Для чего нужен воздухоподогреватель в котле

Обновлено: 05.07.2024

Воздухоподогреватели

Во принципу действия различают рекуперативные и регенеративные воздухоподогреватели. Рекуперативные воздухоподогреватели работают с неподвижной поверхностью нагрева, через которую непрерывно передается тепло от продуктов сгорания к воздуху. В регенеративных воздухоподогревателях поверхность нагрева омывается попеременно то продуктами сгорвния, нагреваясь при этом, то воздухом, отдавая ему тепло.

Воздухоподогреватель работает в условиях отличных от условий работы экономайзера и других элементов водопарового тракта. Здесь наименьшие температурные напоры между греющими продуктами сгорания и нагреваемым воздухом и самый низкий коэффициент теплопередачи. Поэтому его поверхность нагрева превышает суммарную поверхность нагрева всех элементов водопарового тракта и для котла мощного блока достигает десятков и сотен тысяч квадратных метров.

Основным видом рекуперативных воздухоподогревателей является трубчатый воздухоподогреватель (ТВП) с вертикально расположенной трубной системой (рис. 2.13). Эти воздухоподогреватели выполняют из стальных труб наружным диаметром 30-40 мм при толщине стенки 1,2- 1,5 мм. Трубы прямые вертикальные, концами приварены к трубным доскам и расположены в шахматном порядке.

Обычно внутри труб проходят продукты сгорания (продольное омыва - ние), тепло которых передается воздуху, движущемуся между трубами (поперечное омывание). Для образования перекрестного тока воздуха трубную систему по высоте делят на несколько ходов промежуточными перегород - 2.4. КОНВЕКТИВНЫЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭКОНОМАЙЗЕРА 77

Рис. 2 .13. Конструкция трубчатого воздухоподогревателя: сі — общий вид; б — узел 'феплеиия труб и тепловая компенсация; 1 — стальные грубы; 2,6 — верхняя и нижняя трубпые доски; 3 — компенсатор тепловых расширений; 4 •- воздухоперепускной короб; 5 — промежуточная трубная доска; 7, 8 — опорные колонны и горизонтальные балки.

Ками — досками; в местах поворота установлены воздушные перепускные короба. Воздухоподогреватель с боков имеет наружные стальные плотные стенки, нижняя трубная доска опирается на металлическую раму, связанную с каркасом котла.

Трубная система расширяется при нагревании кверху, при этом верхняя трубная доска имеет возможность перемещений и в то же время обеспечивает плотность газохода за счет установки линзового компенсатора по всему ее периметру (рис. 2.13,6). Трубчатый воздухоподогреватель выполняют в виде отдельных кубов (секций), удобных для монтажа и транспорта, которые заполняют все сечение газохода. Трубные доски секций между собой также уплотняют линзовыми компенсаторами.

Рис. 2.14. Компоновки трубчатых воздухоподогревателей с различным подводом воздуха: а — двухпоточная; б — четырехпоточпая; в — двухпоточная и двухступенчатая; 1 — вход холодного воздуха; 2 — выход горячего воздуха; 3,4 — первая и вторая ступени экономайзера.

В котлах средней мощности воздух в воздухоподогреватель подают по его широкой стороне (см. рис. 2.13, а) Такая схема называется однопо - точной. В паровых котлах большой мощности этого сечения недостаточно, и при однопоточной схеме высота воздушного хода достигает больших размеров. При этом уменьшается число ходов, что приводит к снижению расчетного температурного напора. Двухпоточная по воздуху схема (рис. 2.14,а) позволяет уменьшить высоту хода, увеличить число ходов и со-

Оіветственно повысить температурный напор. При очень большой мощности котла переходят к многопоточной схеме движения воздуха (рис. 2.14, б).

Из-за весьма невысокого значения коэффициента теплопередачи в ТВП (15 -20 Вт/м2К) и низкого температурного напора между газами и нагреваемым воздухом (50-80°С) обычно этот элемент имеет большую теплообмен - ную поверхность и габариты, особенно при большой тепловой мощности котла.

При последовательном размещении вдоль газового тракта экономайзера и воздухоподогревателя, называемым одноступенчатой компоновкой поверхностей в конвективной шахте, возникает ограничение температуры подогрева воздуха. Поскольку масса и теплоемкость воздуха меньше, чем эти же показатели в газовом потоке повышение температуры воздуха происходит в большей мере, чем снижение температуры газов и перепад температур между газами и воздухом по мере нагрева последнего снижается. Предельная температура подогрева воздуха в одноступенчатом воздухоподогревателе соответствует достижению минимального перепада температур газ-воздух At = 30°С и составляет 250-320°С (значения 300

320°С относятся к газоплотным котлам и топливам, имеющим А£вх = вух — t'm > 100°С).

Для подогрева воздуха до более высокой температуры (350-450°С) ТВП выполняют двухступенчатым, располагая вторую ступень ТВП выше поверхности экономайзера в зоне более высоких температур газов (рис. 2.14, в). Этим достигается значительное увеличение начального перепада температур газ-воздух, что обеспечивает дальнейший нагрев воздуха и способствует снижению габаритов второй ступени.

ТВП выполняют из углеродистой стали, для которой максимально допустимая температура металла не превышает 500°С, что при температуре подогрева воздуха до 400°С соответствует температуре продуктов сгорания не более 600°С. Обычно температура продуктов сгорания за пароперегревателем высокого давления выше, а потому для защиты металла второй ступени воздухоподогревателя, если в схеме котла нет промежуточного перегревателя, располагают вторую ступень экономайзера.

Трубчатые воздухоподогреватели просты по конструкции, надежны в работе, значительно более плотны в сравнении с воздухоподогревателями Других систем. Однако они в большей мере подвергаются коррозии, при конденсации влаги и паров H2SO4 если температура стенки будет ниже 90- Ю0°С, результате чего в трубах образуются сквозные отверстия и воздух перетекает на газовую сторону, увеличивая потери теплоты с уходящими газами и затраты на перекачку увеличенного объема продуктов сгорания. Защита труб от коррозии чаще всего достигается подогревом поступающего холодного воздуха в паровых калориферах (при подогреве воздуха свыше 50°С), либо путем рециркуляции части горячего воздуха на вход в ТВП (при нагреве до 50°С). Однако при этом снижается экономичность работы котла, так как одновременно происходит повышение температуры уходящих газов и рост потери теплоты с ними.

В последнем случае ограничиваются частичными мерами снижения скорости коррозии (обеспечением так называемой допустимой скорости коррозии), а первый ход воздуха отделяют от других, чтобы в случае коррозии нижнего трубного пакета иметь минимальную замену металла ТВП.

Основным типом регенеративного воздухоподогревателя электростанций является вращающийся регенеративный воздухоподогреватель (РВП), у которого поверхность теплообмена во вращающемся корпусе (роторе) попеременно находится в газовом потоке, нагреваясь от высокотемпературных газов, а затем поступает в холодный воздушный поток и греет воздух, отдавая ему избыточное тепло (рис. 2.15, а). В отличие от ТВП регенеративный воздухоподогреватель располагают вне пределов конвективной шахты и соединяют его с котлом газо - и воздухопроводами (рис. 2.15, в).

Применение волнистых (гофрированных) листов обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена и тем самым более быстрый нагрев набивки. Поверхность нагрева 1 м3 набивки составляет 300-340 м2, в то время как в ТВП этот показатель составляет около 50 м2/м3 объема. При значительном перепаде давлений между - воздушным и газовым потоками и невозможности полной их герметизации в условиях вращающегося ротора имеют место перетоки воздуха по радиусу ротора на границе раздела воздушной и газовой сторон, а также по периферии ротора.

Суммарные нормированные перетоки воздуха в РВП составляют до 20% при номинальной нагрузке и заметно возрастают при снижении ее. Перетоки воздуха приводят к перегрузке дымососов и дутьевых вентиляторов (на входе в РВП расход воздуха больше, чем необходимый для котла), снижается тепловая эффективность работы РВП и несколько увеличивается температура газов на выходе из него.

/ X J^V / / / / S / У / SS/////S/SS / Г Г / S V S / / / ]г / / S / S

Рис. 2.15. Схема конструктивного выполнения РВП: а — общий вид аппарата; б — пластины теплообменной поверхности; в — соединение корпуса РВП с кот - л°м; ДГ — дымовые газы; ХВ — холодный воздух; ГВ — горячий воздух; 1 — вал;

— нижняя и верхняя опоры; 4 — секция ротора; 5 — верхнее периферийное Уплотнение; 6 — зубья привода; 7 — наружная металлическая обшивка (кожух).

Защита от перетоков достигается уплотнениями. Уплотнения различают: периферийное кольцевое на внешней поверхности ротора, внутреннее кольцевое вокруг вала РВП и радиальное, разделяющее воздушный и газовый потоки. Для уменьшения отрицательного эффекта при - сосов и утечки воздуха на крупных РВП применяют отсос воздуха из общего корпуса РВП. При этом в корпусе устанавливается пониженное давление и доля присоса воздуха в продукты сгорания может быть сведена к минимуму. Для исключения перегрузки дутьевого вентилятора отсос из корпуса направляют в короб воздуха после РВП (рис. 2.16).

• Регенеративные воздухоподогреватели подучили широкое применение на крупных энергоблоках. 'Зти воздухоподогреватели конструктивно сложнее, но они компактны, требуют меньшего расхода металла, имеют невысокое аэродинамическое сопротивление, коррозия набивки поверхности нагрева не приводит к увеличению присосов воздуха. Предварительный подогрев воздуха до 70-100°С перед его поступлением в воздухоподогреватель котла (трубчатый или регенеративный) обеспечивают в паровом калорифере, который выполняется в виде трубчатого теплообменника. Внутри вертикальных труб движется слабоперегретый пар с температурой около 120°С. Пар конденсируется на стенках труб и отдает теплоту конденсации потоку холодного воздуха, омывающему трубы снаружи перекрестным током.

Рис. 2.16. Организация отсоса воздуха из корпуса РВП: 1 — ротор; 2 — наружный корпус; 3 — дутьевой вентилятор; 4 — дымосос; 5 — вентилятор отсоса воздуха; 6 — греющие газы; 7 — горячий воздух; 8 —паровой калорифер; 9 — радиальные уплотнения; 10 — периферийные уплот-

Для усиления теплообмена с воздухом трубы с воздушной стороны имеют оребрение (кольцевое или прутковое). По принципу работы паровой калорифер близок к трубчатому воздухоподогревателю, в котором газовая теплоотдающая среда заменена конденсирующимся паром.

Устройство воздухоподогревателя котла и принцип его работы

В конструкцию котлов высокой мощности входят воздухоподогреватели. Эти устройства используются для подогрева воздушной массы, подаваемой в топку. Для нагрева может использоваться рекуперативный или регенеративный воздухоподогреватель.

Содержание Показать

Назначение воздухоподогревателя

Устройство выполняет одновременно две функции – подогрев подаваемого воздуха и охлаждение отработанных газов. Нагрев воздушной массы увеличивает коэффициент полезного действия котлоагрегата.

Внешний вид подогревателя

На ТЭЦ используются два типа устройств:

Регенеративные. Представляет собой теплообменник, постоянно вращающийся на небольшой скорости. При этом одна и та же поверхность нагревается от продуктов горения и отдает тепло воздушной массе, подаваемой в топку.
Рекуперативные. Имеют жестко установленную поверхность нагрева. Отличаются простотой конструкции. Недостатком устройств данного типа является то, что их рабочая поверхность подвержена коррозии.

Регенеративные подогреватели

Воздухоподогреватели котлов регенеративного типа включают в свою конструкцию ротор большого диаметра. В него встроены элементы, подвергающиеся нагреву при прохождении через поток продуктов горения, имеющих высокую температуру.

По мере вращения нагревательные элементы перемещаются и проходят через поток воздуха, подаваемого в топку. Таким образом, осуществляется нагрев воздушной массы перед попаданием в камеру сгорания.
Элементами теплообменника являются металлические пластины, аккумулированные в отдельные пакеты. При соприкосновении пластины образуют между собой пустоты. Они необходимы для прохождения через них воздуха, продуктов горения и ускорения теплообмена.

Крутящиеся (РВП)

Регенеративные воздухоподогреватели (РВП) наиболее часто применяются для прогрева воздушной массы в котлах высокой мощности. Ротор устройства разделен на сектора перегородками.

Они предотвращают нагрев пластин соседних секций друг от друга. Ротор вращается с небольшой скоростью. Полный оборот осуществляется за 10 – 30 секунд.

Исполнение подогревателя

Ротор регенеративного подогревателя приводится в действие электрическим двигателем. Для нормальной работы достаточно мотора мощностью от 3 до 5 киловатт. Устройства вращающегося типа имеют как преимущества, так и недостатки.

К достоинствам относят:

Компактность. В сравнении с конструкциями трубчатого типа РВП имеет меньшие размеры. Компактность достигается за счет большой площади пластин теплообменника.
Небольшой расход металлических деталей. Части РВП менее подвержены коррозии.
Высокая эффективность.

К недостаткам относят необходимость оборудования системы охлаждения вала, на котором вращается ротор и большой отток воздуха в отработавшие газы.

Типы рекуперативных воздухоподогревателей

Наиболее распространенными в нагреве воздушной массы, подаваемой в камеру сгорания, являются трубчатые устройства. Существует несколько типов воздухоподогревателей, отличающихся по своей конструкции.

Пластинчатые

Устройства данного типа представляют собой изделия, состоящие из пластин. Для их изготовления используется углеродистая сталь.

Отработавшие газы проходят через узкие каналы, расположенные вертикально. Кубы воздухоподогревателя изолированы асбестом. Толщина изоляционного слоя составляет 0.6 – 0.7 см.
Протекая между пластинами, продукты горения отдают тепло воздушной массе, омывающей поверхность. Так проходит нагрев воздуха перед попаданием в топку.

Под действием высокой температуры происходит изменение формы пластин. Из-за этого происходит разрыв соединительных швов, что приводит к перетеканию воздуха в канал отработанных газов.

Подогреватели пластинчатого типа подвержены частым засорам каналов золой. Это обусловлено небольшими размерами проемов, предназначенных для протекания продуктов горения. Чистка каналов от засоров является трудоемким процессом.

Для изготовления кубов подогревателя используются пластины разного размера. Ближе к топке располагают более толстые листы. Это обусловлено необходимость защитить металлические части от коррозии, возникающей под действием продуктов горения.

Стеклянные воздухоподогреватели

Установка стеклянного подогревателя осуществляется с целью предотвратить сильную коррозию, возникающую на поверхностях под действием продуктов горения сернистого мазута. По своей конструкции подогреватель представляет собой блок труб, изготовленных из стекла.
Отличительной особенностью стеклянного устройства является низкая степень устойчивости к механическим повреждениям.

Трубы особенно подвержены переломам при транспортировке и установке.

Изменение показателей температуры приводит к увеличению и уменьшению размеров стеклянных элементов. Это требует использования эластичных манжет для крепления труб к доскам.
Зольные отложения в трубчатом устройстве из стекла по своей интенсивности не отличаются от засорения аналогичного подогревателя из металла. Отличие стеклянной конструкции состоит в высокой устойчивости к коррозии.

Трубчатые стальные

Устройство представляет собой куб из металлических труб. В зависимости от размеров подогревателя их диаметр может отличаться. В конструкцию входят металлические доски, к которым приваривают края труб.
При повышении температуры поверхности размер труб изменяется. Тепловое расширение компенсируется за счет свободного перемещения верхней доски. Это исключает механические повреждения труб при нагреве и остывании.

Рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель отличается простотой конструкции. Трубы приварены к доскам и расположены вертикально.

Выделяющиеся в процессе работы котла продукты горения протекают через них. Пространство между трубами омывается воздушной массой. При этом воздух движется горизонтально.

Ход для движения воздушной массы образуется при разделении устройства поперечными перегородками. Продукты горения, протекая через подогреватель, охлаждаются, отдавая часть тепла воздуху. Так в топку подается подогретая воздушная масса. Это повышает КПД котла.
Вертикальное расположение проемов для движения газов снижает степень их засорения золой. Устройства данного типа отличается надежностью и высокой эффективностью.

Недостатком изделий, в конструкцию которых входят стальные трубы, является подверженность коррозии в результате воздействия на металл продуктов горения и конденсата.

Чугунные

Данный тип подогревателей воздуха применяется реже. Это обусловлено большими размерами конструкции. Устройство представляет собой куб, собранный из чугунных труб.

Их наружная поверхность сделана ребристой, это необходимо для увеличения площади соприкосновения с воздушной массой.
Чугунные элементы располагаются в кубе вертикально. Внутри протекает отработанный газ высокой температуры. При этом часть тепла передается чугуну, который в свою очередь нагревает воздушную массу, поступающую в котел.

Подогреватель из чугуна

Чугунные изделия для подогрева имеют как преимущества, так и недостатки. К плюсам конструкции относятся высокая устойчивость к коррозии, возникающей при образовании конденсата и большой запас толщины стенки трубы, что увеличивает срок службы деталей.

Недостатки конструкции из чугуна:

большие затраты на металл. Для изготовления требуется гораздо больше материала, чем для стальных аналогов;
габариты. Чугунные изделия громоздкие;
увеличенное сопротивление. Возникает из-за ребристой поверхности элементов.

Чугунные конструкции менее распространены, чем аналоги, изготовленные из стали. Как правило, их устанавливают в совокупности с воздухоподогревателями другого типа.

Расчет воздухоподогревателя

При расчете воздухоподогревателя учитывается тип используемого топлива и конструкция котла. Температура нагрева подаваемого воздуха может колебаться в диапазоне от 150 – до 400 градусов в зависимости от типа топки и топлива.

При расчетах скорость перемещения воздушной массы необходимо принимать в два раза меньше аналогичного показателя для отработавших газов.
Использование воздухоподогревателя позволяет нагреть воздух, подаваемый в топку, и снизить температуру отработанных газов. Это значительно повышает эффективность котла. Подбор устройства осуществляется исходя из типа топлива и вида котельного оборудования.

Отопление дома воздухогрейным котлом: плюсы и минусы

Воздушное отопление — это самая древняя система обогрева домов на Руси. Русская печь – реальный прародитель воздухогрейных котлов (ВК) и до сих пор используется в сельской местности.

Следующая «историческая» модификация ВК – печь-буржуйка, широкую известность получившая в грозные годы Октябрьской революции и уже более современный вариант , в виде дровяных каминных обогревателей . Во всех этих примерах тепло от сгорания топлива расходовалось не эффективно, а большая часть его просто уходило попусту.

Современные воздухогрейные котлы длительного горения дали новую жизнь технологии воздушного обогрева зданий. Сегодня модернизированные российскими специалистами устройства стали конкурентоспособными в котлостроительной отрасли.

Воздухогрейный котел нового поколения появился в 2002 году в Новосибирской области. Его изобрел инженер-теплотехник Е.Ю. Зубкевич и назвал в честь своего родственника профессора Бутакова. Сегодня эта конструкция относится к классу энергоэффективных устройств, снижающих затраты на обогрев жилища и выбросы в окружающую среду.

Содержание Показать

Плюсы и минусы воздухогрейных котлов

Система воздушного отопления – это комплекс взаимодействующих устройств и приспособлений для передачи тепловой энергии, выделяемой при горении топлива, окружающему пространству.

Отличием данного способа является отсутствие водяного или маслянного теплоносителя. Обогрев помещений осуществляется исключительно за счет естественной или принудительной циркуляции нагретого воздуха.

Современные ВК с системой продолжительного горения обеспечивают постоянную работу оборудования без присутствия владельца или оперативного персонала.

Системе больше не нужны постоянные розжиги и остановки печного оборудования, что позволяет сэкономить топливо. Отсутствие батарей и системы трубопроводов снижают общую металлоемкость проекта и затраты на строительно-монтажные работы.

Имеется и другие плюсы ВК:

Низкая себестоимость.
КПД системы доходит до 90 %.
Возможность установить систему воздуховодов с последующей организацией очистки воздуха, например, наполнить ионами серебра, что особенно полезно для аллергиков и больных астмой.
Удаление влажности в помещениях.
При повышенной температуре наружного воздуха воздуховоды могут использоваться для системы кондиционирования здания.
Отсутствие водяного теплоносителя защищает систему от замерзания, гидроударов и прочих характерных сбоев работы водяной сети котлов, использующих уголь.
Котел позволяет практически мгновенно нагреть воздух и имеет простую интеграцию в систему вентиляции.
Низкая стоимость вспомогательного оборудования, работающего в схеме воздушного обогрева.

Несмотря на свою привлекательность, имеются и «подводные камни», связанные с воздушным отоплением:

Монтаж котла и системы воздухоподачи можно реализовать только на строящемся объекте.
Необходимость дополнительного источника электропитания.
Для обеспечения высокого КПД, котел устанавливают внутри помещения, имеющего достаточный уровень утепления.

Устройство печи

Сегодня у потребителей самой большой популярностью пользуются воздухогрейные котлы профессора Бутакова, имеющих широкую область применения: частный жилой сектор, гаражи, теплицы, складские промышленные и подвальные помещения.

Из каких единиц состоит котел. Источник фото: paliwadrzewne.pl

Основные конструкционные части типового водогрейного котла:

Нижний выдвижной ящик, для сбора золы и регулирующий количество поступающего воздуха в топку.
Дверца с ручкой, расположенная выше зольника, может иметь жаропрочное стеклянное окно.
Камера сгорания, ее объем влияет на количество загружаемого топлива и время работы.
Под камерой расположена чугунная колосниковая решетка. Бока камеры закрывают конвекционные трубы перекрещивающиеся вверху.
Дымоход с шибером для регулировки скорости уходящих газов и интенсивности тяги.
В некоторых моделях ВК вверху размещена дополнительная камера дожига с двумя жиклерами для подачи кислорода. В ней сжигают газ, который образуется при тлении.

Воздухогрейный котел длительного горения оснащен всеми необходимыми устройствами автоматики в комплекте с температурными датчиками и электронными блоками управления. Автоматизированная система подачи топлива и увеличенный объем топочной камеры, позволяют работать котлу, практически, без присутствия человека.

Модельный ряд котлов профессора Бутакова

Гимназист, отопительно-варочная модель, вес 49 кг, тепловая нагрузка 8 Вт, площадь обогрева до 60 м2, стоимость до 6800 руб.
Студент, для частных домостроений, вес 57 кг, тепловая нагрузка 9 кВт, площадь обогрева до 150 м2, стоимость до 13900 руб.
Инженер, для одноэтажных домов и малых бытовых помещений, вес 75 кг, тепловая нагрузка 15 кВт, площадь обогрева до 250 м2, стоимость до 17700 руб.
Доцент, для нежилых промышленных помещений, вес 143 кг, тепловая нагрузка 25 кВт, позволяет обогревать площадь до 500м2, стоимость до 28000 руб.
Профессор, для больших жилых и нежилых зданий, вес 57 кг, тепловая нагрузка 40 кВт, площадь обогрева до 1000 м2, стоимость до 32000 руб.

Принцип работы воздухогрейного котла

Воздухогрейные котлы могут быть выполнены с разным дизайнерским решением, но принцип работы их одинаковый. В котлах данного типа от горячих поверхностей нагревается воздух, чем обеспечивается непрерывная циркуляция воздушных потоков в помещении.

Внешний вид печи.

Для эффективного обогрева соседних комнат устанавливают систему воздуховодов. Если помещений много и дом имеет сложную, многоуровневую планировку , используют принудительную вентиляцию для равномерного распределения теплового потока и преодоления потерь на трение и по длине.

Современные ВК работают по принципу пиролиза — длительный процесс тления дров при минимальной подаче воздуха в камере сгорания, образуя и газ, и тепло. Процесс проходит в два этапа: розжиг и генерация газа.

При розжиге дрова или брикеты помещают в топку на колосники и поджигают, при этом шибер и поддувало оставляют открытыми. После того как дрова хорошо разгорятся, их закрывают, тем самым уменьшают количество поступающего воздуха в топку, а подают его только через жиклеры.

Эффективность работы котлов обеспечена подачей первичного и вторичного воздуха. Первичный поступает из помещения или улицы. Для повышения КПД котла и снижение тепловых потерь, воздух проходит предварительный нагрев, и только потом подается в топку.

Вторичный – представляет смесь воздуха и продуктов сгорания топлива. Топливо не сжигается полностью, поэтому в уходящих газах еще имеются горючие вещества с высокой температурой, поэтому их «дожигание» экономически оправдано и потребует дополнительных затрат.
Отбор вторичного воздуха происходит из верхней части газохода, а регулировка объема и скорости подачи осуществляется с помощью заслонки вручную или в автоматическом режиме, что невозможно выполнить в старом типе традиционных котлов или печи.

Нормы монтажа

Условия монтажа ВК простые, но для специалистов, существует множество нюансов, которые надо знать, чтобы пользователь не разочаровался в выборе воздухогрейного котла.

Особенности установки ВК:

Установка котла осуществляется в помещении в процессе строительства здания.
Специалистами предварительно должен быть выполнен проект установки с учетом фактических отопительных и конструктивных характеристик здания, в соответствии с которым будет подбираться основное и вспомогательное оборудование.
Система должна быть оборудована резервным источником электроэнергии.
Для повышения КПД котёл устанавливаться в помещении с хорошей теплоизоляцией стен.
Топочная должна иметь хорошую систему вентиляции для проветривания.
Воздуховоды имеют смысл, если вы их устанавливаете в многоуровневых домах площадью более 100 м2.

Для выбора ВК потребуются следующие данные:

мощность ВК с учетом потерь тепла в здании;
скорость поступления подогретого воздуха в комнату;
технические данные системы воздуховодов;
место установки ВК.

Если монтаж котла потребителям кажется сложной и невыполнимой задачей, лучше его доверить фирме, которая выполнить весь комплект монтажно-наладочных работ системы отопления дома, в таком случае можно избежать несогласованности и обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию оборудования на долгие годы.

Выбор вентилятора для котла на твердом топливе

Монтаж на твердотопливном котле дутьевого вентилятора осуществляется для оптимизации топочных процессов горения, что приводит к увеличению КПД тепловой схемы и экономии топлива.

Вентилятор для котла на твердом топливе можно изготовить самостоятельно, что позволит собственнику сохранить значительные средства на приобретении заводского аналога.

Содержание Показать

Назначение вентилятора для котла

Современная система теплоснабжения предполагает установку блока автоматики для регулирования тепловых процессов котла. Она построена на изменении подачи воздуха, который подается в зону горения дутьевым вентилятором и считается более прогрессивной, по сравнению с гравитационными системами.

Полнота сгорания топлива, продуктивность функционирования твердотопливного агрегата в значительной мере зависит от объема подаваемого воздуха и размера тяги в топочной камере.

Блок автоматики оборудован контроллером, который по установленному алгоритму выполняет регулировку работы нагнетателя, подающего разный объем воздуха, тем самым поддерживает процесс горения и, соответственно, выработку определенного количества тепловой энергии.

Применение вентилятора в системе управления котла позволяет:

соблюдать нужную температуру греющего теплоносителя в отопительной системе;
повышает время выхода агрегата на рабочий режим;
оптимизирует процессы сжигания твердого топлива;
повышает КПД установки, работающего на твердом топливе;
облегчает процесс обслуживания системы теплоснабжения;
снижает удельные расходы топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии.

Конструкция и принцип действия

Вне зависимости от производителя, вентилятор состоит из алюминиевого или оцинкованного корпуса, внутри которого располагается электродвигатель, направляющие лопасти и защита, в виде решетчатого ограждения.

Эта конструкция при своей простоте и малых габаритах обладает надежностью. На нагнетателе установлена заслонка, которая предназначена для ограничения проникновения дымовых газов в помещение топочной, в случае появления обратной тяги.

Также, заслонка снижает естественную тягу, в то время, когда подача воздуха не осуществляется.

Соединительные патрубки могут располагаться в верхней части корпуса или на фронтальной части дутьевого агрегата и обладать различными формами разъемов для соединения с котлом.

Алгоритм функционирования системы управления котлом с применением дутьевого воздуха:

отопительное устройство заполняется твердым топливом и поджигается;
включается нагнетатель и регулируется расход воздуха;
при подаче воздуха в зону горения, начинается интенсивное горение топлива, в связи с чем, начинает подниматься температура теплоносителя;
когда температура достигнет установленной величины, контроллер блока управления дает сигнал на отключение нагнетателя;
дефицит воздуха приведет к снижению интенсивности горения топлива и снижению температуры теплоносителя.

Разновидности

Сегодня в торговой сети, возможно, приобрести различные модели дутьевых вентиляторов, для твердотопливных отопительных агрегатов, как отечественной, так и европейской сборки.

Наиболее популярными являются варианты расположения дутьевых установок:

Накладной, устанавливается на вертикальный участок неизолированного дымовентиляционного канала.
Центробежный канальный, имеют два крепежных патрубка, устанавливаемых в разрыв дымовой трубы.
Котловой, устанавливаемый непосредственно на отопительном устройстве.

Следующая классификация дутьевых агрегатов производится по типу электрических двигателей: асинхронные, электро-коммутируемые ЕС и синхронные.

Электро-коммутируемый двигатель

Электронно-коммутируемый двигатель(ЕС), дает возможность выполнять очень точную регулировку производительности, используя сигнал широтно-импульсной модуляции.

Электро-коммутируемый привод

В том случае, когда их устанавливают на дутьевых устройствах, появляется возможность за счет изменения скорости вращения рабочего колеса — крыльчатки изменять объем подающего в топку воздуха, тем самым снижая потреблении энергии от 50 до 80 %.

Невзирая на большую стоимость таких дутьевых устройств, они предпочтительны в установках современных котлоагрегатов, поскольку относятся к энергоэффективным устройствам, а их применение сокращает выбросы в окружающую среду, за счет снижения потерь тепловой энергии, за счет недожога топлива.

Двигатели ЕС работают в тихом диапазоне и обладают повышенным сроком эксплуатации.

Синхронный двигатель

Вентилятор поддува на котел с синхронным двигателем характеризуются несложной конструкцией и обладают низкой ценой. К минусам данной модели можно отнести ограниченный диапазон регулировки и невысокий крутящий момент при пуске двигателя. Как правило, такие дутьевые устройства устанавливают для подачи неизменного объема воздуха в топочную камеру.

Такими двигателями оснащаются котлы, с достаточно большими размерами. В основном такие движки монтируются в отдельном блоке.

При эксплуатации синхронных двигателей на невысоких оборотах часто имеет место перегрев обмотки. В котле вытяжного типа, вентиляторы устанавливаются на дымовой трубе, их еще называют дымососами.

Нагнетатели с асинхронным двигателем

Такие электродвигатели обладают многими достоинствами. Они удобны и просты в обслуживании и отличаются прочностью конструкции. К недостатку электропривода такого вида можно отнести высокие пусковые токи.

Следовательно, потребуется грамотное обустроить силовую часть, чтобы запускать в эксплуатацию такое, чувствительное к параметрам тока, устройство.

Асинхронный электродвигатель дает возможность с легкостью выполнять регулировку числа оборотов. На определенных модификациях имеется, в том числе и режим реверсирования. Основные положительные качества вентиляторов с асинхронным электродвигателем:

несложны и удобны в эксплуатации;
обладают долговечной конструкцией;
традиционная схема управления;
используется разнообразными системами управления в паре с терморегулятором, например, как у бюджетного вентилятора DP-02 от польского производителя.

Особенности выбора

Производительность котлоагрегата, функционирующего на твёрдом топливе, в значительной мере обусловливается профессионально выбранным нагнетателем.

Для того чтобы правильно выбрать вентилятор нужно обратить внимание на такие параметры:

Сопоставимость с отопительным котлом.
Производительность дутьевого устройства и рабочее напряжение.
Тип и принцип функционирования.
Металл корпуса и рабочей крыльчатки.

В случае неправильного выбора оборудования, когда вентилятор для твердотопливного котла не сможет подавать в топку необходимый объем воздуха, начнется процесс неполного сгорания топлива, КПД котла упадет, а температурный режим достигнут не будет.

В случае, когда нагнетатель будет установлен большой мощности, он выдаст большое количество воздуха в топку. Процесс горения будет интенсивным, котел быстро наберет необходимую температуру и контроллер блока управления подаст сигнал на отключение вентилятора, таким образом, дутьевое устройство попадет в процесс тактования, когда будет часто включаться и выключаться, что приведет к преждевременному износу оборудования и выходу его из строя.

Рекомендованные варианты установки вентиляторов WPA для котлов ЗОТ или Карбон, для отопительных агрегатов, работающих на антраците:

WPA 120, объем поступающего воздуха - 285 м3, мощность - 32, кВт.
WPA 140, объем поступающего воздуха - 395 м3, мощность - 44, кВт.
WPA 142, объем поступающего воздуха - 505 м3, мощность - 56, кВт.
WPA 160, объем поступающего воздуха - 600 м3, мощность - 67, кВт.

Делаем своими руками

Современные твердотопливные котлы повсеместно оснащают дутьевыми вентиляторами, что позволяет выполнять автоматизацию процесса горения.

Можно изготовить такое устройство своими руками в домашних условиях. Потребуется только уравновесить рабочее колесо, лопасти которого обязаны иметь равный вес и конфигурацию.

Для производства самодельного вентилятора будет нужно:

Направляющий стальной или алюминиевый короб в форме улитки.
Электрический движок на 150 Вт и вал и 1400 об/мин.
Крепежный материал, большие шпильки с гайками для закрепления на корпусе котла.
Вал с охлаждающей вентиляционной решеткой для рабочего колеса.
Электрокабель для организации питания вентилятора.
Блок управления с контроллером.

Значительно проще сделать нагнетательный вентилятор для котла, подобрав электродвигатель с рабочим колесом и крыльчатку. В таком варианте потребуется изготовить железный короб, поместить в центре движок, крыльчатку и подсоединить вентилятор к твердотопливному котлу.

Можно самостоятельно выполнить крыльчатку, используя соответствующие чертежи. Лопасти изготавливают из листа металла, затем немного прихватывают их электросваркой, выполняют балансировку на валу и проверяют качество вращения.

В профессионально сделанном вентиляторе должна полностью отсутствовать пульсация лопастей.

Блок автоматики для управления таким вентилятором состоит из простейших вариантов температурного датчика и диммера, уменьшающего либо увеличивающего число оборотов двигателя исходя от температуры горячей воды.

Кроме того в торговой сети возможно приобрести автоматические блоки, обладающие расширенной логикой, хорошо интегрирующиеся в автоматический режим управления котлом.

Подводя итог всему вышесказанному, можно с уверенностью утверждать что установка дутьевого вентилятора на котел, работающий на твердом топливе улучшает его характеристики.

Потребуется только профессионально выбрать вентилятор, который по мощности обязан согласоваться с характеристиками отопительного котла.

Допускается изготовить вентилятор своими руками, для того чтобы максимально полно обеспечить полноту сгорания топлива и регулировку котла в зависимости от необходимого температурного режима.

Воздухоподогреватель

В конструкции современного котельного агрегата воздухоподогреватель играет немалую роль, поверхность нагрева его значительно больше поверхностей нагрева всех остальных элементов котлоагрегата вместе взятых. Так, например, у котлоагрегата ПК-33 поверхность нагрева трубчатого воздухоподогревателя (

Конструкция пакетов трубчатого воздухоподогревателя представлена на рисунке ниже:

Изображение регенеративного воздухоподогревателя представлено на фотографии:

Более существенно для оценки значения воздухоподогревателя то обстоятельство, что воздухоподогреватель всецело определяет, с одной стороны, температуру уходящих газов и соответствующую потерю тепла, с другой стороны — температуру нагрева воздуха (что для таких топлив, как АШ и тощий уголь, в значительной мере влияет на потерю с механическим недожогом топлива). Таким образом, практически для всех топлив работа воздухоподогревателя определяет К.П.Д. котлоагрегата.

Воздухоподогреватель как элемент современного котельного агрегата появился одновременно с началом применения камерных топок, сжигания угля в пылевидном состоянии и тягодутьевых устройств. По мере развития и усложнения котельных агрегатов воздухоподогреватель (в основном трубчатый) занимал все большую высоту конвективной шахты. Для преобладавшей в то время (как и сейчас) П-образной компоновки котлоагрегата рост высоты воздухоподогревателя вызвал своего рода «компоновочный кризис»: высота конвективной шахты оказалась значительно больше, чем высота топки, и определяла собою непомерно большую (для тогдашних мощностей) высоту котлоагрегата. Этот кризис был в дальнейшем преодолен благодаря широкому применению регенеративных воздухоподогревателей, с одной стороны, и снижению удельных тепловых нагрузок топочного объема — с другой, а также благодаря появлению новых компоновок воздухоподогревателей, и котлоагрегатов в целом.

Для котельных установок РВП были впервые изготовлены в 1923 г.. шведской фирмой «Юнгстрем» и постепенно начали распространяться все шире, вытесняя другие типы воздухоподогревателей. Раньше всего этот процесс начался в США, где уже в 1947 г. свыше 40% вновь заказываемых котлоагрегатов были оснащены РВП. В последующие годы применение РВП продолжало расширяться.

На котлоагрегатах США, вводимых в 1963—1966 гг., при мощности блоков 300—500 МВт обычно устанавливалось по два РВП на Котлоагрегат, на блоки 900—1000 МВт — по четыре РВП, что соответствует диаметрам РВП примерно 10—12 м. На котлоагрегатах, вводимых после 1970 г., устанавливается по два РВП на блок мощностью 800—900 МВт и в ряде случаев по одному РВП на блок 500—600 МВт, что соответствует диаметрам РВП 15—17 м. На блоке № 2 ТЭС Трэдингхаус Крик мощностью 790 МВт установлен один РВП, на блоке №1 ТЭС Бельюз Крик мощностью 1150 МВт—два РВП. На этих котлоагрегатах применены, по-видимому, повышенные скорости газов и воздуха в РВП.

Вместе с тем в самые последние годы для многих котлоагрегатов пиковых и полупиковых установок в США и Заладной Европе вообще не применяют газовых воздухоподогревателей, а весь подогрев воздуха осуществляют в калориферах.

На мощных котельных установках в странах Западной Европы применяют только РВП. В Англии на блоках мощностью 500 МВт и выше применяют РВП обычного типа или типа Ротемюле. Английские котлостроительные фирмы еще в 1965 г. изготавливали РВП диаметром до 12,5 м. Во Франции на котлоагрегатах блоков мощностью 250 МВт применялись РВП и трубчатые воздухоподогреватели. При переходе к мощности 600 МВт стали применять только РВП. В ФРГ уже на блоках 300 МВт преобладают РВП. На новых блоках мощностью 500—600 МВт на буром угле, мазуте и газе применяются только РВП. На первом котлоагрегате блока мощностью 600 МВт ТЭС Нидерауссем, рассчитанном для сжигания бурого угля, установлены два РВП диаметром по 15 м.

В СССР начали применять РВП позднее, чем в США и Западной Европе. Первые образцы РВП были изготовлены ТКЗ в 1958 г. для котлоагрегата 61 кг/с (220 т/ч) типа ТГМ-151. С 1961 г. РВП начала изготавливать ЗиО и БКЗ. С .переходом к мощным блокам РВП начали вытеснять трубчатые воздухоподогреватели. Для большинства котлоагрегатов блоков мощностью 200 МВт (для всех пылеугольных котлоагрегатов) были применены трубчатые воздухоподогреватели и лишь для газомазутных котлоагрегатов — РВП. Для всех котлоагрегатов. блоков 300 МВт — газомазутных и пылеугольных — применяются только РВП. Из более мощных -блоко-в лишь на котлоагрегатах ПК-49 и П-57 блоков 500 МВт применены трубчатые воздухоподогреватели, на котлоагрегатах блоков 800 МВт — РВП.

Несмотря на столь широкое применение эксплуатация РВП в отечественной энергетике выявила весьма серьезные их недостатки. Наиболее существенный из них — высокие присосы воздуха в дымовые газы, притом увеличивающиеся в течение кампании котлоагрегата. Трудности с присосами в РВП в значительной мере связаны, по-видимому, с тем, что в отличие от зарубежной практики РВП изготавливают не специализированные, а котлостроительные заводы, мало приспособленные для изготовления вращающихся аппаратов.

При работе котла с трубчатым воздухоподогревателем необходимо тщательно следить за тем, чтобы на его поверхности не было отложений не сгоревшего топлива (угля).

Кстати! Кроме подогрева воздуха в воздухоподогревателях, возможен также непрямой подогрев воздуха для котлов ТЭС .

Как правило, в районе установки воздухоподогревателя устанавливают установку паротушения и пожарную сигнализацию. Проектирование пожарной сигнализации нужно доверять только специализированной организации, имеющей опыт и квалифицированный персонал.

Читайте также: