Котельне обладнання. Котельні установки Класифікація котелень за призначенням

УДМУРТСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФІЗИКО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра загальноінженерних дисциплін

На тему «Котельні установки. Класифікація. Склад котелень, основні конструктивні рішення. Компонування та розміщення котельних установок»

Виконав: Воронов В.М.

Студент групи ФЕФ 54-21 «__»________2012р.

Перевірив: Кишеньков А.І.

Доцент «__»________2012р.

Іжевськ 2012р.

Котельні установки

Котельні установки призначені для нагрівання робочої рідини, яка потім надходить у системи теплопостачання та системи водопостачання. Робочою рідиною, як правило, є проста вода. Передача нагрітої робочої рідини від котельної установки до системи теплопостачання здійснюється за допомогою теплотраси, що є системою труб.

Котельні установки у своїй основі мають водогрійний або паровий котел, в якому здійснюється безпосереднє підведення та нагрівання робочої рідини. Вибір параметрів котла залежить від багатьох параметрів. Об'єм котла розраховується, виходячи з розмірів та особливостей роботи системи теплопостачання.

Котельні установки можуть розташовуватися як всередині об'єкта, так і за його межами. Всередині об'єкта вони можуть встановлюватись у підвалі, окремому приміщенні та навіть на даху. Якщо будівля являє собою великий за розмірами об'єкт, то котельні установки виконують у вигляді будівель, що окремо стоять, з власною інженерною системою, підключеною до загальної інженерної системи об'єкта.

У роботі котелень використовують різні види палива. Найбільшого поширення сьогодні набули котельні, які працюють на природному газі. Оскільки наша країна є лідером із запасів цього виду палива, можна не побоюватися того, що енергоресурси можуть закінчитися. Крім газу, котельні установки використовують як паливо нафтопродукти (мазут, дизельне паливо), тверде паливо (вугілля, кокс, деревина). Ряд котелень можуть використовувати комбіновані види палива. Важливою характеристикою будь-якої котельні є категорія надійності теплопостачання споживачів.

Усі існуючі котельні установки можна умовно поділити на окремі тракти, кожен з яких виконує свою функцію, забезпечуючи нормальну безпечну роботу котла та котельні в цілому. Отже, котельні установки складаються з наступних трактів: повітряного, паливного, газового, золошлакооудаляющего та пароводяного.

Головним елементом будь-якої котельної установки є котел. Його головними елементами є екрани, що складаються з гнутих труб, які служать для передачі тепла пароводяної суміші, пари, води або повітря, які називаються робочими тілами. Вода, яка надходить у котельню, нагрівається в топці до температури кипіння, проходячи через екрани вона плавно нагрівається до температури насичення, перетворюється на пару, яка, у свою чергу, перегрівається до необхідної температури.

Залежно від перетворення робочого тіла розрізняють три процеси поверхні нагрівання котла: випарний, нагрівальний та пароперегрівальний. Поверхні нагріву, у свою чергу, також різняться в залежності від способу передачі тепла робочому тілу, на три групи:

конвективні – отримання тепла від джерела за допомогою конвективних процесів;

радіаційні – отримання тепла від теплового випромінювання продуктів згоряння палива;

радіаційно-конвективні - отримання тепла як рахунок конвекції, і рахунок теплового випромінювання палива.

Нагрівальними поверхнями в котельних установках є економайзери, в яких відбувається підігрів або часткове пароутворення поживної води, яка надходить у паровий котел. Відповідно економайзери бувають киплячого і не киплячого типів. Вони розміщуються в зонах щодо низьких температур у конвективних опускних шахтах. Випарні поверхні найчастіше розташовуються безпосередньо в топці котлів або в газовідході безпосередньо за камерою топки, де встановлюються найбільш високі температури.

Випарювальні поверхні бувають кількох типів: фестони, котельні пучки та топкові екрани. Опалювальні екрани складаються з труб, розташованих в одній площині. Вони розташовуються біля стін камери топки і захищають їх від перегріву. Якщо екрани встановлені всередині топки і піддаються двосторонньому опроміненню, вони називаються двосвітлими.

Прямоткові котли докритичного тиску мають екрани топки, розташовані в нижній частині топки, завдяки чому вони називаються нижньою радіаційною частиною. Котельні пучки та фестони використовуються в котлах котелень невеликої продуктивності середнього тиску. Фестони утворені трубами заднього екрану, які розведені між собою на значне відстань утворенням багаторядних пучків і є напіврадіаційними поверхнями нагріву.

Котельними установками називається комплекс обладнання, призначеного для перетворення хімічної енергії палива на теплову з метою отримання гарячої води або пари заданих параметрів. Існують різні класифікації котелень, серед яких можна виділити класифікацію за варіантами виконання (тут виділяють дахові, стаціонарні, вбудовані, прибудовані та модульні котельні). Котельні за способом тепла, що відпускається, також діляться на парові, водогрійні, термомасляні; якщо говорити про використане паливо, то котельні можна поділити на твердопаливні, мазутні, газові та комбіновані, за своїм же призначенням вони поділяються на опалювальні та технологічні. Котельна установка складається з котельного агрегату, допоміжних механізмів та пристроїв

Під кожну з цих класифікацій підходять транспортабельні котельні установки, попит на які постійно збільшується. Насамперед це, безумовно, пов'язане з їхньою багатофункціональністю. З усіх існуючих на сьогоднішньому ринку автономних котелень лише дані котельні включають чотири системи: опалювальну, газову, водонагрівну і парову. Це дозволяє покупцям за допомогою однієї установки вирішити одразу кілька питань, що значно зменшує видаткову частину бюджету. Економію можна отримати і при покупці котельні з такими пальниками, які здатні працювати від комбінованого виду палива.

Модульні котельні економічні і у своєму транспортуванні, встановленні та експлуатації. Витрати скорочуються і через високу автоматизованість котельні, яка довгий час здатна працювати в автономному режимі, заданому при її запуску. Якщо на величезних ТЕЦ працює великий штат, то для контролю за роботою блочно-модульної котельні достатньо одного оператора. Його робота стане ще менш трудомісткою, якщо в котельню вбудувати мікропроцесор, що найбільш точно зчитує і передає всю інформацію з усіх пристроїв котельні на спеціальний пульт.

Варто відзначити, що блочна котельна установка має найбільший ККД з усіх можливих, це поєднується з мінімальними витратами на її обслуговування та безпосередню роботу. Таким чином, купуючи блокову котельню, її власник досить швидко окупить її вартість і зможе отримувати дохід (це якщо ми говоримо про власників виробництв і будівельних фірм); а якщо ж блочно-модульну котельню придбала звичайна людина, власник власного будинку, то вона може бути впевнена в тому, що протягом усього експлуатаційного терміну котельні він не залишиться без тепла і гарячої води.

Котельне обладнання

Котельне обладнання, що входить до складу котелень, забезпечує виконання технологічного процесу нагрівання робочої рідини в котлі. До складу котельного обладнання входять:

котли водогрійні та парові

водопідготовчі установки
котельні труби, запірна арматура
теплогенератори
вказівники рівня води
датчики та контролери
і багато іншого

Котельне обладнання підбирають, виходячи з умов експлуатації та необхідних технічних характеристик, що пред'являються до котельної установки.

Газові котельні

Газові котельні є найпоширенішим видом котельних установок на сьогоднішній день. Очевидними перевагами є їхня низька собівартість будівництва та експлуатації в порівнянні з котельними установками інших типів. Розгалужена газопровідна мережа країни, що у постійному розвитку, дозволяє підвести газ практично у будь-яку точку. Це призводить до зниження витрат на доставку робочого палива звичайним транспортом. Крім того, газ має більш високу теплоємність і тепловіддачу в порівнянні з іншими видами палива, він залишає менше шкідливих речовин після згоряння.

На промислових підприємствах газові котельні є основним джерелом теплопостачання технологічних процесів та забезпечення теплом робочого персоналу. Водночас у приватних житлових будинках також частіше почали з'являтися газові котельні. Люди гідно оцінили переваги таких установок.

Газові котельні - незамінне джерело енергії, дешевше порівняно з електроенергією.

Модульні котельні

Модульні котельні є готовими інженерними системами, які легко можна транспортувати і встановлювати в будь-якому місці. Використовуючи модульні котельні, можна суттєво заощадити на проектуванні та монтажі, оскільки ці системи, як правило, монтуються у готовому вигляді в контейнері та оснащені всім необхідним обладнанням для роботи та автоматизації процесу.

До складу модульних котелень входить таке обладнання:

водогрійні котли

технологічне обладнання

системи автоматики

системи водопідготовки

і багато іншого

Склад обладнання, що входить у модульні котельні, залежить від необхідної потужності котельних установок.

Котел – це теплообмінний пристрій, в якому тепло від гарячих продуктів горіння палива передається воді. В результаті цього в парових котлах вода перетворюється на пару, а у водогрійних котлах нагрівається до необхідної температури.

Топковий пристрій служить для спалювання палива та перетворення його хімічної енергії на тепло нагрітих газів.

Поживні пристрої (насоси, інжектори) призначені для подачі води в казан.

Тягодітьовий пристрій складається з дутьових вентиляторів, системи газовоздуховодів, димососів та димової труби, за допомогою яких забезпечуються подача необхідної кількості повітря в топку та рух продуктів згоряння газоходами котла, а також видалення їх в атмосферу. Продукти згоряння, переміщаючись газоходами і стикаючись з поверхнею нагріву, передають тепло воді.

Для забезпечення більш економічної роботи сучасні котельні установки мають допоміжні елементи: водяний економайзер та повітропідігрівач, що служать відповідно для підігріву води та повітря; пристрої для подачі палива та видалення золи, для очищення димових газів та поживної води; прилади теплового контролю та засоби автоматизації, що забезпечують нормальну та безперебійну роботу всіх ланок котельні.

Класифікація.

Блок модульні котельні потужністю від 200 кВт до 10000 кВт (модельний ряд)

Є індивідуально спроектовані котельні різних типів:

Дахові котельні

Котельні, що окремо стоять

Блокові та модульні котельні

Вбудовані котельні

Прибудовані котельні

Транспортабельні та мобільні котельні

Кожна котельня розроблена на основі СНіП II-35-76 «Котельні установки». Розрахунок та проект котельні виконується атестованими фахівцями, які пройшли навчання на заводах-виробниках котельного обладнання.

Контроль за всіма параметрами роботи здійснюють автоматизовані системи управління без присутності людини.

склад котеленьу базовому виконанні:

Котли водогрійні Надійність відпустки тепла гарантується наявністю у складі котеленьне менше двох котлоагрегатів, представлених сталевими жаротрубними котлами, надійних і успішно зарекомендували себе на Російському ринку німецьких фірм Buderus, Viessmann.

Пальники Weishaupt У котельнях застосовуються пальники німецької фірми Weishaupt. Для спалювання природного газу використовуються пальники у виконанні LN, Що забезпечують низький вміст шкідливих домішок у продуктах згоряння

Внутрішнє газопостачання Устаткування системи газопостачання котеленьрегулює витрату газу та контролює рівні мінімального та максимального тиску газу. У разі позаштатних ситуацій надходження газу до котельнюприпиняється автоматично.

Регулювання температури мережної води Застосовуються мікропроцесорні програмовані контролери, які автоматично керують системою регулювання температури мережної води залежно від температури зовнішнього повітря та потреби споживача.

Насосне обладнання Насоси котлового контуру забезпечують незалежну роботу котлів. Подвійні циркуляційні насоси мережного контуру гарантують 100% резервування.

Водопідготовка та підтримання тиску в системі теплопостачання Установка водопідготовки забезпечує зниження жорсткості котлової води та перешкоджає утворенню накипу на теплообмінних поверхнях обладнання. Пристрій підтримання тиску автоматично підживлює водою котлової та мережевої контури, забезпечуючи необхідний рівень тиску у системі теплопостачання.

Гідравлічний роздільник Обладнання гідравлічної розв'язки котлового та мережевого контурів дозволяє забезпечити стабільну роботу котельні в системах з великим об'ємом води за інтенсивної динаміки змін витрат, температури та тиску.

Сигналізація У котельнях встановлені системи пожежоохоронної сигналізації та сигналізації загазованості по метану та чадному газу.

Прилади обліку Застосовуються контрольно-вимірювальні прилади, зареєстровані в Державному реєстрі засобів вимірювань, що дозволяють здійснювати: – облік теплової енергії, що відпускається, – облік витрати холодної води, – облік витрати газу, – облік споживаної електроенергії, – контроль параметрів роботи обладнання котельні.

Комплексна автоматизація Система комплексної автоматизації забезпечує стабільну роботу котелень без постійної присутності обслуговуючого персоналу. Дистанційний контроль роботи основного обладнання котельні здійснюється за допомогою виносного диспетчерського пульта сигналізації (входить до обсягу постачання).

Модемний зв'язок для дистанційної диспетчеризації Котельніу момент установки або будь-який період подальшої експлуатації можуть бути підключені до сучасних дистанційних систем диспетчеризації. Комплексна система автоматизації має вбудований блок-модем для передачі даних про роботу обладнання котелень телефонними каналами зв'язку або мережі Internet.

Димові труби Зовнішні та внутрішні стінки димових труб виготовлені з нержавіючої сталі та утеплені твердою мінераловатною ізоляцією. Димові труби, що застосовуються, мають сертифікат відповідності нормам пожежної безпеки. Кожен опалювальний котел встановлюється окрема труба. Димові труби заввишки 6 метрів входять до обсягу постачання для котелень від 200 кВт до 10 МВт. За бажанням Покупець може відмовитися від димаря, а також має можливість встановити димарі іншої висоти.

Конструктивні рішення Котельні, в залежності від типорозмірів та кількості котлівскладаються з одного або декількох блоків. Залежно від кліматичних умов металокаркас модулів утеплений жорсткими тришаровими сендвіч-панелями з мінераловатною ізоляцією товщиною від 80 до 150 мм. Характеристики огороджувальних конструкцій модулів відповідають нормативним вимогам щодо вогнестійкості та пожежної безпеки.

Котельні малої потужності (індивідуальні та невеликі групові) зазвичай складаються з котлів, циркуляційних та підживлювальних насосів та тягодутьевих пристроїв. Залежно від цього обладнання переважно визначаються розміри приміщень котельні.

Котельні середньої та великої потужності – 3,5 МВт і вище – відрізняються складністю обладнання та складом службово-побутових приміщень. Об'ємно-планувальні рішення цих котелень повинні задовольняти вимоги Санітарних норм проектування промислових підприємств (СІ 245-71), СНіП П-М.2-72 та 11-35-76.

Класифікація котельних установок

Котельні установки залежно від характеру споживачів поділяються на енергетичні, виробничо-опалювальні та опалювальні. По виду теплоносія, що виробляється, вони діляться на парові (для вироблення пари) і водогрійні (для вироблення гарячої води).

Енергетичні котельні установки виробляють пари для парових турбін на теплових електростанціях. Такі котельні обладнують, як правило, котлоагрегатами великої та середньої потужності, які виробляють пару підвищених параметрів.

Виробничо-опалювальні котельні установки (зазвичай парові) виробляють пар не тільки для виробничих потреб, але і для опалення, вентиляції та гарячого водопостачання.

Опалювальні котельні установки (в основному водогрійні, але вони можуть бути паровими) призначені для обслуговування систем опалення виробничих і житлових приміщень.

Залежно від масштабу теплопостачання опалювальні котельні поділяються на місцеві (індивідуальні), групові та районні.

Місцеві котельні зазвичай обладнують водогрійними казанами з нагріванням води до температури не більше 115°С або паровими казанами з робочим тиском до 70 кПа. Такі котельні призначені для постачання теплом однієї чи кількох будівель.

Групові котельні установки забезпечують теплом групи будівель, житлові квартали чи невеликі мікрорайони. Такі котельні обладнують як паровими, і водогрійними котлами, зазвичай, більшої теплопродуктивності, ніж котли місцевих котельних. Ці котельні зазвичай розміщують у спеціально споруджених окремих будинках.

Районні котельні опалювальні служать для теплопостачання великих житлових масивів: їх обладнають порівняно потужними водогрійними або паровими котлами.

котельня установка з паровими казанами. Установка складається з парового котла, який має два барабани – верхній та нижній. Барабани з'єднані між собою трьома пучками труб, що утворюють поверхню нагрівання казана. При роботі котла нижній барабан заповнений водою, верхній - у нижній частині водою, а у верхній - насиченою водяною парою. У нижній частині котла розташована топка з механічними колосниковими гратами для спалювання твердого палива. При спалюванні рідкого або газоподібного палива замість грат встановлюють форсунки або пальники, через які паливо разом з повітрям подається в топку. Котел обмежений цегляними стінами -обмуровкою.

Котельні установки розташовуються у спеціально відведених приміщеннях, куди стороннім немає доступу. А вже теплотраси та теплопроводи з'єднують котельні та споживачів.

Класифікація котелень.

Сучасні котельні установки мають різну класифікацію. У основу кожної їх лягає певний принцип чи певні значення. На сьогоднішній день існують кілька основних розмежувань:

Розташування.

Залежно від того, де розміщується установка, виділяються:

Вбудовані у будівлю;
Блочно-модульні;

В системі кожного опалення головним її елементом є котел. Він виконує основну функцію – нагрівання. Залежно від того, на якій основі працює вся система та котел зокрема, існують такі типи котлів:

Парові котли

Водогрійні;

Змішані;

Котли на діатермічному маслі.

Будь-яка опалювальна система працює, як раніше було відмічено, від того чи іншого типусировини, паливачи природного ресурсу. Залежно від цього котли поділяються на:

Твердопаливні. Для цього використовуються дрова, вугілля та інші види твердого палива.

Рідкопаливні – олія, бензин, мазут та інші.

Змішані чи комбіновані. Передбачається використання різних видів та типів палива.

Класифікація котельних агрегатів

Котли як технічні пристрої для пари або гарячої води відрізняються різноманіттям конструктивних форм, принципів дії, використовуваних видів палива і виробничих показників. Разом з тим за способом організації руху води та пароводяної суміші всі котли можуть бути поділені на дві групи:

Котли із природною циркуляцією;

Казани з примусовим рухом теплоносія (води, пароводяної суміші).

У сучасних опалювальних і опалювально-виробничих котельнях для пари використовуються в основному котли з природною циркуляцією, а для виробництва гарячої води - котли з примусовим рухом теплоносія, що працюють за прямоточним принципом.

Сучасні парові котли з природною циркуляцією виконуються із вертикальних труб, розташованих між двома колекторами (барабанами). Одна частина труб, званих підйомними трубами, що обігріваються, обігрівається факелом і продуктами згоряння палива, а інша, зазвичай не обігрівається частина труб, знаходиться поза котельним агрегатом і носить назву «опускні труби». У підйомних трубах, що обігріваються, вода нагрівається до кипіння, частково випаровується і у вигляді пароводяної суміші надходить в барабан котла, де відбувається її поділ на пару і воду. По опускних трубах, що не обігріваються, вода з верхнього барабана надходить в нижній колектор (барабан).

Рух теплоносія в котлах з природною циркуляцією здійснюється за рахунок рушійного напору, що створюється різницею ваги стовпа води в опускних і стовпа пароводяної суміші в підйомних трубах.

У парових казанах з багаторазовою примусовою циркуляцією поверхні нагріву виконуються у вигляді змійовиків, що утворюють циркуляційні контури. Рух води та пароводяної суміші в таких контурах здійснюється за допомогою циркуляційного насоса.

У прямоточних парових казанах кратність циркуляції становить одиницю, тобто. поживна вода, нагріваючись, послідовно перетворюється на пароводяну суміш, насичену і перегріту пару. У водогрійних котлах вода під час руху по контуру циркуляції нагрівається за один оберт від початкової до кінцевої температури.

По виду теплоносія котли поділяються на водогрійні та парові. Основними показниками водогрійного казана є теплова потужність, тобто. теплопродуктивність та температура води; основними показниками парового котла - паропродуктивність, тиск та температура.

Водогрійні котли, призначенням яких є отримання гарячої води заданих параметрів, застосовують для теплопостачання систем опалення та вентиляції, побутових та технологічних споживачів. Водогрійні котли, що працюють зазвичай за прямоточним принципом з постійною витратою води, встановлюють не тільки на ТЕЦ, а й у районних опалювальних, а також опалювально-виробничих котельнях як основне джерело теплопостачання.

Паровий котел - установка, призначена для генерації насиченої або перегрітої пари, а також для підігріву води (опалювальний котел).

По відносному руху теплообмінних середовищ (димових газів, води та пари) парові котли (парогенератори) можуть бути поділені на дві групи: водотрубні котли та жаротрубні котли. У водотрубних парогенераторах усередині труб рухається вода та пароводяна суміш, а димові гази омивають труби зовні. У Росії XX столітті переважно використовувалися водотрубні котли Шухова. У жаротрубних, навпаки, усередині труб рухаються димові гази, а вода омиває труби зовні.

За принципом руху води та пароводяної суміші парогенератори поділяються на агрегати з природною циркуляцією та з примусовою циркуляцією. Останні поділяються на прямоточні та з багаторазово-примусовою циркуляцією.

Як насос, що підживлює, як правило застосовується трьох-плунжерний насос високого тиску серій P21/23-130D або P30/43-130D.

Котли понад критичний тиск (СКД) - тиск пари понад 22.4МПа.

Основні елементи парових та водогрійних котлів

Топки для спалювання газоподібних, рідких та твердих палив. При спалюванні газу та мазуту, а також твердого пиловугільного палива використовуються, як правило, камерні топки. Топка обмежена фронтальною, задньою, бічними стінами, а також підом і склепінням. Уздовж стін топки розташовуються випарні поверхні нагріву (кип'ятільні труби) діаметром 50...80 мм, що сприймають випромінювану теплоту від факела та продуктів згоряння. При спалюванні газоподібного або рідкого палива під камерної топки зазвичай не екранують, а у разі вугільного пилу в нижній частині камери топки виконують «холодну» вирву для видалення золи, що випадає з палаючого факела.

Верхні кінці труб ввальцьовані в барабан, а нижні приєднані до колекторів шляхом вальцювання або зварювання. У ряду котлів кип'ятільні труби заднього екрану перед приєднанням їх до барабана розводять у верхній частині топки в кілька рядів, розташованих у шаховому порядку та утворюють фестон.

Для обслуговування топки та газоходів у котельному агрегаті використовується наступна гарнітура: лази, дверцята, що закриваються, смотрелки, вибухові клапани, шибери, поворотні заслінки, обдувні апарати, дробоочищення.

Дверцята, що закриваються, лази в обмуровці призначені для огляду та виконання ремонтних робіт при зупинці котла. Для спостереження за процесом горіння палива в топці та станом конвективних газоходів служать доглядальниці. Вибухові запобіжні клапани використовуються для захисту обмуровки від руйнування при бавовнах у топці та газоходах котла та встановлюються у верхніх частинах топки, останнього газоходу агрегату, економайзера та у склепінні.

Для регулювання тяги та перекриття бору служать чавунні димові шибери або поворотні заслінки.

При роботі на газоподібному паливі, щоб запобігти скупченню горючих газів у топках, димоходах і килимках котельної установки під час перерви в роботі, у них завжди повинна підтримуватися невелика тяга; для цього в кожному окремому борові котла до збірного борову повинен бути свій шибер з отвором у верхній частині діаметром не менше 50 мм.

Обдувальні апарати та дробоочищення призначені для очищення поверхонь нагріву від золи та сажі.

Барабани парових казанів. Слід зазначити багатоцільове призначення барабанів парових котлів, зокрема, у них здійснюються такі процеси:

Поділ пароводяної суміші, що надходить з підйомних труб, що обігріваються, на пару і воду і збір пари;

Прийом поживної води з водяного економайзера або безпосередньо з живильної магістралі;

Внутрішньокотлова обробка води (термічне та хімічне пом'якшення води);

Безперервне продування;

Осушка пари від крапельок котлової води;

Промивання пари від розчинених у ньому солей;

Захист від перевищення тиску пари.

Барабани котлів виготовляють із котельної сталі зі штампованими днищами та лазом. Внутрішню частину об'єму барабана, заповнену до певного рівня водою, називають водяним об'ємом, а заповнену пором під час роботи котла - паровим об'ємом. Поверхня окропу в барабані, що відокремлює водяний об'єм від парового, називається дзеркалом випаровування. У паровому котлі гарячими газами омивається лише частина барабана, яка з внутрішньої сторони охолоджується водою. Лінія, що відокремлює поверхню, що обігрівається газами, від необігріваної, називається вогневою лінією.

Пароводяна суміш надходить підйомними кип'ятильними трубами, ввальцованим в днище барабана. З барабана вода опускними трубами подається в нижні колектори.

На поверхні дзеркала випаровування виникають викиди, гребені і навіть фонтани, при цьому до пари може потрапити значна кількість крапельок котлової води, що знижує якість пари в результаті підвищення її солевмісту. Краплі котлової води випаровуються, а солі, що містяться в них, осідають на внутрішній поверхні пароперегрівача, погіршуючи теплообмін, в результаті якого підвищується температура його стінок, що може призвести до перепалу. Солі можуть також відкладатися в арматурі паропроводів та призвести до порушення її щільності.

Для рівномірного надходження пари в паровий простір барабана та зниження його вологості використовуються різні сепараційні пристрої.

Для зниження можливості відкладення накипу на випарних поверхнях нагріву застосовується внутрішньокотлова обробка води: фосфатування, луження, використання комплексонів.

Фосфатування має на меті створити в котловій воді умови, за яких накипівтворювачі виділяються у формі неприкипаючого шламу. Для цього необхідно підтримувати певну лужність котлової води.

На відміну від фосфатування обробка води комплексонами може забезпечити безнакипний та безшламовий режими котлової води. Як комплексон рекомендується використовувати натрієву сіль «Трилон Б».

Підтримка допустимого за нормами солевмісту у казанової воді здійснюється продуванням котла, тобто. видаленням з нього деякої частини котлової води, яка завжди має більш високу концентрацію солей, ніж живильна вода.

Для здійснення ступінчастого випаровування води барабан казана ділять перегородкою на кілька відсіків, що мають самостійні контури циркуляції. В один із відсіків, званий «чистим», надходить поживна вода. Проходячи через контур циркуляції, вода випаровується, а солевміст котлової води в чистому відсіку підвищується до певного рівня. Для підтримки солевмісту в цьому відсіку частина котлової води з чистого відсіку самопливом направляють через спеціальний отвір - дифузор в нижній частині перегородки в інший відсік, званий «сольовим», так як солевміст у ньому істотно вище, ніж у чистому відсіку.

Безперервна продування води здійснюється з місця з найбільшою концентрацією солей, тобто. із сольового відсіку. Пара, що утворюється на обох щаблях випаровування, змішується в паровому просторі і виходить із барабана через ряд труб, розташованих у його верхній частині.

З підвищенням тиску пара здатна розчиняти деякі домішки котлової води (кремнієву кислоту, оксиди металів).

Для зниження солевмісту пари в деяких котлах застосовується промивання пари живильною водою.

Пароперегрівачі казанів. Отримання перегрітої пари з насиченої сухої здійснюється в пароперегрівачі. Пароперегрівач - один з найбільш відповідальних елементів котельного агрегату, тому що з усіх поверхонь нагріву працює в найбільш важких температурних умовах (температура перегріву до 425 ° С). Змійовики пароперегрівача та колектори виконуються з вуглецевої сталі.

За способом теплосприйняття пароперегрівачі поділяються на конвективні, радіаційно-конвективні та радіаційні. У котельних агрегатах низького та середнього тисків використовуються конвективні пароперегрівачі з вертикальним або горизонтальним розташуванням труб. Для одержання пари з температурою перегріву понад 500 °С застосовують комбіновані пароперегрівачі, тобто. у них одна частина поверхні (радіаційна) сприймає теплоту за рахунок випромінювання, а інша частина – конвекцією. Радіаційна частина поверхні нагріву пароперегрівача розташовується у вигляді ширм безпосередньо у верхній частині камери згоряння.

Залежно від напрямів руху газів та пари розрізняють три основні схеми включення пароперегрівача в газовий потік: прямоточну, при якій гази та пара рухаються в одному напрямку; протиточну, де гази та пара рухаються в протилежних напрямках; змішану, в якій в одній частині змійовиків пароперегрівача гази та пар рухаються прямоточно, а в іншій – у протилежних напрямках.

Оптимальною за умовами надійності роботи є змішана схема включення пароперегрівача, при якій перша по ходу пара частина пароперегрівача виконується протиточною, а завершення перегріву пари відбувається в другій частині при прямоточному русі теплоносіїв. При цьому в частині змійовиків, розташованих в області найбільшого теплового навантаження пароперегрівача, на початку газоходу буде помірна температура пари, а завершення перегріву пари відбувається при меншому тепловому навантаженні.

Температуру пари в котлах із тиском до 2,4 МПа не регулюють. При тиску 3,9 МПа і вище температуру регулюють такими способами: упорскуванням конденсату пар; використанням поверхневих пароохолоджувачів; за допомогою газового регулювання шляхом зміни витрати продуктів згоряння через пароперегрівач або переміщення положення факела в топці за допомогою пальників.

Пароперегрівач повинен мати манометр, запобіжний клапан, запірний вентиль для відключення пароперегрівача від парової магістралі, прилад для вимірювання температури перегрітої пари.

Водяні економайзери. В економайзері поживна вода перед подачею в котел підігрівається димовими газами за рахунок використання теплоти продуктів згоряння палива. Поряд із попереднім підігрівом можливе часткове випаровування поживної води, що надходить у барабан котла. Залежно від температури, до якої ведеться підігрів води, економайзери поділяють на два типи – не киплячі та киплячі. У некиплячих економайзерах за умовами надійності їх роботи підігрів води ведуть до температури на 20 °С нижче температури насиченої пари в паровому котлі або температури кипіння води при робочому тиску у водогрійному котлі. У киплячих економайзерах відбувається не тільки підігрів води, а й часткове (до 15 трав.%) її випаровування.

Залежно від металу, з якого виготовляють економайзери, їх поділяють на чавунні та сталеві. Чавунні економайзери використовують при тиску в барабані котла не більше 2,4 МПа, а сталеві можуть застосовуватися за будь-яких тисків. У чавунних економайзерах неприпустиме кипіння води, оскільки це призводить до гідравлічних ударів та руйнування економайзера. Для очищення поверхні нагріву водяні економайзери мають пристрої для обдувки.

Повітропідігрівачі. У сучасних котельних агрегатах повітропідігрівач відіграє дуже істотну роль, сприймаючи теплоту від газів, що відходять і передаючи її повітрю, він зменшує найбільш помітну статтю втрат теплоти з газами, що йдуть. Під час використання підігрітого повітря підвищується температура горіння палива, інтенсифікується процес спалювання, підвищується коефіцієнт корисної дії котельного агрегату. Разом про те під час встановлення повітряного підігрівача збільшуються аеродинамічні опору повітряного і димового трактів, які долаються створенням штучної тяги, тобто. шляхом встановлення димососа та вентилятора.

Температура підігріву повітря вибирається залежно від способу спалювання та виду палива. Для природного газу та мазуту, що спалюються в камерних топках, температура гарячого повітря становить 200...250 °С, а для пиловугільного спалювання твердого палива - 300...420 °С.

За наявності в котельному агрегаті економайзера і повітропідігрівача першим по ходу газу встановлюється економайзер, а другим - повітропідігрівач, що дозволяє глибше охолодити продукти горіння, так як температура холодного повітря нижче температури живильної води на вході в економайзер.

За принципом дії повітропідігрівачі поділяють на рекуперативні та регенеративні. У рекуперативному повітропідігрівачі передача теплоти від продуктів згоряння до повітря відбувається безперервно через розділову стінку, по один бік якої рухаються продукти згоряння, а по інший - повітря, що нагрівається.

У регенеративних повітропідігрівачах передача теплоти від продуктів згоряння до повітря, що нагрівається здійснюється шляхом поперемінного нагрівання і охолодження однієї і тієї ж поверхні нагріву.

Газопоршневі установки. Газопоршнева установка (ГПУ) призначена для живлення електроенергією споживачів трифазного (380/220, 50 Гц) змінного струму. Газові електростанції використовуються як джерело постійного та гарантованого електропостачання лікарень, банків, торгових комплексів, аеропортів, виробничих та нафтогазовидобувних підприємств. Моторесурс газового двигуна вищий, ніж у бензогенераторів та дизельних електростанцій, що призводить до зменшення терміну окупності. Використання газових електрогенераторів дозволяє власнику бути незалежним від планових та аварійних відключень електроенергії, а найчастіше взагалі відмовитися від послуг постачальників електроенергії.

В основі роботи газопоршневих двигунів (далі ГПД) лежить принцип дії двигуна внутрішнього згоряння. ДВЗ - це тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива (зазвичай застосовується рідке або газоподібне вуглеводневе паливо), що згорає в робочій зоні, перетворюється на механічну роботу.

На даний момент у промисловості випускаються два типи поршневих двигунів, що працюють на газі: газові двигуни - з електричним (іскровим) запаленням, і газодизелі - з запаленням газоповітряної суміші вприскуванням запального (рідкого) палива. Газові двигуни отримали широке застосування в енергетиці за рахунок повсюдної тенденції використання газу як дешевшого палива (як природного, так і альтернативного) та щодо екологічно безпечнішого з погляду викидів з вихлопними газами.

З ГПУ з теплообмінниками, в принципі, все аналогічно, але додатково використовується система утилізації тепла.

Установка працює на декількох видах палива, має відносно низький рівень початкових інвестицій за 1 кВт і має широку лінійку вихідної потужності.

Паливо для газопоршневих установок. Одним із найважливіших моментів при виборі типу ГТУ є вивчення складу палива. Виробники газових двигунів висувають свої вимоги до якості та складу палива для кожної моделі.

В даний час багато виробників проводять адаптацію своїх двигунів під відповідне паливо, що в більшості випадків не займає багато часу і не потребує великих фінансових витрат.

Крім природного газу, газопоршневі установки можуть використовувати як паливо: пропан, бутан, попутний нафтовий газ, гази хімічної промисловості, коксовий газ, деревний газ, піролізний газ, газ сміттєзвалищ, газ стічних вод і т. д.

Застосування як паливо перерахованих специфічних газів робить важливий внесок у збереження навколишнього середовища і, крім того, дозволяє використовувати регенеративні джерела енергії.

Газорегуляторний пункт. Газорегуляторний пункт – система пристроїв для автоматичного зниження та підтримки постійного тиску газу у розподільчих газопроводах. Газорегуляторний пункт включає регулятор тиску для підтримки тиску газу, фільтр для уловлювання механічних домішок, запобіжні клапани, що перешкоджають попаданню газу в розподільні газопроводи при аварійному тиску газу понад допустимі параметри, і контрольно-вимірювальні прилади для врахування кількості проходить газу, температури, тиску та телеметрічного вимірювання цих параметрів.

Газорегуляторні пункти споруджуються на міських розподільчих газопроводах, а також на території промислових та комунально-побутових підприємств, що мають розгалужену мережу газопроводів. Пункти, що монтуються безпосередньо у споживачів і призначені для постачання газом котлів, печей та інших агрегатів, зазвичай називають газорегуляторними пристроями. Залежно від тиску газу на вході газорегуляторні пункти бувають: середнього (від 0,05 до 3 кгс/см2) та високого (до 12 кгс/см2) тиску (1 кгс/см2 = 0,1 Мн/м2).

Запобіжні пристрої та контрольно-вимірювальні прилади. Для водогрійних котлів запобіжним пристроєм від підвищення тиску можуть служити обвідні лінії зі зворотними клапанами (рис.), що пропускають воду в напрямку від котла до трубопроводу системи опалення. При такому легкому пристрої, якщо засувки, встановлені у котла, чомусь виявляться закритими, то все одно зв'язок з атмосферою через розширювальну, посудину не порушиться.

Якщо на трубопроводі між котлами та розширювальним посудом крім зазначених засувок є інша якась запірна арматура, то повинні бути встановлені важільні запобіжні клапани.

Парові котли при до 70 кПа забезпечуються запобіжним пристроєм у вигляді гідравлічного затвора

Для безпечної та правильної експлуатації парові котли, крім запобіжних пристроїв, забезпечують водовказівними приладами, пробковими кранами та манометрами.

Для обліку витрати поживної води, що подається в паровий котел, або води, що циркулює у системі водяного опалення, встановлюють водомір або діафрагми. Для вимірювання температури води, що надходить до системи водяного опалення та повертається в котел, передбачають у спеціальних футлярах термометри.

Розробка оптимального технічного рішення щодо виготовлення котельні з урахуванням усіх ТУ, наданих Замовником

Постачання котелень

Виробництво, доставка та встановлення котельні на місці

Обслуговування котелень

Комплекс технологічно пов'язаних робіт з обслуговування Вашої котельні

Про компанію

Наше підприємство здійснює модульні котельні установки контейнерного типу КОМПакт з літа 2004 року. Котельні КОМПакт теплопродуктивність від 100 кВт до 20000 кВт призначені для опалення та гарячого водопостачання житлових, промислових та громадських об'єктів, а також для забезпечення гарячою водою або парою технологічних потреб різних виробництв.

Які бувають котельні

Енергетика вимагає застосування різних видів котелень, що класифікуються за різними ознаками: типу палива, що використовується, м. теплоносія, місця розміщення, принципу механізації або автоматизації, цілей і вимог замовників.

Види котелень за видом палива:

газові котельні, їх головна перевага – економічність та екологічність. Вони не вимагають наявності складного великогабаритного обладнання та можуть працювати в автономному режимі;
рідкопаливні котельні – працюють на мазуті, нафті, дизпаливі та відпрацьованому маслі, швидко вводячись в експлуатацію та не вимагаючи дозволів на своє використання, підключення та не лімітуючись обсягами палива;
твердопаливні котельні працюють на дровах, торфі, відходах лісопереробної промисловості, вугіллі. Їх «фішка» полягає в низькій вартості палива та доступності, але вони вимагають монтажу систем паливної подачі та систем видалення золи та шлаків.

Види котелень залежно від теплоносія:

водогрійні- котельні, що використовуються в системах гарячого водопостачання та опалення будівель житлового та нежитлового фонду. Як теплоносій використовується вода, що нагрівається до максимальних +95 ... +110 ° С;
парові- як теплоносій застосовується пара, і найчастіше такі котельні обладнують на виробництвах;
комбіновані– у них використовуються котли обох типів, причому гаряча вода покриває навантаження на вентиляційно-опалювальні потреби та водопостачання, а пара застосовується для технологічних процесів;
маслянисті– як теплоносій застосовується діатермічне масло та інші органічні рідини, що нагріваються до температури +300°С.

Види котелень в залежності від свого розміщення

Блочно-модульнісистеми мають ряд переваг у порівнянні з котельнями стаціонарного типу. Вони відрізняються швидкістю встановлення та запуску в експлуатацію, можливістю збільшення потужностей через додавання модульних блоків та автономністю роботи, високим коефіцієнтом та мобільністю. Вони можуть бути прибудовані до стіни, вбудовані в неї, розміщені на даху та у підвалі, стояти окремо один від одного.
Стаціонарнікотельні використовуються, коли потрібна потужність 30 і більше МВт або, коли не можна будувати блочно-модульну систему. Вони є капітальними, ґрунтовними та вимагають монтажу на робочому об'єкті.

Види котелень за ступенем механізації або автоматизації робочих процесів:

автоматизовані– повністю автоматизовані та практично не потребують втручання людей;
механізовані– обладнуються механізованими елементами – конвеєрними стрічками, вугледробилками, уловлювачами тріски тощо, що значно полегшує роботу оператора;
ручні– обладнані модулями ручної подачі палива (візком або бункером із системою зовнішнього завантаження), очищення від золи та шлаків також здійснюється вручну.

Види енергії та способи її виробництва

1. Ядерна енергія 2. Хімічна 3. Електростатична 4. Магнітостатична 5. Пружна 6. Теплова 7. Механічна 8. Електрична (електродинамічна) 9. Електромагнітна (фотонна)

Перетворення первинної енергії на вторинну, зокрема, на електричну, здійснюється на станціях, які у своїй назві містять вказівки на те, який вид первинної енергії перетворюється на них на електричну: - на тепловій електричній станції (ТЕС) - теплова; - гідроелектростанції (ГЕС) – механічна (енергія руху води); - гідроакумулюючої станції (ГАЕС) - механічна (енергія руху попередньо наповненої у штучному водоймищі води); - Атомної електростанції (АЕС) - атомна (енергія ядерного палива); - припливної електростанції (ПЕМ) - припливів.

Теплова електростанціявключає комплект обладнання, в якому внутрішня хімічна енергія палива (твердого, рідкого або газоподібного) перетворюється на теплову енергію води та пари, що перетворюється на механічну енергію обертання, яка виробляє електричну енергію. Гідроелектростанціяявляє собою комплекс гідротехнічних споруд та енергетичного обладнання, за допомогою яких енергія водних потоків або розташованих на більш високих рівнях водойм перетворюється на електричну енергію. Теплоелектроцентраль(ТЕЦ) - це теплова електростанція, що виробляє не тільки електричну енергію, але й тепло, яке споживачам відпускається у вигляді пари та гарячої води для комунально-побутового споживання.

Котли та котельні установки; класифікація котлів

Котельня установкає комплексом пристроїв, розміщених у спеціальних приміщеннях і службовців для перетворення хімічної енергії палива в теплову енергію пари або гарячої води. Основні елементи котельної установки – котел, топковий пристрій (топка), живильні (для подачі води) та тягодутьові пристрої (дутьові вентилятори, системи газоповітропроводів, димососів та димової труби, за допомогою яких забезпечуються подача необхідної кількості повітря в топку та рух продуктів згоряння газоходами). котла, і навіть видалення в атмосферу).

Котел– теплообмінний пристрій, де тепло від гарячих продуктів горіння палива передається воді. В результаті цього в парових котлах вода перетворюється на пару, а у водогрійних котлах нагрівається до необхідної температури.

Котли за теплоносієм: водогрійні(для нагріву води під тиском) та парові(Для произ-ва пара). Парові: - енергетичні, що виробляють пар, що використовується в парових турбінах для вироблення електричної енергії;

- промислові -пари для технологічних потреб.

За конструктивними особливостями парові та водогрійні котли поділяються на газотрубні, водотрубні.

Водогрійні котли за температурним рівнем води: низькотемпературні(До 115 ° С); котли на перегрітій воді(До 150 ° С і вище).

Котли за типом палива:

- газові казани;
- рідкопаливні (дизельні) казани;
- двопаливні (газомазутні) котли
- котли на твердому паливі, для промислових котлів це в основному вугілля.

Вступ

Загальні відомості та поняття про котельні установки

1 Класифікація котельних установок

Види опалювальних котлів для теплопостачання будівель

1 Газові котли

2 Електричні котли

3 Твердопаливні котли

Типи котлів для теплопостачання будівель

1 Газотрубні котли

2 Водотрубні котли

Висновок

Список літератури

Вступ

Проживаючи в помірних широтах, де основна частина року є холодною, необхідно забезпечити теплопостачання будівель: житлових будинків, офісів та інших приміщень. Теплопостачання забезпечує комфортне проживання, якщо це квартира чи будинок, продуктивну роботу, якщо це офіс чи склад.

Спочатку розберемося, що розуміють під терміном «Теплопостачання». Теплопостачання - це постачання систем опалення будівлі гарячою водою або парою. Звичним джерелом теплопостачання є ТЕЦ та котельні. Існує два види теплопостачання будівель: централізована та місцева. При централізованому – постачаються окремі райони (промислові чи житлові). Для ефективної роботи централізованої мережі теплопостачання її будують, поділяючи на рівні, робота кожного елемента полягає у виконанні одного завдання. З кожним рівнем завдання елемента зменшується. Місцеве теплопостачання – постачання теплом одного або декількох будинків. Централізовані мережі теплопостачання мають низку переваг: зниження витрат палива та скорочення витрат, використання низькосортного палива, покращення санітарного стану житлових районів. Система централізованого теплопостачання включає джерело теплової енергії (ТЕЦ), теплової мережі і теплоспоживаючих установок. ТЕЦ комбіновано виробляє тепло та енергію. Джерелами місцевого теплопостачання є печі, казани, водонагрівачі.

Моєю метою є ознайомитися із загальними відомостями та поняттям про котельні установки, які котли застосовують для теплопостачання будівель.

1. Загальні відомості та поняття про котельні установки

Котельна установка є комплексом пристроїв, розміщених у спеціальних приміщеннях і службовців для перетворення хімічної енергії палива в теплову енергію пари або гарячої води. Основні елементи котельної установки - котел, топковий пристрій (топка), живильні та тягодутьєві пристрої.

Котел – теплообмінний пристрій, в якому тепло від гарячих продуктів горіння палива передається воді. В результаті цього в парових котлах вода перетворюється на пару, а у водогрійних котлах нагрівається до необхідної температури.

Поживні пристрої (насоси, інжектори) призначені для подачі води в казан.

Залежно від того, для якої мети використовується теплова енергія, котельні поділяються на енергетичні, опалювально-виробничі та опалювальні.

Енергетичні котельні забезпечують парою паросилові установки, що виробляють електроенергію, і зазвичай входять до комплексу електричної станції. Опалювально-виробничі котельні споруджуються на промислових підприємствах та забезпечують тепловою енергією системи опалення та вентиляції, гарячого водопостачання будівель та технологічні процеси виробництва. Опалювальні котельні призначаються для тих же цілей, але обслуговують житлові та громадські будинки. Вони поділяються на окремі, блоковані, тобто. що примикають до інших будівель і вбудовані в будівлі. Останнім часом все частіше будують укрупнені котельні, що окремо стоять, з розрахунком на обслуговування групи будівель, житлового кварталу, мікрорайону. Влаштування вбудованих у житлові та громадські будівлі котелень в даний час допускається лише за відповідного обґрунтування та погодження з органами санітарного нагляду. Котельні малої потужності (індивідуальні та невеликі групові) зазвичай складаються з котлів, циркуляційних та підживлювальних насосів та тягодутьевих пристроїв. Залежно від цього обладнання переважно визначаються розміри приміщень котельні. Котельні середньої та великої потужності – 3,5 МВт і вище – відрізняються складністю обладнання та складом службово-побутових приміщень. Об'ємно-планувальні рішення цих котелень повинні відповідати вимогам Санітарних норм проектування промислових підприємств.

1.1 Класифікація котельних установок

2. Види опалювальних котлів

.1 Газові котли

Якщо до ділянки підведений магістральний газ, то, в переважній більшості випадків, оптимальним є опалення будинку з використанням газового котла, оскільки дешевшого палива не знайдеш. Існує безліч виробників та моделей газових котлів. Для того, щоб було простіше розібратися в цій різноманітності, розділимо всі газові котли на дві групи: котли на підлогу і настінні. Настінні та підлогові котли мають різну конструкцію та комплектацію.

Підлоговий котел - річ традиційна, консервативна і не зазнала серйозних змін за багато десятиліть. Теплообмінник котлів зазвичай виготовляють з чавуну або сталі. Існують різні думки про те, який матеріал кращий. З одного боку чавун менше схильний до корозії, чавунний теплообмінник виготовляють зазвичай товстішим, що може позитивно позначитися на терміні його служби. У той же час чавунний теплообмінник має недоліки. Він більш крихкий, а, отже, є ризик утворення мікротріщин при транспортуванні та навантаженні-розвантаженні. Крім того, в процесі експлуатації чавунних котлів при використанні жорсткої води, внаслідок конструктивних особливостей чавунних теплообмінників і властивостей самого чавуну, згодом відбувається їх руйнування в результаті локальних перегрівів. Якщо говорити про сталеві котли, то вони легші, не дуже бояться ударів під час транспортування. У той же час, при неправильній експлуатації, сталевий теплообмінник може кородувати. Але створити нормальні умови експлуатації сталевого котла не дуже складно. Важливо, щоб температура в котлі не падала нижче за температуру "точки роси". Хороший проектувальник завжди зможе створити систему, за якої термін служби котла буде максимальним. У свою чергу, всі газові котли можна розділити на дві основні групи: з атмосферними і з наддувними (іноді їх називають змінними, вентиляторними, навісними) пальниками. Перші – простіше, дешевше і при цьому працюють тихіше. Котли з наддувними пальниками мають більший ККД і коштують помітно дорожче (з урахуванням вартості пальника). Котли для роботи з наддувними пальниками мають можливість встановлення пальників, що працюють або на газі, або на рідкому паливі. Потужність підлогових газових котлів з атмосферним пальником, в більшості випадків, коливається від 10 до 80 кВт (але є фірми, що виробляють і потужніші котли цього типу), в той час як моделі зі змінними надувними

пальниками можуть досягати потужності кілька тисяч кВт. В наших умовах дуже важливим є ще один параметр газового котла - залежність його автоматики від електроенергії. Адже в нашій країні трапляються випадки виникнення проблем з електрикою - десь вона подається з перебоями, а в окремих місцях відсутня зовсім. Більшість сучасних газових котлів із атмосферними пальниками працюють незалежно від наявності електроживлення. Щодо імпортних котлів, то зрозуміло, що подібних проблем у західних країнах немає, і часто виникає питання, а чи існують хороші імпортні газові котли, що працюють автономно від електроенергії? Так існують. Така автономність може бути досягнута двома способами. Перший - максимально спростити систему керування котлом і за рахунок практично повної відсутності автоматики досягти незалежності від електрики (це відноситься і до вітчизняних казанів). У такому випадку котел може підтримувати лише задану температуру теплоносія, і не орієнтуватиметься на температуру повітря у вашому приміщенні. Другий спосіб, більш прогресивний - з використанням теплогенератора, який з тепла виробляє електрику, необхідну для роботи автоматики котла. Ці котли можна використовувати з виносними кімнатними термостатами, які управлятимуть котлом, і підтримувати задану температуру в приміщенні.

Газові котли можуть бути одноступінчастими (працюють тільки на одному рівні потужності) та двоступінчастими (2 рівні потужності), а також з модуляцією (плавним регулюванням) потужності, оскільки повна потужність котла потрібно приблизно 15-20% опалювального сезону, а 80-85% часу вона є зайвою, то зрозуміло, що економічніше використовувати котел із двома рівнями потужності чи модуляцією потужності. Основними плюсами двоступінчастого котла є: збільшення терміну експлуатації котла, за рахунок зниження частоти включень/вимкнень пальника, робота на 1-му ступені зі зниженою потужністю та зниження кількості включень/вимкнень пальника дозволяє економити газ, а, отже, і гроші.

Настінні котли з'явилися відносно недавно, але навіть за цей відносно невеликий часовий проміжок завоювали безліч прихильників у всьому світі. Одне з найбільш точних та ємних визначень цих пристроїв – "міні котельня". Цей термін з'явився не випадково, адже в невеликому корпусі знаходиться не тільки пальник, теплообмінник і пристрій керування, а й, у більшості моделей, один або два циркуляційні насоси, розширювальний бак, система, що забезпечує безпечну роботу котла, манометр, термометр та багато інших. елементи, без яких не обходиться робота нормальної котельні. При тому, що в настінних котлах втілилися в життя передові технічні розробки в області опалення ціна "настінників" нерідко в 1,5-2 рази нижче, ніж у їхніх побратимів. Інша істотна перевага – простота монтажу. Нерідко покупці вважають, що зручність монтажу – це гідність, яка повинна хвилювати тільки монтажників. Це не зовсім так, адже сума, яку доведеться заплатити реальному споживачеві за встановлення настінного котла або за монтаж котельні, де окремо встановлюються котел, бойлер, насоси, розширювальний бак та багато іншого відрізняється дуже суттєво. Компактність та можливість вписати настінний котел практично в будь-який інтер'єр – ще один плюс цього класу котлів.

При тому, що в настінних котлах втілилися в життя передові технічні розробки в області опалення ціна "настінників" нерідко в 1,5-2 рази нижче, ніж у їхніх побратимів. Інша істотна перевага – простота монтажу. Нерідко покупці вважають, що зручність монтажу – це гідність, яка повинна хвилювати тільки монтажників. Це не зовсім так, адже сума, яку доведеться заплатити реальному споживачеві за встановлення настінного котла або за монтаж котельні, де окремо встановлюються котел, бойлер, насоси, розширювальний бак та багато іншого відрізняється дуже суттєво. Компактність та можливість вписати настінний котел практично в будь-який інтер'єр – ще один плюс цього класу котлів.

За способом видалення газів, що відходять, всі газові котли можна розділити на моделі з природною тягою (видалення відхідних газів відбувається за рахунок тяги, створюваної в димарі) і з примусовою тягою (за допомогою вбудованого в котел вентилятора). Більшість фірм, що виробляють настінні газові котли, випускають моделі як з природною тягою, так і з примусовою. Казани з природною тягою багатьом добре знайомі і димар над дахом нікого не дивує. Котли з примусовою тягою з'явилися зовсім недавно і мають масу переваг при монтажі і експлуатації. Як вже згадувалося вище, видалення газів, що відходять, з цих котлів відбувається за допомогою вбудованого в них вентилятора. Такі моделі ідеальні для приміщень без традиційного димаря, так як продукти згоряння в цьому випадку виводяться через спеціальний коаксіальний димар, для якого достатньо зробити тільки отвір у стіні. Коаксіальний димар ще часто називають "труба в трубі". По внутрішній трубі такого димоходу продукти згоряння виводяться на вулицю за допомогою вентилятора, а по зовнішній надходить повітря. Крім того, ці котли не спалюють кисень з приміщення, не вимагають додаткового припливу холодного повітря в будівлю з вулиці для підтримки процесу горіння, дозволяють знизити капіталовкладення при встановленні, т.к. не потрібно виготовляти дорогий традиційний димар, замість якого з успіхом використовується короткий і недорогий коаксіальний. Котли з примусовою тягою використовуються і у випадку, коли є традиційний димар, але забір повітря для горіння з приміщення небажаний.

На кшталт розпалу, настінні газові котли можуть бути з електричним або з п'єзорозпалом. Котли з електророзпалом економічніші, оскільки відсутня запальник з полум'ям, що постійно горить. Завдяки відсутності постійно палаючого гніт, використання котлів з електророзпалюванням дозволяє суттєво знизити витрату газу, що найбільш актуально при використанні зрідженого газу. Економія зрідженого газу може досягати 100 кг на рік. Є ще один плюс котлів з електророзпалюванням - при тимчасовому припиненні електроживлення котел автоматично включиться при відновленні подачі електроенергії, а модель з п'єзорозпалом доведеться включати вручну.

На вигляд пальники, настінні котли можуть бути розділені на два типи: зі звичайним і з модуляційним пальником. Модуляційний пальник забезпечує найбільш економічний режим роботи, оскільки котел автоматично регулює свою потужність залежно від потреби у теплі. Крім того, модуляційний пальник забезпечує і максимальний комфорт у режимі ГВП, дозволяючи підтримувати температуру гарячої води на постійному заданому рівні.

Більшість настінних котлів оснащено пристроями, які забезпечують безпечну експлуатацію. Так датчик наявності полум'я при пропаданні полум'я відключає подачу газу, блокувальний термостат при аварійному підвищенні температури котлової води відключає котел, спеціальний пристрій відключає котел при пропаданні електроживлення, інший пристрій блокує котел при відключенні газу. Існує і пристрій відключення котла при зниженні об'єму теплоносія нижче норми та датчик контролю тяги.

2.2 Електричні котли

Є кілька основних причин, що обмежують поширення електрокотлів: далеко не на всіх ділянках є можливість виділити необхідну для опалення будинку електричну потужність (наприклад, для будинку площею 200 кв. м потрібно приблизно 20 кВт), дуже висока вартість електроенергії, перебої з електропостачанням. Переваг у електричних котлів, справді, багато. Серед них: відносно невисока ціна, простота монтажу, легкі та компактні, їх можна вішати на стіну, як наслідок - економія місця, безпека (немає відкритого полум'я), простота в експлуатації, електричний котел не потребує окремого приміщення (котельні), електрокотел не вимагає монтажу димоходу, електричний котел не потребує особливого догляду, безшумні, електрокотел екологічний, немає шкідливих викидів та сторонніх запахів. Крім того, у випадках, коли можливі перебої з подачею електроенергії, електрокотел нерідко використовується в парі з твердопаливним резервним. Цей варіант застосовується і для економії електроенергії (спочатку будинок протоплюється за допомогою дешевого твердого палива, а потім в автоматичному режимі температура підтримується за допомогою електрокотла).

Варто зазначити, що при встановленні у великих містах з жорсткими екологічними нормами та проблемами узгодження, електрокотли також часто виграють у всіх інших типів котлів (включаючи газові). Коротко про пристрій та комплектацію електричних котлів. Електричний котел – досить простий пристрій. Основними його елементами є теплообмінник, що складається з бака із укріпленими в ньому електронагрівачами (ТЕНами), та блоку керування та регулювання. Електричні котли деяких фірм поставляються вже укомплектованими циркуляційним насосом, програматором, розширювальним баком, запобіжним клапаном та фільтром. Важливо, що електрокотли невеликої потужності бувають у двох різних виконаннях – однофазні (220 В) та трифазні (380 В).

Котли потужністю понад 12 кВт зазвичай виробляються лише трифазними. Переважна більшість електричних котлів потужністю понад 6 кВт випускається багатоступінчастими, що дозволяє раціонально використовувати електроенергію та не включати котел на повну потужність у перехідні періоди – навесні та восени. При застосуванні електрокотлів найбільш актуальним є раціональне використання енергоносія.

2.3 Твердопаливні котли

Паливом для твердопаливних котлів можуть бути дрова (дерево), буре або кам'яне вугілля, кокс торф'яні брикети. Існують як "всеїдні" моделі, які можуть працювати на всіх вищезгаданих видах палива, так і працюють на деяких з них, але мають при цьому більший ККД. Однією з основних переваг більшості твердопаливних котлів є те, що з їх допомогою можна створити повністю автономну систему опалення. Тому найчастіше такі котли використовуються в районах, де є проблеми з подачею магістрального газу та електрики. Існують ще два доводи, які говорять на користь твердопаливних котлів – доступність та невисока вартість палива. Недолік більшості представників котлів цього класу теж очевидний - вони не можуть працювати в повністю автоматичному режимі і вимагають регулярного завантаження палива.

Варто зауважити, що існують твердопаливні котли, що поєднують в собі основну перевагу моделей, що існують вже багато років - незалежність від електроенергії і здатні при цьому автоматично підтримувати задану температуру теплоносія (води або антифризу). Автоматичне підтримання температури здійснюється в такий спосіб. На котлі встановлено датчик, який відстежує температуру теплоносія. Цей датчик механічно з'єднаний із заслінкою. У випадку, якщо температура теплоносія стає вищою за задану вами, то заслінка автоматично прикривається і процес горіння сповільнюється. Коли температура знижується, то заслінка відкривається. Таким чином, пристрій не потребує підключення до електричної мережі. Як уже говорилося вище, більшість традиційних твердопаливних котлів здатні працювати на бурому та кам'яному вугіллі, дровах, коксі, брикетах.

Захист від перегріву забезпечується наявністю контуру води, що охолоджує. Ця система може контролюватись вручну, тобто. при збільшенні температури теплоносія необхідно відкрити вентиль на патрубку відведення охолоджуючої рідини (вентиль на патрубку, що підводить, постійно відкритий). Крім того, ця система також може керуватися автоматично. Для цього на патрубку, що відводить, встановлюється клапан зниження температури, який буде автоматично відкриватися при досягненні теплоносієм максимальної температури. Крім того, яке паливо застосувати для опалення свого будинку, дуже важливо правильно вибрати потрібну потужність котла. Зазвичай потужність виявляється у кВт. Приблизно 1 кВт потужності потрібно для опалення 10 кв. м добре утепленого приміщення з висотою стель до 3 м. Треба мати на увазі, що ця формула дуже приблизна.

Остаточний розрахунок потужності варто довіряти тільки професіоналам, які крім площі (об'єму) врахують ще безліч факторів, серед яких, матеріал та товщина стін, тип, розмір, кількість та розташування вікон тощо.

Котли з піролізним спалюванням деревини мають більший ККД (до 85%) і дозволяють автоматично регулювати потужність.

До недоліків піролізних котлів, у першу чергу, можна віднести вищу, порівняно з традиційними твердопаливними котлами, ціну. До речі, існують котли, які працюють не лише на дереві, а й на соломі. При виборі та встановленні твердопаливного котла дуже важливо дотриматися всіх вимог до димоходу (його висоті та внутрішнього перерізу).

3. Типи котлів для теплопостачання будівель

газовий котел теплопостачання

Існують два основних типи парових котлів: газотрубні та водотрубні. Всі котли (жаротрубні, димогарні та димогарно-жаротрубні), у яких високотемпературні гази проходять усередині жарових та димогарних труб, віддаючи тепло воді, що оточує труби, називаються газотрубними. У водотрубних котлах по трубах протікає вода, що нагрівається, а топкові гази омивають труби зовні. Газотрубні котли спираються на бічні стінки топки, тоді як водотрубні зазвичай кріпляться до каркасу котла чи будівлі.

3.1 Газотрубні котли

У сучасній теплоенергетиці застосування газотрубних котлів обмежується тепловою потужністю близько 360 кВт та робочим тиском близько 1 МПа.

Справа в тому, що при проектуванні судини високого тиску, яким є котел, товщина стінки визначається заданими значеннями діаметра, робочого тиску та температури.

При перевищенні вказаних граничних параметрів необхідна товщина стінки виявляється неприйнятно великою. Крім того, необхідно враховувати вимоги безпеки, оскільки вибух великого парового котла, що супроводжується миттєвим викидом великих обсягів пари, може призвести до катастрофи.

При сучасному рівні техніки та існуючих вимогах до безпеки газотрубні котли можна вважати застарілими, хоча поки що знаходяться в експлуатації багато тисяч таких котлів тепловою потужністю до 700 кВт, що обслуговують промислові підприємства та житлові будівлі.

3.2 Водотрубні котли

Водотрубний котел був розроблений у зв'язку з безперервно зростаючими вимогами підвищення паропродуктивності та тиску пари. Справа в тому, що коли пара і вода підвищеного тиску знаходяться в трубі невеликого діаметру, вимоги до товщини стінки виявляються помірними і легко здійснюваними. Водотрубні парові котли по конструкції значно складніші за газотрубні. Однак вони швидко розігріваються, практично безпечні щодо вибуху, легко регулюються відповідно до змін навантаження, прості в транспортуванні, легко перебудовуються в проектних рішеннях і допускають значне навантаження. Недоліком водотрубного котла є те, що в його конструкції багато агрегатів та вузлів, з'єднання яких не повинні допускати протікання при високих тисках та температурах. Крім того, до агрегатів такого котла, що працює під тиском, утруднено доступ при ремонті.

Водотрубний котел складається з пучків труб, приєднаних своїми кінцями до барабана (або барабанів) помірного діаметру, причому вся система монтується над камерою топки і полягає в зовнішній кожух. Напрямні перегородки змушують топкові гази кілька разів проходити через трубні пучки, завдяки чому забезпечується повніша тепловіддача. Барабани (різної конструкції) служать резервуарами води та пари; їх діаметр вибирається мінімальним, щоб уникнути труднощів, характерних для газотрубних котлів. Водотрубні котли бувають наступних типів: горизонтальні з поздовжнім або поперечним барабаном, вертикальні з одним або декількома паровими барабанами, радіаційні, вертикальні з вертикальним або поперечним барабаном та комбінації перерахованих варіантів, у деяких випадках з примусовою циркуляцією.

Висновок

Отже, на закінчення можна сказати, що котли є важливим елементом теплопостачання будівлі. При виборі колів необхідно враховувати технічні, техніко-економічні, механічні та інші показники для кращого теплопостачання будівлі. Котельні установки залежно від характеру споживачів поділяються на енергетичні, виробничо-опалювальні та опалювальні. По виду теплоносія, що виробляється, вони діляться на парові і водогрійні.

У моїй роботі розглянуто газові, електричні, твердопаливні види котлів, а також типи колів, такі як газотрубні та водотрубні котли.

Зі сказаного вище варто виділити плюси і мінуси різних видів котлів.

Плюси газових котлів такі: економічність, в порівнянні з іншими видами палива, простота експлуатації (експлуатація котла повністю автоматизована), висока потужність (можна обігріти велику площу), можливість встановлення обладнання на кухні (якщо потужність котла до 30кВт), компактні розміри, екологічність ( в атмосферу виділяється мало шкідливих речовин).

Мінуси газових котлів: перед установкою необхідно отримати дозвіл Газміськтехнагляду, небезпеку витоку газу, певні вимоги до приміщення, де встановлений котел, наявність автоматики, що перекриває доступ газу при витоку або нестачі вентиляції.

Переваги електричних котлів: невисока ціна, простота монтажу, компактність і невелика вага - електрокотли можна вішати на стіну та економити корисний простір, безпека (немає відкритого полум'я), простота в експлуатації, електрокотли не вимагають окремого приміщення (котельні), не вимагають монтажу димоходу, не вимагають особливого догляду, безшумні, екологічні – немає шкідливих викидів та сторонніх запахів.

Основними причинами, що обмежують поширення електричних котлів є далеко не на всіх ділянках, є можливість виділити кілька десятків кіловат електроенергії, досить висока вартість електроенергії, перебої з електропостачанням.

Спочатку виділимо недоліки твердопаливних котлів: в першу чергу твердопаливні котли опалення використовують тверде паливо, яке має порівняно низьку тепловіддачу. Дійсно, щоб якісно протопити велику хату, доведеться витратити дуже чимало палива та часу. Крім того, паливо згорятиме досить швидко - за дві-чотири години. Після цього, якщо будинок недостатньо протоплений, доведеться знову розпалювати вогонь. Причому для цього знадобиться спочатку очистити топку від вугілля, що утворилося, і золи. Тільки після цього можна буде закладати паливо та знову розпалювати вогонь. Все це робиться вручну.

З іншого боку, котли, що працюють на твердому паливі, мають і деякі плюси. Наприклад, не вибагливість до палива. Справді, вони можуть ефективно працювати на всіх видах твердого палива – дерево, торф, вугілля та взагалі все, що може горіти. Зрозуміло, видобути таке паливо у більшості регіонів нашої країни можна швидко і не надто дорого, що є серйозним аргументом на користь твердопаливних котлів. Крім того, ці котли абсолютно безпечні, тому їх можна встановити або в підвалі будинку, або просто неподалік нього. При цьому ви можете бути впевнені, що через витік палива не станеться страшний вибух. Звичайно, не доведеться обладнати спеціальне місце для зберігання палива – закопувати в землю ємності для зберігання газу чи дизпалива.

В даний час існує два основних типи парових котлів, а саме: газотрубні та водотрубні. До газотрубних котлів відносяться ті котли, в яких високотемпературні гази протікають усередині жарових та димогарних труб, тим самим віддаючи тепло воді, що оточує труби. Водотрубні котли відрізняються тим, що по трубах протікає вода, що нагрівається, а труби зовні омиваються газами.

Список літератури

1.Бойко Є.А., Шпиков А.А., Котельні установки та парогенератори (конструкційні характеристики енергетичних котельних агрегатів) – Красноярськ, 2003.

.Брюханов О.М. Газифіковані котельні агрегати. Підручник ІНФРА-М. – 2007.

.ГОСТ 23172-78. Котлістаціонарні. Терміни та визначення. - Визначення котлів «для отримання пари або нагрівання води під тиском».

.Подвійник В. А. та ін. Конструкція та розрахунок котлів та котельних установок: Підручник для технікумів за спеціальністю "Котлобудування" / В.А. Двійнішніков, Л.В. Дєєв, М.А. Ізюмів. - М: Машинобудування, 1988.

.Левін І.М., Боткачик І.А., Димососи та вентилятори потужних електростанцій, М. – Л., 1962.

.Максимов В.М., Котельні агрегати великої паропродуктивності, М., 1961.

.Тихомиров К.В. Сергеєнко Е. С. "Теплотехніка, теплогазопостачання та вентиляція." Навч. для вузів. 4-те вид., перероб. та дод. - М.: Будвидав, 1991ж

.Енциклопедія «КругосвітУніверсальна» науково-популярна онлайн-енциклопедія.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

Теплопостачання

Системи централізованого теплопостачання характеризуються поєднанням трьох основних ланок: теплоджерел, теплових мереж та місцевих систем теплоспоживання (тепловикористання) окремих будівель та споруд.

При використанні органічного паливаджерелом теплової енергії може бути котельна установка або ТЕЦ, на атомних станціях теплопостачаннядля отримання теплової енергії використовується ядерне паливо, у ряді випадків як допоміжні відновлювані джерела теплоти- Геотермальна енергія, енергія сонячного випромінювання та ін.

Види палива

За визначенням Д. І. Менделєєва, «паливом називається палива речовина, що навмисне спалюється для отримання тепла».

Загальновідомі основні різновиди палива-Дрова, торф, вугілля, сланці, нафтові залишки, газ. Всі вони є органічними сполуками, здатними при високих температурах вступати в реакцію з киснем повітря, при чому відбувається виділення тепла.

Паливо видобувається у великій кількості, запаси їх у природі дуже значні. Потрібний реакції кисень береться з навколишнього повітря. В результаті реакції виходять сильно нагріті газоподібні продукти згоряння тепло яких використовується в котельній установці. Охолоджені гази через димар викидаються в атмосферу.

Для спалювання може використовуватися як природне паливо, так і штучне, отримане після переробки природного палива з метою виділення з нього цінних продуктів, до яких відносяться смоли, бензини, бензоли, мінеральні мастила, фарби, фармацевтичні продукти, сірчанокислий амоній, що йде для потреб сільського господарства та ін.

Тверде паливо:

а) природне – дрова, кам'яне вугілля, антрацит, торф;

б) штучне - деревне вугілля, кокс і пилоподібне, що виходить із подрібненого вугілля.

Рідке паливо:

а) природне – нафта;

б) штучне – бензин, гас, мазут, смола.

Газоподібне паливо:

а) природне – природний газ;

б) штучне - генераторний газ, одержуваний при газифікації різних видів твердого палива (торфу, дров, кам'яного вугілля та інших.), коксувальний, доменний, світильний та інші гази.

Види котельних установок

Стаціонарна котельнявже давно не є єдиною нагодою для автономного опалення. Для обладнання потрібне приміщення – але розташування його може бути будь-яким.

Блокові котельніможна наприклад, розташувати як у підвалі, так і на даху (якщо дотриматись низки умов). Крім того самі котельні стали набагато надійнішими. Пов'язано це насамперед із тим, що заводи-виробники почали пропонувати установки, зроблені «під ключ»: усе необхідне устаткування вже змонтовано у блоки чи модулі і можна запускати установку. Відповідно є два типи котелень: блокові та модульні котельні. І той і інший тип конструкцій зручний у плані транспортування (як правило, транспортують його за допомогою залізничного або автотранспорту).

Основне обладнання котельніКабіна: котел, водяний насос, ємність для рідини, труби, пальник. Деякі купують також і додаткове обладнання, що допомагає заощадити: енергонезалежні котли, котли з функцією електророзпалювання, двоходові та комбіновані чавунні котли.

Нещодавно на ринку теплового обладнання з'явилися ТКУ – транспортабельні котельні установки.Потреба в них з'явилася з виникненням нових виробництв, які розташовані в будинках, які не підключені до центральної системи теплопостачання. Перевага новинки в тому, що її досить просто транспортувати (модульна конструкція має колеса), вона проста у користуванні і не вимагає постійної присутності оператора. Крім того, як правило, ТКУ повністю автоматизовані, тож керувати ними досить просто. У той же час вона здатна виробляти достатню кількість тепла та не потребує підключення до комунікацій.

Класифікація котелень.

Залежно від того, де розміщується установка, виділяються:

· Дахові;

· Вбудовані в будівлю;

· Блочно-модульні;

· Рамні.

§ Парові котли

§ Водогрійні;

§ Змішані;

§ Котли на діатермічному маслі.

Будь-яка опалювальна система працює, як раніше було відмічено, від того чи іншого типусировини, паливачи природного ресурсу. У Залежно від цього котли поділяються на:

· Твердопаливні. Для цього використовуються дрова, вугілля та інші види твердого палива.

· Рідкопаливні – олія, бензин, мазут та інші.

· Газові.

· Змішані чи комбіновані. Передбачається використання різних видів та типів палива.