Основные принципы подбора оборудования котельной

Обновлено: 12.05.2024

Рекомендации по выбору котельного оборудования

От взаимодействия котла и отопительной системы напрямую зависят тепло и уют в доме. Поэтому приходится считаться с тем, что современный котел — сложный агрегат, насыщенный элементами автоматики. Поговорим о выборе оборудования для котельной.

Основные компоненты для котельной

Котел и другое бытовое оборудование для нагрева воды (то есть «питания системы горячего водоснабжения, ГВС») называют котельным оборудованием. В помещении, где оно расположено (в котельной) можно выделить четыре основных элемента: котел, горелка, автоматика и обвязка. В нашем случае под обвязкой следует понимать комплект соединительных трубопроводов вместе с запорно-регулирующей, контрольной и дополнительной арматурой и агрегатами, соединяющими все оборудование в одну систему.

Котлы

Выбор конкретного типа котла определяется прежде всего преобладающим видом топлива в данном районе и вашими финансовыми возможностями.

Электрические котлы. При их установке главная проблема — добиться разрешения на подачу нужной мощности электропитания (очень сложное дело при мощности более 15 кВт) и проложить для этого электрический кабель.

Газовые котлы. Такие котлы сегодня, пожалуй, наиболее популярны. К преимуществам газовых котлов следует отнести простоту эксплуатации (не надо следить, достаточно ли топлива, и хранить его запас), дешевизну топлива и высокий КПД отопительных агрегатов. К недостаткам — то, что для пуска в эксплуатацию необходимо получить разрешение соответствующей газовой службы (что на практике оказывается непростым делом). Кроме того, обязательна надежная автоматика системы безопасности котла, которая должна выключать установку при каких-либо сбоях в работе. Главный источник проблем при установке газового котла — падение давления газа (особенно в зимнее время) до уровня 6-8 мбар (60-80 мм вод. ст.).

Жидкотопливные котлы (часто их называют дизельными). С ними нет бумажной волокиты, но существуют другие сложности. Так, из-за повышенного содержания серы в отечественном топливе продукты его сгорания весьма агрессивны и к тому же усиливают коррозию оборудования. Кроме того, возникают дополнительные хлопоты из-за необходимости его фильтрации. В случае выбора такого типа котла топлива на сезон требуется довольно много. Для его хранения и предохранения от замерзания нужны специальные баки и отдельное помещение. К тому же необходимо обеспечить возможность подъезда топливозаправщика и позаботиться о периодической чистке баков.

Котлы на твердом топливе. Главное преимущество таких котлов заключается в общедоступности и невысокой цене твердого топлива — угля, дров или торфа. Немаловажным плюсом является также нетребовательность к качеству подаваемого в топку воздуха и полная электронезависимость, что позволяет использовать эти устройства еще во время строительства дома (большинству газовых и жидкотопливных котлов строительная пыль противопоказана). Минусы не менее существенны. Самый большой из них связан с небольшой теплотворной способностью твердого топлива и высокой скоростью его горения — уголь приходится подгружать 1-2 раза в сутки. Горит это топливо неравномерно, сгорать может не полностью, выделяя сажу, забивающую дымоходы. Золы при горении образуется много, и ее приходится периодически удалять. Управлять процессом горения твердого топлива сложно, поэтому о точном поддержании температуры в комнатах говорить просто не приходится. Зато все получается, что называется, «дешево и сердито». И это прекрасный вариант для случая, когда другого топлива под рукой просто нет. На сегодняшнем рынке выбор фирм и предлагаемый ими ассортимент ненамного шире, чем в случае электронезависимых газовых котлов. Но, тем не менее, можно легко найти котел как для небольшого домика (от 5 кВт), так и для внушительных размеров коттеджа (до 50 и даже до 75-100 кВт).

Компания «Эко-Терм» предлагает котельное оборудование как «премиум-класса», так и среднего класса, оба вида которых, являются широко распространенными на рынке. Можно выделить следующие категории цен. Высокие цены при высоком качестве имеет продукция таких фирм с мировой репутацией, как DE DIETRICH (Франция), BUDERUS, VAILLANT (Германия). По средним, доступным ценам и при качественном обеспечении основных функционально-потребительских свойств можно выделить котлы фирмы PROTHERM (Словакия), ALPHATHERM (Италия), DAEWOO (Корея). Отметим, что данное сравнение цен несколько условно из-за разной комплектации котлов.

Знание некоторых тонкостей поможет сделать ваш выбор обоснованным. Поэтому обратим внимание на общие признаки конструкций котлов, с которыми так или иначе приходится сталкиваться потребителю. Это материал «рубашки» (теплообменника), число контуров, объем «рубашки», габариты и вес котла. Теплообменники выполняют из чугуна, коррозионностойкой стали и меди. Материал очень сильно влияет на конструкцию котла, его компоновку, размеры и технологию ремонта.

Выбирая котел, следите, чтобы необходимое для атмосферной горелки давление природного газа не превышало 13 мбар (чем меньше, тем лучше).

Выбор типа котла определяется, прежде всего, преобладающим видом топлива в данном районе и вашими финансовыми возможностями. Хорошие атмосферные горелки должны устойчиво работать при давлении газа 6-7 мбар.

Чугунные теплообменники делают секционными, так проще их изготавливать и ремонтировать. Их главное достоинство — высокая стойкость к коррозии. Чугунные котлы обычно дороже стальных. Они более выигрышны для жидкотопливных и низкотемпературных котлов в системах с низкой температурой обратной воды, т. е. там, где велика вероятность образования конденсата. Но из-за недостаточной пластичности чугуна такие теплообменники чувствительны к механическим и термическим ударам. Поэтому подпитывать чугунные котлы холодной водой следует после их остывания или очень медленно (до 6 ч). Такие котлы более требовательны к настройке горелок. Хороший, пластичный чугун используют фирмы DE DIETRICH, BUDERUS, PROTHERM, ALPHATHERM.

Стальные теплообменники могут выполняться в виде различных сочетаний змеевиков, цилиндров и труб. Они не так капризны к условиям обслуживания, как чугунные, но уступают им в стойкости к коррозии. Поэтому по отношению к ним применяют различные схемы работы котла и циркуляции воды так, чтобы не выделялись вредные конденсаты.

Медные теплообменники в виде змеевиков и труб применяют обычно для котлов малой мощности, настенного исполнения. Они требуют особого внимания, т. к. очень чувствительны к жесткой воде.

Котлы бывают одно- и двухконтурные. В первых — один теплообменник для питания системы отопления. Во втором случае в конструкцию котла введен второй теплообменник для питания системы ГВС. Он может быть проточного или емкостного (накопительного) типа. Последний обычно называют бойлером и применяют чаще проточного. Как правило объем встроенного бойлера делают небольшим (до 130 л), чтобы не увеличивать габариты и вес котла. Этого вполне достаточно для семьи из 2-3 человек. Одноконтурные котлы дешевле двухконтурных, но чтобы иметь в доме горячую воду, к первым надо приобретать бойлер. Зато последний можно выбрать и разместить по своему желанию.

Бойлеры

Накопительный бойлер большого объема (более 200 л) достаточен, чтобы семья из 4-6 человек могла пользоваться горячей водой в привычном для себя режиме . Воду в нем удобно нагревать до 60°С, а потом лишь слегка подогревать. Так экономнее, безопаснее и накипи образуется раз в шесть меньше, чем при постоянном нагреве до 80°С. В проточных теплообменниках холодная вода нагревается по мере продвижения под давлением мимо теплопередающих элементов, нагретых водой из котла. Главный плюс таких систем — они всегда готовы к подаче достаточного количества горячей воды, но при этом требуют большей мощности, чем емкостные бойлеры.

Горелки

Газовые горелки бывают двух типов: атмосферные (инжекторные) и вентиляторные (дутьевые). Жидкотопливные горелки делают только вентиляторными (или «с наддувом»). Так их различают по способу образования горючей топливо-воздушной смеси. Оба типа горелок, по большому счету, «выжимают» из топлива почти все возможное. Далее уже в конструкциях некоторых котлов удается провести дополнительное сжигание продуктов сгорания топлива (т. н. химическое дожигание) и тем самым повысить его к.п.д. (коэффициент полезного действия) и уменьшить выброс в атмосферу вредных окислов. Если к.п.д. выбранного вами котла составляет 92-95%, не ищите лучшего, а рассмотрите другие показатели. Не старайтесь приобрести котел с к.п.д. 100%, как утверждает реклама. Сама цифра 100 — это некая уловка методики расчета. В котлах действительно удается получать добавочное тепло, конденсируя водяные пары, образующиеся при сгорании газа. Беда только в том, что от 2-5 л/ч едкого конденсата надо как-то избавляться. Самый простой выход — слить в канализацию — погубит очистные сооружения дома. Цивилизованное же решение — перерабатывать в особых утилизаторах — невыгодно при наших ценах на газ. С другой стороны, не отворачивайтесь от котлов американских и канадских производителей, увидев значение их к.п.д., равное 80-82%. Просто оно рассчитывается иначе, чем принято в Европе, и его значение на 11% меньше чем у аналогичных европейских отопительных котлов.

