Водотрубные и жаротрубные котлы отличия

Обновлено: 16.05.2024

Жаротрубный и водотрубный котел разница

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

  • 1 Устройство жаротрубного котла
  • 2 Принцип работы
  • 3 Виды жаротрубных котлов
  • 4 Отличие жаротрубного котла от водотрубного
  • 5 Лучшие Российские производители
Содержание

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения. Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

  • каналы воздухоотвода;
  • манометр для пара;
  • термометр для теплоносителя;
  • управляющий блок;
  • контроллеры давления;
  • аварийная защита.

Особенности котлов:

Водотрубные котлы являются более совершенными относительно газотрубных, которые со временем все больше устаревают и заменяются водотрубными из-за недостатка мощности, большей взрывоопасности, повышенных требований к качеству воды и другого.

При выборе парового котла можно обратить внимание на его основные технико-экономические показатели. По рабочей характеристике парового котла, отображающей теплообмен в определенных местах его конструкции, являющихся рабочими поверхностями, можно провести анализ эффективности его работы. Можно посмотреть паровые котлы miura на официальном сайте.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см. Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное. Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо. На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход. По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла. В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

  • простая конструкция;
  • изготавливаются из недорогого метала;
  • компактность;
  • простое обслуживание;
  • легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

  • требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
  • высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
  • высокое аэродинамическое сопротивление;
  • необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива. Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

  • нет опасности взрыва;
  • быстрый теплообмен;
  • небольшой вес оборудования;
  • надёжная конструкция;
  • нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

  • качество швов и соединений должно быть высоким;
  • более сложное устройство;
  • сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Принцип работы жаротрубного котла

Жаротрубный котел чаще всего выглядит как цилиндр расположенный горизонтально. Внутри его есть горелка, горячие газы от которой попадают в систему труб, вокруг которых находится вода.

Вода, соприкасаясь с трубами, температура которых составляет 115 градусов, нагревается и превращается в пар, который затем собирается в специальном резервуаре.

Жаротрубные котлы до сих пор используются в промышленности, так как имеют простую понятную конструкцию. Кроме того их производство, обслуживание и ремонт не требуют значительных материальных вложений.

Ведь для изготовления корпуса используют недорогие марки стали. Недостатком является высокая взрывоопасность. При перепадах давления внутри котел может взорваться.

Этому способствуют также отложения на стенках, которые возникают из-за небольшой скорости движения теплоносителя. Для работы таких котлов нужно большое количество топлива, так как приходится нагревать много воды.

Лучшие Российские производители

Среди российских производителей стоит выделить несколько предприятий:

Готовые чертежи и проекты дымовых труб

Мачтовые

смотреть Мачтовые дымовые трубы предназначены для отвода дымовых газов котлов котельных, работающих на жидком,…

Самонесущие

смотреть Самонесущая дымовая труба предназначена для отвода продуктов сгорания и обеспечения естественной тяги в топливн…

Фасадные и газоходы

смотреть Фасадная(настенная) дымовая труба состоит из отдельных утепленных секционных дымоходов и элементов кр…

На оттяжках

смотреть Дымовые трубы на растяжках представляют одноствольную вертикальную стальную конструкцию, фиксирующюся при помощи ста…

Ферменные

смотреть Ферменные дымовые трубы представляют собой стальную решетчатую башню СРБ и подвешенных на нее теплоизолированных газ…

Колонные

смотреть Колонная дымовая труба представляет собой конструкцию из металлической несущей наружной обечайки и газоотводящи…

Выбор материалов для сооружения котельных дымоходов

При определении материала необходимо учесть его положительные и отрицательные стороны:

  1. Кирпич имеет высокую механическую прочность, теплоемкость и достаточно высокую степень пожаробезопасности. Из недостатков: оседание конденсата и копоти с содержанием оксидов серы. При взаимодействии с водой происходит образование кислот, разрушающих материал. Загрязнение в проходе снижает скорость прохода газов и приводит к опрокидыванию тяги. Высота: 30-70 м с допустимым диаметром 0,6/8 м.
  2. Керамика обладает высокой огнеупорностью и устойчивостью к конденсату и воздействию окружающей среды. Недостаток: значительный вес, требующий установки дополнительного фундамента, что увеличивает сложность монтажа и его стоимость.
  3. Полимерные материалы можно использовать при газовом оборудовании. Обладают высокой прочностью, легкостью и гибкостью. Максимальная температура нагрузки: 250⁰C.
  4. Стальные дымовые трубы: мобильная конструкция, состоящая из множества элементов. Довольно просты в монтаже и имеют возможность разборки и переноса в будущем. Имеют относительно небольшой вес, устойчивы к конденсату. Копоть отлаживается незначительно, и обладают высокой скоростью прохождения дымовых газов. Ограничены по высоте до 30-40 м с диаметром 0,4 -1 м.
  5. Железобетон используется для больших промышленных площадей, допустимое значение высоты до 300 м с диаметром до 10 м.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Жаротрубный или водотрубный котел?

Для каких целей нужен паровой котел: схема и эксплуатация

Время на чтение: 4 мин

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

  • 1 Устройство жаротрубного котла
  • 2 Принцип работы
  • 3 Виды жаротрубных котлов
  • 4 Отличие жаротрубного котла от водотрубного
  • 5 Лучшие Российские производители

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения. Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

  • каналы воздухоотвода;
  • манометр для пара;
  • термометр для теплоносителя;
  • управляющий блок;
  • контроллеры давления;
  • аварийная защита.

Рекомендуем ознакомиться

  • Ремонт дымовой трубы
  • Нержавеющие дымовые трубы
  • Стальные дымовые трубы
  • Высота дымовой трубы
  • Дымовая труба сэндвич
  • Металлические дымовые трубы
  • Вантовые оттяжки дымовой трубы
  • Мачты для дымохода
  • Дымовые трубы для котельных
  • Как рассчитать дымоход
  • Типовые проекты и чертежи дымовых труб
  • Промышленные дымовые трубы
  • Расчет дымовой трубы
  • Проектирование промышленных дымовых труб

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см. Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное. Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо. На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Производство дымовых и вентиляционных труб

Серия Д1

Дымовые трубы серии Д1 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающ…

Серия Д2

Дымовые трубы серии Д2 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающи…

Серия Д3

Дымовые трубы серии Д3 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающи…

Серия Д4

Дымовые трубы серии Д4 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающи…

Серия Д5

Дымовые трубы серии Д5 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающи…

Серия Д6

Дымовые трубы серии Д6 предназначены для отвода продуктов сгорания от котлов, работающи…

Расчет дымовой трубы для котла

Сразу обозначим, что рассчитать самостоятельно необходимый размер и количество дымовых труб практически невозможно. Это обусловлено сложностью расчетов и учетом огромного множества показателей. В них входит:

  1. Аэродинамические показатели выбранной модели и газового пути в котельной.
  2. Определение высоты конструкции.
  3. Расчет диаметра.
  4. Вычисление скорости прохождение продуктов горения и сравнение с допустимыми значениями.
  5. Расчет естественной тяги.
  6. Определение прочности и устойчивости для создания технического задания для фундамента.
  7. Вычисление теплотехнических показателей.

На основе данных расчет выполняется чертеж и составляется смета. При создании нестандартного сооружения дополнительно происходит разработка индивидуального паспорта и инструкции по эксплуатации. Данную работу, как производство дымовой трубы для котла, вы можете заказать у нас.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход. По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла. В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

  • простая конструкция;
  • изготавливаются из недорогого метала;
  • компактность;
  • простое обслуживание;
  • легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

  • требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
  • высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
  • высокое аэродинамическое сопротивление;
  • необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива. Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

  • нет опасности взрыва;
  • быстрый теплообмен;
  • небольшой вес оборудования;
  • надёжная конструкция;
  • нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

  • качество швов и соединений должно быть высоким;
  • более сложное устройство;
  • сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Особенности эксплуатации

В жаротрубных котлах принцип работы основан на подогреве воды и образовании пара, поэтому необходимо использовать воду без примесей и постоянно следить за показаниями датчиков с целью обеспечения стандартных режимов работы. Для подготовки воды рекомендуется применять двухступенчатые натрий-катионные фильтры или обратный осмос с натрий-катионированием.

Кроме того, необходимо выполнять деаэрирование для получения необходимого pH уровня, а также введение специальных химических средств, предотвращающих коррозию металла. Связана эта мера с тем, что при пониженной кислотности воды в ней образуются сульфиты и фосфаты железа, которые стимулируют отложения накипи на внутренних поверхностях. Слой накипи опасен в первую очередь для топочной трубы одно- или трёхходового жаротрубного котла, так как она охлаждается только водяной рубашкой.

Периодичность проверки качества воды через каждые 3-4 суток. Это делает встроенная автоматика или лаборатория. Контролируются следующие параметры:

  • жёсткость;
  • электропроводимость;
  • содержание щёлочи, кислорода и кислородного связующего компонента;
  • уровень pH.

В этот же период следует проводить частичную или полную продувку объёма для удаления шлама. Для этого в устройстве жаротрубных котлов предусмотрена запорная арматура, расположенная в его нижней части. Некоторые конструкции предполагают не периодическую, а постоянную продувку с количеством удаляемой воды 5-10% от общего объёма.

В процессе эксплуатации, чтобы избежать ремонта жаротрубных котлов, важно следить за их внутренним давлением. Большие объёмы поступающей в ёмкость воды благоприятно сказываются на стабильности давления при резких изменениях потребления пара отопительной системой. Однако термоаккумулирующие свойства жидкости даже при небольших колебаниях давления стремятся привести термодинамическую систему в стабильное состояние за счёт стремительного парообразования. В итоге, получаем опасный рост давления пара, который может привести к взрыву котла.

При использовании твёрдого топлива, в дымоходе образуется сажа, которая ухудшает отдачу тепла водяной рубашке и снижает тягу. Поэтому существенно повышается расход топлива при нагреве до заданной температуры и вырастает инерционность системы. По этим причинам необходимо проводить очистку каналов дымоотвода через 25-30 дней непрерывной эксплуатации.

Лучшие Российские производители

Среди российских производителей стоит выделить несколько предприятий:

Технические характеристики

Котловые трубы изготавливаются из коррозионностойких сталей, что обеспечивает им возможность безаварийной эксплуатации и дополнительного технического обслуживания в течение длительного периода. Технические характеристики труб для изготовления, монтажа и ремонта котлов и котельных установок должны полностью соответствовать техническим условиям 14-3-460-2003, 14-3р-55-2001 и обеспечивать безопасную работу котла при воздействии высокого давления и температуры.

Наружные диаметры горячедеформированных изделий находятся в пределах от 57 мм до 426 мм, при толщине стенки от 3,5 мм до 40 мм. Холодно деформированные имеют меньший диаметр, размер которого может быть от 10 мм до 76 мм, с толщиной стенки от 2,0 мм до 12,0 мм.

Необходимая длина котловых труб определяется заказчиком в зависимости от технологических потребностей и размеров котельной установки. Максимальная длина одной трубы может достигать 9 м.

Для моделей котлов, в устройстве которых применяются гнутые трубы, изготовитель по согласованию с заказчиком может поставлять наборы уже готовых трубных деталей. Такой способ поставки заготовительных материалов часто применяется на котельных заводах.

География выполненных проектов

От выбора, проектирования и монтажа конструкции зависит эффективность вывода газов. Поэтому обратитесь к специалистам с должной квалификацией, чтобы все

требования к дымовым трубам газовых и твердотопливных котлов были выполнены и успешно прошли акт обследования.

Дымовая труба котла Отзывы

Отзывы: 1, Рейтинг: 5.00

Какие трубы применяются для дымохода котельной? Какой марки стали они должны быть если они стальные?

Водотрубные и жаротрубные котлы. Отличия

Основные отличия жаротрубного от водотрубного котла

Отопительные котлы средней и большой мощностей по типу конструкции разделяются на две большие группы – водотрубные и газотрубные (жаротрубные).

Газотрубные – паровой или водогрейный котёл, у которого поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра, внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива. Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя (воды), который находится снаружи трубок.

Согласно ГОСТ 23172-78, различают жаротрубные, дымогарные и жаротрубно-дымогарные котлы: в жаровых трубах происходит горение, в дымогарных только движутся продукты сгорания. Обычно жаровые трубы толще и их количество меньше.

По направлению движения дымовых газов жаротрубные котлы можно разделить на пролётные, где проходящие огневую камеру и жаровые трубы горячие газы не меняют своего направления, и на оборотные, где газы совершают поворот в огневой камере.

Наиболее распространенная конструкция газотрубных котлов — цилиндрический корпус, расположенный горизонтально. Внутри корпуса у водогрейных котлов находится горячая вода, у паровых водяной и паровые объемы. В качестве топки используется жаровая труба, расположенная либо по центру котла, либо ниже. В переднем торце жаровой трубы устанавливается надувная горелка, рассчитанная на сжигание газообразного или жидкого топлива. Выше топки располагаются пучки дымогарных труб, по которым происходит дальнейшее движение горячих газов с последующим выходом в дымовую трубу.

Котлы такой конструкции бывают двухходовыми и трехходовыми. В двухходовых котлах используется реверсивная топка. В реверсивной топке дымовые газы, отражаясь от задней стенки топки разворачиваются на 180°С и идут к передней стенке котла. Далее горячие газы снова меняют направление движения, отражаясь от передней стенки, и проходя через дымогарные трубы удаляются из котла.

В трехходовом котле дымовые газы возвращаются к передней стенке котла через вторую жаровую трубу, либо через второй пакет дымогарных труб. Далее горячие газы снова меняют направление движения, отражаясь от передней стенки, и проходя через дымогарные трубы удаляются из котла.

К плюсам газотрубного котла можно отнести следующее:

  • простота изготовления;
  • возможность применения низкокачественной стали, что снижает себестоимость;
  • компактность;
  • простота обслуживания.

Газотрубные котлы обладают рядом эксплуатационных "минусов", перечеркивающих все их "плюсы". А именно:

  • Высокие требования (по сравнению с котлами водотрубной конструкции) к качеству котловой воды. Более жесткие требования к качеству питательной воды объясняются очень малыми скоростями (на порядок меньше по сравнению с водотрубными котлами) теплоносителя в жаротрубных котлах. У жаротрубного котла скорость воды настолько мала, что он практически является фильтром-осадителем. Такие котлы нельзя включать по одноконтурной схеме в работу со старой тепловой сетью, имеющей многолетнее накопление шлама в нижней части радиаторов, сетевых трубопроводах. В результате осаждения взвешенных веществ и покрытия ими части дымогарных труб, температура этих труб становится выше, давление перегретых труб на трубную доску и напряжения в сварных швах резко возрастают. Что приводит к деформации теплообменника и разрыву швов.
  • Жаротрубный котел взрывоопасен. При большом объеме нагретой воды при внезапном снижении давления внутри котла до атмосферного (раскрытие шва) мгновенно выделяется огромное количество пара и происходит взрыв.
  • У жаротрубных отопительных котлов аэродинамическое сопротивление выше, чем у водотрубных.
  • Необходимо отметить еще одну, хотя далеко и не основную проблему жаротрубных котлов. Наличие большого объема воды делает котел «вяло» реагирующим на потребность в тепле. Характерное для таких котлов длительное время нагрева приводит на практике к необходимости поддерживать высокую температуру большой массы воды в течение какого-то периода времени в ожидании потребности в тепле. А стоимость топлива, идущего на поддержание этого «горячего резерва» может достигать значительной величины.

По конструкции газотрубный котел является противоположностью водотрубному котлу.

Водотрубные котлы – паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из труб (кипятильных трубок), внутри которых движется теплоноситель (вода). Теплообмен происходит посредством нагрева труб горячими продуктами сгорающего топлива.

Простейший водотрубный теплообменник представляет собой конструкцию из двух параллельно расположенных труб, соединенных между собой большим количеством поперечных труб. Данная конструкция располагается в топке котла и дымовые газы проходя между трубами нагревают теплоноситель. Для увеличения площади нагрева применяют оребренные трубы.

Для примера можно привести радиатор системы охлаждения автомобиля. По сути он является вторичным водотрубным теплообменником.

Отличительными особенностями водотрубных котлов от газотрубных является меньший объем воды и большая скорость протекания теплоносителя. Из этого вытекают следующие преимущества:

  • низкая взрывоопасность;
  • быстрый нагрев воды;
  • меньший вес котла;
  • улучшенный теплосъем;
  • большая долговечность конструкции;
  • более низкие требования к качеству воды.

К недостаткам таких котлов можно отнести:

  • высокие требования к качеству соединений;
  • сложность конструкции;
  • сложность в обслуживании.

Большинство котлов, представленных на Российском рынке являются жаротрубными. Это связано как с более простой технологией производства, так и с простотой обслуживания данных котлов. Несмотря на свои преимущества водотрубные котлы средней и большой мощностей менее популярны у потребителей, но всё же занимают свою часть рынка отопительного оборудования.

Котёл водотрубный или жаротрубный: вечный спор

Изначально вся система советского, а затем и российского, отопления и горячего водоснабжения была ориентирована на водогрейные котлы водотрубной конструкции – в 1960-х годах прошлого века в СССР специальным решением Госгортехнадзора был введён официальный запрет на производство жаротрубных котлов из-за большого количества связанных с их эксплуатацией аварий.

Поэтому именно водотрубные котлы сформировали менталитет наших проектных, монтажных и эксплуатационных организаций, именно они стали традиционно российскими, так как были не просто адаптированы под местные условия, а создавались специально для них.

Жаротрубные котлы получили широкое распространение на территории РФ лишь в конце 80-х годов, и российские производители не остались в стороне от этого «модного» западного направления развития котлостроения, решив, что существующие системы химводоподготовки, контроль, автоматика и применение современного котельного оборудования при проектировании и модернизации оставили в прошлом проблемы их эксплуатации.

Первая информация о проблемах с эксплуатацией жаротрубных котлов (причём импортных, а не российских) пришла к нам из Прибалтики, ведь системы эксплуатации там остались те же, что и в России. После изучения этого отрицательного опыта, а также состояния систем теплоснабжения на местах у основного потребителя российские производители провели «работу над ошибками», в результате чего было принято решение о разработке водотрубных котлов малой мощности, которые бы сочетали в себе только положительные характеристики жаротрубных и водотрубных котлов, а именно:

§ надёжность и долговечность;

§ использование обычных схем водоподготовки;

§ компактность, возможность работы с современными длинно-факельными горелочными устройствами;

§ блочная поставка максимальной готовности и т.д.

По сути, стояла задача предложить заказчику выбор, который позволит ему принять решение для конкретной ситуации, с учётом всех реалий на местах.

И сейчас Заказчику предоставлен вполне достойный выбор – как в линейке жаротрубных котлов, так и водотрубных. Что же может повлиять на решение отдать предпочтение оборудованию той или иной конструкции?!

Жаротрубные котлы

При имеющихся плюсах, жаротрубные котлы (рис. 1) показали себя достаточно «капризными» в эксплуатации. Причины аварий на котельных с «жаротрубниками» уже неоднократно обсуждались и, если двигаться по стадиям жизнедеятельности оборудования, то можно условно выделить несколько групп ошибок.

1. Ошибки при проектировании:

- неверный подбор горелочных устройств (отсутствие регулировки геометрии факела, вентилятор не обеспечивает преодоление сопротивления котла);

- неверный подбор насосов рециркуляции для обеспечения перепада температур воды до и после котла;

- гидравлический режим не обеспечивает давления воды, предотвращающего пристенное кипение;

- неправильно подобрана установка химводоочистки;

- неверно подобраны горелки в режиме «включено – выключено» и не в модулируемом режиме (режим превышения расчётного числа циклов).

2. Ошибки при изготовлении и монтаже:

- металл не соответствует предельным параметрам, соответствующим температуре для жаровых труб;

- большие остаточные напряжения при сварке;

- перепутанные патрубки «вход – выход» воды на котле;

- трубопроводы смонтированы без «плавных» тройников и переходов с увеличенным сопротивлением.

3. Ошибки при эксплуатации:

- отсутствие химводоподготовки, несоответствие её расчётным значениям, отсутствие контроля за режимом ХВП;

- отсутствие контроля за режимом горения;

- отсутствие фильтров на линии циркуляции воды в системе теплоснабжения – особенно актуально после реконструкции котельных (насосов, ХВО, и т.п.), когда после пусков котла в него уходит весь шлам из системы;

- регулировка за счёт изменения количества турбулизаторов;

- нет промывки систем перед пуском;

- отсутствие периодичных промывок;

- ветхие тепловые сети, когда производительность ХВП не обеспечивает качество подпиточной воды из-за больших утечек и т.д.

Необходимо отметить, что по вине эксплуатации происходит порядка 98% выхода из строя котлов на местах. Сама конструкция жаротрубного котла при всех вышеперечисленных ошибках заставляет его работать как грязевик и способствует отложениям, накипи и, как следствие –перегрев, отдулины, трещины, а далее – выход из строя.

С другой стороны, откуда отечественным эксплуатационникам за относительно короткий промежуток времени было набраться опыта, если мощная система центрального теплоснабжения со всей своей инфраструктурой была в основном ликвидирована, а вновь построенные котельные малой мощности эксплуатируются силами районных ЖКХ небольших поселений, спортивных, торговых, санаторных и больничных комплексов и т.п.

При этом, надо отдать должное: как на западе, так и на российских теплогенерирующих объектах с профессиональным и бережным подходом к эксплуатации, опытом культуры и контролем водоподготовки жаротрубные котлы работают долго и успешно.


Рисунок 1. Жаротрубный котёл российского производства.

Водотрубные котлы

Аварийных ситуаций с эксплуатацией современных водотрубных котлов (рис. 2) гораздо меньше как раз из-за наличия огромного опыта их длительного применения в России.

Более того, интерес к их установке по сравнению с жаротрубными котлами неуклонно растёт (к проектированию, монтажу, эксплуатации и сервису мы уже привыкли, здесь особых нареканий нет).

В качестве обоснования этого интереса можно назвать следующие преимущества котлов водотрубной конструкции:

§ умеренное теплонапряжение в топке и большие скорости движения воды;

§ возможность работы напрямую на теплосеть;

§ более низкий удельный вес металла под давлением;

§ меньшие затраты на ремонт;

§ небольшой водяной объём, большая динамичность в наборе нагрузки;

§ повышенная эксплуатационная надёжность;

§ технико-экономические параметры (КПД, уровень автоматизации, подбор горелочных устройств, комплектность, блочность поставки, цена и другие показатели) практически не уступают котлам жаротрубной конструкции.


Рисунок 2. Водотрубный современный котёл российского производства.

Заключение

Можно достаточно долго рассуждать и дискутировать по части конструкции, проектирования, монтажа, эксплуатации, сервиса, подготовке персонала, контроля (в том числе и со стороны надзорных органов) экономики и т.п., но в реалиях сегодняшнего дня преимущество всё-таки остаётся за водотрубными котлами: если в 1990-х годах прошлого века в общем количестве выпуска малых котлов «жаротрубники» занимали 85%, то сейчас – только 40%.

Модные явления, в том числе и в технике, приходят и уходят, прогресс в любом случае не стоит на месте, и право на дальнейшее существование тех или иных типов оборудования получат те, кто воплотит новейшие технические решения с учётом адаптации их к конкретным условиям и в полной мере удовлетворит запросы потребителя.

Резюмируя вышесказанное, хотелось бы выделить самое, на мой взгляд, главное: при всём многообразии предложений на рынке весомое слово в пользу того или иного оборудования должно оставаться за профессионалами. Поэтому к выбору оборудования Заказчику следует привлекать профессионалов от эксплуатации, ведь вся ответственность за качественную и своевременную подачу тепла и горячей воды потребителю (производство, жильё, детские сады, больницы, школы и т.д.) лежит именно на их плечах (уголовная – в том числе). Только они, их опыт, владение обстановкой в конкретных системах дают гарантию выполнения всех требований потребителя в срок и с должным качеством.

Устройство и принцип работы жаротрубного котла

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

Содержание Показать

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.



Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения.
Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

  • каналы воздухоотвода;
  • манометр для пара;
  • термометр для теплоносителя;
  • управляющий блок;
  • контроллеры давления;
  • аварийная защита.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см.
Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.


Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное.
Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо.
На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные котлы разделяются на две большие категории:

  • паровые. Образуют пар в специальной ёмкости, который используется как рабочее тело в системе отопления;
  • водогрейные. В таких происходит нагрев воды, которая используется как теплоноситель. Использование пара в этих котлах исключается во избежания перегрева и разрушения труб.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Теплогенерирующие котлы большой производительности по своей конструкции разделяются на жаротрубные и водотрубные.
Особенность жаротрубных в том, что поверхность нагрева состоит из трубок, по которым движется сгораемое топливо. А нагрев теплоносителя, находящегося за пределами трубок, происходит путём теплообмена.
Жаротрубные котлы делятся также на пролётные – газы проходят без поворотов и оборотные – газы поворачивают в камере при движении.
Чаще всего это оборудование изготавливается в виде горизонтального цилиндра. Водогрейные котлы, такие как КВР или КВА, содержат нагретую воду внутри. Поверхность нагрева располагается в центре котла или ниже.


Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход.
По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла.
В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

  • простая конструкция;
  • изготавливаются из недорогого метала;
  • компактность;
  • простое обслуживание;
  • легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

  • требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
  • высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
  • высокое аэродинамическое сопротивление;
  • необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива.
Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.


Преимущества водотрубных котлов следующие:

  • нет опасности взрыва;
  • быстрый теплообмен;
  • небольшой вес оборудования;
  • надёжная конструкция;
  • нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

  • качество швов и соединений должно быть высоким;
  • более сложное устройство;
  • сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Водотрубные и жаротрубные котлы отличия

Жаротрубные и водотрубные котлы это два совершенно разных направления производства теплоносителя.

Жаротрубные котлы в нашей стране до недавнего времени не были широко представлены. Это связано в первую очередь с применением типовых стандартных решений при строительстве котельных. Котельные строились по готовым проектам, не оценивая экономическую целесообразность и стоимость дальнейшей эксплуатации. Кроме того в нашей стране множество котельных работающих на угле с ручной подачей топлива и газифицированы только центр России и крупные города.

Современные жаротрубные котлы предназначены для работы на газообразном и жидком топливе. Паропроизводительность паровых котлов может достигать 55 тонн пара в час, давление до 30 бар и температура пара до 300оС. Мощность водогрейных котлов достигает 38 МВт с давление до 30 бар и температурой 240оС.

Жаротрубные котлы проще в изготовлении, имеют меньшую металлоемкость и габаритные размеры и вследствие и более выгодную стоимость в сравнении с водотрубными. Кроме того такие котлы поставляются единым блоком в теплоизоляции, что значительно упрощает их монтаж в котельной.

В жаротрубных котлах значительно больше запас воды, что позволяет котлу реже включаться в работу и находится в горячем резерве длительное время. Кроме того у него значительно меньше гидравлическое сопротивление, что позволяет применять менее мощные насосы, что сказывается на капитальных затратах при строительстве котельной и на дальнейших эксплуатационных расходах. У таких котлов простой доступ к поверхностям нагрева, что позволяет проводить их очистку от сажи в короткое время без длительных остановок котельной.

Однако такие котлы очень требовательны к качеству котловой воды вследствие малых скоростей теплоносителя. Эксплуатация возможна только с грамотно подобранной системой водоподготовки. При работе без систем очистки воды котельное оборудование выйдет из строя за достаточно короткий промежуток времени. В прочем, это же относится и к котлам водотрубного типа. В них более высокая скорость воды в поверхностях нагрева и меньшая скорость отложения растворенных примесей на стенки котла. В итоге, использование котлов без системы химводоподготовки так же приведет к выходу из строя котлоагрегата, правда за более длительный срок, чем жаротрубного. Кроме того, в современных котельных контур котловой разделен с сетевым теплообменниками, и химически очищенная вода требуется только на исходное заполнение и на подпитку.


Водотрубные и жаротрубные котлы различаются в подходах приготовления теплоносителя и их области применения различны. При небольших мощностях котельной целесообразней применять жаротрубные котлы, при высоких мощностях, а также при высоких параметрах теплоносителя использовать такие котлы невозможно.

Котлы и другое котельное оборудование можно посмотреть у нас на сайте.

Читайте также: