Какие бывают типы котельной

Обновлено: 17.05.2024

Какие бывают виды и типы котельных установок

В энергетической отрасли есть несколько видов установок. Но специалисты выделяют их по нескольким типам:
1. по видам используемого топлива;
2. по видам энергоносителей;
3. по типам строения;
4. по видам автоматизации.

Все они служат конкретным задачам и выполняют заданные цели заказчиков. Теперь рассмотрим более подробной каждый из них.

Главные виды котельных установок по типу их топлива

1. Газовые котельные. Такие котельные установки имеют множество плюсов: использование маловесного оборудования для топливной подачи и шлакоудаления. Очень доступное топливо (газ), при желании можно автоматизировать рабочие процессы.
2. Твердотопливные котельные. Большим преимуществом служит низкая цена котельного оборудования и доступность топлива (уголь, торф, брикеты и т.д.). Но в таких установках отсутствует автоматизация подачи топлива и своевременное удаление продуктов переработки, золы и шлаков.
3. Жидкотопливные котельные. Данные установки работают за счёт отработанных масел, мазута, нефти и дизельного топлива. Для установки и введения в рабочий процесс таких котельных установок не требуется документы на разрешение, что является огромным преимуществом.

Котельные установки по видам энергоносителей

1. Паровые котельные. В таких установках энергоноситель — это горячий пар. Такие котельные применяются в промышленной деятельности для обеспечения процессов производства.
2. Водогрейные котельные. Такие установки служат для поставки горячей воды жилых, коммунальных и промышленных зданий. Вода в них греется до +115С.
3. Комбинированные котельные. Здесь задействовано сочетание парового и водогрейного котельного оборудования для покрытия тех. запросов предприятия, вода при этом уменьшается мощность на подачу горячей воды, обогрева и вентиляции.

Котельные установки делятся еще на типы их размещения

1. Стационарные. Они устанавливаются в том случае, если предприятию нужна мощность более 30 МВт. Для этого строят особое помещение, а всё что необходимо устанавливают на месте.
2. Блочно-модульные. Это один из самых популярных видов котельных на данный момент. Они предоставляют быструю установку, заводские мобильные модули (каждый может работать отдельно).

Котельные установки по видам автоматизации процессов

1. Ручные котельные. Здесь подача топлива и удаление шлаков производится исключительно вручную.
2. Механизированные котельные. В этом виде топливо и сбор загрязнений происходит в автоматическом режиме. Данный вид используют в производственных целях, где не требуется работа оператора.

Требования к газовой котельной на предприятии

Котельная – это комплексная инженерная система, состоящая из большого количества механизмов и узлов предназначенных для выработки тепловой энергии на производственные нужды и теплоснабжения жилых и общественных зданий.

Котельная на предприятии, как источник тепла, тесно связана с инженерными сетями расположенными, как на ее территории, так и вне.

Содержание Показать

Виды промышленных котельных установок

Промышленные газовые котлоагрегаты классифицируются по мощности на агрегаты малой, средней и большой мощности. К первой группе относятся водогрейные, паровые и конденсационные генераторы, мощностью до 20 МВт и КПД до 96 %. Обычно их применяют для теплоснабжения небольших предприятий.

Для комплексного теплоснабжения с выдачей нагрузки по отоплению, горячему водоснабжению и вентиляции предприятия устанавливают котельные с суммарной мощностью до 100 МВт.

Такое оборудование устанавливается на больших квартальных котельных, способных обеспечить теплом не только промышленных, но и жилищно-бытовых потребителей. Для снабжения горячей водой и паром крупных заводов и районных городских предприятий тепловых сетей используют газовые котлы с мощностью от 600 МВт.

По назначению газовые котельные на предприятии подразделяются:

Отопительные – для централизованного снабжения на нужды отопления, вентиляции и ГВС бытовых и промышленных потребителей;
Производственные – для технологического обеспечения теплом в виде пара и горячей воды промпредприятий.
Отопительно-производственные – для комплексного снабжения теплом систем теплоснабжения и технологических процессов.
По схеме котельные делятся на закрытого типа, когда вся сетевая вода по магистральным тепловым сетям возвращается обратно к источнику и открытую систему, когда часть горячего теплоносителя потребляется на технологические или бытовые нужды.
В промышленности технологическими потребителями тепловой энергии в виде пара являются бумажные, химические и металлургические производства, нефтехимические комплексы, ректификационные и химические реакторы, сорбционно-десорбционной агрегаты процесса газа очистки, гальванические линии и устройства для ламинирования поверхностей.

