Устройство чугунного секционного водогрейного котла

Обновлено: 10.05.2024

Модернизация водогрейных чугунных секционных котлов шатрового типа

Модернизация в стратегии технического прогресса занимает ключевую позицию. Кроме увеличения продолжительности эксплуатации оборудования, модернизация способствует поиску и апробации новых технических решений и тем самым создает благоприятные условия для интенсификации технического процесса.

История развития чугунных котлов имеет два основных этапа. Для первого этапа (до 30-х гг. ХХ в.) характерны конструкции котлов с размещением топок внутри поверхностей нагрева (между секциями) – котлы с внутренними топками. Для второго этапа характерно устройство топок за пределами поверхностей нагрева. Все существующие конструкции чугунных котлов собирают из отдельных секций. Почти все существующие типы чугунных секционных котлов могут работать как водогрейные (при t воды £115 °C и при Р воды £0,6 МПа) и как паровые (при Р пара £0,07 МПа).

Чугунные котлы с внешними топками впервые были разработаны Н.Н. Ревонатовым и известны под маркой НРи. Секции котла НРи разомкнуты и установлены на кирпичное основание. Это позволяет разместить топку на требуемом уровне по отношению к нижним ниппельным головкам и выбрать необходимую высоту топочного пространства. С целью улучшения технико-экономических показателей котлы НРи на протяжении десятилетий многократно модернизировались. Однако вновь появившиеся благодаря модернизациям конструкции котлов «Универсал», «Энергия», «Тула» и др. базируются на исходной схеме котлов НРи, т.е. все они шатрового типа с двусторонним отводом газов и различаются между собой конфигурацией секций, размерами их оребрения, различными соотношениями радиационной и конвективной поверхностей нагрева, размерами колосниковых решеток, типом обмуровки, гарнитурой и расстоянием между ниппельными отверстиями. Объединяющая все чугунные секционные котлы характерная особенность заключается в характерном требовании того времени, в которое они были разработаны, т.е. в 50-60 годах прошлого столетия несравненно большее внимание уделялось надежности, прочности, ремонтопригодности, чем экономии топлива.

Котел «Универсал-6» относится к котлам шатрового типа средней величины и предназначен для отопления группы зданий.

Средний теплосъем Q / Нк =11000 ¸ 12000 Ккал/м 2 ×ч. Расстояние между ниппельными отверстиями составляет 1100 мм, ширина топочной камеры (колосниковой решетки) – 896 мм.

Котел состоит из средних и крайних (лобовых) секций. Секции соединены между собой конусными ниппелями и стяжными болтами, проходящими через отверстия этих ниппелей. Соединенные между собой средние секции образуют пакеты, являющиеся правой и левой половинами котла.

При сжигании топлива дымовые газы из топки поднимаются вверх, омывают выступы секций, разделяются на два потока и по каналам, образованным вертикальными ребрами секций, опускаются в боковые газоходы, откуда поступают в сборные газоходы и далее в дымовую трубу.

Вода в котел обычно подается через нижние коллекторы, образованные ниппельными соединениями секций, и, проходя через секции, собирается в верхних коллекторах. Из верхних коллекторов нагревшаяся вода поступает в систему отопления.

НПК «Вектор» совместно с «Энерготест ВТИ» в 2002 г. провел детальное обследование работы подобных котлов («Универсал-6») в котельной по адресу г. Москва, ул. Гончарова. От вышеописанного котла обследовавшиеся котлы отличались наличием дополнительных поверхностей нагрева. Эти поверхности представляют собой стальные трубы Æ108 мм, проложенные в топке котла по четыре трубы с каждой стороны (рис. 2, поз. 3). Обратная сетевая вода первоначально поступает в вышеуказанные стальные трубы на предварительный подогрев и только потом – в нижние коллекторы. Благодаря предварительному подогреву воды эти котлы безаварийно и без замены секций отработали восемь отопительных сезонов. В табл. 1. приведены результаты обследования (данные «Энерготест ВТИ»).

Таблица 1. Результаты испытаний немодернизированного котла «Универсал-6» №1 при сжигании природного газа с Q_Н Р =8530 Ккал/мм 3 .

Наименование параметра		Обозначение	Размерность	Номера опытов
Наименование параметра		Обозначение	Размерность	1	2	3	4
Тепловая производительность котла		Q_ка	Гкал/ч	0,520	0,503	0,438	0,381
Расход природного газа на котел (расчетный)		В р _г	нм 3 /ч	74,2	71,6	62,1	53,8
Давление газа перед горелками		Р’_г.гор	кг/см 2	0,40	0,36	0,28	0,20
Расход сетевой воды через котел		G_в	т/ч	28,43
Температура сетевой воды на входе в котел		t’_вод	°С	42,9	43,4	43,8	43,2
Температура сетевой воды на выходе из котла		t’’_вод	°С	61,2	61,1	59,2	56,6
Количество работающих горелок		N	шт.	2
Температура воздуха перед горелками		T_возд	°С	20
Разрежение дымовых газов в топке		S’’_т	кг/м 2	4,0	3,5	4,0	4,2
Температура уходящих дымовых газов		Т_ух	°С	289	281	265	248
Содержание за котлом	Кислород	О₂	% об	6,9	7,2	7,5	8,0
	Диоксид углерода	СО₂	% об	7,9	7,7	7,5	7,3
	Оксид углерода	СО	% об	0,00	0,00	0,00	0,00
	Оксиды азота	NO_х	ррm	56	54	51	50
Коэффициент избытка воздуха за котлом		a_ух	-	1,49	1,52	1,56	1,61
Содержание вредных выбросов, приведенное к a=1,4	Оксид углерода	СО пр	мг/м 3	0	0	0	0
Содержание вредных выбросов, приведенное к a=1,4	Оксиды азота	NO_х пр	мг/м 3	123	120	116	114
Потери тепла	С ух. газами	q₂	%	15,89	15,70	15,09	14,44
	С недожогом	q₃	%	0,00	0,00	0,00	0,00
	В окруж. среду	q₅	%	1,92	1,99	2,28	2,62
КПД котла брутто		h_ка бр	%	82,19	82,31	82,63	82,93
Уд. расход условного топлива на 1 Гкал тепла		в_ут	кг у.т./Гкал	173,8	173,6	172,9	172,3