Для снижения расхода топлива горелки могут быть двух- и трехступенчатыми или с плавно изменяющейся мощностью (модулирующими), например, как в изделиях фирм VAILLANT и др. Все ступени включаются по команде автоматики лишь тогда, когда тепла требуется много, например, если на улице похолодало или в «банный» день. Обычно же работает одна ступень, да и та на уменьшенной мощности. Это значительно продлевает срок эксплуатации котла.

Атмосферные горелки дешевле вентиляторных, работают тихо и поставляются вместе с котлом. Их главный недостаток — неустойчивое горение при малом давлении газа в сети, из-за чего пламя приближается или «садится» на горелку, вызывая ее обгорание.

В вентиляторных горелках встроенный вентилятор создает воздушный поток, который вытягивает (эжектирует) газ из сопла. Поэтому таким горелкам не страшно падение давления газа до 5-6 мбар. Хорошая горелка такого типа стоит приблизительно столько же, сколько одноконтурный котел средней стоимости. Ее основной недостаток — шум от работы вентилятора (до 40-60 дБ, как у пылесоса). Поэтому котел с такой горелкой приходится ставить в отдельное помещение.

Жидкотопливные вентиляторные горелки имеют встроенный насос для откачки топлива из бака. Они заметно дешевле газовых за счет простоты схемы управления подачей топлива.

Вентиляторные горелки можно ставить на разные котлы, перечень которых определяет Госгортехнадзор. К числу надежных моделей практики относят изделия фирм GIERSCH, CUENOD (Франция), ALPHATHERM (Италия), HANSA (Германия), BENTONE (Швеция).

Автоматика

Автоматика несет ответственность за безопасность работы котла и берет на себя повседневное управление работой системы. Она должна обеспечивать также функции контроля: наличия пламени, минимального и максимального давления газа, наличия дизтоплива, утечек газа, наличия тяги в дымоходе, минимальной и максимальной температуры теплоносителя и его циркуляции. Выбирая котел, спрашивайте, какие из этих функций выполняются устройствами, входящими в комплект поставки.

Регулирование параметров воды (или другого теплоносителя, применяемого для отопления) может выполняться несколькими разными способами.

В простейшем случае — по значению комнатной температуры и командам комнатного термостата. Когда температура достигает заданного уровня, горелка отключается и вновь включается, если комната остыла. Способ неэкономичен и малокомфортен, т. к. котел постоянно выдает воду максимально возможной температуры, при этом в комнатах без термостата может быть прохладно. Установка термостатов на радиаторах и датчика температуры на подающей трубе или термостата, встроенного в котел, позволяет сократить расход топлива и повысить климатический комфорт в доме. Ну а если установить автоматический регулятор отопления, то регулировка в соответствии с погодными условиями и еще масса удобств будут обеспечены, но только в том случае, если зарубежная автоматика выдержит отечественный уровень электроснабжения: скачки напряжения, частоты и перерывы в питании. Без помощи стабилизатора напряжения, сетевого фильтра и блока аварийного электропитания надежной работы котельной, как правило, достичь не удается.

Получить более подробную информацию о том, как система автоматизации котельного оборудования призвана обеспечить больше комфорта в жилище и сократить расходы на его обогрев, можно прочитав статью «Автоматизация котельных» в разделе «Статьи».

Обвязка котельной

Чтобы полнее использовать все возможности выбранного котла, его надо правильно установить на месте и соединить с распределительной сетью отопления и системой ГВС в общую систему, т. е. надо сделать обвязку котельной. В последнее время в этой области наметился новый подход. Все чаще застройщики стали устанавливать в котельной вместо одного котла — два, но половинной мощности каждый. При этом один из котлов может быть даже комбинированным или рассчитанным на естественную циркуляцию теплоносителя. В этом есть свои резоны. Во-первых, малая вероятность отказа обоих котлов сразу — гарантия того, что дом без тепла не останется. Во-вторых, экономичность и комфортность системы возрастают. Ведь необходимая мощность отопления считается по температуре самых холодных дней, а их всего около 15% в течение отопительного сезона. Когда котлов два, второй включается, если спрос на тепло фактически возрастает. Далее. Каждый из них работает с более продолжительным рабочим циклом, т. е. при меньшем числе включений-выключений горелки, что повышает его долговечность. Ну а минус — дополнительные расходы на второй котел. Правда, разумным выбором котлов и другого оборудования котельной этот недостаток можно сильно ослабить.

Суть нового подхода в следующем. Котел или котлы подают насосом теплоноситель в короткую замкнутую цепь — первичное кольцо. В нем делают отводы для питания ветвей с потребителями тепла: поэтажные ветки с радиаторами, теплые полы, и т. п. — это вторичные кольца. Насос котла перекачивает теплоноситель только по первичному кольцу. Каждое вторичное кольцо снабжено своим насосом и «черпает» из первичного кольца столько тепла, сколько ему нужно.

Монтаж обвязки котельной начинают после ввода газовой трубы и установки газового счетчика, выполнения электропроводки, установки канализационных отводов и подвода холодной воды. Котел должен быть установлен на пол с несгораемым покрытием так, чтобы был обеспечен доступ для его осмотра и обслуживания, а спереди — и для достаточного доступа воздуха. В помещении с ограниченным пространством должны быть сделаны вентиляционные отверстия. При подаче воздуха с улицы впускное отверстие должно иметь размер из расчета 600 мм 2 на 1 кВт мощности котла. Выходное дымоотводное отверстие котла соединяют съемной дымоотводящей трубой с отверстием в стене помещения, выходящим в вытяжную трубу здания — дымоход.

Дымоход — важнейшее звено системы, обеспечивающее тягу, причем такую, какая лучше подходит для горелки котла. Чрезмерно длинные или большого сечения дымоходы могут привести к переохлаждению дымовых газов, а следовательно к ухудшению тяги и образованию едкого конденсата, разрушающего дымоход, вплоть до выхода из строя за 5-7 лет его эксплуатации. Поэтому дымоходы должны быть газонепроницаемы, например тщательно оштукатуренными внутри, иметь оптимальные размеры и отверстия для чистки. В продаже есть хорошие дымоотводящие трубы из нержавеющей стали (одно- и двухслойные).

Обязательным элементом обвязки является расширительный бак, служащий для компенсации утечек и теплового увеличения объема теплоносителя. Его объем выбирают по расчету, но ориентировочно он равен 10% от объема воды в системе. При заниженном объеме бака возможен сброс горячей воды через предохранительный клапан, и тогда систему придется пополнять (подпитывать) водопроводной водой. Хотя такое устройство подпитки всегда включают в обвязку, частое «подливание» воды приводит к образованию накипи внутри системы и к коррозии алюминиевых радиаторов. Монтаж трубопроводов начинают после закрепления бойлера и расширительного бака. В кольцах монтируют насосы, отводчики воздуха и грязеуловители. На котле и бойлере устанавливают предохранительные и сливные краны. Трубопроводы закрепляют на держателях-подвесках так, чтобы вес труб, в особенности газовой трубы, не передавался на котел. Потом устанавливают манометры, термометры, термостаты и датчики температур. Выполняют электромонтаж, подключают заземление. Затем следуют различные испытания и тщательная подготовка к пробному пуску готовой котельной, но обо всем этом разговор должен быть отдельным.

Текст подготовлен по материалам статьи «Как греет ваш „котелок“» (Виктор Полухин)
журнал «Идеи вашего дома», 2006, № 6 (19)

Основные принципиальные схемы котельной с оборудованием

Тепловая схема котельной предназначена для графического изображения основного и вспомогательное оборудование, и взаимосвязи с помощью инженерных сетей. Такие схемы являются обязательными при разработке проектной документации, их выполняют с использованием элементов, утвержденных СНИП.

На схеме отмечают потоки движения теплоносителя по трубам к приборам отопления, котлу, баку и насосу. На линиях указывают расположение регулирующей арматуры и приборов безопасности.

Содержание Показать

Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы

Тепловые схемы теплоснабжения бывают принципиальные, развернутые и монтажные. На принципиальной схеме котельной указывают только основное теплосиловое оборудование: котлоагрегаты, теплообменные аппараты, деаэрационные установки, фильтры химической очистки воды, питательные, подпиточные и дренажные центробежные насосы, а также инженерные сети, которые объединяют все это оборудование без конкретизации числа и месторасположения. На таком графическом документе обозначают расходы и характеристики теплоносителей.

На развернутой тепловой схеме отражается размещенное оборудование, а также трубы, с помощью которых они соединяются, с уточнением расположения запорно-регулирующей арматуры, приборов безопасности.
В случае, когда нанесение на развернутую теплосхему всех узлов невозможно, то такую ее разъединяют на составляющие части по технологическому принципу. Технологическая схема котельной дает развернутую информацию по установленному оборудованию.

Чем отличаются схемы с закрытой и открытой системой

Основным различием открытой или гравитационной системы отопления от закрытой, считается полное отсутствие устройств для принудительного перемещения теплоносителя по трубам. Этот процесс происходит только за счет температурного расширения нагреваемой жидкости.

Состав элементов в тепловой схеме котельной с открытой схемой теплоснабжения:

Источник отопления – водогрейный котел, работающий на твердом, жидком и газообразном топливе.
Расширительный бак, для термокомпенсации теплоносителя.
Переливная труба термокомпенсатора.
Подающая (горячая) магистраль со стояками отопления.
Отопительные приборы.
Обратная магистраль со стояками отопления.
Вентиль слива теплоносителя.
Вентиль подпитки тепловой сети.

Циркуляция отопления теплоносителя, в закрытой схеме котельной установки, осуществляется благодаря циркуляционному насосу (3), который устанавливается на линии выхода воды из котла (1), как правило, в его верхней части, здесь же размещен воздушник (4). Вода, нагреваясь в котле поступает в подающий трубопровод отопления и направляется к батареям (9) через терморегулирующий кран (8).

На подающей линии устанавливают расширительный бак (7), для температурной компенсации воды при нагреве, предохранительный клапан (6), для сброса аварийного давления в сети и манометр (5) для контроля рабочего давления среды.

На отопительном приборе устанавливаются кран маевского для спуска воздушной пробки (10). По ходу обратного движения теплоносителя установлен трехходовой кран (17), фильтр очистки воды (13), запорный вентиль (15) и дренажный вентиль (14).

Газ к котлу поступает через газовый кран (18) и фильтр (19) для очистки энергоносителя перед форсункой горелочного устройства. Вода для подпитки в схеме водогрейной котельной поступает из водопровода (11) через вентиль (16) на фильтр для очистки от взвешенных веществ и солей жесткости. Котел оборудован линией подачи горячей воды на собственные нужды (2).

Схема котельной при использовании твердого топлива

Твердотопливные котлы имеют определенный недостаток, который вызван высокой инертностью работы, из-за невозможности тонкой регулировки процесса горения твердого топлива.

Для того чтобы сгладить недостаток, в схеме устанавливают буферную емкость, которая набирает температуру для нагрева контура отопления и расходует тепло в течении продолжительного времени.

Такая тепловая схема котельной на твердом топливе состоит:

Источник теплоснабжения с первичным контуром нагрева: твердотопливный котел;
группа безопасности с предохранительным клапаном;
буферная емкость;
циркуляционный насос контура отопления;
циркуляционный насос котлового контура;
расширительный бак;
запорная арматура, дренажи, воздушники;
балансировочный вентиль;
смесительный узел контура отопления, для автоматического поддержания температуры в батареях;
смесительный узел котлового контура, для оптимального режима работы котла;
погодозависимая или настраиваемая автоматика с сигнализацией аварийного режима.

План с электрокотлом

Электрический котел — агрегат, нагревающий теплоноситель с помощью преобразования электричества в тепловую энергию. Он применяется в качестве источников теплоснабжения для небольших пригородных домов либо, как аварийный источник с газовым или твердотопливным котлом.

Исходя из модификации таких устройств, используются разнообразные схемы подсоединения электрокотлов к отоплению. Наиболее популярной является многоуровневая система отопления с комбинацией приборов нагрева в виде радиаторов и системы «теплый пол».

Базовые элементы электронагрева частного дома:

Источник отопления, электрокотел.
Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном и манометром, для сбрасывания излишнего давления в сети.
Коллектор для направления воды по контурам.
Радиаторы.
Теплообменник для ГВС.
Расширительный бачок, для гидрокомпенсации системы.
Коллектор для системы «теплый пол».
Система теплый пол.
Фильтр очистки теплоносителя от взвешенных веществ.
Обратный клапан.
Циркуляционный электронасос.
Сети электроснабжения.
Автоматика безопасности с сигнализацией.

Схема с газовым котлом

Газовые котлы являются самыми экономичными и функциональными источниками отопления. В небольшом корпусе, по сути, размещается мини-котельная в частном доме.

Производители современных котлов обустраивают в корпусе все необходимое оборудование в виде насосов, расширительного бака, предохранительно сбросного клапана и воздушника. Собственнику такого оборудования остается только подключить агрегат к контуру отопления и ГВС, что существенно снижает затраты на монтаж.

Но главное преимущество комплексной сборки котла – это согласованность работы всех вспомогательных узлов, которые прошли проверку и наладку в заводских условиях.

Самая простая тепловая схема газовой котельной:

Источник теплоснабжения – газовый котел.
Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
Радиаторы отопления
Подача водопроводной воды для подпитки тепловой сети с фильтром и запорно-предохранительной арматурой.
Подача водопроводной воды в контур ГВС котла.
Фильтр грубой очистки теплоносителя от взвешенных веществ на линии обратки.
Обратный клапан на линии обратки.
Циркуляционный насос на линии обратки.

Бойлер в схеме котельной

Существуют разнообразные варианты включения бойлера косвенного нагрева к котлоагрегатам, которые могут работать на любом виде топлива: газ, твердое и жидкое топливо.

В этой схеме с бойлером косвенного нагрева не установлена гидрострелка или распределительный коллектор. Монтаж данных элементов связан с определенными сложностями, так как создает очень сложную гидросистему.

В данной схеме используется 2 насоса циркуляции — на отопление и ГВС. Насос для отопления работает постоянно при работе котельной. Циркуляционный насос ГВС, запускается по электросигналу термостата, установленного в баке.

Термостат определяет падение температуры жидкости в баке и передает сигнал на включение насоса, который начинает циркулировать теплоноситель по контуру нагрева между агрегатом и бойлером, нагревая воду до заданной температуры.

Такая схема используется для всех модификаций источников нагрева, устанавливаемых и в водогрейной, и в паровой котельной.

Допускается определенное видоизменение схемы, когда в ней установлен маломощный котел. Электронасос отопления может отключаться тем же термостатом, который включает насос к бойлеру.

В таком варианте теплообменник греется быстрее, а отопление остановлено. При продолжительном простое, температурный режим в комнате будет падать.

Кроме того после завершения прогрева в бойлере, насос в контуре отопления включается в работу и начинает прокачивать в котел холодный теплоноситель, что вызывает образование конденсата на поверхностях нагрева котла и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Процесс конденсатообразования также может проявляться в случае длинных трубопроводов, проложенных к батареям. При большом теплосъеме на приборах отопления, теплоноситель аналогично может сильно остыть, низкая температура обратки станет вредить работе котла.

Для защиты его от конденсата и гидравлического удара, возникающего при соприкосновении холодной воды с горячими поверхностями нагрева, в системе предусматривают защитный контур, оборудованный трехходовым клапаном.

На схеме изображена температура 55С. Интегрированный в схему терморегулятор автоматически выбирает требуемую интенсивность движения потока для поддержания температуры теплоносителя на обратке.

Обвязка с гидрострелкой

В сложных многоуровневых системах теплоснабжения для балансировки потоков жидкости на разнообразных участках схемы с индивидуальными циркуляционными электронасосами зачастую применяют гидромеханический распределитель — гидравлическую стрелку либо коллектор.

Подобная схема котельного агрегата предполагает включение бойлера косвенного нагрева через насос НБ и НР, радиаторное отопление через насос НК1 и НК2, теплый пол — через Н1.

Она имеет возможность работать и без наличия гидравлического модуля, в таком случае предусматривают установку балансировочных вентилей, чтобы компенсировать перепады давления в разнообразных "ветках" системы.

Комплектация тепломеханического оборудования:

Источник теплоснабжения – 2.
Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
Радиаторы отопления.
Система теплый пол.
Бойлер косвенного нагрева
Фильтр грубой очистки котловой воды от взвешенных веществ на линии обратки.
Обратный клапан на линии обратки.
Циркуляционные насосы: по магистральному трубопроводу, в контуре теплого пола и бойлера косвенного нагрева.

Схема котельной с 2 котлами

Применение двух газовых агрегатов для одной системы теплоснабжения является достаточно востребованным решением среди владельцев автономного отопления при тепловой мощности системы выше 50 кВт.

Это может быть и большая обогреваемая площадь объекта, и наличие дополнительных тепловых нагрузок в виде горячей воды или установок с воздушным калориферным обогревом.

Применение двух агрегатов на одну тепловую схему обладает рядом преимуществ по сравнению с одним источником равноценной мощности. Прежде всего, потому, что несколько малогабаритных агрегатов меньшего веса, значительно проще и экономичнее разместить в котельной, что особенно актуально при возведении крышных либо полуподвальных топочных.

Кроме этого, установка 2-х агрегатов значительно увеличивает эксплуатационную надежность системы теплоснабжения. При аварийной остановке одного из агрегата, она будет продолжать функционировать с 50% тепловой нагрузкой.

Такая схема обвязки существенно увеличивает рабочий ресурс котлов, из-за того что они меньше нагружены в отопительный период года.

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.

Подбор основного оборудования котельной

К основному оборудованию котельной в первую очередь относятся котлы, которые вырабатывают теплоту для потребителей за счет сжигания природного топлива. При этом все потребители теплоты по надежности теплоснабжения делятся на потребителей первой и второй категории. К потребителям первой категории относятся потребители, нарушение теплоснабжения которых связано с опасностью для жизни людей или со значительным ущербом народному хозяйству (повреждения технологического оборудования, массовый брак продукции). Перечень потребителей первой категории утверждаютcя Министерством энергетики по согласованию. К потребителям второй категории относятся все остальные потребители.

Соответственно и котельные по надежности отпуска теплоты потребителям также разделяются на две категории. К котельным первой категории относятся котельные, являющиеся единственным источником теплоты системы теплоснабжения и обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных источников теплоты. Ко второй категории относятся все остальные котельные.

Единичная мощность и число котлоагрегатов выбирается по расчетной мощности, определяемой для максимально-зимнего режима (СНиП II-35-76). Резервные котлоагрегатыне устанавливаются. При этом выбор числа котлоагрегатов должен быть произведен так, чтобы при выходе из строя котла наибольшей мощности в котельных первой категории оставшиеся в работе котлы обеспечивали отпуск теплоты потребителям первой категории на следующие нужды:

1) технологическое теплоснабжение и системы вентиляции в количестве, определяемом минимальными допустимыми нагрузками (независимо от температуры наружного воздуха);

2) отопление и горячее водоснабжение в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.

Теплота, отпускаемая потребителям второй категории при выходе из строя одного котла, независимо от категории котельной, не нормируется.

Как минимум в котельной первой категории следует устанавливать два котла. В производственных котельных второй категории допускается установка одного котла.

Максимальное количество котлов, устанавливаемых в котельной, определяется на основании технико-экономического расчета. Практика проектирования показала, что при строительстве новых котельных устанавливать более четырех котлов не рекомендуется. При реконструкции или расширении котельной число устанавливаемых котлов может быть большим. К установке следует принимать серийно выпускаемые промышленностью котлоагрегаты.

Мощности, требующиеся потребителям, определяются по их заявкам или подсчитываются. Количество теплоты, расходуемое на собственные нужды и покрытие потерь в котельной и тепловых сетях, приходится предварительно принимать с последующей проверкой.

После расчета тепловой схемы необходимо выбрать число устанавливаемых котлов. Как показывают технико-экономические расчеты, оптимальным числом котлов обычно является п = 3.

Затем определяют расход воды одним котлом и сравнивают его с расходом воды, установленным заводом-изготовителем. Должно выполняться условие: ,

где - регламентированный заводом-изготовителем расход нагреваемой воды кг/с; - суммарный расход воды – котлами, установленными в котельной, кг/с.

Если условие выполняется, то выбор котлов считают законченным и проверяют, какое число котлов должно работать при режиме наиболее холодного месяца и летнем режиме.

Для решения вопроса об установке резервного котла необходимо проверить, будут ли обеспечены теплотой при выходе из строя наибольшего по мощностикотлапотребители первой категории, использующие теплоту:

1) на технологическое теплоснабжение и системы вентиляции В количестве, определяемом минимальными допустимыми нагрузками;

2) на отопление и горячее водоснабжение в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.

При выходе из строя одного котла количество теплоты, отпускаемое потребителям второй категории, не нормируется.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (продолжение 1)

Читайте также: