Что такое промышленный водогрейный котел.

Водогрейный котел – устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива, и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Теплота, вырабатываемая водогрейными котлами, используется на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также может использоваться на различные технологические нужды.

Максимальная температура воды на выходе из котлов в зависимости от их теплопроизводительности может составлять 95, 115, 150 и 200 ºC.

Все водогрейные котлы можно разделить на газотрубные и водотрубные. По материалу, из которого изготовлены водогрейные котлы, их можно разделить на стальные и чугунные. Чугунные котлы отличаются большей коррозионной стойкостью.

По характеру циркуляции воды (независимо от конструкции) все водогрейные котлы являются прямоточными.

Водогрейный котел состоит из топочного устройства и тепловоспринимающих поверхностей, которые для водотрубных котлов делятся на топочные экраны, выполненные из отдельных панелей, представляющих собой ряд параллельно включенных труб, объединенных входными и выходными коллекторами, и конвективные поверхности нагрева, в большинстве случаев набираемые из змеевиков.

Чугунные водогрейные котлы работают при давлении воды в системе не более 0,6 МПа. Максимальная температура нагреваемой воды – 95 о C. Допускается работа котлов с температурой до 115 о C при рабочем давлении в системе отопления не ниже 0,35 МПа. В настоящее время чугунные котлы выпускают теплопроизводительностью, как правило, не превышающей 2 МВт.

Чугунные котлы собирают из отдельных литых секций, соединенных между собой с помощью отдельных конических ниппелей, и стягивают стяжными болтами, которые проходят через отверстия ниппелей. Такая конструкция позволяет подбирать требуемую поверхность нагрева котла, а также производить замену отдельных секций.

Существуют специализированные чугунные секционные котлы, предназначенные для сжигания газообразного и жидкого топлива, а также для сжигания твердого топлива. Последние могут быть переведены на сжигание газообразного топлива при соответствующей переделке.

К специализированным котлам для сжигания газообразного топлива, например, относятся котлы «Факел», «Братск-1Г», а также большое число чугунных котлов импортного производства.

Помимо секционных чугунных котлов в отопительных котельных широко используются стальные водотрубные котлы следующих типов: ТВГ, КВГ, КВ-ГМ и ПТВМ.

Теплофикационный водогрейный газовый котел ТВГ представляет собой прямоточный секционный теплогенератор с принудительной циркуляцией воды, оборудованный отдельным дымососом и вентилятором. Котлы ТВГ выпускаются теплопроизводительностью 4,65 МВт (ТВГ-4) и 9,3 МВт (ТВГ-8). Особенностью котлов является развитая радиационная поверхность. Котлы ТВГ-4 и ТВГ-8 имеют три двухсветных экрана и четыре горелки. Двухсветные экраны делят топку на четыре отсека. Кроме того, каждый котел имеет два односветных экрана, расположенных у стенок, и потолочный экран, частично переходящий во фронтовой экран.

Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций с верхними и нижними коллекторами, соединенными между собой восемью стояками, в каждый из которых вварены по четыре П-образных змеевика. Змеевики располагаются параллельно фронту котла в шахматном порядке. Для направления движения воды по змеевикам в стояках есть перегородки.

Для сжигания газа используются подовые горелки с прямой щелью, заканчивающейся вверху внезапным расширением. Горелки размещены между вертикальными топочными экранами.

В настоящее время вместо котлов ТВГ выпускаются газовые водогрейные котлы типа КВ-Г теплопроизводительностью 4,65 и 7,56 МВт. Это прямоточные секционные котлы, работающие на газовом топливе. Котлы рассчитаны на подогрев воды от 70 до 150 ºCс качественным регулированием отпусков тепла, т.е. с постоянным расходом воды через котел. Температура воды на входе в котел поддерживается постоянной, равной 70 ºCна всех нагрузках. Котлы КВ-Г представляют собой трубную систему, скомпонованную в одном транспортабельном блоке. Трубная система состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева.

Радиационные поверхности нагрева котлов КВ-Г образуются левым и правым боковыми экранами, двумя двухсветными экранами и потолочным экраном. Конвективная поверхность нагрева состоит из П-образных ширм.

В котлах КВ-Г используются три подовые горелки, которые размещены между секциями вертикальных топочных экранов.

Стальные прямоточные водогрейные котлы КВ-ГМ унифицированной серии выпускаются различных типоразмеров по теплопроизводительности. Котлы предназначены для установки на ТЭЦ, в производственно-отопительных и отопительных котельных, работающих на газообразном и жидком топливе.

Котлы КВ-ГМ-4 иКВ-ГМ-6,5 теплопроизводительностью, соответственно, 4,65 и 7,56 МВт рассчитаны на подогрев воды от 70 до 150 ºCс качественным регулированием отпуска тепла. Котлы имеют единый профиль и различаются размерами (глубиной) топочной камеры и конвективной шахты.

Котлы оборудованы одной ротационной газомазутной горелкой типа РГМГ соответствующей теплопроизводительности. Топочная камера котлов, как и конвективная шахта, полностью экранирована мембранными панелями.

Конвективная поверхность нагрева состоит из двух пакетов. Каждый пакет набирается из П-образных ширм.

Котлы КВ-ГМ-10-150 ,КВ-ГМ-20-150 иКВ-ГМ-30-150 обеспечивают подогрев воды до 150 ºCс разностью температур воды на входе и выходе, равной 80 ºC, работают с постоянным расходом воды на всех нагрузках.

Котлы являются прямоточными, имеют единый профиль в разрезе и различаются только глубиной топки и конвективного газохода.

Топки котлов оборудованы установленной на фронтовой стенке одной газомазутной горелкой с ротационной форсункой типа РГМГ.

Топка полностью экранирована и разделена промежуточным двухрядным поворотным экраном на камеру горения и камеру дожигания.

Пакеты конвективных поверхностей нагрева расположены в вертикальном газоходе с полностью экранированными стенками.

Котлы КВ-ГМ-50-150 иКВ-ГМ-100-150 выполнены водотрубными, прямоточными с П-образной сомкнутой компоновкой поверхностей нагрева.

Котлы предназначены для получения горячей воды с температурой 150 ºCв отдельно стоящих котельных для использования в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначения и на ТЭЦ в качестве пиково-резервных источников тепла. Котлы используются для работы, как в основном режиме, так и в пиковом (для подогрева сетевой воды соответственно от 70 до 150 ºCи от 110 до 150 ºC). Котлы должны работать с постоянным расходом воды.

Топки котлов оборудованы газомазутными горелками с ротационными форсунками типа РГМГ-20 (две горелки на котле КВ-ГМ-50-150) и РГМГ-30 (три горелки на котле КВ-ГМ-100-150).

Топка и задняя стена конвективного газохода полностью экранированы. Конвективная поверхность нагрева котлов состоит из трех пакетов, расположены в вертикальном газоходе. Каждый пакет набирается из П-образных ширм.

Котлы полностью унифицированы между собой и отличаются только глубиной топочной камеры и конвективного газохода.

Водогрейные котлы типа ПТВМ предназначены для работы на газообразном (основное) и жидком (для кратковременной работы) топливе. Эти котлы имеют башенную компоновку, т.е. конвективные поверхности нагрева располагаются непосредственно над топочной камерой, выполненной в виде прямоугольной шахты. Топочная камера котлов полностью экранирована. Топка котлов типа ПТВМ-180 помимо фронтового, заднего и двух боковых экранов имеет два ряда двухсветных экранов, которыми она разделяется на три сообщающиеся камеры.

Конвективные поверхности нагрева котлов типа ПТВМ различной теплопроизводительности однотипны и отличаются только длиной П-образных змеевиков и числом параллельных змеевиков, составляющих одну секцию.

Принципиальной особенностью котлов башенной компоновки является применение большого числа сравнительно мелких горелок с подводом воздуха от индивидуальных дутьевых вентиляторов. В качестве горелочных устройств на котлах типа ПТВМ используются газомазутные горелки с периферийным подводом газа и механическим распыливанием мазута. Котлы работают на естественной тяге, и каждый котел имеет собственную дымовую трубу.

В последнее время в энергетической промышленности России большое внимание уделяется разработке и выпуску новых жаротрубно-дымогарных водогрейных котлов. Они находят широкое применение в районных, заводских и коммунально-бытовых отопительных котельных, приходя на смену стальным водотрубным и чугунным водогрейным котлам.

Увеличение производства новых конструкций жаротрубных котлов обосновано их меньшей стоимостью по сравнению с водотрубными и чугунными котлами, простотой монтажа, хорошей ремонтопригодностью, большей степенью автоматизации, а также способностью работать при давлении в топке выше атмосферного (под наддувом). Кроме того, необходимо отметить, что все вновь вводимые современные котлы работают на природном газе низкого давления, что существенно повышает надежность теплоснабжения во время максимума отопительной нагрузки.

В настоящее время распространены жаротрубно-дымогарные котлы с трехходовым движением дымовых газов. Трехходовой по движению газов жаротрубно-дымогарный котел, например АВ-2 (рис. 4.7), состоит из горизонтального цилиндрического барабана с плоскими отбортованными днищами. Днища являются одновременно трубными досками для жаровой трубы, расположенной по оси барабана, труб второго газохода, находящихся в нижней части барабана, и труб третьего газохода, разделенного на два пучка, расположенных по обе стороны жаровой трубы. В передней части жаровой трубы устанавливается горелка. Для исключения перегрева металла жаровой трубы в районе горелки внутренняя ее поверхность на длине, примерно равной диаметру, защищена шамотной кладкой.

В задней части котла расположена охлаждаемая поворотная камера, в которой газы поворачивают из жаровой трубы в трубы второго газохода. По этим трубам они проходят во фронт котла в переднюю камеру, повернув в которой на 180°, продукты сгорания по дымогарным трубам третьего хода удаляются в сборный газоход, соединенный с боровом котельной.

Существует также большое число котлов с реверсивной топкой, в которых дымовые газы, достигнув дна топки, поворачивают на 180° и по периферии топки направляются к фронту котла. В полости между передней водоохлаждаемой крышкой и передней трубной доской газы поворачивают на 180° и проходят конвективный газоход.

Вода из обратного трубопровода поступает в барабан котла и опускается вниз, омывая снаружи трубы третьего газохода, жаровую трубу, трубы второго газохода, развернувшись, поднимается вверх и отводится через выходной патрубок, расположенный в передней части корпуса котла.

В табл. 4.1 приведены основные технические характеристики некоторых типов водогрейных котлов жаротрубно-дымогарного типа, выпускаемых отечественными производителями.

ГОСТ 25720-83

УДК 001.4.621.039.8:006.354 Группа Е00

001.4.621.56:006.354

621.039.5:001.4:006.354

621.452.3.6:006.354

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОТЛЫ ВОДОГРЕЙНЫЕ

Термины и определения

Heat water boilers. Terms and definitions

МКС 01.040.27

Дата введения 01.01.84

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетического машиностроения

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.04.83 № 1837

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3244-81

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. 2005 г.

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий водогрейных котлов.

Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Применение терминов-синонимов стандартизованного термина не допускается.

Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и.обозначены "Ндп".

Установленные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, недопустимые синонимы - курсивом.

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ

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

Водогрейные промышленные котлы на разнотопливном конструктиве на порядок лучше справляются не только с обогревом широкомасштабных помещений, но также и решением других задач. Такие установки способны достигать внушительных показателей в мощности – до 20 МВт, что намного превышает простые котлы, работающие на газу. Перед выбором конкретной модели необходимо знать устройство, принцип работы данного оборудования и особенности энергоносителей. Помогут в выборе также знание о видах котлов, их преимущества и недостатки, а также, за сколько можно их купить.

Устройство, принцип работы водогрейных котлов

Вариации промышленных водогрейных котлов устроены в своем конструктиве практически во всех случаях одинаково. Отличия регистрируются в категориях, используемом энергоносителе, мощности и производителе (отечественные бренды или зарубежные).

Общее устройство:

1. Трубы внизу (3 шт.) – для входа воды, в том числе и для остужения, чтобы котел не перегревался, для наполнения и слива.
2. Воздушный клапан – располагается у самого днища в конструкции.
3. Нижняя заслонка – дверца, прикрываются топку.
4. Отсек для очистки от продуктов горения.
5. Крышка возле дымохода, чтобы удобнее было очищать.
6. Дымоход.
7. Верхняя заслонка.
8. Трубу вверху (2 шт.) – для выхода воды, в том числе и для той, что защищает от перегрева.

Принцип работы:

1. Топливо закладывается в топку.
2. Вода поступает по принимающей трубе.
3. Под влиянием высоких температур в результате горения вода в приемнике нагревается и поднимается далее по трубной «артерии» с подачей в отопительную систему.
4. Дымоход выполняет конвекторную функцию – вытягивает газ и дым от сгорания энергоносителя.
5. Воздухообменный клапан подает или блокирует подачу кислорода для горения.

Обычно такие котлы изготавливаются из прочной, но гибкой стали, способной выдерживать очень высокие температуры и давление.

Теплоноситель: вода

В таких установках используется самое дешевое теплоносительное природное вещество – вода. Они вполне годны для того, чтобы обогреть ангар, склад или иное внутренне помещение масштабного уровня. Но вода может создавать внутри системы накипь, которую усовершенствованные модели котлов могут уменьшить, либо очистить.

Такие котлы обычно призваны отапливать:

• склад;
• жилые дома (коммунальными службами);
• производственные помещения (цех, крытые платформы);
• помещения сельскохозяйственного значения;
• овощехранилища или зернохранилища;
• учреждения и административные здания;
• другие крупные объекты и сооружения.

Котел Протон водогреный

Виды: жаротрубный, водотрубный

Особые конструктивные преимущества водогрейных котлов заключаются в том, что можно выбрать любой из двух вариантов: жаротрубный (или – газотрубный) либо водотрубный.

Характеристики:

1. Жаротрубная модель – специальная система трубок, подающих нагретый энергоноситель, автоматические горелки с дутьевыми вентиляторными приспособлениями. В бытовых условиях эти варианты не используют.
2. Водотрубная модель – специальные кипятильные трубки перемещают теплоноситель. Быстрый прогрев, случаются перегрузки, но взрывы практически исключены.

Виды: низкотемпературный, высокотемпературный

Существует также котлы различного уровня горения и теплоотдачи. Например, есть варианты длительного, а есть краткосрочного горения, также есть иные виды.

Характеристики:

1. Низкотемпературная модель – до 115 градусов. Большая экономия расхода топлива, но есть и скопление конденсата, поэтому требуется аккуратная эксплуатация.
2. Высокотемпературная модель – до 150 градусов и выше. Надёжность стабильная, уровень эксплуатации высок. Бесшумная работа, выбросы отходов минимальны, имеется системы контроля над безопасностью.

Особенности одноконтурного (отопление) котла и двух контурного (+ горячий водопровод) водогрейного котла

Особенности контуров котлов:

1. Одноконтурный – используется для централизованного отопления помещения.
2. Двухконтурный – применяется для централизованного обогрева помещения и подогрева водопровода для подачи горячей воды.

Большим КПД отличаться могут и те, и другие варианты.

Топливо: дрова, пеллеты, газ, дизель, мазут

Отличаться модели могут еще и по использованию разного теплоносителя.

Бывают котлы:

• дровяные – среднезатратные твердотопливные ;
• газовые – дешевые;
• дизельные – среднезатратные;
• мазутные - среднезатратные;
• пеллетные – дорогостоящие торфяные гранулы.

Самый экономичный – газовый водогрейный экземпляр. Для напольных установок чаще используют твердотопливные варианты теплоносителя, но могут быть применены и газ или дизель.

Преимущества и недостатки водогрейных устройств

Плюсы водогрейных экземпляров:

1. Несложный напольный или настенный монтаж.
2. Расположение трубок по кругу для улучшения аэродинамики внутреннего обогрева.
3. Оптимальная скорость нагрева.
4. Отсутствие накопления конденсата.
5. Выработка насыщенного пара.
6. Использование дешевого теплоносителя – воду.

Недостатки моделей:

1. Коррозия металла.
2. Нужна дополнительная фильтрация воды, если она некачественная, чтобы избежать засоров в трубах.
3. Высокая стоимость.

Дополнительно: автоматическое управление котлом, автоматическая закладка топлива

Современное устройство – блок управления, датчики и другое – позволяют перейти на автоматическое управление оборудованием. В процессе эксплуатации можно добиться автоматической загрузки топлива. А встроенная интеллектуальная система с инновационным процессором позволит также настроить автоматику и при управлении.

ТОП водогрейных промышленных котлов – описание с характеристиками и ценами трех котлов на площадь 1000 кв.м.

Существуют разные версии моделей, некоторые из них можно рассмотреть в качестве примеров.

Газовый производственный котел Wolf GKS Eurotwin

Напольный котел VAILLANT atmoCRAFT VK INT 1454/9

1. Теплоотдача – 92,5%.
2. Мощность – 143 кВт.
3. Одноконтурного типа.
4. Площадь обогрева – 1430 кв.м.
5. Дымоход в диаметре – 250 мм.
6. Параметры габаритов – 1570х1145х960 мм.
7. Масса – 550 кг.
8. Производитель – Германия.
9. Цена от 650 000 рублей

Устройство таких котлов сложнее простого оборудования – другие применяются агрегаты. Нагретая вода очень быстро перемещается по отопительным трубами и радиаторам, нагревает их, от чего поступает тепло. Также водогрейные котлы промышленного уровня имеют большие размеры, на порядок меньше, чем бытовые варианты. Применение котлов не требует специального содержания и ухода за ними.

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды и по характеру циркуляции воды (независимо от конструкции) являются прямоточными, то есть с однократным движением воды по отдельным его элементам. В этом их сходство с паровыми прямоточными котлами. Водогрейные котлы характеризуются в основном теплопроизводительностью, а также температурой нагрева воды и её давлением.

Выпускают чугунные и стальные водогрейные котлы.

Чугунные водогрейные котлы имеют небольшую теплопроизводительность (до 1,3 МВт) и применяются в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Они предназначены для нагрева воды до температуры 115 °С при рабочем давлении р 0,7 МПа. Чугунные котлы можно также использовать в качестве паровых с избыточным давлением пара р 0,06 МПа (ГОСТ 21563-93), при этом их оборудуют паросборниками.

Чугунные водогрейные котлы (рисунок 1) собирают из отдельных секций 1 , соединяемых между собой с помощью вкладышей-ниппелей, которые вставляют в специальные отверстия 2 и затягивают стяжными болтами 3. Такая конструкция позволяет подбирать требуемую поверхность нагрева котла, а также производить замену отдельных секций в случае их повреждения.

Рисунок 1 – Схема соединения секций чугунного котла

Чугунные котлы в отличие от стальных дольше противостоят коррозии за счет большой толщины стенки поверхностей нагрева, имеют небольшие габариты и могут компоноваться как с внутренними, так и с выносными топками. В котлах с внутренними топками топочные устройства размещают внутри поверхности нагрева (между секциями). Эти котлы предназначены для сжигания высокосортного топлива (каменных углей и антрацита). В котлах с выносными топками топочные устройства располагают вне поверхности нагрева, что позволяет достаточно эффективно сжигать низкосортные виды топлива с выходом летучих (торф, древесные отходы). При необходимости в чугунных котлах (при соответствующей небольшой переделке топки) можно сжигать газообразное и жидкое топливо; при этом несколько изменяются теплопроизводительность и КПД котла .

Существует большое разнообразие конструкций чугунных котлов в зависимости от формы, размера, числа и расположения секций. По конструктивному оформлению котлы можно разбить на две группы: малометражные с очень малой теплопроизводительностью, предназначенные для поквартирного отопления, и котлы шатрового типа более мощные, устанавливаемые во встроенных и отдельно стоящих котельных.

К Малометражным относятся котлы ВНИИсто-Мч, КЧММ-2 и КЧМ-2.

Чугунные котлы шатрового типа Предназначены для теплоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Вода в них нагревается до температуры 115 °С при давлении p≤0,7 МПа. Чугунные котлы в зависимости от вида сжигаемого топлива и степени механизации топочного процесса разделяются на три группы:

1) котлы с ручными топками для сжигания антрацита, каменных и бурых углей;

2) котлы с механическими и полумеханическими топками для каменных и бурых углей;

3) автоматизированные котлы для газообразного и жидкого топлива.

Стальные водогрейные котлы применяют в системах централизованного теплоснабжения. Их устанавливают в крупных квартальных и районных котельных, а также на ТЭЦ в качестве «пиковых». Теплопроиз-водительность стальных водогрейных котлов значительно выше, чем чугунных (до 209 МВт). Стальные водогрейные котлы теплопроизводительностью до 23 МВт используют для нагрева воды от 70 до 150 °С при давлении её на входе в котёл 1,6 МПа. Котлы теплопроизводительностью 35 МВт и выше предназначены для нагрева воды до 200 °С при максимальном давлении её на входе в котёл около 2,5 МПа.

Водогрейные котлы типа КВ-ТС, КВ-ГМ, КВ-ТСВ теплопроизводительностью до 35 МВт (30 Гкал/ч) работают под давлением воды до 2,5 МПа (25 кгс/см ), нагреваемой до 150 °С, и предназначены для покрытия теплофикационных нагрузок (отопления, вентиляции и горячего водоснабжения) промышленных и бытовых потребителей, а также удовлетворения нужд технологических процессов.

Котлы КВ-ТС-10, КВ-ТС-20, КВ-ТС-30, КВ-ТСВ-10, КВ-ТСВ-20,
КВ-ТСВ-30 представляют единую унифицированную серию горизонтальных водотрубных прямоточных котлов с принудительной циркуляцией, и отличаются глубиной топочной камеры и конвективной шахты. Котлы типа КВ-ТСВ комплектуются воздухоподогревателем.

Расчётным топливом для котлов типа КВ-ТС принят каменный уголь теплотворной способностью 22500 кДж/кг (5380 ккал/кг), для котлов типа КВ-ТСВ – бурый уголь теплотой сгорания 15900 кДж/кг (3700 ккал/кг). Вид и характеристика используемого топлива предопределяют необходимость применения подогрева воздуха, обязательного при работе котла на бурых углях с влажностью 25-40 %. Применение подогрева воздуха при работе котлов на каменных углях теплотворной способностью 25100 кДж/кг (6000 ккал/кг) и влажностью менее 25 % не рекомендуется из-за возможного пережога колосников.

Унифицированная серия горизонтальных, водотрубных, прямоточных котлов КВ-ГМ-10, КВ-ГМ-20 и КВ-ГМ-30 с принудительной циркуляцией спроектирована для работы на мазуте и природном газе. За исходные характеристики приняты:

Мазут М100. Состав рабочей массы: Сp= 83,0 %; Нp= 10,4 %; Оp+Np= 0,7 %; Sp= 2,8 %; Аp= 0,1 %; Wp= 3,0 %; Q = 38600 кДж/кг
(9240 ккал/кг);

Природный газ. Объемный состав: СН4= 89,9 %; С2Н6= 3,1 %; С Н = 0,9 %; С4Н10= 0,4 %; О2= 0,2 %; СО2= 0,3 %; Q = 36100 кДж/кг (8620 ккал/кг); Wp= 5,2 %.

Все котлы – для твёрдого, жидкого и газообразного топлива - сконструированы для поставки потребителю транспортабельными блоками с максимальной степенью заводской готовности. Горизонтальная топочная камера и вертикальный конвективный пучок разделены на два поставочных блока. Котлы типа КВ-ТСВ дополнительно включают один или несколько блоков воздухоподогревателя.

Поставочные блоки имеют рамы и другие устройства, обеспечивающие надёжную строповку при погрузо-разгрузочных работах и при монтаже с использованием грузоподъёмных механизмов. Маркировка блоков выполняется в соответствии со схемой разбивки котлов на поставочные блоки. Характеристика блоков приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики водогрейных котлов типа

В котлах нет несущего каркаса, благодаря чему достигнуто значительное снижение металлоёмкости. Каждый поставочный блок котла имеет приваренные к нижним коллекторам опоры, количество которых зависит от теплопроизводительности котла. Неподвижные опоры расположены в месте соединения топочной камеры и конвективного блока.

Котлы, предназначенные для работы на твёрдом топливе, комплектуются пневмомеханическими забрасывателями и цепными решётками обратного хода чешуйчатого (ТЧЗ-2,7/6,5; ТЧЗ-2,7/8,0) и ленточного типов ТЛЗ-2,7/4,0 для котлов КВ-ТС-20, КВ-ТСВ-20, КВ-ТС-30, КВ-ТСВ-30, КВ-ТС-10, КВ-ТСВ-10 соответственно.

Теплонапряжение топочного объёма в слоевых котлах тепло-проиводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч) составляет 350× 103 Вт/м3 , теплопроизводительностью 23,3 МВт (20 Гкал/ч) – 440× 103 Вт/м3 , теплопроизводительностью
34,9 МВт (30 Гкал/ч) – 520× 103 Вт/м3 .

Топки снабжены устройствами возврата уноса угольной мелочи и острым дутьём. Из двух бункеров, находящихся под конвективной шахтой, угольная мелочь эжектором возврата уноса по системе трубопроводов подаётся в топку. Воздух на эжектор и на острое дутьё в котлах теплопроизводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч), 23,3 и 34,9 МВт (20 и 30 Гкал/ч) подаётся вентилятором.

Применённые топочные устройства обеспечивают факельно-слоевое сжигание топлива, которое горит непосредственно на решётке (в слое) и во взвешенном состоянии в объёме топочной камеры. Процессы заброса топлива на колосниковую решётку, шурования слоя и удаления шлама механизированы. При работе топки на заднюю часть решётки забрасывается большая доля топлива, чем на переднюю. Благодаря принятому направлению движения полотна решётки (к фронту котла) обеспечивается более полное сжигание топлива при минимальном механическом недожоге.

Устройство котлов на примере котлов теплопроизводительностью 11,63 МВт (10 Гкал/ч) показано на рисунке 2.

Горизонтальная топочная камера котлов в поперечном разрезе не превышает железнодорожный габарит. В газомазутных котлах топочная камера полностью экранирована. В котлах, работающих на твёрдом топливе, под и фронтовая стена топочной камеры не экранированы. Все экраны выполнены из труб диаметром 60 3 мм, присоединяемых непосредственно к коллекторам диаметром 219 10 мм.

Для организации движения воды по секциям экранов в коллекторах установлены перегородки. В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка, которая образует камеру догорания. Трубы топочных экранов размещены с шагом 64 мм, а экраны промежуточной стенки с шагами S1=128 мм и S2= 182 мм (установлены в два ряда).

Конвективная поверхность нагрева образуется конвективными пакетами, фестонным и задними экранами и расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками.

Рисунок 2 – Устройство котла КВ-ТС-10

А – продольный разрез; Б – схема циркуляции; 1 - боковой левый
экран, вход воды; 2 – боковой правый экран; 3 – поворотный экран;
4 – фестонный экран; 5 – пять левых секций конвективного блока;
6 – шесть правых секций конвективного блока; 7 – задний экран;
8 – забрасыватель топлива; 9 – цепная решётка; 10 – вентилятор острого дутья и возврата уноса; 11 – выход воды

Боковые стенки выполнены из вертикально расположенных труб диаметром 83 3,5 мм, расположенных с шагом 128 мм, объединённых камерами диаметром 219 10 мм. Эти трубы, в свою очередь, объединяют U-образные змеевики, выполненные из труб диаметром 28 3 мм. Змеевики расположены таким образом, что в конвективной шахте трубы образуют шахматный пучок с шагами S1 =64 мм и S2 = 40 мм. Цельносварная передняя стенка шахты, являющаяся одновременно задней стенкой топки, в нижней части разведена в четырёхрядный фестон с шагами труб S1 = 256 мм и S2 = 180 мм .

Рассмотрим конструкцию и параметры водогрейных котлов на примере продукции ОАО «Бийский котельный завод» (БиКЗ) (табли-
ца 2). Более подробно остановимся на производимой ОАО «БиКЗ» серии котлов «Гефест».

1.1.1 Комплектация котлов «Гефест»

Котлы водогрейные водотрубные КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп) и КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп) номинальной теплопроизводительностью 1,8 (1,55) и 2,5 (2,15), 3 (3,5) МВт (Гкал/ч) с рабочим давлением до 0,6 МПа (6 кгс/см2) предназначены для получения горячей воды с номинальной температурой на выходе из котла 95 °С, используемой в системах централизованного теплоснабжения на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назна­чения, а также для технологических целей предприятий различных отраслей.

Котлы являются представителями серии водогрейных котлов с одинаковым по­перечным разрезом и изменяющейся глубиной топочной камеры и конвективной шахты в диапазоне теплопроизводительности от 1,8 до 3,5 МВт.

Установка, монтаж, ремонт, реконструкция, модернизация и первый пуск кот­ла в эксплуатацию должны выполняться специализированной организацией в стро­гом соответствии с проектом котельной и с технической документацией котла и комплектующих изделий.

Пример условного обозначения котлов при заказе и в других
документах: котел водогрейный теплопроизводительностью 1,8 МВт;
2,5 МВт с темпера­турой воды на выходе 95 °С с топкой типа шурующая планка (ТШПм):

Котел КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп) ТУ 24.256-2003;

Котел КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп) ТУ 24.256-2003.

Комплектность котла должна соответствовать:

00.8009.108 - котлы КВм-1,8КБ (Гефест-1,8-95Шп);

00.8009.113 - котлы КВм-2,5КБ (Гефест-2,5-95Шп).

Таблица 2 - Комплектующие котлов водогрейных отопительно-производственных ОАО «БиКЗ»

Продолжение таблицы 2

Комплектность может быть изменена по согласованию с заказчиком. В комплект котла входят:

Блок котла в обшивке и изоляции;

Механическая топка с шурующей планкой (ТШПм) с комплектующими (вен­тилятор, воздуховод);

Комплект автоматики;

Предохранительная и запорно-регулирующая арматура, контрольно-измерительные приборы.

Блок котла, рама, топка и отдельные узлы, входящие в состав котла, но не установленные на блоке и топке из-за условий транспортировки, поставляются от­дельными грузовыми местами, а запорная арматура, контрольно-измерительные приборы, сборочные единицы и детали поставляются упакованными в ящики со­гласно комплектовочным ведомостям котла и топки (ДВК).