Испытания выявили низкий КПД котла на всех опробованных режимах (82,19 ¸ 82,93 %) несмотря на встроенные дополнительные поверхности нагрева – стальные трубы.

Низкий КПД является общим недостатком чугунных секционных котлов шатрового типа. Внешне это проявляется в высокой температуре уходящих газов

300 °С при высоком избытке воздуха a

С целью повышения КПД чугунных секционных котлов шатрового типа НПК «Вектор» разработал проект модернизации и реализовал его на одном из котлов «Универсал-6» в котельной по адресу г. Москва, ул. Гончарова. В процессе модернизации решались задачи по созданию условий для более полного использования конвективной и лучистой составляющих теплоотдачи от газов и факела к поверхностям нагрева.

На рис. 2 изображен поперечный разрез модернизированного котла «Универсал-6». Для более полного использования конвективной составляющей с внешней поверхности чугунных секций был устроен трехходовой газоход (рис. 2, поз. 1). Для более полного использования лучистой составляющей теплоотдачи в топку котла была замурована дополнительная подовая трубная панель (рис. 2, поз. 2).

В табл. 2 приведены результаты испытаний котла «Универсал-6» при сжигании природного газа с Q_Н Р = 8530 Ккал/мм 3 .

Таблица 2. Результаты испытаний котла «Универсал-6» при сжигании природного газа

Наименование параметра		Обозначение	Размерность	Номера опытов
Наименование параметра		Обозначение	Размерность	1	2	3	4
Тепловая производительность котла		Q_ка	Гкал/ч	0,428	0,452	0,536	0,580
Расход природного газа на котел (расчетный)		В р _г	нм 3 /ч	54,2	57,3	68,3	74,0
Расход природного газа на котел (по счетчику)		В и _г	нм 3 /ч	54,3	57,6	68,5	74,2
Давление газа перед горелками		Р’_г.гор	кг/см 2	0,18	0,20	0,30	0,36
Расход сетевой воды через котел		G_в	т/ч	14,5
Температура сетевой воды на входе в котел		t’_вод	°С	62,1	62,4	53,0	56,4
Температура сетевой воды на выходе из котла		t’’_вод	°С	91,6	93,6	90,0	96,4
Количество работающих горелок		N	шт.	2
Температура воздуха перед горелками		T_возд	°С	27
Разрежение дымовых газов в топке		S’’_т	кг/м 2	1,2	1,0	1,0	0,5
Разрежение дымовых газов за котлом		S’’_к	кг/м 2	4,5	5	6	7
Температура уходящих дымовых газов		Т_ух	°С	141	145	162	170
Содержание за котлом	Кислород	О₂	% об	6,0	5,7	5,0	4,5
	Диоксид углерода	СО₂	% об	8,4	8,6	9,0	9,3
	Оксид углерода	СО	% об	0,00	0,00	0,00	0,00
	Оксиды азота	NO_х	ррm	68	71	80	86
Коэффициент избытка воздуха за котлом		a_ух	-	1,40	1,37	1,31	1,27
Содержание вредных выбросов, приведенное к a=1,4	Оксид углерода	СО пр	мг/м 3	0	0	0	0
Содержание вредных выбросов, приведенное к a=1,4	Оксиды азота	NO_х пр	мг/м 3	139	142	153	160
Потери тепла	С ух. газами	q₂	%	6,49	6,59	7,22	7,44
	С недожогом	q₃	%	0,00	0,00	0,00	0,00
	В окруж. среду	q₅	%	1,04	0,98	0,82	0,76
КПД котла брутто		h_ка бр	%	92,47	92,43	91,96	91,80
Уд. расход условного топлива на 1 Гкал тепла		в_ут	кг у.т./Гкал	154,5	154,6	155,3	155,6

Сравнительный анализ результатов исследования до и после модернизации (табл.1 и 2) показывает:

q КПД котла увеличивается с 82,19 ¸ 82,93 % до 91,80 ¸ 92,47 % (за счет снижения потерь тепла в окружающую среду q₅

на 57 % и снижения потерь тепла с уходящими газами q₂

q максимальная теплопроизводительность котла увеличилась с 0,52 до 0,58 Гкал/ч (более чем на 11 %);

q температура уходящих газов снизилась с 289 до 170°С;

q аэродинамическое сопротивление котла увеличилось на 1,5 ¸ 2,5 кгс/м 2 и находится в пределах резерва аэродинамического разрежения, создаваемого дымовой трубой;

q гидродинамическое сопротивление котла возросло на 0,003 кгс/см 2 и находится в пределах резерва напора, создаваемого насосной установкой;

q уровень конденсации оксидов азота в уходящих газах немодернизированного котла составил 114 ¸ 123 мг/мм 3 , а в уходящих газах модернизированного котла 139 ¸ 160 мг/мм 3 .

Некоторое видимое повышение оксидов азота на 22 ¸ 30 % объясняется повышением температуры факела из-за повышения температуры воздуха в летний период (правило Вант-Гоффа: «При повышении температуры на каждые 10 °С скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза»). Испытания немодернизированного котла проводились в феврале, а модернизированного – в июле (см. температуру воздуха перед горелками в табл.1 и 2).

Столь незначительное (0,003 кгс/см 2 ) увеличение гидродинамического сопротивления дополнительной подовой трубной панели объясняется соответствующим подбором диаметров труб и конфигурацией самой панели, в которой всего два поворота на 90° при щадящих скоростях движения воды.

Работы по модернизации котла проводились в июне 2002 г., поэтому окупаемость затрат – ожидаемая составляет 1 ¸ 1,5 отопительных сезона. Реальную определит время, но уже сегодня, сейчас, в настоящий момент модернизированный котел дает 0,1 Гкал/ч дополнительного тепла при прежних затратах топлива, а количество действующих в нашей стране чугунных секционных котлов шатрового типа исчисляются многими десятками, если не сотнями тысяч.

Водогрейные и паровые котлы:их устройство и работа

Чугунные секционные водогрейные котлы применяются для нагрева воды до 115 °С при давлении в системе отопления до 6 кгс/см: (0,6 МПа). Теплопроизводительность котлов до 1 Гкал/ч.
Основной характеристикой котлов является поверхность нагрева. Это поверхность труб секций котла, которые с одной стороны обогреваются продуктами сгорания топлива, а с другой охлаждаются водой. Поверхность нагрева измеряется по газовой стороне, м2.

Чугунные котлы независимо от их марки собираются из отдельных секций. Различия конструкции секций приведены на рис. 65.

Секции соединяются между собой с помощью конических ниппелей 2 и стяжных болтов 1, которые проходят через отверстия в ниппелях. Для создания герметичности ниппеля в отверстия секций вставляется на графитной или суриковой пасте с подмоткой асбестовый шнур, пропитанный той же пастой. Зазор между секциями допускается не более 2 мм. Собранные таким образом два пакета устанавливаются на огнеупорную каменную кладку, которая представляет собой топку и боковые газоходы.

Пакеты соединяются между собой коллекторами: через задний нижний коллектор обратная вода подается в котел на подогрев, а через передний верхний коллектор горячая вода поступает в систему отопления или горячего водоснабжения. На верхние ниппельные отверстия задних секций и нижние отверстия передних ставятся заглушки. К передним нижним заглушкам подсоединяются спускные или продувочные линии с клапанами.

Стенки котла покрываются теплоизоляционной мастикой (70 % белой глины и 30 % асбестовой крошки) и обмуровываются огнеупорным, а затем красным кирпичом.
В топке котла устанавливаются газовые горелки. Продукты сгорания газа поднимаются вверх, обогревая секции, которые заполнены водой, и, затем повернув на 180°, опускаются в боковые газоходы и через сборный газоход (лежак) направляются в дымовую трубу. Для регулирования тяги в боковых газоходах за котлом устанавливаются шиберы, подъем которых осуществляется с фронта котла при помощи троса, перекинутого через блоки.

Вода в котел подводится через нижний патрубок и поступает в заднюю секцию. В результате того, что нижний коллектор в каждом ниппеле имеет шайбу, которая приварена к стяжному болту, вода по задней секции поднимается вверх.

При помощи специальных литых вставок, установленных в верхних головках секций, обеспечивается винтообразное движение воды по средним секциям. Вода, пройдя последовательно по всем секциям, нагревается и через патрубок на фронте котла отводится в систему теплоснабжения.

Стальные секционные водогрейные котлы, их устройство и работа

В отопительных и небольших производственных котельных кроме секционных чугунных котлов распространены также стальные секционные котлы НР-18, «Надточия» и НИИСТУ-5, собирамые методом сварки из трубных секций разной формы.

Котлы Н. Рсвокатова и «Надточия» выпускались с 1947 г. и их в эксплуатации до сегодняшнего дня осталось очень мало. Котлы НИИСТУ-5 выпускались длительное время (до 1988 г.), и в настоящее время заводы выпускают запасные части для их ремонта.

Рассмотрим устройство таких котлов на примере котла НИИСТУ-5 (рис. 67, 68). Эти котлы состоят из крайних, средних и задних секций.

К вертикальным участкам труб боковых экранов приварены стальные полосы, образующие газонаправляющие перегородки. Такие же полосы приварены к экранным трубам задней секции.
Средних секций в этих котлах может быть от двух до пяти. Данные о поверхностях нагрева при работе на природном газе в указанных котлах приведены ниже:

Количество секций, шт 2 3 4 5
Поверхность нагрева, м 2 25,2 32,3 39,4 46,5
Теплопроизводительность, Гкал/ч 0,4 0,5 0,6 0,7

Металлическая часть котла, включающая также переднюю и заднюю секции, устанавливается на внутренние стенки фундамента из огнеупорного кирпича. Для лучшего использования поверхности нагрева обмуровка выполняется огнеупорной, а снаружи обкладывается красным кирпичом вокруг котла.
Топка котла (см. рис. 67) размещается под котлом и может быть использована для сжигания различных видов топлива. Дымовые газы из топки поднимаются вверх, омывают газонаправляющие перегородки 3 и по параллельным каналам между трубами опускаются в дымоходы 10 справа и слева. В конце котла на дымоходах установлены вертикальные шиберы для регулировки тяги, привод которых осуществляется через тросы впереди котла. Из дымоходов котла дымовые газы поступают в общекотельный дымоход (лежак) и по нему направляются в дымовую трубу.

Для создания прямотока в котлах НИИСТУ-5 в верхнем и нижних коллекторах приварены перегородки.

Вода в котел поступает через патрубок на нижнем (верхнем) коллекторе заднего экрана, проходит по котлу, нагревается и через передний патрубок на верхнем коллекторе направляется в тепловую сеть.

Как выбрать чугунный котел для частного дома

Чугунный котел относится к старейшему климатическому оборудованию. Чугун применялся в котлостроении с 18 века и на протяжении этого срока доказал, что является долговечным, надежным и достойным материалом в системах отопления.

Он легко выдерживает большие нагрузки и применяется для производства котловых поверхностей нагрева в виде экономайзеров или теплообменных аппаратов.

Чугунные твердотопливные котлы не боятся температурных перепадов в системе теплоснабжения. Фирмы-производители чугунных отопительных агрегатов заявляют, что такая продукция способна эксплуатироваться до 50 лет, тогда как стальные агрегаты не более 15 лет.

Содержание Показать

Что собой представляют чугунные котлы

Для изготовления отопительных устройств используется специальный чугун с процентным содержанием углерода - 4.5% и с присадками кремния, серы и фосфора.

Некоторые котлопроизводители организовали собственный выпуск чугуна, например, Buderus. Котлы чугунные, как правило, выполняются из взаимозаменяемых секций.

Устройство чугунного котла

Простейший чугунный котел, работающий на твердом топливе с водяным контуром нагрева, выполнен в виде разборной секционной конструкции, обшитой декоративными листами.

Между топкой и отделочной конструкцией размещается листовой утеплитель до 100мм, как правило, — это огнестойкая базальтовая вата. Для обвязки с системой дымоотведения, агрегаты оснащаются дымоотводным патрубком.

Для обвязки к отопительной системой из чугунного твердотопливного котла выведены два патрубка для прямого и обратного теплоносителя.

Топочная камера сгорания и зольная камера оборудуются дверцами, которые, в зависимости от температурного режима, могут выполняться глухими либо с элементами из тугоплавкого стекла. Определенные модели чугунных агрегатов комплектуются дутьевым вентилятором, циркуляционным насосом и приборами автоматики безопасности.

Принцип работы

Чугунные водогрейные котлы могут работать, на газовом, жидком и твердом топливе, от чего будет зависеть принцип функционирования топочного устройства.

Схема нагрева теплоносителя для этих видов отопителей в основном остается неизменной. Топливо сгорает в топочной камере, образуя горячие дымовые газы, которые под воздействие тяги поднимаются в дымовую трубу, омывая поверхности нагрева котла. Во внутреннем контуре теплообменного аппарата циркулирует теплоноситель системы отопления, который нагревается теплом уходящих газов.

Наиболее популярным и недорогим вариантом горючего для теплоснабжения в России является магистральный газ. Газовые чугунные котлы обладают самым высоким КПД, а их цена исключительно зависит от степени автоматизации.

Преимущества

Самое большое преимущество чугунных котлов — большой срок эксплуатации, средний показатель 30 лет, существуют модификации, которые могут эксплуатироваться на протяжении 50 лет.

Кроме того чугунные котлы отопления, имеют такие достоинства, по сравнению со стальными аналогами:

Повышенная ремонтопригодность, возможность ремонта секции, путем простой замены на новую.
Инерционность нагрева и охлаждения, такие агрегаты эффективно сохраняют тепловую энергию.
Чугун не боится коррозии и процессов накипеобразования. Накипь легко удаляется в процессе промывки системы отопления.
Возможность увеличения тепловой мощности котла при наращивании чугунных секций.
Возможность функционирования в среде с высокими температурами до 300 С без деформации конструкционных элементов.

Недостатки

Самый большой недостаток чугунных котлов — это его цена, которая обычно в два раза выше, чем у стальных моделей.

Кроме того к недостаткам чугунных отопительных устройств можно отнести:

Боязнь резких температурных перепадов в топке, например при попадании холодного теплоносителя на раскаленный теплообменник. Это приводит к образованию микротрещин, которые в дальнейшем могут полностью разрушить конструкцию.
Чугун очень хрупкий, он боится любых механических ударов, например, гидроударов, возникающих при запуске тепловых сетей из холодного состояния.
Большой вес и габариты.

Разновидности чугунных котлов

Современный российский рынок климатической техники представлен такими устройствами: традиционные энергозависимые и энергонезависимые модели, пиролизные агрегаты и чугунные котлы длительного горения.

Котлы на угле

Принцип горения у традиционных угольных котлов аналогичен работе обычной печи либо буржуйки. Сегодня лучшее применение этого устройство — это котел для бани. Топливо загружается в топочную камеру и разжигается ручным методом.

Технологический процесс сгорания неизменно проистекает снизу вверх. Тепловая энергия, от дымовых газов, образовавшихся в процессе сгорания топлива передается через чугунные поверхности нагрева, выполненные, как правило, в виде водяной рубашки.

Более современные высокотехнологичные модификации комплектуются блоком автоматики и регулирования топочных процессов, что дает возможность гарантировать устойчивую работу нагревательной системы в установленном диапазоне.

Ориентировочно продолжительность теплового цикла на одной загрузке равняется от 2 до 4 часов. КПД таких угольных агрегатов низкий — от 72 до 80%. Единственное преимущество этих традиционных обогревателей — относительно низкая цена.

Пеллетные котлоагрегаты

Это современное энергоэффективное тепловое оборудование, предназначенное для сжигания пеллет. Базовыми конструкционными элементами такого твердотопливного чугунного котла являются: топочная камера, горелочное устройство, бункер для пеллет. А также блок автоматики и регулирования.

Пеллеты по первому шнеку в системе топливоподачи поступают в предтопок, а из него по внутреннему шнеку к горелочному устройству. Котел имеет систему автоматического розжига форсунки, обеспечивающей полное сжигание топлива. Теплотворная способность 1 кг пеллет способно выработать 5 кВт/час тепловой энергии

Агрегаты такой модификации отличаются высоким КПД до 92%. Пеллеты хранятся в топливном бункере, объединенном с топочной камерой. Подача их в топку полностью автоматизирована со сроком бесперебойной работы не менее 7 дней.

Печи длительного горения

Котел длительного горения способен работать на различных видах энергоносителей: уголь, брикеты, отходы деревообработки и торфяное топливо.

В противоположность традиционным агрегатам, у которых тепловой цикл одной загрузки не превышает 4-х часов, агрегат длительного горения на дровах может без дозагрузки функционировать от 8 до 24 часов, а на угле до 5 суток.

Увеличение срока работы можно достичь за счет применения более калорийного топлива, увеличения топочного объема и использование принципа верхнего сжигания горючего.

Тепловая энергия котлов вырабатывается равномерно, что позволяет полностью передать и сохранять ее в сети, даже без установки бака-аккумулятора.

При достижении заданной температуры в отопительном контуре и внутри помещения, интенсивность процесса горения уменьшается, благодаря дозированной подаче воздуха, в этом случае котел переходит в режим поддержки температуры, снижая расход топлива, и тем самым продлевает время функционирования. Эффективность такого принципа нагрева достигает КПД 92%.

Теплогенераторы

Чугунные теплогенераторы — агрегаты, вырабатывающие тепловую энергию с использованием природных энергоносителей для отопления, как правило, больших помещений промышленного назначения. Теплоносителем для таких устройств, является не вода, как в отопительных котлах, а воздух.

Теплогенератор в топочной камере сжигает топливо, в результате чего образуются дымовые газы, которые выбрасываются в дымовую трубу, предварительно пройдя через систему чугунных теплообменников.

Внутри чугунных элементов движется холодный воздух, который забирается из помещения вентилятором. Воздух нагревается до температуры 140 С и подается в систему распределения воздушных потоков, по которым попадает в нужную комнату.

Известные модели с характеристиками и ценами

Отечественный рынок климатической техники хорошо представлен чугунными котлами, как российских, так и западных брендов. Несмотря на высокую цену, такие котлы пользуются спросом у потребителей, которые мыслят перспективно.

Protherm Бобер 20 DLO

В принципе срок окупаемости чугунных котлов длительного горения не превышает 4-лет, а срок работы может достигать 50 лет, перспективность такой инвестиции в автономную систему теплоснабжения — очевидна.

Наиболее популярными моделями чугунных агрегатов, по мнению пользователей в 2019 году стали модели:

Protherm Бобер 20 DLO, производитель — Словакия, тепловая мощность 19 кВт, КПД-72%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 55 000 руб.
Viadrus Hercules U22 C-3, производитель — Чехия, тепловая мощность 17.7 кВт, КПД-80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 62 000 руб.
Kentatsu Furst ELEGANT-03 производитель — Турция, тепловая мощность 17 кВт, КПД - 80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 36000 руб.
КЧМ - 5-К-03М1 3 секции производитель — Россия, тепловая мощность 21 кВт, КПД -71.6%, твердотопливный котел с чугунным теплообменником, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 62500 руб.
Beretta Karbor 27, производитель — Италия, тепловая мощность 27 кВт, КПД - 81.3%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 34500 руб.
Котел Сибирь КВО 20 ТПЭ, производитель — Россия, тепловая мощность 20 кВт, КПД - 85%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 21200 руб.
Котел Лемакс Лидер 25 - производитель — Россия, тепловая мощность 30 кВт, КПД - 91%, газ, напольный, одноконтурный, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г - 47940 руб.

Сравнение стальных и чугунных котлов

Выполнение сравнения двух видов котлов необходимо проводить по реальным условиям эксплуатации и тепловой нагрузки.

Котел Kentatsu

Для сравнения используют следующие показатели:

Габариты, они ограничены условиями размещения на конкретном объекте, здесь лучшие показатели у чугунных модификаций, которые намного компактнее.
Вес — лучшие показатели у стальных котлов, особенно газовый, в связи, с чем они могут быть настенного размещения.
Стоимость — преимущество у стальных вариантов.
Срок эксплуатации — преимущество у чугунных агрегатов 50 лет против 20 для стальных котлов.
Коррозионная стойкость — преимущество у чугунных устройств, собственно данный параметр и влияет на продолжительность эксплуатации агрегатов.
Стойкость против температурных перепадов и гидроударов — преимущество у стальных котлов.

Критерии выбора

С каждым годом сделать выбор котла становится все более сложным, поскольку рынок насыщен всевозможными модификациями. Неопытному застройщику, перед тем как приобрести агрегат, лучше обратится к профессионалам за советом.

Существует ряд показателей, на которые нужно обращать внимание перед покупкой отопительного устройства:

Вид базового топлива, особенно для мультитопливных агрегатов.
Вес котла, для того чтобы учесть условия монтажа.
Тепловая мощность, чтобы котел поддерживал санитарную температуру в частном доме при самых низких температурах наружного воздуха для климатической зоны места расположения.
Объем загрузочной камеры, обеспечивает время непрерывной работы на одной загрузке.
Количество нагревающих контуров: только для отопления или для отопления и ГВС.
Экономичность, КПД современных чугунных котлов достигают 92 %. Не стоит брать агрегаты с меньшими показателями, поскольку это вызовет рост себестоимости тепловой энергии.
Автоматика безопасности и регулирования.
Энергонезависимость.

Порядок монтажа

В общем, монтаж чугунных котлов не является чем-то сложным, тем не менее, его нужно поручить выполнять специализированной организации, имеющую соответствующую лицензию, особенно в отношении котлов, работающих на природном газе.

Кроме газовиков такие требования к выполнению монтажных работ предъявляются практически всеми западными производителями, для гарантийного обслуживания.

Отечественные заводы менее требовательные, некоторые даже выпускают подробные инструкции по выполнению монтажа и допускают что он будет выполняться собственником котла самостоятельно.

Принципиальная схема выполнения монтажных работ чугунного котла:

Подготовка помещения для установления агрегата: фундамент, освещение, вентиляция и теплозащита поверхностей, которые будут контактировать с котлом.
Обвязка агрегата с системами топливоподачи.
Обвязка агрегата с дымоотводными системами.
Обвязка агрегата с контуром отопления.
Обвязка агрегата с контуром ГВС и внешним бойлером косвенного нагрева, при наличии в тепловой схеме теплоснабжения объекта.
Установка блока автоматики и безопасности.
Подключение линии электропитания котла.
Проверка выполнения монтажных работ и опрессовка.

Эксплуатация

После выполнения всех монтажных работ, успешного проведения наладочных работ и получения разрешения на подачу газа в котел, собственник может приступать к эксплуатации оборудования.

Ее проводят, в соответствии с заводской инструкцией, правилами эксплуатации газового оборудования, электрооборудования и пожарной безопасности в жилом доме.

Пользователь должен обратить внимание в инструкции на раздел " аварийная ситуация ", чтобы тщательно изучить порядок возникновения и устранения сбоев в работе агрегата.

Для чугунных котлов наиболее опасным является подача холодной воды на раскаленные поверхности нагрева, в этом случае может произойти взрыв, из-за мгновенного вскипания воды и создания высокого давления пара внутри котла. Для защиты от разрыва котла в водяную систему интегрируется предохранительно-сбросной клапан.

Кроме того пользователю потребуется обратить особое внимание на наличие достаточной тяги в котле, чтобы отвести угарный газ в дымовую трубу, в противном случае может произойти отравление окружающих.

Для безопасности в домах, использующих в качестве источника отопления чугунные агрегаты, устанавливаются датчики по загазованности, чтобы они могли своевременно предупредить жильцов о присутствии угарного газа в помещении.

Для предупреждения аварийной ситуации на газовых линиях котла, устанавливаются клапаны-отсекатели, которые прекращают подачу газа в топку, при отрыве факела от форсунки или высокой температуре теплоносителя на выходе из устройства.

Технические характеристики котлов КЧМ

Котёл КЧМ – это надёжное, простое и популярное оборудование. Это оборудование способно работать на разном топливе. Конструктивная особенность позволяет выполнять быстрый ремонт – повреждённая секция заменяется на новую. Это главное отличие от стальных котлов, которые бывает трудно отремонтировать.

Содержание Показать

Кто производитель

Чугунные котлы КЧМ производит ОАО «Кировский завод». Это предприятие работает уже более двух веков. В нынешнее время завод входит в производственный холдинг и выпускает продукцию из чугуна. И котлы отопительные КЧМ это одно из направлений деятельности предприятия.

Расшифровка

Аббревиатура КЧМ обозначает котёл чугунный модернизированный. Рассмотрим для примера твердотопливный котел КЧМ-5-К-03 М(М1), его наименование несёт следующую информацию:

К – комбинированный;
03 – типовое исполнение;
М – модернизированный с единой дверкой для шуровки и золы;
М1 – модернизированный с разными дверками.

Устройство котлов КЧМ

Данное оборудование изготавливают из чугуна, который отличается долговечностью и надёжностью, а также этому материалу не страшна коррозия и не прогорает, как сталь, от высоких температур. Слабое место – это резкие изменения температуры, вследствие чего могут образоваться трещины.
Конструктивно поверхность нагрева представляет собой пакет секций из чугуна. К последней секции прикрепляется дымоход и там же присоединение котла к системе отопления.

С фронтальной стороны предусмотрен люк ревизии для очистки дымовой трубы и ряд дверок (для загрузки топлива, для очистки зольника и шурования). Для избежания потерь тепла агрегат покрывается теплоизоляцией, как правило, это минеральная вата, которая способна переносить большие температуры и не несёт опасности здоровью человека.

Поверх размещается металлическая рубашка, покрытая краской. Регулировка тяги производится вручную при помощи шиберных заслонок. В корпусе котла предусмотрен ряд приборов для контроля работы. В зоне нагрева, к примеру, вмонтирован термометр для измерения температуры теплоносителя.

Плюсы и минусы

Котлы на твёрдом топливе КЧМ имеют ряд достоинств:

материал изготовления – чугун;
широкий диапазон по теплопроизводительности: от 21 до 80 кВт, что возможно благодаря секционной конструкции;
небольшие габариты, что удобно при размещении в маленьком помещении;
возможность модификации для работы на других видах топлива;
энергонезависимые;
нет особых требований к тяге;
лёгкая эксплуатация и обслуживание;
непритязателен к качеству топлива;
возможность реставрации;
российское производство, что удобно в случае приобретения запасных частей;
большой срок работы (свыше 25 лет), что обеспечивается качественными деталями;
невысокая стоимость по сравнению с аналогами.

Однако стоит отметить и недостатки:

высокий расход топлива;
коэффициент полезного действия в среднем около 78%, что ниже, чем у аналогов;
невысокая эффективность приводит в повышенному образованию отходов и частой чистке;
строгие требования к качеству дымохода.

Коэффициент полезного действия зависит напрямую от качества топлива. Эффективнее всего использовать уголь антрацит марки АМ или невлажные дрова – до 20%. На угле расход небольшой.

Основные параметры

Технические характеристики КЧМ в зависимости от теплопроизводительности следующие:

№ п/п	Наименование	Характеристики							Примечание
1	Количество секций	3	4	5	6	7	8	9
2	Мощность, кВт	21	30	40	50	60	70	80
3	Площадь отапливаемых помещений, кв.м.	210	300	400	500	600	700	800	При высоте потолка до 2,8 м
4	КПД, % от	77,6	78,3	78,8	79,2	79,6	79,8	80
5	Расход угля, кг/ч до	3,3	4,6	6,1	7,6	9,1	10,6	12	При номинальной мощности
6	Температура дымовых газов,˚С до	250

Правила монтажа и эксплуатации

Устанавливая котёл необходимо выполнить определённые требования, связанные с пожарной безопасностью. Это позволит увеличить срок службы твердотопливного котла и обеспечит безопасность и комфорт.
При установке котла в приспособленном помещении важно выдержать расстояние от агрегата до стен: от тыльной поверхности до стены не менее 250 мм, до боковых не менее 100 мм.

Чтобы при монтаже и обслуживании был доступ к тыльной поверхности котла необходимо от одной боковой стороны выдержать расстояние не меньше 400 мм. Перед котлом предусматривается свободное пространство около 1 кв.м., чтобы обеспечить лёгкую загрузку топлива и чистку зольника.

Отопительная установка размещается на надёжное основание, отделанное огнеупорными материалами, или на помост.
Топливо располагают на расстоянии от 400 мм до котла.
Теплоноситель используют подготовленный, без примесей, во избежание образования отложений, что может уменьшить срок работы.
Оборудование подходит для работы в системах как с природной, так и принудительной циркуляцией теплоносителя.

Важно защитить котёл от перегрева, когда температура воды достигла предельного значения, а топливо продолжает гореть.

Избежать этого явления можно при помощи: термостатического регулятора тяги, использования охлаждающего теплообменника, клапана переключения или установки теплоаккумулирующей ёмкости.

Неисправности

В процессе эксплуатации могут наблюдаться характерные неисправности КЧМ.

Вид неисправности	Причины	Способ устранения
Образование течи на ниппельных соединениях	Котёл разгерметизирован, гайки болтов ослабли из-за нарушения правил эксплуатации	Усилить крепление гаек к болтам, если не удаётся, то обратиться к специалистам
Появление влажности на стенках секций	Секции разгерметизированы. Дефект производства или неправильная эксплуатация	В местах появления влажности протереть раствором нашатырного спирта
Течь по стенкам секций	Место течи расклепать керном и молотком. Если не удастся ликвидировать течь, то обратиться к специалистам

Помимо распространённых поломок следует знать перечень быстроизнашивающихся деталей: щиток шуровочной дверки, отражатели шуровочной и загрузочной дверок, термопара, терморегулятор, запальник.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Чугунные секционные котлы ( табл. 8.1) состоят из набора чугунных секций и в зависимости от тепловой мощности поставляются в виде готового блока или собираются на месте при монтаже котельной. Мощность котла зависит от количества секций в нем и поверхности нагрева каждой секции и определяется как произведение удельной тепловой мощности на суммарную поверхность нагрева. [2]

Чугунные секционные котлы применяются в водяных системах отопления с температурой воды до 115 Сив паровых системах с давлением пара до 0 7 ати. Такие котлы собираются из отдельных секций. Последнее позволяет, изменяя их число, подбирать необходимую поверхность нагрева и в случае аварии заменять только те секции, которые повреждены. [3]

Чугунные секционные котлы собирают из отдельных элементов - секций, внутри которых циркулирует вода. Снаружи они обогреваются горячими газами. Вверху и внизу секций имеются приливы со сквозными отверстиями ( ниппельные головки), в которые закладываются ниппели, соединяющие водное пространство смежных секций. [4]

Чугунные секционные котлы Луч ( рис. 225) работают на газообразном топливе. Газоходы в этих котлах расположены вертикально. Газы движутся снизу вверх, благодаря этому не образуется газовых мешков и работа этих котлов становится безопасной. [5]

Чугунные секционные котлы применяются в водяных системах отопления с температурой воды до 115 и в паровых системах с давлением пара до 0 7 ати. Такие котлы собираются из отдельных секций, что дает возможность, изменяя их число, подбирать необходимую поверхность нагрева, а в случае аварии производить замену только тех секций, которые повреждены. [6]

Чугунные секционные котлы набираются из отдельных секций, внутри которых циркулирует нагреваемая вода. Снаружи секции обогреваются горячими газами. Вверху и внизу каждой секции располагаются приливы со сквозными отверстиями, называемые ниппельными головками, в которые закладываются ниппели, соединяющие водяное пространство смежных секций. В зависимости от типа котлов межниппельное расстояние имеет различные значения: для малометражных котлов - 890 мм, для котлов шатрового типа - 1100 мм ( котлы типа Универсал) и для котлов типов Энергия, Тула, Минск и др. - 1330 мм. [7]

Чугунные секционные котлы оборудуются внешней топкой с применением вентиляторного дутья под колосниковую решетку, что дает возможность сжигать все виды твердого топлива. Конструкция котлов позволяет увеличивать объем топочной камеры за счет размещения колосниковой решетки на разных уровнях. [9]

Чугунные секционные котлы , по сравнению со стальными менее подвержены действию кислоты и для удаления с их поверхности нагрева накипи применяют кислотный способ очистки. Концентрация раствора соляной кислоты зависит от толщины слоя накипи. Подогрев или кипячение кислотного раствора в котле не допускается. Раствор соляной кислоты приготовляют в деревянной бочке, установленной выше котла и соединенных между собой резиновым шлангом, по которому раствор самотеком поступает в нижнюю часть котла. Под действием раствора накипь растворяется с интенсивным выделением углекислого газа. Поэтому персонал, находящийся в котельной, должен соблюдать меры безопасности и хорошо вентилировать помещение котельной. Окончание чистки котла определяют по прекращению выделения углекислого газа и пены. Затем в раствор добавляют воду и удаляют его из котла. После удаления раствора котел тщательно промывают через верхние ниппельные отверстия до появления чистой воды. [10]

Чугунные секционные котлы поставляют блоками или пакетами, предварительно собранными и спрессованными на заготовительных предприятиях. [12]

Чугунные секционные котлы предназначены для слоевого сжигания сортированного твердого топлива на колосниковых решетках с ручным обслуживанием. Котлы также могут быть приспособлены для сжигания в них газообразного и жидкого топлива путем установки соответствующих горелок или форсунок с автоматическими устройствами. В качестве измерителя поверхности нагрева котлов временно применяют теплотехнический показатель - квадратный метр условной поверхности нагрева ( м2 УПН); поверхность определяют специальными теплотехническими испытаниями. [13]

Чугунные секционные котлы предназначены в основном для приготовления горячей воды с максимальной температурой до 115 С и рабочим давлением до 6 кГ / см2, которая по трубопроводам поступает в нагревательные приборы водяной системы отопления. [14]

Чугунные секционные котлы поставляются заводами-изготовителями отдельными секциями, поэтому при монтаже котельных установок секции необходимо собирать в пакеты. Пакетом называется полный комплект секций на одну половину котла, собранных и подготовленных к установке на фундамент в котельной. [15]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Чугунные водогрейные котлы имеют небольшую теплопроизводительность и применяются в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Они предназначены для подогрева воды до температуры 115 С при давлении р 0 7 МПа. Чугунные котлы можно также использовать в качестве паровых с давлением парар 0 17 МПа, при этом их оборудуют паросборниками. [2]

Чугунные водогрейные котлы состоят из литых секций, которые ниппелями и стяжными болтами соединены между собой и образуют поверхность нагрева котла. По внутренним каналам секций проходит вода. С внешней стороны ( обращенной в топку) секции омываются горячими продуктами сгорания топлива. Топки чугунных котлов могут быть внутренними ( расположенными между секций) и выносными. [4]

Чугунные водогрейные котлы по теплопроизводительности могут быть от 0 0023 до 1 4 МВт ( от 0 008 до 1 215 Гкал / ч), так как они собираются из секций разного типа и для различных топлив. [5]

Чугунные водогрейные котлы применяются различных типов. Все они, как правило, изготовляются секционными для возможности иметь различные поверхности нагрева. [6]

Чугунные водогрейные котлы Универсал-3 ( рис. 222) предназначены для сжигания антрацита и бурого угля. [8]

Чугунные водогрейные котлы Универса л - 3 ( рис. 222) предназначены для сжигания антрацита и бурого угля. [9]

Чугунные водогрейные котлы шатрового типа работают под давлением, соответствующим высоте присоединенной системы отопления: максимальное давление до 0 59 МПа, максимальная температура нагреваемой воды 95 С. [10]

Наиболее распространены в сельском хозяйстве чугунные водогрейные котлы Универсал, которые предназначены для системы водяного отопления с наивысшей температурой нагрева воды до 115 С. Поверхность нагрева котлов Универсал может быть различной в зависимости от количества секций. [12]

В системах отопления и горячего водоснабжения небольших зданий применяют малометражные стальные и чугунные водогрейные котлы ( табл. 1.2), рассчитанные на рабочее давление 0 2 МПа и температуру воды 90 С. [14]

Читайте также: