Меню

Промышленные газовые котлы для горячего водоснабжения

Газовые водогрейные котлы: классификация промышленных и бытовых агрегатов

Водогрейный газовый котел используется для теплоснабжения частных жилых домов, небольших общественных и производственных зданий в районах, где отсутствует подача центрального отопления либо подсоединение к нему считается неэффективным.

Котлы устанавливаются в одном помещении, называемом водогрейной котельной. Автономная система отопления оснащается основным и вспомогательным котельным оборудованием, блоком автоматики безопасности.

Классификация водогрейных котлов на газе


Водогрейные газовые котлы устанавливаются в источниках теплоснабжения для организации подачи ГВС и отопления на бытовые и промышленные нужды.

Принцип функционирования таких устройств заключается в циклическом процессе нагрева и охлаждения теплоносителя. В зависимости от температуры нагрева они группируются:

  • на низкотемпературные с температурой нагреваемой среды до 115 С;
  • высокотемпературные от 115 до 150 С;
  • на устройства, вырабатывающие перегретый теплоноситель свыше 150 С.

По назначению они разделяются на две группы:

  1. Газовые промышленные свыше 100 кВт и теплоносителем до 115 С.
  2. Бытовые, для частного дома, с мощностью до 100 кВт и теплоносителем до 90 С.

Промышленные газовые котлы

Промышленные водогрейные газовые котлоагрегаты сегодня являются самыми эффективными источниками теплоснабжения. Они могут быть выполнены водотрубными, когда теплоноситель циркулирует внутри труб, а дымовые газы снаружи.

И жаротрубными, когда дымовые газы проходят внутри труб, а теплоноситель снаружи. Монтаж обоих вариантов отличается различной конструкцией дымоотводящих каналов.

Как правило, промышленный водогрейный агрегат состоит из 2-х взаимосвязанных конструктивных частей: топочной и конвективной.

Первая — выполнена из стальных панелей, называемых экранами по месту расположения: задний, боковой, фронтальный и потолочный. Конвективные поверхности нагрева располагаются после топочных поверхностей нагрева, чтобы обеспечить максимальный теплосъем от уходящих газов.

Для этого направление движения теплоносителя и дымовых газов выполняется по принципу противотока.

Котлы для частного дома

Эти устройства имеют меньшую мощность и работают при более низкой температуре теплоносителя, поэтому могут быть как настенными, так и напольными.

В зависимости от количества контуров нагрева, они изготавливаются одноконтурными для отопления и двухконтурными для отопления и ГВС. Одноконтурные котлы могут иметь патрубки для подключения внешнего бойлера косвенного нагрева ГВС.

Теплообменники изготавливаются из стали, чугуна и меди. Последние в основном для настенных конструкций. Газовое топливо сжигается в топке, которая может выполняться закрытой для принудительного движения дымовых газов и открытой в случае естественного удаления уходящих газов.

Горячие газы омывают теплообменник, через который проходит теплоноситель для контура отопления и ГВС. Остывшие дымовые газы выбрасываются в атмосферу через дымоотводной канал.

Движение воды может протекать естественным путем, за счет разности температур между горячей и холодной средой и принудительным, с использованием циркуляционного насоса.

Нагретый теплоноситель с температурой до 90 С поступает во внутридомовую тепловую сеть, распределяется по стоякам и далее по радиаторам отопления, где отдает тепловую энергию воздуху в помещении, остывает и возвращается в котел для следующего цикла нагрева.

Устройство и принцип работы газовых промышленных котлов


Промышленные газовые водогрейные котлы, способные нести большую тепловую нагрузку — это сложная теплотехническая система, имеющая много взаимосвязанных элементов.

Как правило, водогрейные газовые котлы комплектуются таким оборудованием:

  • Автоматика и управление.
  • Котел с топочными экранами.
  • Горелочное устройство газового котла.
  • Центробежные насосы: циркуляционные, подпиточные и системы ХВО.
  • Теплообменные аппараты.
  • Топливоподача: газорегуляторные установки (ГРУ).
  • Вентилятор.
  • Дымосос.
  • Электрощитовое оборудование.
  • Блок химической очистки воды — ХВО.
  • Баки для хранения воды: аккумуляторный, деаэрации, подпиточный.

Техническое обслуживание оборудования водогрейной котельной проводится обученным оперативным персоналом по утвержденным производственным инструкциям.

Автоматика и управление

Управление котлов большой мощности является сложным процессом, поскольку связано с динамически изменяющимися температурными режимами, как внутри котла, так и в системе теплоснабжения.

Для того чтобы постоянно контролировать многочисленные параметры этой системы используются первичные датчики по пламени, разрежению в топке, давлению и расходу газа и температурам по всем контурам нагрева.

Все первичные датчики завязаны на блок автоматики котла, который состоит из системы регулирования и безопасности.

Первая система отвечает за поддержания температурного графика схемы теплоснабжения в зависимости от температуры наружного воздуха. Например, для увеличения температуры, исполнительный механизм открывает подачу газа и соответственно увеличивается расход подачи воздуха в топку через открытие воздушной заслонки, а разрежение в топке через открытие шибера на дымососе.

Система безопасности следит, чтобы контролируемые параметры не превышали или не падали ниже допустимых значений, в этом случае сигнал поступает на электроконтактный клапан-отсекатель, установленный на газовой линии перед котлом.

В аварийной ситуации он полностью отключает подачу газа на горелочное устройство и включает световую и звуковую сигнализацию.

Горелка

Газовая горелка основа любого котлоагрегата, от которой зависит эффективность тепловой системы в целом. По варианту подачи газа они подразделяются на конструкции:

  • инжекторного принципа действия, которые благодаря высокой скорости истечения газа из сопла, засасывают в корень факела воздушную струю;
  • наддувного принципа действия, в которых воздух нагнетается с помощью вентилятора;
  • диффузного типа, в которых газовоздушная смесь образуется в специализированных диффузионных каналах.

Для промышленных водогрейных котлов, в основном применяется газовая наддувная горелка. Она выполнена из форсунки, через которую выходит смесь газа с воздухом, создается мощный факел, обеспечивающий равномерную площадь горения в топке.

Для более мощных промышленных котлов от 100 кВт используют горелки, работающие под разрежением, создаваемым дымососом.

Топка

Устройство топочной камеры в промышленном газовом котле выполняется закрытой, работающей под наддувом. Принудительная подача воздуха и создание разряжения дымососом позволяет поддерживать высокую температуру в области горения до 1900С.

В топочной части проистекает технологический процесс горения газа. Излучаемое тепло при помощи конвективного и радиационного теплообмена передается теплоносителю через стальные экраны.

Для увеличения теплопередающей способности топки панели выполняют газоплотными, сваривают между собой стальной полосой.

После топки горячие газы с температурой 800 С поступают в конвективный пучок, выполненные в виде панели из стояков и труб. Последние располагаются в шахматном порядке, чтобы увеличить поверхность нагрева.

На этом участке температура дымовых газов падает до 180-200 C. В зависимости от проектной схемы для снижения температуры уходящих газов до 55 С, устанавливаются дополнительные «хвостовые» поверхности нагрева котла, например, экономайзер и воздухоподогреватель.

Дымосос

К тягодутьевым машинам водогрейного котла относятся вентилятор и дымосос. Первые обеспечивают принудительную подачу воздуха в зону горения, а вторые разрежение в топке, чтобы дымовые газы могли выходить в атмосферу.

Основные характеристики дымососа:

  • производительность перекачиваемой среды, м3/ч;
  • создаваемое разрежение, Па;
  • мощность установленного двигателя, кВт;
  • частота оборотов рабочего колеса (об/мин).

Дымосос подбирается по объему дымовых газов, образовавшихся в максимальном режиме работы котла. Он обязан создать напор, который будет превышать сопротивление дымоотводной системы. Условия его работы значительно труднее, чем у вентиляторов, вследствие высокой температуры среды, коррозионной агрессивности уходящих газов и наличия в них частичек золы.

ХВО — это сокращенное обозначения системы химической очистки воды для нужд водогрейного котла, распространенным, доступным и дешевым теплоносителем, она обладает недостатками и может привести к разрывам поверхностей нагрева котла.

Для котлов наиболее опасными примесями в подпиточной воде являются:

  • взвешенные механические вещества;
  • растворенные соли жесткости;
  • кислород и окислы, вызывающие коррозию котловых поверхностей нагрева.

Активный кислород удаляется из воды термическим методом в деаэраторах.

Соли жесткости удаляются химическим путем в умягчителях, с прохождением воды через натрий катионитовые фильтры. Взвешенные вещества удаляются в механических фильтрах, заполненных песком.

Читайте также:  По какому косгу оплачивать водоснабжение

Подпитка воды водогрейного котла зависит от системы отопления и размера утечек. Наименьшими показателями подпитки обладают системы закрытого типа.

Устройство водогрейных котлов для дома

Все современные бытовые газовые котлы в диапазоне 9 — 30 кВт для нагрева площади до 300м2 являются водогрейными, то есть через них циркулирует теплоноситель системы отопления.

Контур для нагрева воды выполняется в виде водяной рубашки либо трубчатого теплообменника.

Типовой водогрейный котел состоит:

  • топочная камера: открытая или закрытая;
  • горелка модулируемая или обычная;
  • теплообменный аппарат для каждого контура обогрева: отопления и ГВС;
  • циркуляционный насос для теплоносителя;
  • центробежный вентилятор в устройствах закрытого типа для подачи воздуха;
  • блок управления и автоматики безопасности.

Дымоотводная система выполняется по рекомендациям завода изготовителя котла. Лучшими системами для закрытых топок являются коаксиальный дымоход, который приобретается отдельно и не требуется вертикального вывода отработанных газов через кровлю здания.

Техобслуживание водогрейных газовых котлов в частном доме выполняются по режимным картам, которые представляются сервисными или наладочными организациями.

Ошибки водогрейных бытовых котлов

Все водогрейные котлы, работающие на газовом топливе, имеют единый технологический принцип нагрева теплоносителя и должны отвечать государственным требованиям по безопасной эксплуатации.

Наиболее распространенные ошибки водогрейных котлов:

  1. Обрыв факела на горелочном устройстве. Этот сбой обычно вызван высокими параметрами по разрежению в топке и скорости подачи факела к устью горения, а также низким давлением в газовой сети.
  2. Высокое давление в контуре нагрева, превышающее значение предусмотренное режимной картой. Самыми распространенными причинами такой ошибки могут быть: нерабочий насос циркуляции, утечка в сети, забит теплообменный аппарат и конвективные поверхности нагрева котла.
  3. Высокая температура теплоносителя из-за низкой циркуляции в котле. Сбой может происходить при плохой работе насоса, нерабочих датчиках температур в блоке управления котла, забытых поверхностях нагрева накипью.
  4. Неисправность электронной системы клапана-отсекателя газа.

Водогрейные газовые котлы являются наиболее распространенными источниками нагрева в индивидуальных системах отопления бытовых и промышленных объектов.

Они имеют самые высокие показателями эффективности с КПД до 92 %, предельного уровня автоматизации тепловых процессов — 100%, модуляцией от 30 до 100% и высокую эксплуатационную готовность.

Обзор современных промышленных газовых котлов

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.

Требования к промышленным газовым котельным

Котельная установка (котельная) – это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило – воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов.
подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные – для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные – для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие);

Котел – это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства.

Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия.

Читайте также:  Чертеж регистров отопления dwg

Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

Предлагаем ознакомиться Экономный котел своими руками

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7.

Рис. 5. Схема паровой котельной установки: 1 – циркуляционный насос; 2 – топка; 3 – пароперегреватель; 4 – верхний барабан; 5 – водоподогреватель; 6 – воздухоподогреватель; 7 – дымовая труба; 8 – центробежный вентилятор (дымосос); 9 – вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6. Схема котельного агрегата

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

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.

Для эффективной работы требуется обратить особое внимание на топку. Она должна иметь достаточный объем для сжигания всего объема загружаемого топлива.
По мнению специалистов, именно этот параметр является важным расчетным показателем, который определяет общее количество механического горючего.

Заводы по производству котельного оборудования

В России насчитываются несколько десятков заводов котельного оборудования, некоторые из них имеют долгую историю развития, начиная с начала 20 века, другие возникли в последнее десятилетие.

Монастырищенский завод начал производство котельного оборудования еще в 1957г, он снабжал передовыми механизмами все республики СССР. Большинство котлов поставленных заводом работают до настоящего времени.

Надежность и эффективность их была такой высокой, что покупатели ждали поставку годами, получая разрешение исключительно через соответствующие министерства и ведомства.

В настоящее время завод провел полную реконструкцию производства и выпускает обновленное котельное оборудование для паровых и водогрейных котлов и модульных транспортабельных котельных установок по коду ОКПД, включая весь перечень вспомогательного оборудования, системы водоподготовки, дымовентиляции и газопроводов.

Щекинский завод котельно вспомогательного оборудования и трубопроводов начал работу в 1952 году, предприятие выпускает, как стандартное, так и нестандартное котельное оборудование, и трубопроводные системы для ремонта и реконструкции действующих энергообъектов и предприятий металлургии.

Бийский котельный завод выпускает котельное оборудование для машиностроения, нефтехимии, коммунального теплоснабжения, транспортной отрасли и сельскохозяйственных фирм.

Калтанский завод котельно вспомогательного оборудования и трубопроводов начал свою трудовую деятельность в 1960 году. Он выпускает уникальные по номенклатуре котельные изделия для крупных энергетических объектов на востоке страны.


Заводской цех

Специалисты завода первые в Минэнерго организовали выпуск вспомогательного котлового оборудования среднего давления для нужд генерирующих предприятий страны.

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.

Предлагаем ознакомиться Схема работы двухконтурного котла

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».

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.

Читайте также:  Регулировка подачи газа котлов отопления

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.

Если через какое-то время он смешается с отложениями золы, где содержится сера, это может привести к разрушительной сернистой коррозии, соответственно, котел очень быстро выйдет из строя.

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.

Устройство и принцип работы газовых промышленных котлов

Промышленные газовые водогрейные котлы, способные нести большую тепловую нагрузку — это сложная теплотехническая система, имеющая много взаимосвязанных элементов.

Как правило, водогрейные газовые котлы комплектуются таким оборудованием:

  • Автоматика и управление.
  • Котел с топочными экранами.
  • Горелочное устройство газового котла.
  • Центробежные насосы: циркуляционные, подпиточные и системы ХВО.
  • Теплообменные аппараты.
  • Топливоподача: газорегуляторные установки (ГРУ).
  • Вентилятор.
  • Дымосос.
  • Электрощитовое оборудование.
  • Блок химической очистки воды — ХВО.
  • Баки для хранения воды: аккумуляторный, деаэрации, подпиточный.

Техническое обслуживание оборудования водогрейной котельной проводится обученным оперативным персоналом по утвержденным производственным инструкциям.

Автоматика и управление

Управление котлов большой мощности является сложным процессом, поскольку связано с динамически изменяющимися температурными режимами, как внутри котла, так и в системе теплоснабжения.

Для того чтобы постоянно контролировать многочисленные параметры этой системы используются первичные датчики по пламени, разрежению в топке, давлению и расходу газа и температурам по всем контурам нагрева.

Все первичные датчики завязаны на блок автоматики котла, который состоит из системы регулирования и безопасности.

Первая система отвечает за поддержания температурного графика схемы теплоснабжения в зависимости от температуры наружного воздуха. Например, для увеличения температуры, исполнительный механизм открывает подачу газа и соответственно увеличивается расход подачи воздуха в топку через открытие воздушной заслонки, а разрежение в топке через открытие шибера на дымососе.

Система безопасности следит, чтобы контролируемые параметры не превышали или не падали ниже допустимых значений, в этом случае сигнал поступает на электроконтактный клапан-отсекатель, установленный на газовой линии перед котлом.

В аварийной ситуации он полностью отключает подачу газа на горелочное устройство и включает световую и звуковую сигнализацию.

Горелка

Газовая горелка основа любого котлоагрегата, от которой зависит эффективность тепловой системы в целом. По варианту подачи газа они подразделяются на конструкции:

  • инжекторного принципа действия, которые благодаря высокой скорости истечения газа из сопла, засасывают в корень факела воздушную струю;
  • наддувного принципа действия, в которых воздух нагнетается с помощью вентилятора;
  • диффузного типа, в которых газовоздушная смесь образуется в специализированных диффузионных каналах.

Для промышленных водогрейных котлов, в основном применяется газовая наддувная горелка. Она выполнена из форсунки, через которую выходит смесь газа с воздухом, создается мощный факел, обеспечивающий равномерную площадь горения в топке.

Для более мощных промышленных котлов от 100 кВт используют горелки, работающие под разрежением, создаваемым дымососом.

Топка

Устройство топочной камеры в промышленном газовом котле выполняется закрытой, работающей под наддувом. Принудительная подача воздуха и создание разряжения дымососом позволяет поддерживать высокую температуру в области горения до 1900С.

В топочной части проистекает технологический процесс горения газа. Излучаемое тепло при помощи конвективного и радиационного теплообмена передается теплоносителю через стальные экраны.

Для увеличения теплопередающей способности топки панели выполняют газоплотными, сваривают между собой стальной полосой.

После топки горячие газы с температурой 800 С поступают в конвективный пучок, выполненные в виде панели из стояков и труб. Последние располагаются в шахматном порядке, чтобы увеличить поверхность нагрева.

На этом участке температура дымовых газов падает до 180-200 C. В зависимости от проектной схемы для снижения температуры уходящих газов до 55 С, устанавливаются дополнительные «хвостовые» поверхности нагрева котла, например, экономайзер и воздухоподогреватель.

Дымосос

К тягодутьевым машинам водогрейного котла относятся вентилятор и дымосос. Первые обеспечивают принудительную подачу воздуха в зону горения, а вторые разрежение в топке, чтобы дымовые газы могли выходить в атмосферу.

Основные характеристики дымососа:

  • производительность перекачиваемой среды, м3/ч;
  • создаваемое разрежение, Па;
  • мощность установленного двигателя, кВт;
  • частота оборотов рабочего колеса (об/мин).

Дымосос подбирается по объему дымовых газов, образовавшихся в максимальном режиме работы котла. Он обязан создать напор, который будет превышать сопротивление дымоотводной системы. Условия его работы значительно труднее, чем у вентиляторов, вследствие высокой температуры среды, коррозионной агрессивности уходящих газов и наличия в них частичек золы.

ХВО — это сокращенное обозначения системы химической очистки воды для нужд водогрейного котла, распространенным, доступным и дешевым теплоносителем, она обладает недостатками и может привести к разрывам поверхностей нагрева котла.

Для котлов наиболее опасными примесями в подпиточной воде являются:

  • взвешенные механические вещества;
  • растворенные соли жесткости;
  • кислород и окислы, вызывающие коррозию котловых поверхностей нагрева.

Активный кислород удаляется из воды термическим методом в деаэраторах.

Соли жесткости удаляются химическим путем в умягчителях, с прохождением воды через натрий катионитовые фильтры. Взвешенные вещества удаляются в механических фильтрах, заполненных песком.

Подпитка воды водогрейного котла зависит от системы отопления и размера утечек. Наименьшими показателями подпитки обладают системы закрытого типа.

Конструктивные особенности водогрейного котла

Традиционный агрегат этого вида представляет собой металлическую сварную конструкцию, в которой имеется обязательно опорная рама, каркас, оснащенный теплоизоляционными, защитными материалами. Основной элемент конструкции, как было сказано ранее, система водонагревательных труб – теплообменник, через которых происходит циркуляция котловой воды. Снаружи котлы обшиваются листовым железом.

Сама конструкция прибора и принцип действия говорят о том, что эти агрегаты имеют достаточно крупные размеры. В моделях разных типов имеются топочные камеры, рассчитанные на различные способы загрузки-подачи топлива.

Готовый водогрейный твердотопливный котел заводской сборки – это единый блок, в котором можно все элементы конструкции условно разделить на две части: экранную и конвективную поверхность. Поверхности изготавливаются из цельнокатаных стальных труб диаметром 76 мм. Между трубами предусмотрена установка плавников.

Загрузка угля или дров осуществляется через топочный блок, который оснащен обычными или поворотными колосниками (для котлов с ручной подачей топлива). Под топочной частью во время установки котла в опорную раму, в самой нижней части оборудуют воздуховод, через который в камеру сгорания будут нагнетаться воздушные массы.

Особенно интересно выглядит чистка отопительного оборудования. В агрегатах с ручной подачей удаление золы и сажи осуществляется через специальный люк. В приборах механической подачей все аналогичные процессы осуществляются специальными механизмами – транспортерами.