции насосы обеспечат идеальные скоростные режимы теплоносителя. Также полностью исключается возможность образования накипи, сильного перегрева поверхности, соответственно, предотвращается выход системы из строя.

Мир инженера

информация для инженеров и проектировщиков

Принцип работы водогрейной котельной

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой нашей теме поговорим про водогрейную котельную и узнаем принцип работы водогрейной котельной. Основным отличительным признаком водогрейной котельной от других остальных является наличие водогрейного котла, который обеспечивает получение горячей воды заданных параметров для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Принципиальная схема водогрейной котельной

1 – водогрейные котлоагрегаты

2 – сетевые насосы

3 – подпиточные насосы

4 – рециркуляционные насосы

5 – насосы сырой воды

6 – деаэрационные насосы

7 – вакуумный деаэратор

8 – охладитель выпара

9 – пароводяной эжектор

10 – бак для сбора конденсата

12 – подогреватель химически очищенной воды

13 – подогреватель сырой воды

14 – охладители деаэрированной воды

Работа водогрейной котельной

Водогрейная котельная работает следующим образом. Сырая вода из ближайшего водоема или из наружной водопроводной сети с помощью насоса сырой воды (5) поступает в теплообменник (подогреватель сырой воды). Там она нагревается до температуры 20-30 0 С с помощью теплоты сетевой воды, поступающей из подогревателя химически очищенной воды (12). Затем сырая вода либо сразу отправляется на химводоочистку (11), либо проходит через охладитель деаэрированной воды (14), где охлаждают воду, идущую на подпитку тепловой сети. На химводоочистке производится уменьшение жесткости сырой воды в Na-катионитовых или Н-катионитовых фильтрах. После химводоочистки (11) сырая вода становится химически очищенной (умягченной). Химически очищенная вода поступает в подогреватель химически очищенной воды (12), где она нагревается за счет теплоты сетевой воды из котельного агрегата. После (12) химически очищенная вода пройдя через охладитель выпара (8) поступает в вакуумный деаэратор (7). Деаэраторы в котельной предназначены для удаления из воды коррозионно-активных газов (О₂, СО₂) при одновременном ее подогреве. В водогрейных котельных подогрев химически очищенной воды в вакуумном деаэраторе (7) осуществляется за счет теплоты сетевой воды, поступающей из водогрейного котла.

Как правило, в водогрейных котельных применяются вакуумные деаэраторы (ДВ). В этих деаэраторах удаление О₂ и СО₂ происходит при рабочем давлении 0,16÷0,5 атм. (0,016÷0,05 МПа). Средний подогрев воды в вакуумных деаэраторах составляет от 15-25 0 С. Температура деаэрированной воды на выходе из вакуумного деаэратора (7) составляет 55-80 0 С. Для поддержания вакуума в вакуумном деаэраторе (7) используются паровоздушные эжектора, которые последовательно включены с баком для сбора конденсата из деаэрационного насоса (6).

После процесса деаэрации химочищенная вода становится подпиточной. Если ее температура после вакуумных деаэраторов получится выше значения 65-70 0 С, то она проходит через охладитель деаэрированной воды (14), где охлаждается сырой водой. После охладителя деаэрированной воды (14) подпиточная вода смешивается с потоком сетевой воды после подогревателя сырой воды (13), а затем с помощью подпиточного насоса (3) поступает на подпитку водяной тепловой сети (в обратный трубопровод). Подогрев сетевой воды для систем отопления, вентиляции и ГВС зданий осуществляется в водогрейном котле. При разработке и расчете тепловых схем с водогрейным котлами необходимо учитывать некоторые особенности их конструкций и эксплуатации.

Водогрейные котлы работают надежно и экономично только при поддержании постоянного расхода сетевой воды, проходящей через них. Также должна поддерживаться неизменной температура сетевой воды на выходе из котла, т.е. τ_КОТ ВЫХ = const, G_КОТ = const.

Для того, чтобы обеспечить температуру сетевой воды в тепловой сети в соответствии с установленным температурным графиком должно быть предусмотрено наличие перепускного участка (перемычки). Через этот участок сетевая вода из обратного трубопровода тепловой сети в количестве G_ПЕРЕП. подмешивается в подающий трубопровод тепловой сети. За счет этого происходит уменьшение температуры на выходе из котла τ_КОТ ВЫХ до значений τ₀₁. Для предупреждений низкотемпературной коррозии внутренних поверхностей нагрева водогрейных котлов температура сетевой воды на входе в котлы τ_КОТ ВХОД должна быть выше температуры точки росы продуктов сгорания, что бы не произошло реакции между сконденсированными водяными парами и окислами серы и как следствие, значение температуры сетевой воды на входе в котел τ_КОТ ВХОДА должны быть:

— не ниже 60 0 С при работе водогрейных котлов на газообразном топливе;

— не ниже 70 0 С при работе водогрейных котлов на малосернистом мазуте;

— температура на входе в котел τ_КОТ ВХОДА >= 110 0 С при работе на высокосернистом мазуте или твердом топливе.

Для того, чтобы поддерживать температуру сетевой воды на входе в котел τ_КОТ ВХОД на нужном уровне и для того чтобы поддерживать постоянный расход сетевой воды через котел устанавливаются рециркуляционные насосы. При их помощи осуществляется подмешивание сетевой воды, выходящей из котла в обратный трубопровод тепловой сети.

Надеюсь, что мне удалось подробно объяснить принцип работы водогрейной котельной и теперь Вам всё понятно, где, как и какой насос используется в котельной.

Принципиальная схема котельной и отдельных элементов

Тепловая схема котельной с водогрейными котлами применяется в основном в качестве отопительного устройства. Также ее можно использовать для сушилок. Полученный горячий теплоноситель, который проходит по трубам, доставляет в батареи водоснабжение с высокой температурой.

По сравнению с паровыми конструкциями, такие элементы проще и дешевле по стоимости и монтажу. Эксплуатационные требования не такие жесткие, теплоносителю, перемещающемуся по трубам, оказывается меньше внимания.

Принцип работы водогрейных котлов

Устройство состоит из 11 элементов:

1. Сетевого насоса.
2. Рециркуляционного.
3. Сырого водоснабжения.
4. Подпиточной.
5. Водогрейного котла.
6. Химически очищенного теплоносителя.
7. Охладителя подпиточного водоснабжения.
8. Деаэратора.
9. Подогревателя сырого водоснабжения.
10. Охладителя выпара.
11. Бака с водой.

Согласно схеме можно привести следующий принцип работы устройства. Сначала вода движется от тепловой сети к насосному оборудованию. Напор должен быть небольшим. К насосу также поступает подпиточный теплоноситель, который восполняет потерю воды в сети. Сюда же подается нагретая жидкость. Она часть своего тепла оставляет для того, чтобы поднять температуру сырой воды, а также химически очищенной.

Если за окном не ниже 0 °C, отапливать помещение слишком сильно не нужно. Поэтому действует принцип, при котором теплоноситель с высокой температурой от сетевого насоса движется к перепускной линии, не заходя в нагревательный элемент. Тут она смешивается с горячим водоснабжением.

Образуется заданная инженерными расчетами температура теплоносителя, поступающего к сети подачи жидкости. Химически очищенная вода греется и деаэрируется в соответствующем устройстве оборудования. Затем из емкости, где она хранится, жидкость отправляется с помощью подпиточного насосного элемента в линию труб, ведущую ее к батареям.

Бак рабочей воды удерживает ее на месте, пока не понадобится заново обогревать помещение.

Принципиальная схема для котельной закрытого типа

Из-за нагрузок на горячее водоснабжение для больших помещений применяют устройства с суммарным расходом теплоты до 50 м² на 1 Гкал/ч. Такая установка называется котельной с закрытым типом.

Она состоит из 11 элементов:

1. Водогрейного котла.
2. Рециркуляционного насоса.
3. Сетевого поршня.
4. Одноименной линии.
5. Насоса сырой жидкости.
6. Конденсатного.
7. Такого же бака.
8. Подогревателя сырой воды.
9. Деаэратора.
10. Химически очищенного водоснабжения.
11. Охладителя выпара.

Описание рабочего процесса

Для контроля расхода природного газа необходимо определить величину утечки сетевой воды.

Это количество равно 2% от всей жидкости, попадающей на линию.

Закрытая тепловая система работает по следующему принципу. Нагревается вода внутри устройства. С помощью насосов она перемещается по трубам и попадает в батарею. Там ее температура падает. После чего жидкость возвращается по обратной линии в отопительный котел. Тут температура воды снова поднимается, и начинается новый круг движения.

В доме или квартире размещается водогрейный котел, а слева от него деаэратор. Под ними находятся насосы и теплообменник. Вода поступает по сетевой линии от бака к батареям. Для этого применяются насос и магистральный трубопровод. Такая линия движения жидкости направляет горячую воду от котла до радиатора.

Тепловая схема для открытой системы

Подобная котельная работает без насосов. Вода перемещается благодаря законам термодинамики. Так как теплоноситель с высокой и низкой температурой имеет разную плотность, а трубы располагаются под уклоном, возможно движение жидкости между емкостью и батареей.

Энергия в системе остается неизменной. Происходит обмен теплотой между водой и окружающей средой. То есть температура передается с одного конца системы в другую.

Открытый контур обладает главным преимуществом — не нужно тратить деньги на дополнительное оборудование в виде насосов.

Как это работает

В системе используется расширенный бак, куда поступает лишняя жидкость. Специальный резервуар удерживает ее, нагревая или охлаждая, в зависимости от температуры водоснабжения. Процесс происходит автоматически. Резервуар располагается сверху над другими компонентами.

Можно выделить 2 этапа работы:

1. Подача воды, когда тепло отправляется от котла к батарее.
2. Обратный приток жидкости. В этом случае лишнее количество водоснабжения с высокой температурой поступает в емкость, где оно остывает, а потом движется к котлу.

Выделяют одно- и двухтрубные устройства. Если в котельной 1 магистраль, значит, по ней вода движется в оба направления. В двухтрубных процесс проходит независимо между обратной и прямой подачей теплоносителя.

За счет разной плотности горячая вода движется к батарее под давлением.

Лучше всего установить однотрубную систему. Это проще и дешевле.

• отопительной емкости;
• батарей;
• расширительного бака;
• труб.

В некоторых системах не используется батарея. Применяют трубы диаметром 10 см. В этом случае можно потерять в температуре теплоносителя. Эффективность всей системы резко падает. Ее работа следующая. Используется две трубы — прямая и обратная. По первой теплоноситель движется к батареям, нагревая их, по второй, уже холодный — к котлу, чтобы снова нагреться.

Двухтрубные устройства кажутся сложнее, но расходы за отопление потом будут ниже. Поэтому когда нужно осуществить выбор системы теплоснабжения, следует уделить время обзору всех имеющихся устройств. С одной стороны, открытые котельные проще и дешевле, но более затратные при оплате за отопление. С другой — закрытого типа устройство выглядит сложнее, но дешевле услуги.

Требования к газовой котельной на предприятии

Котельная – это комплексная инженерная система, состоящая из большого количества механизмов и узлов предназначенных для выработки тепловой энергии на производственные нужды и теплоснабжения жилых и общественных зданий.

Котельная на предприятии, как источник тепла, тесно связана с инженерными сетями расположенными, как на ее территории, так и вне.

• 1 Виды промышленных котельных установок
• 2 Принцип работы
• 3 Котельное оборудование
• 4 Системы дымоотвода
• 5 Требования к промышленным газовым котельным

Виды промышленных котельных установок

Промышленные газовые котлоагрегаты классифицируются по мощности на агрегаты малой, средней и большой мощности. К первой группе относятся водогрейные, паровые и конденсационные генераторы, мощностью до 20 МВт и КПД до 96 %. Обычно их применяют для теплоснабжения небольших предприятий.

Для комплексного теплоснабжения с выдачей нагрузки по отоплению, горячему водоснабжению и вентиляции предприятия устанавливают котельные с суммарной мощностью до 100 МВт.

Такое оборудование устанавливается на больших квартальных котельных, способных обеспечить теплом не только промышленных, но и жилищно-бытовых потребителей. Для снабжения горячей водой и паром крупных заводов и районных городских предприятий тепловых сетей используют газовые котлы с мощностью от 600 МВт.

По назначению газовые котельные на предприятии подразделяются:

1. Отопительные – для централизованного снабжения на нужды отопления, вентиляции и ГВС бытовых и промышленных потребителей;
2. Производственные – для технологического обеспечения теплом в виде пара и горячей воды промпредприятий.
3. Отопительно-производственные – для комплексного снабжения теплом систем теплоснабжения и технологических процессов.
4. По схеме котельные делятся на закрытого типа, когда вся сетевая вода по магистральным тепловым сетям возвращается обратно к источнику и открытую систему, когда часть горячего теплоносителя потребляется на технологические или бытовые нужды.
5. В промышленности технологическими потребителями тепловой энергии в виде пара являются бумажные, химические и металлургические производства, нефтехимические комплексы, ректификационные и химические реакторы, сорбционно-десорбционной агрегаты процесса газа очистки, гальванические линии и устройства для ламинирования поверхностей.

Перспективным направлением стала установка комбинированных котельных пароводородных котельных, автономных блок-модулей, крышных систем теплоснабжения.

Хорошими мобильными системами считаются блок-модульные, собираемые на заводе и транспортируемые к месту установки в собранном виде.

На месте запуск таких систем проходит по ускоренной программе «под ключ», учитывая, что монтаж и наладочные работы выполнены на производстве.

Принцип работы

Газовые промышленные котельные независимо от своей мощности, практически, имеют одинаковую схему управления и принцип действия. Конструкционные различия наблюдаются только у водоводяных и пароводяных котлов. Котельные установки промышленных предприятий состоят из основного и вспомогательного оборудования.

К основному относят сам котел и устройства, заключенные в его корпусе – трубные пакеты, сепараторы, коллекторы, барабаны. К вспомогательному оборудованию относятся газогорелочное устройство, насосы, вентиляторы, дымососы, арматура, гарнитура, система автоматики управления и безопасности.

В водогрейных котлах вода нагревается до максимальной температуры 150 С, в результате сжигания топлива и передаче тепла от дымовых газов к магистральному теплоносителю. Панели выполняют газоплотными, чтобы повысить теплопередачу, для этого – стальные трубы сваривают между собой.

После топки дымовые газы вод воздействием разряжения, создаваемого дымососом, поступаю в конвекторный блок, где трубы смонтированы в шахматном порядке, что увеличивает поверхность нагрева и скорость передачи воды сетевому теплоносителю.

В водогрейном котле вода движется принудительно, скорость движения определяют сетевые насосы, обеспечивающие необходимую производительность и напор. Вход и выход воды выполняется через котловой коллектор.

Принцип работы парового котла отличается от водогрейного. Движение воды во внутреннем его контуре, происходит благодаря естественной циркуляции холодных и нагретых пароводяных сред.

В результате процесса теплопередачи на выходе котла получается насыщенный или перегретый пар. Для сбора его в современных котлах устанавливаются барабаны и сепарационные устройства в верхнем барабане, чтобы удалять из пара мельчайшие частички котловой воды.

Сетевая вода через паровой котел не циркулирует, он запитывается химочищенной питательной водой, с помощью специальных питательных насосов. Контур сетевой воды не пересекается с питательным, а нагрев ее происходит в пароводяных сетевых теплообменных аппаратах, в которых пар от котла через трубную систему нагревает подающий теплоноситель до максимальной температуры 150 С.

Котельное оборудование

Котлы являются основным элементом организации и реализации паросилового цикла системы теплоснабжения. Корпус маломощных котлов низкого давления изготавливают из чугуна, а среднего и высокого давления из котловой стали.

Для того чтобы правильно подобрать тип и количество котлов, выполняют технико-экономические расчеты, с учетом следующих факторов:

1. Максимальная и минимальная тепловая нагрузка потребителей в зимнее и летнее время.
2. Расстояние и диаметры тепловых сетей с разбивкой к каждому потребителю.
3. Качество воды и топлива.
4. Уровень автоматизации газовой котельной.
5. Размеры котельной.

Следующим по важности элементом котлоагрегата является горелочное устройство, где происходит процесс смешивания газа и воздуха и розжиг газовоздушной смеси с образованием факела. Сам процесс горения происходит в топочной камере.

Выбор котла по теплопроизводительности горелки должен соответствовать ее мощности с учетом аварийного резерва. Неплохое газовое оборудование Лемакс можно приобрести в Ишиме.

Работа горелки обеспечивается газовым оборудованием котельной: ГРУ или ГРП, регуляторами, фильтрами, приборами контроля и системой безопасности. Все элементы газового хозяйства относятся к объектам повышенной опасности, их работа регламентируется СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Системы дымоотвода

Система дымовентиляции котельной служит для создания разряжения в газовом тракте котлоагрегата и выводе дымовых газов из котла в атмосферу . Она состоит и дымососа, вентилятора, дымоходов и дымовой трубы.

Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности (КИПиА) предназначены для контроля за работой установки по режимным картам, регулировки нагрузки котла и обеспечения безопасной эксплуатации оборудования.

Во всех современных котлоагрегатам установка КИПиА является обязательным требованием, в соответствии с нормами и правил по эксплуатации котельных установок.

Защита котельного оборудования срабатывает с включением звуковой и световой сигнализации для оповещения оперативного персонала.

Параметры защиты КИПиА:

• отрыв факела в котле;
• высокое давление пара, газа, воды;
• низкое разряжение в топке котла;
• отключение электроэнергии;
• низкий уровень воды в котле;
• низкое давление воздуха, воды и газа.

При срабатывании сигнализации, через короткое время, если оперативный персонал не исправил сбой, котел останавливается системой КИПиА, через принудительное отключение подачи газа в топку.

Требования к промышленным газовым котельным

Газовые котельные – пожароопасные объекты, к ним предъявляются особые требования на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. Основные требования закреплены в СНиП II-35- «Котельные установки».

Требования к насосам обозначены в СП 89.13330.2012. Вода и пар должны соответствовать — ГОСТу 20995-75, 2761-84, а система химводоподготовки — СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение». Более подробно с требованиями и правилами можно ознакомиться в книге «Котельные установки промышленных предприятий» (Сидельковский Л.Н. Юренев В.Н).

Котлы промышленных котельных устанавливают в отдельностоящем здании, которое по огнестойкости определяется производственными требованиями. Для монтажа крупногабаритных элементов и узлов котла должны быть предусмотрены монтажные проемы.

Проектирование и строительство промышленных котельных выполняется с учётом существующих планов застройки и инженерных коммуникаций в районе предполагаемого строительства.

Проектом должны быть предусмотрены котельный зал, насосный зал, топливное хозяйство, помещения для химводоочистки и КИПиА.