Перспективным направлением стала установка комбинированных котельных пароводородных котельных, автономных блок-модулей, крышных систем теплоснабжения.

Хорошими мобильными системами считаются блок-модульные, собираемые на заводе и транспортируемые к месту установки в собранном виде.

На месте запуск таких систем проходит по ускоренной программе «под ключ», учитывая, что монтаж и наладочные работы выполнены на производстве.

Принцип работы

Газовые промышленные котельные независимо от своей мощности, практически, имеют одинаковую схему управления и принцип действия. Конструкционные различия наблюдаются только у водоводяных и пароводяных котлов. Котельные установки промышленных предприятий состоят из основного и вспомогательного оборудования.

К основному относят сам котел и устройства, заключенные в его корпусе – трубные пакеты, сепараторы, коллекторы, барабаны. К вспомогательному оборудованию относятся газогорелочное устройство, насосы, вентиляторы, дымососы, арматура, гарнитура, система автоматики управления и безопасности.

В водогрейных котлах вода нагревается до максимальной температуры 150 С, в результате сжигания топлива и передаче тепла от дымовых газов к магистральному теплоносителю. Панели выполняют газоплотными, чтобы повысить теплопередачу, для этого – стальные трубы сваривают между собой.

После топки дымовые газы вод воздействием разряжения, создаваемого дымососом, поступаю в конвекторный блок, где трубы смонтированы в шахматном порядке, что увеличивает поверхность нагрева и скорость передачи воды сетевому теплоносителю.

Принцип работы парового котла отличается от водогрейного. Движение воды во внутреннем его контуре, происходит благодаря естественной циркуляции холодных и нагретых пароводяных сред.

В результате процесса теплопередачи на выходе котла получается насыщенный или перегретый пар. Для сбора его в современных котлах устанавливаются барабаны и сепарационные устройства в верхнем барабане, чтобы удалять из пара мельчайшие частички котловой воды.

Сетевая вода через паровой котел не циркулирует, он запитывается химочищенной питательной водой, с помощью специальных питательных насосов. Контур сетевой воды не пересекается с питательным, а нагрев ее происходит в пароводяных сетевых теплообменных аппаратах, в которых пар от котла через трубную систему нагревает подающий теплоноситель до максимальной температуры 150 С.

Котельное оборудование

Котлы являются основным элементом организации и реализации паросилового цикла системы теплоснабжения. Корпус маломощных котлов низкого давления изготавливают из чугуна, а среднего и высокого давления из котловой стали.

Для того чтобы правильно подобрать тип и количество котлов, выполняют технико-экономические расчеты, с учетом следующих факторов:

Максимальная и минимальная тепловая нагрузка потребителей в зимнее и летнее время.
Расстояние и диаметры тепловых сетей с разбивкой к каждому потребителю.
Качество воды и топлива.
Уровень автоматизации газовой котельной.
Размеры котельной.

Следующим по важности элементом котлоагрегата является горелочное устройство, где происходит процесс смешивания газа и воздуха и розжиг газовоздушной смеси с образованием факела. Сам процесс горения происходит в топочной камере.

Выбор котла по теплопроизводительности горелки должен соответствовать ее мощности с учетом аварийного резерва. Неплохое газовое оборудование Лемакс можно приобрести в Ишиме.

Работа горелки обеспечивается газовым оборудованием котельной: ГРУ или ГРП, регуляторами, фильтрами, приборами контроля и системой безопасности. Все элементы газового хозяйства относятся к объектам повышенной опасности, их работа регламентируется СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Системы дымоотвода

Система дымовентиляции котельной служит для создания разряжения в газовом тракте котлоагрегата и выводе дымовых газов из котла в атмосферу . Она состоит и дымососа, вентилятора, дымоходов и дымовой трубы.

Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности (КИПиА) предназначены для контроля за работой установки по режимным картам, регулировки нагрузки котла и обеспечения безопасной эксплуатации оборудования.

Во всех современных котлоагрегатам установка КИПиА является обязательным требованием, в соответствии с нормами и правил по эксплуатации котельных установок.

Защита котельного оборудования срабатывает с включением звуковой и световой сигнализации для оповещения оперативного персонала.

Параметры защиты КИПиА:

отрыв факела в котле;
высокое давление пара, газа, воды;
низкое разряжение в топке котла;
отключение электроэнергии;
низкий уровень воды в котле;
низкое давление воздуха, воды и газа.

При срабатывании сигнализации, через короткое время, если оперативный персонал не исправил сбой, котел останавливается системой КИПиА, через принудительное отключение подачи газа в топку.

Требования к промышленным газовым котельным

Газовые котельные – пожароопасные объекты, к ним предъявляются особые требования на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. Основные требования закреплены в СНиП II-35- «Котельные установки».

Требования к насосам обозначены в СП 89.13330.2012. Вода и пар должны соответствовать - ГОСТу 20995-75, 2761-84, а система химводоподготовки - СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение". Более подробно с требованиями и правилами можно ознакомиться в книге «Котельные установки промышленных предприятий» (Сидельковский Л.Н. Юренев В.Н).

Котлы промышленных котельных устанавливают в отдельностоящем здании, которое по огнестойкости определяется производственными требованиями. Для монтажа крупногабаритных элементов и узлов котла должны быть предусмотрены монтажные проемы.

Проектирование и строительство промышленных котельных выполняется с учётом существующих планов застройки и инженерных коммуникаций в районе предполагаемого строительства.

Проектом должны быть предусмотрены котельный зал, насосный зал, топливное хозяйство, помещения для химводоочистки и КИПиА.

Котельные установки. Виды, устройство котельных.

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

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

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

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

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

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

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

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

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

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

2. Классификация котельных установок

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

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

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

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

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

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

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

Рис 6. Схема котельного агрегата

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

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

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

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7. Технологическая схема производственно-отопительной котельной

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9. Пример монтажной схемы автономной газовой котельной

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

- котлы с естественной циркуляцией;

- котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13. Устройство парового котла

Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Типы газовых котлов

Газовые котлы наиболее часто применяются в качестве источника автономного теплоснабжения загородных домов. Это вызвано тем, что они обладают самой низкой себестоимостью тепловой энергии, малый весом и 100 % уровнем автоматизации.

Виды газовых котлов на отечественном рынке климатической техники разнообразны, функциональны и имеют широкий диапазон тепловой мощностью.

Поэтому пользователю, выбирающему котел на длительный срок, потребуется знать, как правильно сделать покупку.

Содержание Показать

Типы газовых котлов по назначению

По назначению агрегаты выпускаются одноконтурными и двухконтурными. И отличаются количеством установленных теплообменных аппаратов, способных самостоятельно нагревать воду только для отопления либо и совместно для отопления и ГВС.

Кроме того данные агрегаты подразделяются по материалу теплообменника: чугунные, стальные и медные.

Самым долговечным является чугунный вариант, он хорошо противостоит коррозионным процессам, но при этом считается хрупким и боится гидроударов, особенно при холодных запусках оборудования.

Медь применяется в настенных котлах и имеет высокие показатели теплопроводности. Но нежелательна при установке в паре с алюминиевыми радиаторами, поскольку создается гальваническая пара, разрушающая алюминий.

Стальные теплообменники наиболее часто применяются в напольных котлах и уступают по характеристикам первым двум модификациям.

Современные котлы группируются по степени конденсации дымовых газов на котлы конденсационного типа или не конденсатные агрегаты.

Двухконтурные котлы

В двухконтурных котлах, работающих на газовом топливе, нагреваемая вода циркулирует по 2-м контурам, один из которых несёт ответственность за функционирование отопления, а второй — за ГВС.

Схема двухконтурного котла

Особенности переключения двухконтурного агрегата:

Отопление. В большинстве современных котлах контур отопления запускается автоматически, после того как первичный датчик температур дает сигнал на пульт управления, который увеличивает расход газа и скорость циркуляционного насоса, для принудительных систем циркуляции теплоносителя. Газ сжигается в топке котла. Горячие дымовые газы отдают свое тепло через поверхностный теплообменный аппарат, нагревая воду, в зависимости от модели котла от 75 до 90 °С. Центробежный насос перекачивает нагретый теплоноситель по внутридомовой системе отопления от котла к батареям, и далее, остывшую воду, возвращает в котел для нового цикла нагрева.
ГВС. Во время открытия пользователем горячего крана на смесителе водоснабжения, трехходовой кран на котле переводит теплоноситель из первичного теплообменного аппарата во вторичный. В этом режиме котел на отопление не работает, что весьма неудобно, если семья большая. Потребуется значительный расход тепла на ГВС, в этот период система отопления может остыть.

Одноконтурные

Одноконтурный газовый котел наиболее простой по конструкции, он обычно устанавливается в системах теплоснабжения с небольшой площадью нагрева.

Они легкие в управлении и имеют самую низкую цену среди газовых отопительных агрегатов. Многие современные котлы имеют конструктивную возможность для подключения внешнего бойлера косвенного нагрева, который выполняется в виде бака-аккумулятора ГВС.

Схема котла с одним контуром и бойлером

Внизу котла расположены специальные патрубки ГВС, с помощью которых выполняется подсоединение к внешнему теплообменнику. Данная схема очень эффективная, поскольку более качественно использует котел.

Когда вода в системе отопления ниже установленного температурного графика, теплоноситель нагревается для контура отопления, когда он достигает нужную температуру, трехходовой кран переключает теплоноситель на нагрев воды в баке-аккумуляторе.

При этом, водоразбор ГВС никак не будет влиять на качество отопления. Для снижения потерь тепла в системе теплоснабжения специалисты советуют размещать бойлер косвенного нагрева, как можно ближе к котлоагрегату.

Разновидности газовых котлов по способу монтажа

Все газовые котлы группируются по варианту установки — напольного и настенного. Все они имеют свои преимущества и недостатки, важно понимать критерии, в которых устройство будет проявлять себя лучшим образом, особенно в условиях дефицита жилой площади.

Настенные котлы

Эти виды газовых котлов отопления появились на рынке климатической техники сравнительно недавно, но уже завоевали пользовательские симпатии. Современный уровень исполнения настенных газовых агрегатов позволяет их использовать в качестве мини котельной модульного типа.

Агрегат имеет заводскую комплектацию не только основного, но и вспомогательного оборудования. Обычно в его комплект входит циркуляционный насос, два теплообменника, вентилятор, группа безопасности с контрольно измерительными приборами и первичными датчиками, воздушник и расширительный бак.

Данные агрегаты обладают многофункциональным режимом со 100% автоматикой процесса горения. Они легко устанавливаются и имеют самый высокий КПД до 92 %, поскольку все вспомогательное оборудования самым тщательным образом подобрано заводом-изготовителем к тепловой мощности котла.

Напольные

Напольный газовый котел — это традиционный вариант размещения источника нагрева, пришедший от многовековой русской печи. Эти модификации имеют большой вес, потому что, как правило, укомплектованы мощным чугунным теплообменным аппаратом. Напольные устройства рассчитаны для отопления домов с большой поверхностью нагрева.

Для увеличения тепловой мощности источника нагрева они комплектуются дутьевыми вентиляторами для организации принудительной циркуляции дымовых газов.

В зависимости от мощности горелки бывают атмосферными до 80 кВт и сменные надувные горелки мощностью в несколько тысяч кВт. Такие устройства исполняются энергозависимыми.

Некоторые разновидности напольных агрегатов могут также быть энергонезависимыми, когда процесс теплопередачи осуществляется без необходимости подачи электроэнергии, обычно это устройства небольшой мощности, способных обогреть площадь до 200 м2, использующие естественные схемы циркуляции теплоносителя и вывода дымовых газов.

Котлы по типу камеры сгорания

Следующий важный параметр классификации типов газовых котлов — по варианту исполнения топочной камеры. Они бывают открытого и закрытого типа.

Первые более простые и дешевые, но имеют ограничения по площади нагрева не более 250м2. Вторые более дорогие, энергозависимые и безопасные, поскольку не сжигают кислород в доме.

С открытой топкой

Топка открытого типа означает, что в ней происходит естественный забор воздуха для горения из помещения. Это наиболее простая конструкция котлоагрегата, в котором для организации процесса горения не нужна электроэнергии, а также обустройство воздуховодов и дутьевой вентилятор. Котлы такой конструкции обычно маломощные с нагревом жилой площади не выше 200 м2.

Недостатком данного типа котлоагрегатов считаются высокие требования к организации приточной вентиляции в помещении, где он размещен. Законодательные требования к вентиляционным системам для котлов с открытой топкой - обеспечение 3-х кратного воздухообмена через оконные и дверные конструкции.

В противном случае воздух станет пересушенным и будет негативно отражаться на микроклимате в помещении. Кроме того эти котлы часто имеют проблемы из-за несовершенства дымоотвода. Если уровень разряжения в топке упадет до нуля, то угарный газ может поступать в помещение, что смертельно опасно для окружающих.

Котлы с закрытой камерой

Это совершенно новый тип организации дымоотвода, в котором топка не имеет контакта с внутренним воздухом в помещении. Забор кислорода к горелке происходит по закрытым воздухопроводам с улицы.

Система подачи принудительная через вентилятор. Воздух поступает по специальному каналу, в котором расположен вентилятор. Такой принцип реализован, например, у турецкого котла Vitopend.

Система удаления дымовых газов в нем организована через коаксиальный дымоотвод, который выполнен по типу «труба в трубе». По внутренней трубе отводятся отработанные котловые газы, через кольцевое пространство вентилятором забирается воздух с улицы.

Преимущество данной системы в том, что работа ее не влияет на климатическое состояние внутри помещения, не требуется установка сложных дымовентиляционных каналов, обеспечивающих естественную циркуляцию. Низкие требования к помещениям для установки, допускают установку в стандартных кухнях.

К недостаткам такой конструкции пользователи чаще всего относят их высокую стоимость и зависимость от электроэнергии.

Газовые котлы по способу тяги

Организация дымоотвода по принципу естественной тяги — традиционная схема, пришедшая в теплотехнику с древних времен, начиная от очага и русской печи. Движение уходящих газов по каналам происходит благодаря разности плотности между горячими топочными газами и холодным атмосферным воздухом.

Температурный напор создает разрежение в топке, в связи, с чем из помещения в область горения поступает воздух в объеме необходимом для полного сгорания.

Сегодня этот способ не может считаться эффективным, обычно его используют в котлах малой мощности или при наличии в доме старой системе дымоотвода.

Кроме того он является источником повышенной опасности, в связи с тем, что могут создаваться условия когда угарный газ станет проникать в жилые помещения.

Поэтому в более совершенных газовых котлах применяется система под наддувом, обеспечиваемая дутьевым вентилятором в закрытом топочном пространстве с применением коаксиального дымопровода.

Для котлов высокой мощности используют не только дутьевой вентилятор для подачи воздуха в топку, но и дымосос, откачивающий котловые газы, устанавливаемый за котлом перед дымовой трубой.

Как выбрать котел

К выбору отопительного котла необходимо подходить ответственно, поскольку он должен обеспечить надежное теплоснабжение дома при самых низких отрицательных температурах наружного воздуха и надежно отработать не менее 10 лет.

Для выбора учитывают несколько важных параметров:

Определяются со способом установки, в зависимости от свободной площади.
Определяют виды систем теплоснабжения: отопление для частного дома или совместно для отопления и ГВС.
Выбор варианта подготовки горячей воды: проточного типа в двухконтурном котле или в бойлере накопителе в выносном теплообменнике косвенного нагрева.
Выбор агрегата по мощности, используя для предварительного расчета простое соотношение: 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Для двухконтурного котла для отопления частного дома дополнительно учитывают не менее 20 % мощности для подогрева ГВС. Также потребуется ввести поправочные коэффициенты, для объектов с плохой теплоизоляцией дома.
Тип материала теплообменного аппарата: чугун, сталь и медь.
Вид движения теплоносителя с естественной или принудительной циркуляцией с электронасосом.
Вид отвода дымовых газов: естественная или принудительная с применением центробежного вентилятора.
Энергозависимость и система аварийного электроснабжения: стабилизаторы и источники бесперебойного электропитания.
Система регулирования и безопасности.

Лучшие бренды газовых котлов

ТОП производителей котлов для отопления 2020 года, работающих на газовом топливе составлен по пользовательским предпочтениям.

К наиболее известным и популярным производителям агрегатов для нагрева домов площадью 200-250 м2 можно отнести:

Protherm Гепард 23 MTV, Словакия: настенный, одноконтурный, энергозависимый, теплопроизводительность максимум/минимум 24/8.4 кВт, модулируемая горелка, электронный блок управления, гарантия 2 года, цена - 40400 руб.
Ferroli Domina F 24 N, Италия: настенный, двухконтурный, закрытая топка, энергозависимый, теплопроизводительность максимум/минимум 25.8/10.4 кВт, ионизационный контроль пламени, электронный блок управления, гарантия 2 года, цена - 31629 руб.
Bosch Gaz 6000 W WBN 6000-18C, Германия: настенный, одноконтурный, энергозависимый, закрытая топка, теплопроизводительность максимум/минимум 20/5.4 кВт, модулируемая горелка, электронный блок управления, гарантия 2 года, цена - 46141 руб.
Vaillant turboTEC plus VUW 242/5-5, Германия: настенный, двухконтурный, энергозависимый, теплопроизводительность 20 кВт, модулируемая горелка, электронный блок управления, гарантия 2 года, цена - 81380 руб.
Baxi ECO 4s 24F, Италия, настенный, одноконтурный, энергозависимый, теплопроизводительность максимум/минимум 24/9 кВт, модулируемая горелка, электронный блок управления, гарантия 2 года, цена - 38140 руб.

Рынок отечественной климатической техники имеет достаточно предложений, как российских, так и зарубежных производителей, которые имеют свои преимущества и недостатки.

Среди отечественных котлов для отопления частных домов наибольшей популярностью пользуются марки Лемакс, Zota и ЭВАН.

Из чего состоит котельная установка

Котельная установка представляет из себя целый комплекс разнообразных устройств, соединяющихся в единую систему, задача которой заключается в преобразовании топлива в энергию. Часть заключённых в систему устройств строго обязательны — без них котельная просто не будет работать; часть исполняют вспомогательные функции, а часть служат для оптимизации работы всей установки, повышения производственных показателей и экономии. От того, как работает каждая из деталей котельной, зависит итоговая работа всей системы.

Основные устройства, без которых котельная установка просто не будет работать, это:

котлы;
топки;
газоходы;
дымовые трубы.

Котёл — несомненное «сердце» котельной установки, в котором тепло от сгоревшего топлива передаётся воде, нагревая её до необходимой температуры в водяных установках или же превращая в пар — в паровых. Процесс сжигания топлива происходит в топке, откуда дым по газоходу передаётся котлу, а затем, в отработавшем и охлаждённом состоянии, отправляется по дымоходу в атмосферу.

Даже самая простая котельная не сможет работать без котла, топки, газохода и дымохода.

К перечню вспомогательных устройств котельной относятся:

насосы, с помощью которых вода подаётся в котёл для дальнейшего нагрева;
вентиляторы для «подкачки» воздуха в топку и для усиления тяги в дымоходах (чем сильнее тяга, тем меньше может быть диаметр труб);
очистительные устройства для воды, предотвращающие образование в котельной установке накипи;
воздухоподогреватель, который греет воздух, предназначенный для «подкачки» в топку;
водонагреватель, греющий поступающую в котёл воду;
золоуловители (только для твёрдых видов топлива: дров, угля и т. д.), очищающие отходящий дым и предназначенные для уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу;
устройства топливоотдачи;
устройства пылеприготовления;
различные устройства автоматизации и контроля, предназначенные для обеспечения нормальной работы всей системы котельной.

Другие устройства для запуска и монтажа котельной обязательными не являются, но могут использоваться для упрощения процесса работы с котлами, для экономии топлива, для повышения производительности и улучшения других показателей — в зависимости от специфики «привязанных» к котельной объектов и особенностей самой установки.

По вопросам продажи котельной обращайтесь к специалистам компании "АльянсТепло". Наши специалисты помогут вам рассчитать стоимость и создать проект котельной установки!

Читайте также: