Котёл – немаловажная составляющая системы отопления, от которой зависит эффективность ее работы. Сегодня одним из самых распространённых видов отопления является водяное, что объясняет растущую популярность использования водогрейных котлов.
В продаже можно увидеть самые разные агрегаты, отличие между которыми состоит в используемом теплоносителе, конструкционном исполнении, технологии установки и т.п.
Предназначение
Водогрейный котёл применяется для обогрева малогабаритных строений, коттеджей и таун-хаусов. Обычно подобные агрегаты применяют при отсутствии центральной отопительной системы или в ситуации нецелесообразности строительства котельной. Помимо отопления их используют в системе горячего водоснабжения.
Водогрейный котёл – это прибор для нагрева воды под давлением, т.е. без возможности ее кипения.
Теххарактеристики
К основным характеристикам водогрейных котлов относятся:
Теплопроизводительность (тепловая мощность)
Это количество тепловой энергии, которое может быть передано теплоносителю за единицу времени. Единица измерения теплопроизводительности – киловатт. Данный показатель можно найти в паспорте изделия.
В зависимости от тепловой мощности котлы бывают малой, средней и большой мощности.
Температура теплоносителя
Выделяют номинальную и минимальную температуру воды на входе в котёл. Номинальная температура – это температура, которую должен обеспечивать прибор в условиях нормального режима функционирования. Обычно она колеблется в промежутке от 60 до 110°С.
Минимальную температуру нужно соблюдать во избежание возникновения низкотемпературной коррозии трубопровода из-за образования в нем конденсата.
Максимальная температура на выходе из котла – это такой ее уровень, при котором не происходит кипение теплоносителя. Обычно это 110-115°С.
Агрегат именно с этим показателем предназначен для индивидуального использования. Но существуют и изделия с более высоким значением максимальной температуры. Ими оснащают ТЭЦ.
Градиент. Это разница температур воды на входе в котёл и выходе из него. Обычно его значение равно 50-55 °С. На показатель градиента оказывает влияние материал, из которого изготовлено оборудование.
Разновидности
Современные водогрейные котлы устроены примерно одинаково. Они могут отличаться по производителю (отечественные и зарубежные) и по мощностным характеристикам.
Говоря о конструкционном исполнении, все котлы делятся на:
Жаротрубные
Особенностью таких моделей является наличие особых трубок, по которым происходит движение нагретых продуктов сжигания топлива. Принцип работы жаротрубного котла заключается в использовании горелок-автоматов, оборудованных дутьевыми вентиляторами.
Водотрубные
Схему таких водогрейных котлов отличает наличие специальных кипятильных трубок, по которым движется вода. Нагревание происходит путём сжигания энергоносителя. Прогрев котла данного вида происходит довольно быстро и его легко регулировать.
Также здесь предусмотрена возможность серьёзных перегрузок. Неоспоримое достоинство водотрубных отопительных устройств заключается в низкой вероятности их взрыва.
Что касается числа контуров, большинство котлов имеют два контура. Но также есть и одноконтурные изделия. Если котёл двухконтурный, то подача теплоносителя будет осуществляться и в систему отопления, и в водопроводную сеть.
Кроме этого, некоторые модели могут быть оснащены циркуляторами для обеспечения более интенсивного водооборота. В конструкцию котла также может входить расширительный бак.
По типу применяемого топлива водогрейные котлы делятся на:
Котлы на твёрдом топливе. Энергоносителем может выступать уголь, дерево или опилки. Агрегаты подобного типа применяются в бане, сауне, даче, так как требуют значительного пространства под размещение.
Котлы на жидком топливе. Это может быть солярка, мазут, машинное масло. Область применения – отопление частных домов и коттеджей.
Газовые котлы. Топливом выступает природный или сжиженный газ. Установка водогрейных котлов такого типа характерна для домов, таун-хаусов и даже квартир.
Котлы на электричестве. Электрические водогрейные котлы монтируют в небольших коттеджных зданиях и в квартирах.
На фото водогрейных котлов видно, что в зависимости от способа установки, они могут быть:
- Напольными.
- Настенными.
Существуют следующие правила эксплуатации водогрейных котлов:
- Водогрейный котёл требует проведения систематических проверок и регулировок, причём делать этого обязан специалист.
- Устанавливать и налаживать работу котельного оборудования должен профессионал.
- Котёл нуждается в режимной наладке раз в три года.
Фото водогрейного котла
Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов применяются стальные водогрейные котлы большой тепловой мощности.
Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они работают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Конечная температура нагрева определяется условиями поддержания стабильной температуры в жилых и рабочих помещениях, обогреваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле. Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов температуру воды, подаваемой в них, повышают при снижении температуры окружающей среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70-104 до 150-170 °С. В последнее время имеется тенденция к повышению температуры подогрева воды до 180-200 °С.
Во избежание конденсации водяных паров из уходящих газов и связанной с этим наружной коррозии поверхностей нагрева температура воды на входе в агрегат должна быть выше точки росы для продуктов сгорания. В этом случае температура стенок труб в месте ввода воды также будет не ниже точки росы. Поэтому температура воды на входе не должна быть ниже 60 °С при работе котла на природном газе, 70 °С при работе на малосернистом мазуте и 110 °С при использовании высокосернистого мазута. Поскольку в теплосети вода может охлаждаться до температуры ниже 60 °С, перед входом в агрегат к ней подмешивается некоторое количество уже нагретой в котле (прямой) воды.
Наиболее широкое распространение получили газомазутные котлы типов КВГМ и ПТВМ.
Котлы типа КВГМ (рис. 6) тепловой мощностью 4; 6,5; 10; и 30 Гкал/ч (4,8-35 МВт) имеют горизонтально расположенную топку и поверхности нагрева с прямоточным принудительным движением воды. Технические характеристики приведены в табл. 5.
Котлы типа ПТВМ теплопроизводительностью 30-180 Гкал/ч (35- 0 МВт) выполняют с П-образной (рис. 7) и башенной (рис. 8) компоновкой. Водогрейные котлы ПТВМ-50, ПТВМ-100 и ПТВМ-180, выполняемые только с башенной компоновкой, имеют экранированную топку и расположенные над ней конвективные поверхности. Технические характеристики приведены в табл. 6.
Таблица 5. Технические характеристики водогрейных котлов типа КВГМ
| Параметр | |||
| Теплопроизводительность, ккал/ч | |||
| Рабочее давление, МПа (кгс/см 2) | |||
| Температура воды, °С: | |||
| на выходе | |||
| Расход воды, т/ч | |||
| Гидравлическое сопротивление, кгс/см 2 | |||
| Коэффициент полезного действия, %: | |||
| на природном газе | |||
| сернистом мазуте | |||
| Температура уходящих газов, °С: | |||
| на природном газе | |||
| сернистом мазуте | |||
| Расход топлива: | |||
| на газе, м 3 /ч | |||
| на мазуте, кг/ч |
Рис. 6. Водогрейный котел КВГМ-20 (а ) и схема его водяного тракта (б ) : 1, 3, 7 - подовофронтовой, задний и боковые экраны; - топка; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - конвективные пучки; I, II- потоки воды
Таблица 6. Технические характеристики водогрейных котлов типа ПТВМ
| Параметр | КВ-ГМ-30-150М (ПТВМ-30М) | |||
| Теплопроизводительность, Гкал/ч | ||||
| Давление, МПа (кгс/см 2) | ||||
| Температура воды, °С: | ||||
| в пиковом режиме | ||||
| в основном режиме на выходе | ||||
| Расход воды, т/ч: | ||||
| в пиковом режиме | ||||
| основном режиме | ||||
| Расчетный КПД котла (брутто), %, при работе: | ||||
| на мазуте | ||||
| Компоновка котла | П-образная | Башенная |
||
| Количество газомазутных горелок, шт. | ||||
| Количество дутьевых вентиляторов и дымососов, шт. | 2 вентилятора и 1 дымосос | 12 вентиляторов | 16 вентиляторов | |
| Габариты, мм: | ||||
Простейшая конфигурация котла и небольшое сопротивление конвективных пакетов позволили работать с естественной тягой, не требующей установки дымососов.
Для нужд отопления и горячего водоснабжения жилых, производственных и административных зданий применяются котлы стальные водогрейные КСВ ЗАО «Запсибгазпрома» (завод-изготовитель «Сибмет»).
Котел стальной водогрейный (КСВ) представляет собой трехходовой жаротрубнодымогарный котел, работающий с наддувом. Под избыточным давлением, обеспечиваемым вентилятором, подающийся для горения воздух, продукты сгорания отводятся из жаровой трубы через поворотную камеру в огневые трубы второго хода и далее через дымогонные трубы третьего хода в сажевую коробку, расположенную в задней части котла, откуда они поступают в дымовую трубу (рис. 9).
В качестве топлива можно использовать газ или мазут. Срок службы котла - 15 лет.
Основные технические данные котлов КСВ приведены в табл. 7 и 8. В России на рынке котлов широкое распространение получили также водогрейные жаротрубные котлы ОАО «Дорогобужкотломаш».
Таблица 7. Технические дхарактеристики котлов типа КСВ
| Параметр | |||||||
| Номинальная тепло-производительность, МВт | |||||||
| Коэффициент полезного действиям, %, не менее | |||||||
| Минимальная температура воды, °С: | |||||||
| на выходе | |||||||
| Гидравлическое сопротивление, МПа (кгс/см 2) | |||||||
| Максимальное рабочее давление воды, МПа (кгс/см 2) | |||||||
| Расход топлива, (природный газ), м 3 /ч | |||||||
| Расход воды, м 3 /ч, не менее | |||||||
| Объем котла, м 3 | |||||||
| Поверхность нагрева котла, м 2 | |||||||
| Температура наружной поверхности кожуха (теплоизоляции), °С, не более | |||||||
| Исполнение котла (по стороне обслуживания) | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. |
| Габариты, м, не более | |||||||
| Масса котла, кг, не более | |||||||
| Климатическое исполнение | |||||||
| по ГОСТ 15150 - 69 | |||||||
| Горелка типа |
Рис. 7. : 1 - топка; 3 - фронтовой и задний экраны; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - ступени ширмовой конвективной поверхности
Рис. 8. : 1, 4, 6 - задний, фронтовой и боковые экраны; - конвективные поверхности; 3 - дымовая труба; 5 - топка; 7 - нижний коллектор фронтового экрана; 8 - нижний коллектор заднего экрана
На рис. 10 представлены конструктивные схемы водогрейных газомазутных автоматизированных котлов, которые предназначены для выработки горячей воды с температурой 150 °С, используемой для отопления, горячего водоснабжения и технологических целей.
На рис. 11 представлены конструктивные схемы жаротрубных и водотрубных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш», в табл. 9 и 10 даны основные параметры и технические характеристики вышеуказанных котлов.
Таблица 8. Технологические и экологические характеристики котлов КСВ
| Параметр | Фактическое значение | Нормированное значение по ГОСТ |
| Температура продуктов сгорания на выходе котла, °С | Пункты 1, 6 ГОСТ 10617-83 не менее 160 |
|
| ГОСТ 10617-83 не более 130 |
||
| ГОСТ 10617-83 не более 130 |
||
| Теоретическое значение 4,0 |
||
| Теоретическое значение 11,8 (при работе на газе) |
||
| Потери теплоты от химической неполноты сгорания на выходе топки, % | Пункты 1, 6, 4 ГОСТ 204-97 не более 0,4 |
Рис. 9. : 1 - передняя крышка; - сажевая коробка; 3 - поворотная камера; 4 - жаровая труба; 5 - горелочный конус с обмуровкой; 6 - дымогарные трубы; 7 - смотровой люк; 8 - смотровой люк; 9 - люк для очистки; 10 - прямой патрубок; 11 - обратный патрубок; 12 - патрубок дымохода; 13 - взрывной клапан; 14 - дренаж; 15 - основание; 16 - изоляция
Аналогичные водогрейные жаротрубные котлы для систем водяного отопления домов, коттеджей, производственных, торговых и складских помещений производит ЗАО «ЗИОСАБ», г. Подольск.
Основные характеристики и параметры даны в табл. 11.
Водогрейные котлы «Турботерм»
В настоящее время все большее распространение получают водогрейные котлы с автоматизированным горелочным устройством и комплектом автоматики безопасности и управления (АБУ-1), поставляемые потребителю.
Котлы «Турботерм» изготавливаются в диапазоне мощностей от 110 до 5000 кВт. Котлы спроектированы в расчете на длительный срок эксплуатации (более 15 лет).
Таблица 9. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 0,05 до 7,56 МВт
| Вид топлива | Мощность, МВт | Температура воды, °С | Габариты (ДxШxВ), мм | котла, кг | Расход воды, т/ч | ||||
| на выходе |
|||||||||
| КВ-ГМ-0,05-115Н (Дорогобуж-50) * 1 | 1302 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,08-115Н (Дорогобуж-80) * 1 | 1412 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,11-115Н (Дорогобуж-110) * 1 | 1552 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,15-115Н (Дорогобуж-150) * 1 | 2132 *6 x930x1242 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,25-115Н (Дорогобуж-150) * 1 | 2132 *6 x930x1242 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,35-115Н (Дорогобуж-350) * 1 | 2634 *6 x1040x1387 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,05-115Н (Дорогобуж-500) * 1 | 2634 *6 x1040x1387 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,75-115Н (Дорогобуж-750) * 1 | 3120 *6 x1250x1509 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-1,0-115Н (Дорогобуж-1000) * 1 | 3120 *6 x1250x1509 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-2,32-115Н (Дорогобуж-2000) * 1 | 3560 *6 x1684x2023 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-2,0-115Н (Днепр-2000) * 1 | 4870 *6 x1960x2530 *2 | ||||||||
| КВ-Г-0,4-95Н * 1 | 1620 *6 x1605 *6 x2035 | ||||||||
| КВ-Г-1,0-95Н * 1 | 1620 *6 x1736 *6 x2583 | ||||||||
| КВ-Г-0,63-95Н * 1 | |||||||||
| КВ-Г-1,0-95Н *4 | |||||||||
| КВ-Г-1,16-95Н | 3071 *6 x1650x2360 | ||||||||
| КВ-Г-2,32-95Н | 4198 *6 x1650x2462 | ||||||||
| КВ-Г-3,48-95Н | 4198/3745 *3 x3371/2100 *3 x3670/2500 *3 | ||||||||
| КВ-Г-3,48-95Н | 4571 *6 x1728x2462 | ||||||||
| КВ-Г-4,65-95Н | 4114 *6 x2320x3160 | ||||||||
| КВ-Г-7,56-95Н | 5578 *6 x2320x3160 | ||||||||
| КВ-ГМ-4,65-150 *4 | 5000/4336 *3 x3000/2200 *3 x3800/3360 *3 | ||||||||
| КВ-ГМ-7,56-150 *4 | 6 500/5 872 *3 x3100/2 0 *3 x3 800/ 3 360 *3 | ||||||||
| КВ-Р-4,65-150 *4 | |||||||||
| КВ-Р-7,56-150 *4 | |||||||||
*1 Котлы поставляются в обмуровке, обшивке, с запорной арматурой в пределах котла.
*2 Высота без запорной арматуры.
*3 Габариты трубной системы котла.
*4 Стандартная поставка: трубная система в комплекте с запорной арматурой.
*5 Масса металла котла с колосниковой решеткой (в скобках с решеткой РПК-1).
*6 Параметры без горелки.
Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д.т. - дизельное топливо.
Рис. 10.
Котлы сертифицированы в системе сертификации ГОСТ-Р, имеют сертификат соответствия №РОСС.RU.АЯ46.В18600, отвечают требованиям ГОСТ-Р и производятся серийно на заводе «Рэмэкс-Тепломаш» (г. Малоярославец) по ТУ 4931-001-32990435-96. Котлы «Турботерм» предназначены для замкнутых систем отопления и вентиляции, а также для систем горячего водоснабжения, рассчитаны на рабочее давление 0,6 МПа и температуру воды до 115 °С. Котлы работают под наддувом и предназначены для работы как на газообразном, так и на жидком топливе (включая мазутное) и обеспечивают нормируемые значения КПД по ГОСТ 10617-85.
Стальные водогрейные котлы марки «Турботерм» имеют горизонтальную реверсивную камеру сгорания с концентрическим расположением дымогарных труб. Для оптимизации тепловой нагрузки давления в камере сгорания и температуры отходящих газов дымогарные трубы оснащены турбулизаторами из нержавеющей стали (рис. 12). Современные теплоизолирующие материалы обеспечивают высокие теплотехнические характеристики котла.
Передняя крышка котла выполнена легкооткрывающейся на петлях. В зависимости от проекта петли крепятся справа или слева.
Таблица 10. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 11,63 до 9 МВт
| Вид топлива | Мощность, МВт | Температура воды, °С | Расчетное давление воды на входе, МПа | Габариты (ДxШxВ), мм | Масса металла котла, кг | Расход воды, т/ч | |||
| на выходе |
|||||||||
| КВ-ГМ-11,63-150 | |||||||||
| КВ-Р-11,63-150 | 7430/8560x5210/5465x10410/9675 | ||||||||
| КВ-Д-11,63-150 | 12600x6600x10500 | ||||||||
| КВ-ГМ-23,26-150 | |||||||||
| КВ-Р-23,26-150 | 10860/12730x5210/5465x10410/9675 | ||||||||
| КВ-ГМ-35-150 | |||||||||
| 16025/18630x5335/5335x12660/12660 | |||||||||
| КВ-ГМ-35-150 (ПТВМ-30М) | |||||||||
| КВ-ГМ-58,2-150 | 10575x10000x14315 | ||||||||
| КВ-ГМ-58,2-150С | 12300x10300x16490 | ||||||||
| КВ-Р-58,2-150 | 29840x9600x14170 | ||||||||
| КВ-Ф-58,2-150 | 32200x11520x13480 | ||||||||
| КВ-ГМ-69,8-150 (ПТВМ-60) | 11050x8780x13245 | ||||||||
| КВ-ГМ-116,3-150 | 14680x9850x14365 | ||||||||
| КВ-ГМ-139,6-150 (ПТВМ-120) | 11350x10700x17750 | ||||||||
| КВ-ГМ-209-150 (ПТВМ-180) | 12000x17336x15600 | ||||||||
Вариант с воздухоподогревателем.
Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д - деревоотходы
Таблица 11. Основные технические характеристики водогрейных котлов ЗАО «ЗИОСАБ»
| Параметр | Значение |
||||||||||
| Номинальная теплопроизводительность, | |||||||||||
| кВт (Гкал/ч) | |||||||||||
| Рабочее давление, МПа | |||||||||||
| Минимальная температура воды на входе, °С | |||||||||||
| Максимальная температура воды на выходе, °С | |||||||||||
| Расход воды, м 3 /ч: номинальный | |||||||||||
| минимальный | |||||||||||
| Водяной объем котла, м 3 | |||||||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа | |||||||||||
| Аэродинамическое сопротивление, Па | |||||||||||
| Потери тепла от наружного охлаждения q5 , % | |||||||||||
| Масса котла, кг | |||||||||||
| Объем топки, м 3 | |||||||||||
| Разрежение за котлом, Па | |||||||||||
| Расход воздуха, м 3 , на горение газа (жидкого топлива) | |||||||||||
| (жидкого топлива, кг/ч) | |||||||||||
| Температура уходящих газов, не ниже, °С | |||||||||||
| Уровень звука в контрольных точках, не более, дБ | |||||||||||
Рис. 11. а - жаротрубные КВ-ГМ-0,05÷2,32-115Н: 1 - корпус котла, - камера поворотная, 3 - газоход с шибером, 4 - горелочное устройство, 5 - входной патрубок, 6 - выходной патрубок, 7 - патрубки предохранительных клапанов, 8 - смотровой лючок; б - водотрубные КВ-Г- 0,4÷1,0-95 Н: 1 - корпус котла, - топка циклонная, 3 - газоход, 4 - крышка, 5 - глазок, 6 - входной патрубок, 7 - выходной патрубок, 8 - патрубок установки горелки; в - водотрубные КВ-Г-1,16÷3,48-95 Н: 1 - корпус котла, - газоход, 3 - горелочное устройство, 4 - кирпичная стенка, 5 - конвективный газоход, 6 - топка; г - водотрубные КВ-Г-4,65÷7,56-95 Н: 1 - корпус котла, - топка, 3 - кирпичная стенка, 4 - конвективный газоход, 5 - газоход, 6 - горелочное устройство
Топка (камера сгорания) имеет реверсивную конструкцию. Специально разработанная геометрическая форма и большой объем топки способствуют полному сгоранию топлива и образованию отходящих газов с низким остаточным содержанием вредных веществ.
Конвективная часть включает в себя пучки дымогарных труб оптимального диаметра, закрепленных в трубных досках, которые обеспечивают низкое сопротивление течению топочных газов (от 50 до 600 Па в зависимости от типоразмера котла).
Задняя (каминная) часть котла имеет люк, который обеспечивает простую очистку газохода.
Технические параметры котлов «Турботерм» даны в табл. 12.
Водогрейные котлы Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт
Это водогрейный моноблочный стальной жаротрубный котел с трехходовым движением продуктов сгорания для работы на природном газе, дизельном топливе или мазуте мощностью от 430 до 9300 кВт (рис. 13).
Факел горелки, работающей под наддувом, формируется вдоль горизонтальной топки от фронта котла.
Рис. 12. : а - общий вид; б - схема топки: 1 - передняя крышка, 2 - топка котла, 3 - дымогарные трубы, 4 - трубные доски, 5 - каминная часть котла, 6 - люк каминной части, 7 - горелочное устройство
Таблица 12. Основные характеристики и параметры котлов «Турботерм»
| Мощность | Р раб, МПа | Т рабmax, | Масса без воды, кг | Габариты (ДxШxВ), мм |
|||
| (ккал/ч). 10 3 |
|||||||
Рис. 13.
Удлиненная горизонтальная нереверсивная цилиндрическая топка пригодна для монтажа практически любых дутьевых горелок, в том числе и ротационных.
Первый конвективный пучок жаровых труб возвращает продукты сгорания к фронту котла, а третий ход осуществляется вторым конвективным пучком стальных труб, направляющим продукты сгорания к газосборному коллектору в задней части котла.
Рабочее давление - 0,4 МПа (опрессовка 0,6 МПа).
Регулируемая температура сетевой воды - 100 ° С, максимальная - 110 °С.
Минимальная температура обратной воды 55 °C для природного газа, 50 °С для дизельного топлива.
Работает на газе, дизельном топливе, мазуте (возможно использование мазута Ml00 по отдельному запросу).
Основные технические характеристики и параметры котлов Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт представлены в табл. 13 и 14.
Таблица 13. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощнотью 430-1060 кВт
| Параметр | ||||||
| Полезная мощность, кВт | ||||||
| Рабочее давление, МПа | ||||||
| Максимальное давление, МПа | ||||||
| Максимальная температура котловой воды, °С | ||||||
| Температура уходящих газов, °С | ||||||
| Расход природного газа, м 3 /ч | ||||||
| Расход жидкого топлива, л/ч | ||||||
| Объем котловой воды (примерный), л | ||||||
| Диаметр топки котла, мм | ||||||
| Длина топки котла, мм | ||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа: | ||||||
| минимальное | ||||||
| максимальное | ||||||
| Аэродинамическое сопротивление, кПа: | ||||||
| минимальное | ||||||
| максимальное | ||||||
| Диаметр амбразуры для присоединения горелки, мм | ||||||
| Масса без воды, кг | ||||||
Таблица 14. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощностью 1220-9300 кВт
| Параметр | |||||||||||||||
| Полезная мощность, кВт | |||||||||||||||
| КПД при номинальной мощности, % | |||||||||||||||
| Расход природного газа, м 3 /ч | |||||||||||||||
| Расход жидкого топлива, л/ч | |||||||||||||||
| Объем котловой воды, л | |||||||||||||||
| Диаметр топки котла, мм | |||||||||||||||
| Длина топки котла, мм | |||||||||||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа: минимальное | |||||||||||||||
| максимальное | |||||||||||||||
| Аэродинамическое сопротивление, кПа: минимальное | |||||||||||||||
| максимальное | |||||||||||||||
| Длина эмиссионной трубы горелки, мм, не более | |||||||||||||||
| Диаметр присоединения горелки, мм | |||||||||||||||
| Масса без воды, кг | |||||||||||||||
1. Дайте определение водогрейным и энергетически котлам. Дайте определение следующим элементам парогенератора: поверхности нагрева, пароперегреватели, барабана, воздухоподогревателя, экономайзера и обмуровки.
Водогрейный котёл - котёл для нагрева воды под давлением. «Под давлением» обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше и атмосферного давления).
Паровой котёл - котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию (электрический паровой котёл) или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках (котлы-утилизаторы).
Поверхность нагрева котла - поверхность стенок, отделяющих дымовые газы от нагреваемых сред, через которые происходит передача тепла от дымовых газов.
Пароперегрева́тель - устройство, предназначенное для перегрева пара, то есть повышения его температуры выше точки насыщения. Использование перегретого пара позволяет значительно поднять КПД паровой установки.
Барабан котла - элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочего тела, для отделения пара от воды, очистки пара, обеспечения запаса воды в котле
Воздухоподогрева́тель - устройство, предназначенное для подогрева воздуха, направляемого в топкукотельного агрегата, с целью повышения эффективности горения топлива за счёт тепла уходящих газов.
Экономайзер (англ. Economizer , от английского слова economize - «сберегать») - элемент котлоагрегата, теплообменник, в котором питательная вода перед подачей в котёл подогревается уходящими из котла газами. Устройство повышает КПД установки.
Обмуровка - система ограждений котлоаг регата, отделяющих его топку и газоходы от окружающей среды. Обмуровку котла применяют в котлах, не имеющих цельносварных газоплотных экранов
2. Привести пример схемы УЗО, реагирующей на ток замыкания на землю (показать выбор уставки, перечислить достоинства и недостатки).
УЗО, реагирующее на ток замыкания на землю, предназначено для устранения опасности поражения током при прикосновении людей к корпусу в период замыкания на него фазы за счет быстрого отключения поврежденной электроустановки от сети. Здесь прибором защитного отключения является токовое реле КСТ (рис. 5.4, б), включенное в рассечку заземляющего проводника непосредственно или через трансформатор тока ТА. Ток срабатывания реле КСТ
3. Эксплуатация силовых трансформаторов: основные задачи, направления, мероприятия.
Перед включением трансформатора в сеть из резерва или после ремонта производится осмотр как самого трансформатора, так и всего включаемого с ним оборудования.
При этом проверяются :
уровень масла в расширителе и вводах трансформатора;
исправность и пусковое положение оборудования системы охлаждения;
правильное положение указателей переключателей напряжения;
положение заземляющего разъединителя и состояние разрядников в нейтрали;
отключен ли дугогасящий реактор;
состояние фарфоровых изоляторов и покрышек вводов, а также ши-нопроводов и экранированных токопроводов .
Если трансформатор находился в ремонте, то обращается внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие закороток, защитных заземлений и посторонних предметов на трансформаторе и оборудовании трансформатора.
Включение трансформатора в сеть производится толчком на полное напряжение со стороны питания (сетевых трансформаторов со стороны обмотки ВН). Включение часто сопровождается сильным броском тока намагничивания. Однако автоматического отключения трансформатора дифференциальной токовой защитой при этом не происходит, так как она отстраивается от тока намагничивания при первом опробовании трансформатора напряжением, что позволяет избежать ложных срабатываний ее при всех последующих включениях.
При включении трансформатора в работу не исключено появление на нем сразу номинальной нагрузки. Включение на полную нагрузку разрешается при любой отрицательной температуре воздуха трансформаторов с системами охлаждения М и Д и не ниже -25 °С трансформаторов с системами охлаждения ДЦ и Ц. Если температура воздуха, а следовательно, и масла в трансформаторе окажется ниже указанной, ее поднимают включением трансформатора на холостой ход или под нагрузку не более 50 % номинальной. В аварийных ситуациях этих ограничений не придерживаются и трансформаторы включаются при любой температуре (что из-за перепада температур между маслом и обмотками, естественно, отражается на износе изоляции обмоток)
Повышение вязкости масла в зимнее время учитывается при включении в работу не только самого трансформатора, но и его охлаждающих устройств. Циркуляционные насосы серии ЭЦТ надежно работают при температуре перекачиваемого масла не ниже -25 °С, а серии ЭЦТЭ - не ниже -20 °С. Поэтому при включении трансформаторов в работу циркуляционные насосы систем охлаждения включаются лишь после предварительного нагрева масла до указанных значений температур. Во всех остальных случаях насосы принудительной циркуляции масла должны автоматически включаться в работу одновременно с включением трансформатора в сеть. Вентиляторы охладителей при низких температурах масла должны включаться в работу, когда температура масла достигнет 45 °С.
, находящихся в работе, производится по амперметрам, на шкалах которых должны быть нанесены красные риски, соответствующие номинальным нагрузкам обмоток, Одновременно с контролем значения тока проверяется равномерность нa-грузки по фазам. У автотрансформаторов контролируется также ток в общей обмотке.
Виды водогрейных котлов (паровые, газовые и др.), эксплуатация.
Водогрейные котлы предназначаются для отопления индивидуальных жилых помещений, общественных зданий небольшого размера, а также таун-хаусов. По большей части, их устанавливают в районах без центрального отопления, либо там, где возведение котельной не является целесообразным. Так или иначе, водогрейными котлами (вне зависимости от их конструкции и исполнения) называют устройства, которые за счет своих технических характеристик вырабатывают тепло при сжигании определенного топлива, после чего передают тепловую энергию теплоносителю, коим является обычная вода. В свою очередь, при осуществлении циркуляции воды по трубной системе отопительного контура, помещение нагревается до определенной температуры.
Конструкция водогрейных котлов
В настоящее время в российских магазинах можно обнаружить водогрейные котлы, которые имеют более-менее одинаковую конструкцию. Различия будут наблюдаться лишь в пиковой мощности устройства, а также в его производителе, который может быть как отечественным, так и зарубежным. Что касается конструктивных особенностей, то современный котельный аппарат представляет собой чугунный или толстолистовой стальной теплоизолированных корпус с теплообменником. Именно в теплообменнике осуществляется нагревание воды (теплоносителя), которая после достижения определенной температуры начинает поступать в отопительную систему.
Многие модели водотрубных и жаротрубных котельных аппаратов двухконтурные, хотя и одноконтурных моделей хватает. Если аппарат имеет два контура, то горячая вода будет поступать не только в отопительную систему, но и в водопровод, после чего может использоваться в бытовых целях. Также, конструкция отдельных моделей предусматривает наличие специальных циркуляторов, интенсифицирующих водооборот. Кроме того, в аппарате могут быть предусмотрены мембранные расширительные баки. Незначительные отличия в конструкции могут наблюдаться при реализации возможности использовать различное топливо, будь то газ, твердое топливо, жидкое топливо или электричество. Большой популярностью пользуются универсальные модели, который фактически «всеядны». Независимо от того, какое топливо будет использоваться, котельный аппарат должен иметь «на борту» систему, которая будет автоматически поддерживать процессы горения.
Классификация водогрейные котлов
Чаще всего котлы водогрейные классифицируют по виду используемого горючего, а также по месту размещения и предназначению.
1. По виду топлива
Твердотопливные водогрейные котлы на дровах, на опилках, на пеллетах, на угле, на древесных отходах. .
Предназначаются для частного дома или для бани, что объясняется необходимостью выделения большой площади для их установки, а также для размещения необходимых запасов топлива.
Котельные аппараты на жидком топливе (на отработанном масле или на отработке, на мазуте, на дизельном топливе).
Используются для отопления частных жилых домов, что объясняется аналогичными причинами. Разница лишь в том, что в соответствии с правилами ГОСТ и ПУБЭ жидкое топливо должно храниться на безопасном расстоянии от котельного аппарата, во избежание взрывоопасных ситуаций.
Котлы газовые водогрейные, использующие природный или сжиженный газ. Могут использоваться как в частных домах, так и в квартирах и таунхаусах.
Электрические котельные аппараты, использующиеся для обустройства отопления небольших коттеджей и городских квартир.
2. По назначению
Промышленные котельные аппараты высокой мощности, которые используют пар в качестве основного теплоносителя. Часто их называют паровыми котлами. Их мощность измеряется не в кВт, а в мВт. Например, есть модели на 5 мВт и на 40 мВт, справляющиеся с гигантским объемом работы. За работой подобных устройств обязательно следит профессиональный оператор или машинист, имеющий в наличии все необходимые режимные карты и инструкции для проведения быстрого ремонта своими руками. Кроме того, в его задачу входит перевод котла в водогрейный режим и в водно химический режим, консервация, очистка поверхности нагрева, промывка, тестовая растопка, обвязка, проверка арматуры, утилизатора, каминной топки, барабана, печи и т.д.
Бытовые котельные аппараты малой мощности и средней мощности, которая на порядок меньше, чем у котлов промышленного назначения. Предназначаются для отопления бытовых помещений, имеющих определенную площадь.
3. По месту размещения (по исполнению).
Напольные водогрейные аппараты. Стационарные котлы, которые могут работать на самом различном топливе.
Настенные водогрейные аппараты. Навесной вариант, применяющий в качестве энергоносителя электричество или газ.
4. По методу нагрева воды
Проточные устройства, нагревающие воду до определенной температуры при прохождении теплоносителя через нагревательный элемент.
Устройства с накопительными баками, где нагрев воды обеспечивается аккумулирующими баками той или иной емкости. Наполнение баков водой происходит по мере расходования.
Напольные водогрейные котлы
Напольные аппараты водогрейного типа работают на газе, на жидком или на твердом топливе. Данный вариант котельного оборудования должен устанавливаться исключительно в отдельном помещении, плюс отдельное помещение должно выделяться для хранения твердых и жидких видов топлива. Во втором случае помещение в обязательном порядке должно оснащаться противопожарными средствами, предусмотренными правилами, нормативами и требованиями СНиП. Напольные котлы оснащаются всеми необходимыми средствами управления и автоматизации, которые позволяют получать доступ к котельному помещению только при возникновении экстренных ситуаций. Дополнительные удобства обеспечиваются наличием автоматических систем регулирования уровня нагрева воды, на основе анализа температуры на открытом воздухе и в помещении. Также, существуют специализированные программные устройства, переводящие систему в необходимый режим на основе заранее прописанной программы действия.
Настенные водогрейные котлы
Если напольное котельное оборудование требует выделения отдельного помещения для их монтажа, то настенные устройства могут устанавливаться в ванной, в прихожей, на кухне и т.д. Определение помещения для установки будет обуславливаться как выбранным видом энергоносителя, так и вопросом элементарного удобства размещения. То есть, пользователю нужно решить, где эксплуатация водогрейных котлов будет для него более комфортной. Электрические и газовые аппараты могут иметь достаточно большую мощность, которой хватит на поддержание заданной температуры в помещении, плюс на обеспечение горячим водоснабжением как городской квартиры, так и большого загородного дома. Для нагрева воды в таких котлах может использоваться проточный метод или бойлерный метод. В первом случае речь будет идти об использовании нагревательного элемента, через который проходит вода. Во втором случае используется бойлер или накопительный бак, в котором нагревается теплоноситель. Бак заполняется по мере того, как будет расходоваться горячая вода.
Настенные котлы газового типа
Газовые настенные котельные аппараты могут быть одноконтурными (отопление) и двухконтурными (отопление и горячая вода). Также, различия между ними могут наблюдаться в системе подачи воздуха. Есть устройства с закрытой и открытой камерой сгорания. В первом случае используемый для поддержания процессов горения воздух забирается с улицы, а во втором случае – непосредственно из помещения. Настенные системы содержат в компактном корпусе все необходимые элементы котельной, выполненные в миниатюре. В их число входят элементы автоматического управления, системы безопасности (на случай аварийной остановки водогрейного котла), система вывода продуктов горения, насос, расширительный бак, газовая горелка и т.д.
Настенные котлы электрического типа
Котельное оборудование электрического типа в конструктивном плане заметно проще, чем газового типа. Оно характеризуется большей экологичностью, безопасностью и простотой использования. Главными элементами электрических устройств являются:
— Теплообменник. Водяной бак, внутри которого смонтированы электронагревательные элементы.
— Блок управления, а также регулирующие приборы, отвечающие за параметры используемого теплоносителя.
Главными преимуществами подобных устройств являются простота использования, большие сроки службы и сроки эксплуатации, а также возможность автоматизации подавляющего большинства процессов. Кроме того, стоит упомянуть по легкости установки и подключения, малом весе и компактных размерах. Электрические котельные аппараты можно устанавливать не в отдельных, а непосредственно в жилых или в подсобных помещениях. Среди недостатков подобных устройств можно выделить зависимость от электроэнергии, которая должна подаваться стабильно, а также высокую цену электроэнергии, в сравнении с другими видами энергоносителей.
Настенные котлы конденсационного типа
Данные устройства, наравне с пиролизными аппаратами длительного горения, приобрели огромную популярность в последнее время. Конденсационные котлы европейского производства обладают высочайшей эффективностью, а также завидной экономичностью. Высокие показатели КПД объясняются использованием уникального принципа работы, предусматривающего нагрев рабочей среды до максимальных температур. При этом тепло выделяется не только от сгорания самого энергоносителя, но и от нагрева конденсирующихся водяных паров. Кроме того, в работе задействовано тепло, которое уходит вместе с отводящимися продуктами горения. Реализация данного принципа, по праву считающегося инновационным, позволяет увеличить коэффициент полезного действия системы на 15 процентов, в сравнении с настенными устройствами традиционного типа. Правильное использование подобной аппаратуры резко уменьшает расход топлива, а также снижает количество выбросов в окружающую среду. Конденсационные котлы работают на природном или сжиженном газе, причем камера сгорания в них закрытая. Паровой водогрейный котел имеет в комплекте расширительный бак, циркуляционный насос, система обеспечения безопасности. Конденсационные аппараты характеризуются компактностью, современным дизайном, простотой управления и удобством обслуживания.
Плюс ко всему, производители оснащают их различными средствами автоматизации. При этом газовые котлы все также остаются потенциально опасными из-за угрозы взрыва. Зато они характеризуются высочайшей скоростью нагрева воды и экономичностью использования (при условии установки экономайзера).
Электрические водогрейные котлы
Электрические котельные аппараты очень популярны на территории Российской Федерации. На нашем рынке их предлагает целый ряд производителей, выпускающих устройства для теплоснабжения загородных коттеджей и частных домов. С помощью электрических котельных устройств становится возможным обеспечить помещение как теплом, так и горячей водой, вне зависимости от наличия централизованного горячего водоснабжения на участке.
Конструкция электрических котлов заметно проще, чем газовых аппаратов. Их не нужно регулярно обслуживать, они не взрываются, работать с ними легко и удобно. Да и в плане экологичности они могут дать фору газовым котлам.
Конструкция электрических моделей включает в себя:
— Теплообменник – бак со встроенными тэнами (теплоэлектрическими нагревателями).
— Шкаф управления и автоматики, который позволяет поддерживать температуру в доме на определенном уровне без необходимости постоянного контроля за ней.
Помимо воды, в качестве теплоносителя электрические котельные аппараты могут использовать незамерзающую жидкость, что более предпочтительно. Подобные устройства можно разделить по видам нагревательных элементов, которые в них используются.
Трубчатые ТЭНы. Теплоэлектрические нагреватели, заполненные специальным проводником, который будет нагреваться при контакте с электрическим током. Данные элементы будут нагревать проточную воду на постоянной основе, пока они подключены к электросети. Трубчатые нагреватели используются при обустройстве комбинированного отопления. Днем такая система дает тепло от газового, жидкотопливного (дизельного, газомазутного) или твердотопливного (угольного, дровяного) котла, который характеризуется большей экономичностью. Ночью же, когда тарифы на электроэнергию снижаются, система поддерживает тепло на электричестве.
Электроды. Котельные аппараты электродного типа осуществляют нагрев теплоносителя при возникновении ионного потока между электродами, о чем вы можете прочитать в описании. Их плюсом является отсутствие теплоэлектрических нагревателей, но поскольку теплоноситель – важная часть электроцепи, его нужно подготавливать специальным образом. В воду добавляются соли в заданном количестве, до достижения необходимой концентрации.
Итак, основными преимуществами электрических котельных аппаратов являются их невысокая стоимость, простота использования, легкость монтажа, компактность и малый вес, а также отсутствие необходимости выделять для их размещения отдельное помещение.
Конкретные марки и производители
Сегодня производители предлагают своим клиентам купить целый ряд водогрейных аппаратов, каждый из которых обладает своей принципиальной схемой. В продаже имеются отечественные и зарубежные (итальянские, немецкие, финские) котельные аппараты, каждый из которых проходит производственные испытания, техническое освидетельствование и процедуру сертификации. Особое значение имеет проведение гидравлических испытаний образцов, включающих пуск, продувку, проверку реакции на кислотные среды и щелочение, тепловой расчет. Перед пуском водогрейные котлы промываются. Все это позволяет производителю получить паспорта и сертификаты на свою продукцию, позволяющие продавать ее по всему миру, включая Российскую Федерацию. Что касается конкретных изготовителей теплофикационного котельного оборудования (профессионального, а не самодельного), то сегодня проектированием и выпуском занимаются многие компании. Особо стоит выделить продукцию КВА, ДКВР, ПБ, ПТВМ, КВР, КВГ, КВГМ, ТВГ, КЧМ, Rex, Универсал, Братск, Лемакс, Студент Гидравлик, Аристон, Зиосаб, Термотехник, Энергия 3, ОКОФ, Сибирь, Титан, КОВ СТ, Мимакс, НИИСТУ 5, Vitomax 200, Vitoplex 100, Loos, Wolf, Ici, Baxi, Buderus, Viessmann.
4.1. Шкала теплопроизводительности водогрейных котлов
Назначением водогрейных котлов является получение горячей воды заданных параметров для теплоснабжения систем отопления бытовых и технологических потребителей. Промышленность выпускает широкий ассортимент унифицированных по конструкции водогрейных котлов. Характеристиками их работы являются теплопроизводительность (мощность), температура и давление воды, важен также род металла, из которого изготовляют водогрейные котлы. Чугунные котлы выпускаются на теплопроизводительность1 до 1,5 Гкал/ч, давление 0,7 МПа и температуру горячей воды до 115 °C. Стальные котлы изготовляются в соответствии с шкалой теплопроизводительности на 4; 6,5; 10; 20, 30; 50; 100; 180 Гкал/ч (4,7; 7,5; 11,7; 23,4; 35; 58,5; 117 и 21.0 МВт).
Водогрейные котлы теплопроизводительностью до 30 Гкал/ч обычно обеспечивают работу только в основном режиме с подогревом воды до 150 °C при давлении воды на входе в котел 1,6 МПа. Для котлов теплопроизводительностью выше 30 Гкал/ч предусматривается возможность работы как в основном, так и в пиковых режимах с подогревом воды до 200 °C при максимальном давлении ее на входе в котел 2,5 МПа.
4.2. Чугунные секционные водогрейные котлы
Чугунные секционные водогрейные котлы имеют небольшую теплопроизводительность и применяются в основном в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Котлы данного типа предназначены для подогрева воды до температуры 115 °C при давлении 0,7 МПа. В ряде случаев чугунные котлы используются для получения водяного пара, с этой целью их оборудуют паросборниками.
Из большого числа разнообразных конструкций чугунных секционных котлов промышленного выпуска наибольшее распространение получили котлы типов «Универсал», «Тула», «Энергия», «Минск», «Стреля», «Стребеля», «НРч», КЧ и ряд других.
Рис. 4.1. :
1 - секция котла; 2 - стальной канат; 3, 10 - патрубки для входа и выхода воды; 4 - шибер; 5 - дымоход; 6 - колосниковая решетка; 7 - воздуховод; 8 - дверка; 9 - противовес
Производство большинства из указанных типов котлов прекращено около 30 лет назад, однако они еще достаточно долго будут находиться в эксплуатации. В этой связи в качестве примера рассмотрим конструкцию чугунного секционного водогрейного котла «Энергия-3». Котел собирают из отдельных секций (рис. 4.1), соединяемых между собой с помощью вкладышей - ниппелей, которые вставляются в специальные отверстия и затягиваются стяжными болтами. Такая конструкция позволяет создавать требуемую поверхность нагрева котла, а также проводить замену отдельных секций в случае их повреждения.
Вода в котел поступает через нижний патрубок поднимается вверх по внутренним каналам секции, нагревается и выходит из котла через верхний патрубок Топливо в топку подается через проем дверкой Воздух, необходимый для горения, поступает под колосниковую решетку по воздуховоду 7. Образующиеся при сжигании топлива продукты горения (ПГ) движутся вверх, затем направление потока ПГ изменяется на 180°, т.е. поток Г1Г движется вниз по кирпичным каналам и далее направляется через общий сборный дымоход в дымовую трубу.
При движении ПГ охлаждаются, их теплота передается воде, находящейся внутри секций. Таким образом происходит нагрев 66 воды до требуемой температуры. Тяга в котле регулируется шибером, соединенным стальным канатом через блок с противовесом Номинальная мощность водогрейных котлов «Энергия-3» 0,35... 0,69 МВт, КПД 73%.
4.3. Водогрейные котлы серии ТВГ
Теплофикационные водогрейные котлы серии ТВГ выпускаются теплопроизводительностью 4 и 8 Гкал/ч (4,7 и 9,4 МВт). Данные секционные сварные котлы предназначены для работы на газе с нагревом воды не выше 150 °C.
Рис. 4.2. : а - схема циркуляции воды; о - устройство котла; 1, 2 - соответственно нижние и верхние коллекторы конвективной поверхности; 3, 5 - потолочно-фронтальные трубы; 4, 6 - нижний и верхний коллекторы потолочного экрана; 7 - левый боковой экран; 8, 14 - двухсветные экраны; 9 - правый боковой экран; 10 - выход воды в теплосеть; 11 - конвективная поверхность нагрева; 12 - радиационная поверхность топки; 13 - воздушный канал; 15 - горелки; 16 - подподовые каналы
В водогрейном котле ТВГ-8 радиационная поверхность топки 72 (рис. 4.2) и конвективная поверхность нагрева 77 состоят из отдельных секций, выполненных из труб диаметром 51 * 2,5 мм. При этом в секциях конвективной поверхности трубы расположены горизонтально, а в секциях радиационной поверхности - вертикально. Радиационная поверхность состоит из фронтально-потолочного экрана и пяти секций экранов, три из которых двойного облучения (двухсветные экраны 8 и
Котел оборудован подовыми горелками 75, которые размещены между секциями радиационной поверхности. Воздух от вентилятора поступает в воздушный канал из которого подается в подподовые каналы соединенные с горелками. Продукты горения топлива движутся вдоль труб радиационной поверхности, проходят через окно в задней части топки и поступают в опускную шахту, омывая конвективную поверхность поперечным потоком. Одновременно с этим вода для подогрева поступает в два нижних коллектора 7 конвективной поверхности и собирается в верхних коллекторах конвективной поверхности. Далее по нескольким потолочно-фронтальным трубам вода направляется в нижний коллектор потолочного экрана, откуда по потолочнофронтальным трубам поступает в верхний коллектор данного (потолочного) экрана. После этого вода последовательно проходит по трубам экранов: левого бокового 7, трех двухсветных и правого бокового Нагретая вода через коллектор правого бокового экрана поступает на выход в теплосеть.
Водогрейные котлы серии ТВ Г имеют КПД 91,5 %.
4.4. Стальные водогрейные котлы серий КВ-ТСи КВ-ТСВ
Водогрейные котлы серии КВ-ТС со слоевым способом сжигания твердого топлива выпускаются теплопроизводительностью 4; 6,5; 10; 20; 30; 50 Гкал/ч (4,7; 7,5; 11,7; 23,4; 35 и 58,5 МВт). Котлы данной серии предназначены для установки на ТЭЦ, в производственно-отопительных и отопительных котельных. Водогрейные котлы серии КВ-ТСВ отличаются от котлов серии КВ-ТС лишь наличием воздухоподогревателя.
Все водогрейные котлы обеих этих серий имеют топочные экраны, выполненные из труб диаметром 60 х 3 мм. Конвективные пакеты в них изготовляются из труб диаметром 28 х 3 мм. Котлы снабжаются цепными решетками обратного хода с пневмомеханическими забрасывателями топлива.
Водогрейные котлы КВ-ТС-4 и -6,5 имеют конвективную шахту (рис. 4.3) с поверхностью нагрева и топочную камеру
Рис. 4.3. :
1 - окно для выхода продуктов горения из топочной камеры; 2 - конвективная шахта с поверхностью нагрева; 3 - сопло для возврата уноса топлива на цепную решетку; 4 - шлаковый бункер; 5 - цепная решетка обратного хода; 6 - пневмомеханический забрасыватель топлива; 7 - бункер топлива; 8 - топочная
камера; ПГ - продукты горения
Топливо (уголь) из бункера 7 посредством пневмомеханического забрасывателя поступает на цепную решетку 5 обратного хода. Воздух для сжигания топлива подается с помощью вентилятора в короба, через которые осуществляется секционированный его подвод под цепную решетку. Продукты горения топлива из топочной камеры поступают в конвективную шахту через верхние проемы в задней стене топочной камеры (окна Теплота ПГ воспринимается конвективными поверхностями нагрева в конвективной шахте 2, а охлажденные ПГ удаляются из котла через газоход, расположенный в нижней части конвективной шахты. С потоком ПГ из топочной камеры частично уносится топливо, для его улавливания в бункере конвективной шахты установлен специальный вентилятор, который через сопла возвращает унесенное топливо в топочную камеру на цепную решетку.
дованы цепными решетками 7 обратного хода разной длины и двумя пневмомеханическими забрасывателями топлива. В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка 6, образующая камеру догорания. Экраны промежуточной стенки выполнены двухрядными. Боковые стены топочной камеры, а также конвективной шахты имеют облегченную обмуровку. Фронтальная стена топочной камеры не экранирована и имеет тяжелую обмуровку.
Передняя и задняя стены конвективной шахты экранированы. Передняя стена конвективной шахты, являющаяся также и задней стеной топочной камеры, выполнена в виде цельносварного экрана, переходящего в нижней части в четырехрядный фестон Боковые стены конвективной шахты закрыты вертикальными экранами из труб диаметром 83 3,5 мм.
Продукты горения поступают в конвективную шахту снизу и проходят через фестон. В шахте размещены пакеты конвективной поверхности нагрева, выполненные в виде горизонтальных ширм. Уловленная мелочь и несгоревшие частицы топлива собираются в зольных бункерах под конвективной шахтой и посредством системы возврата уноса по трубопроводу 5 выбрасываются в топочную камеру. В передней части цепной решетки 7 обратного хода располагается шлаковый бункер, куда с решетки сбрасывается шлак.
Подача сетевой воды в котел осуществляется через нижний коллектор левого бокового экрана, а выход горячей воды - через нижний левый коллектор конвективной шахты.
Для сжигания бурых влажных углей котлы серии KB-ТС могут поставлялся с воздухоподогревателями, обеспечивающими подогрев воздуха до 200...220 °C.
Водогрейный котел К.В-ТС-50 имеет экранированную топочную камеру (рис. 4.5), цепную решетку обратного хода на которую топливо подается четырьмя пневмомеханическими забрасывателями Задний экран топочной камеры на входе в поворотную камеру разводится в четырехрядный фестон Стены и скаты поворотной камеры, а также задняя стена конвективной шахты экранированы трубами диаметром 60 х 3 мм. Конвективные поверхности нагрева выполнены в виде U-образных ширм из труб диаметром 28 х 3 мм, которые приварены к вертикальным трубам диаметром 83 х 3,5 мм, образующим экраны боковых стен конвективной шахты.
За котлом установлен двухходовой трубчатый воздухоподогреватель в виде двух кубов, выполненных из труб диаметром 40 х 1,5 мм. Котел снабжен вентилятором 7 и устройствами для возврата на решетку топливного уноса из золовых бункеров под конвективной шахтой и под воздухоподогревателем. Вторичное острое дутье ведется через сопла, расположенные на задней стене топки, с помощью вентилятора. Шлак, образующийся при сжигании топлива, сбрасывается в шахту. Для очистки конвективных поверхностей нагрева предусмотрено дробеочистительное устройство (установка дробеочистки 5).
4.5. Водогрейные котлы серии КВ-ТКдля камерного сжигания твердого топлива
Котлы серии КВ-ТК предназначены для камерного сжигания твердого пылевидного топлива и имеют П-образную компоновку. Пыль твердого топлива подается в шесть турбулентных горелок (рис. 4.6), расположенных встречно по три горелки на каждой из боковых стен топочной камеры 7. Котел выполнен с твердым шлакоудалением.
Стены топочной камеры 7, поворотной камеры и заднего экрана выполняются газоплотными из труб диаметром 60 х 4 мм с шагом 80 мм. Для обеспечения газоплотности между трубами привариваются полосы 20 х 6 мм. В верхней части топочной камеры трубы заднего экрана закрывают наклонный скат переходной камеры и затем перед входом в поворотную камеру разводятся в фестон 2 На стенах топочной камеры установлены обдувочные аппараты с подачей к ним сжатого воздуха.
В конвективной шахте установлены два конвективных пакета выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм. Под ними размещен трехходовой (по воздуху) воздухоподогреватель 5, выполненный из труб диаметром 40 х 1,5 мм, обеспечивающий подогрев воздуха до 350 °C. Для очищения конвективных поверхностей нагрева предусмотрено дробеочистительное устройство (установка дробеочистки). Котел подвешен к каркасу за верхние коллекторы. Воздухоподогреватель опирается на отдельный каркас. Котел имеет облегченную обмуровку.
4.6. Водогрейные котлы серин ПТВМ
Котлы данной серии выпускаются средней и большой теплопроизводительности, т.е. имеют мощность 30; 50 и 100 Гкал/ч (35; 58,5 и 117 МВт). Для их работы используется газообразное и жидкое топливо, они могут иметь П-образную компоновку и башенную конструкцию. Давление воды на входе в котел 25 кгс/см2. Температура воды на входе в котел в основном режиме 70 °C, в пиковом режиме 104 °C. Температура воды на выходе 150 °C.
Пиковый теплофикационный водогрейный газомазутный котел ПТВМ-30 теплопроизводительностью 30 Гкал/ч имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры 5 (рис. 4.7), конвективной шахты и соединяющей их поворотной камеры
Рис. 4.6. :
1 - элементы подвески труб котла; 2 - фестон; 3 - установка дробеочистки; 4 - конвективные пакеты труб; 5 - воздухоподогреватель; 6 - горелка; 7 - топочная камера; ПГ - продукты горения
Все стены топочной камеры котла, а также задняя стена и потолок конвективной шахты экранированы трубами диаметром 60 х 3 мм с шагом 5= 64 мм. Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами диаметром мм с шагом 5= 128 мм.
Рис. 4.7. :
1 - дробеочистительное устройство; 2 - конвективная шахта; 3 - конвективная поверхность нагрева; 4 - газомазутная горелка; 5 - топочная камера; 6 - поворотная камера
Конвективная поверхность нагрева котла, выполненная из труб диаметром 28 х 3 мм, состоит из двух пакетов. Змеевики конвективной части собраны в ленты по шесть-семь штук, которые присоединены к вертикальным стойкам.
Котел оборудован шестью газомазутными горелками установленными по три встречно на каждой боковой стене топки. Диапазон регулирования нагрузки котлов 30... 100% номинальной производительности. Регулирование производительности осуществляется путем изменения числа работающих горелок. Для очистки внешних поверхностей нагрева предусмотрено дробеочистительное устройство Дробь поднимается в верхний бункер с помощью пневмотранспорта от специальной воздуходувки.
Тяга в котле обеспечивается дымососом, а подача воздуха - двумя вентиляторами.
Трубная система котла опирается на раму каркаса, Облегченная обмуровка котла общей толщиной 110 мм крепится непосредственно к экранным трубам. Водогрейный котел ПТВМ-30 (КВГМ-30-150М) имеет КПД 91 % при работе на газе и 88 % при работе на мазуте.
Рис. 4.8.
Схема циркуляции воды в водогрейном котле ПТВМ-30 приведена на рис. 4.8.
Имеют башенную компоновку и выполнены в виде прямоугольной шахты, в нижней части которой находится экранированная топочная камера (рис. 4.9). Экранная поверхность изготовлена из труб диаметром 60 * 3 мм и состоит из двух боковых, фронтального и заднего экранов. Сверху (над топочной камерой) размещается конвективная поверхность нагрева выполненная в виде змеевиковых пакетов из труб диаметром 28 х 3 мм. Трубы змеевиков приварены к вертикальным коллекторам.
Топка котла ПТВМ-50 оборудована газомазутными горелками (12 шт.) с индивидуальными дутьевыми вентиляторами 5. Горелки расположены на боковых стенах топки (по 6 шт. на каждой стороне) в два яруса по высоте. Топка котла ПТВМ-100 оборудована газомазутными горелками (16 шт.) с индивидуальными вентиляторами.
Над каждым котлом установлена опирающаяся на каркас дымовая труба обеспечивающая естественную тягу. Котлы устанавливаются полуоткрыто, поэтому в помещении размещается лишь нижняя часть агрегата (горелки, арматура, вентиляторы и др.), а все остальные его элементы расположены на открытом воздухе.
Циркуляция воды в котле обеспечивается с помощью насосов. Расход воды зависит от режима работы котла: при работе в зимний период (основной режим) применяется четырехходовая схема циркуляции воды (рис. 4.10, а), а в летний период (пиковый режим) - двухходовая (рис. 4.10, б).
Рис. 4.9. :
1 - дымовая труба; 2 - конвективные поверхности нагрева; 3 - топочная камера; 4 - газомазутные горелки; 5 - вентиляторы;---> - движение воды в системе котла
Рис. 4.10. :
Основной режим; - пиковый режим; подводящие и отводящие кол-лекторы; соединительные трубы; фронтальный экран; - конвектив-ный пучок труб; 5 - левый и правый боковые экраны; 7 - коллекторы кон-туров; - задний экран
При четырехходовой схеме циркуляции вода из теплосети подводится в один нижний коллектор (см. рис. 4.10 и последовательно проходит через все элементы поверхности нагрева котла, совершая подъемно-опускные движения, после чего также через нижний коллектор отводится в тепловую сеть. При двухходовой схеме вода поступает одновременно в два нижних коллектора (см. рис. 4.10 и, перемещаясь по поверхности нагрева, нагревается и затем направляется в тепловую сеть.
При двухходовой схеме циркуляции через котел пропускается почти в 2 раза больше воды, чем при четырехходовой. Таким образом, при режиме работы в летний период в котле нагревается большее количество воды, чем в зимний, и вода поступает в котел с более высокой температурой (110 вместо 70 °C).
4.7. Водогрейные котлы серии КВ-ГМ
Стальные прямоточные газомазутные котлы серии КВ-ГМ в соответствии со шкалой теплопроизводительности конструктивно подразделяются на четыре унифицированные группы: 4 и 6,5; 10, 20 и 30; 50 и 100; 180 Гкал/ч (4,7 и 7,5; 11,7, 23,4 и 35; 58,5 и 117 МВт). Такие котлы не имеют несущего каркаса, обмуровка у них облегченная трехслойная (шамотобетон, минераловатные плиты и магнезиальная обмазка), крепится к трубам топки и конвективной части. Котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 имеют единый профиль, так же как и котлы теплопроизводительностью 10; 20 и 30 Гкал/ч, и в пределах своих групп различаются глубиной топочной камеры и конвективной части. Котлы КВ-ГМ-50 и -100 по конструкции также сходны между собой и различаются только по типоразмерным параметрам.
Имеют топочную камеру (рис. 4.11) и конвективную поверхность 5. Топочная камера полностью экранирована трубами диаметром 60 х 30 мм. Боковые экраны, верх и под топочной камеры образованы одинаковыми Г-об- разными трубами. На фронтальной стене котла установлены газомазутная ротационная горелка и взрывной предохранительный клапан Неэкранированные поверхности фронтальной стены закрыты огнеупорной кладкой, примыкающей к воздушному коробу горелки.
На левой боковой стене котла имеется лаз в топочную камеру. Часть труб заднего экрана в верхней части выдвинута в топку и эти трубы сварены между собой при помощи вставок для устранения попадания в топку дроби при работе установки дробеочистки, используемой для устранения загрязнений с конвективных поверхностей.
Все трубы экранов выведены в верхние и нижние коллекторы диаметром 159x7 мм. Внутри коллекторов имеются глухие перегородки, направляющие воду. Топочная камера отделена от конвективной части перегородкой из огнеупорного кирпича. Продукты горения топлива через фестон верхней части топочного пространства поступают в конвективную часть котла, проходят ее сверху вниз и через боковой отвод ПГ уходят из котельного агрегата.
Конвективная поверхность котла состоит из двух пакетов, каждый из которых набирается из U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм. Ширмы расположены параллельно фронтальной стене котла и образуют в шахматном порядке пучок труб. Боковые стены конвективной части экранированы трубами диаметром 83 х 3,5 мм, имеющими плавники, и являются коллекторами (стояками) для труб конвективных пакетов. Потолок конвективной части также экранирован трубами диаметром 83 х 3,5 мм. Задняя стена не экранирована и имеет лазы вверху и внизу.
Рис. 4.11. :
1 - газомазутная ротационная горелка; 2 - взрывной предохранительный клапан; 3 - установка дробеочистки; 4 - лаз; 5 - конвективная поверхность котла; б - топочная камера; ПГ - продукты горения
Вес котла передается на нижние коллекторы, имеющие опоры.
Водогрейные котлы КВ-ГМ-4 имеют КПД 90,5 % при работе на газе и 86,4 % при работе на мазуте, а КПД котлов КВ-ГМ-6,5 достигает 91,1 % при работе на газе и 87 % - на мазуте.
Имеют топочную камеру (рис. 4.12), экранированную трубами диаметром 60 х 3 мм. 80
Рис. 4.12. : 1 - газомазутная горелка; 2 - взрывной клапан; 3 - топочная камера; 4 - промежуточный экран; 5- камера догорания; 6 - фестон; 7- установка дробеочистки; 8 - конвективная поверхность нагрева
В камере расположены фронтальный, два боковых и промежуточный экраны, которые практически полностью покрывают стены и под топки (исключение составляет часть фронтальной стены, где установлены взрывной клапан и газомазутная горелка с ротационной форсункой). Экранные трубы приварены к коллекторам диаметром 219 х Ю мм. Промежуточный экран выполнен из труб, расположенных в два ряда, и образует за собой камеру догорания 5.
Конвективная поверхность нагрева включает в себя два конвективных пучка и расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенами. Конвективные пучки набраны из расположенных в шахматном порядке U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм. Задняя и передняя стены шахты экранированы вертикальными трубами диаметром 60 х 3 мм, боковые стены - трубами диаметром 85 х 3 мм, которые служат стояками для ширм конвективных пакетов.
Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топочной камеры, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон Трубы, образующие переднюю, боковую и заднюю стены конвективной шахты, вварены в камеры диаметром 219 х 10 мм.
Продукты горения топлива из топочной камеры попадают в камеру догорания а далее через фестон - в конвективную шахту, после которой ПГ через отверстие в верхней части шахты покидают котельный агрегат. Для устранения загрязнений конвективных поверхностей предусмотрена установка дробеочистки 7.
Водогрейные газомазутные котлы КВ-ГМ-50 и -100 выполнены по П-образной схеме и могут быть использованы как в основном режиме (нагрев воды до 70... 150 °C), так и в пиковом режиме (нагрев воды до 100... 150°C). Котлы могут быть использованы также для нагрева воды до 200 °C.
Котельный агрегат включает в себя топочную камеру (рис. 4.13) и конвективную шахту. Топочная камера котлов и задняя стена конвективной шахты закрыты экранами из труб диаметром 60 х 3 мм. Конвективная поверхность нагрева котлов состоит из трех пакетов, набираемых из U-образных ширм. Ширмы выполнены из труб диаметром 28 х 3 мм.
Фронтальный экран снабжен коллекторами: верхним, нижним и двумя промежуточными, между которыми находятся кольца для формирования амбразур газомазутных горелок с ротационными форсунками. Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами диаметром 83 х 3,5 мм, служащими стояками для ширм.
Продукты горения топлива выходят из топочной камеры через проход между задним экраном и ее потолком и движутся сверху вниз через конвективную шахту. Котел оборудован взрывными предохранительными клапанами, установленными на потолке топочной камеры. Для удаления воздуха из трубной системы при заполнении котла водой на верхних коллекторах установлены воздушники (клапан для удаления воздуха из системы). Для удаления загрязнений с конвективных поверхностей нагрева служит установка дробеочистки.
Нижние коллекторы фронтального и заднего экранов конвективной шахты опираются на портал котла. Опора, расположенная в середине нижнего коллектора задней стены топочной камеры, является неподвижной. Вес боковых экранов топочной камеры передается на портал через фронтальный и задний экраны.
Рис. 4.13. : 1 - газомазутная горелка; 2 - топочная камера; 3 - проход для газов из топочной камеры в конвективную шахту; 4 - установка дробеочистки; 5 - конвективная поверхность нагрева; 6 - портал
Водогрейные газомазутные котлы КВ-ГМ-50 и -100 имеют КПД 92,5 % при работе на газе и 91,3 % при работе на мазуте.
Водогрейный газомазутный котел КВ-ГМ-180 выполнен по Т-образной сомкнутой схеме с двумя конвективными шахтами, в которых размещаются по три конвективных пакета (рис. 4.14), образующих конвективную поверхность нагрева.
Данный котел по проекту должен выполняться для работы под наддувом с мембранными экранными панелями. При выполнении котла в негазоплотном исполнении в топочной камере 7 все ее стены закрыты панелями из труб диаметром 60 х 3 мм. Такими же экранными панелями закрыты стены конвективных шахт и потолок котла. Конвективные пакеты набираются из U -образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм, которые ввариваются в стояки диаметром 83 х 3;5 мм. На боковых стенах топочной камеры под конвективными шахтами устанавливаются по три-четыре газомазутные горелки имеющие встречное расположение факелов.
Рис. 4.14. ;
1- топочная камера, 2 - установка дробеочистки; 3 - поворотный газоход; 4 - разделительный экран; 5 - пакеты конвективной поверхности нагрева; 6 - газоход уходящих газов; 7 - нижние коллекторы; 8 - газомазутная горелка
Для более глубокого регулирования теплопроизводительности котла без отключения отдельных горелок последние снабжаются паро механическими форсунками с широким диапазоном регулирования.
Продукты горения топлива из топочной камеры через два поворотных газохода направляются в конвективные шахты. Топочная камера отделена от конвективных шахт с помощью разделительных экранов Для удаления загрязнений с поверхностей нагрева конвективных шахт котла служит установка дробеочистки.
