Какие бывают котельные. Виды котельных в зависимости от своего размещения. По уровню механизации

1. Котельные установки

1.1 Общие сведения и понятия о котельных установках

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки – котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.

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

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

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

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

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

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

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

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

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

Котельные средней и большой мощности - 3,5 МВт и выше - отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Объемно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий (СИ 245-71), СНиП П-М.2-72 и 11-35-76.

1.2 Классификация котельных установок

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

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

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

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

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

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

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

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

На рис. 1.1 представлена схема котельной установки с паровыми котлами. Установка состоит из парового котла 4, который имеет два барабана - верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующих поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний - в нижней части водой, а в верхней - насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка 2 с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого или газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой.

Рис. 1.1. Схема паровой котельной установки

Рабочий процесс в котельной протекает следующим образом. Топливо из топливного склада подается транспортером в бункер, откуда оно поступает на колосниковую решетку топки, где сгорает. В результате горения топлива образуются дымовые газы – горячие продукты сгорания.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 3, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи тепла воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 5 удаляются через дымовую трубу 7 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 1 в водяной экономайзер, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане.

Из верхнего барабана котла вода по трубам опускается в нижний барабан, откуда по левому пучку труб она снова поднимается в верхний барабан. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана. Затем пар поступает в пароперегреватель 3, где за счет тепла дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

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

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

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 9 в воздухоподогреватель, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

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

На рис. 1.2 приведена схема районной отопительной котельной с водогрейными котлами 1 типа ПТВМ-50 теплопроизводительностью 58 МВт. Котлы могут работать на жидком и газообразном топливе, поэтому они оборудованы горелками и форсунками 3.

Воздух, необходимый для горения, подается в топку дутьевыми вентиляторами 4, приводимыми в действие электродвигателями. На каждом котле установлено 12 горелок и столько же вентиляторов.

Вода в котел подается насосами 5, приводимыми в действие электродвигателями. Пройдя через поверхность нагрева, вода нагревается и поступает к потребителям, где отдает часть тепла и с пониженной температурой снова возвращается в котел. Дымовые газы из котла удаляются в атмосферу через трубу 2.

Рис. 1.2. Схема районной отопительной котельной установки с водогрейными котлами

Компоновка котельной полуоткрытого типа: нижняя часть котлов (примерно до высоты 6 м) расположена в здании, а верхняя их часть - на открытом воздухе. Внутри котельной размещаются дутьевые вентиляторы, насосы, а также щит управления. На перекрытии котельной установлен деаэратор 6 для удаления воздуха из воды.

Котельная установка с паровыми котлами (рис. 1.1) имеет компоновку закрытого типа, когда все основное оборудование котельной размещено в здании.

При монтаже котельной все оборудование и, непосредственно, котел располагаться должны доступно и удобно – впоследствии значительно легче контролировать работу системы и проводить обслуживание отопления. Работы по устройству, естественно, производить должны мастера-теплотехники с соответствующим опытом. Идеально, если подрядчик имеет многолетнюю успешную практику, как в проектировании, так и в монтажных работах.

Современная котельная.

Если раньше среди владельцев коттеджей современной котельной, устроенной по принципам автономного теплоснабжения, интересовались исключительно элитные застройщики, то сегодня их заказывают очень многие люди, имеющие жилую недвижимость в загородной зоне.

Разновидности современных котельных для коттеджей.

В коттеджах современные котельные могут быть следующих видов:

• Встроенные в одно из помещений;
• Пристроенные к одной из стен дома ;
• В отдельно стоящем строении;
• В заводском модуле;
• На крыше коттеджа;
• И, в зависимости, от заданных функций: паровые или водогрейные.
• По типам, котельные для автономного коттеджей подразделяются:
• Газовые;
• Дизельные: солярка или мазут;
• Масляные: отработка технических масел;
• Твердотопливные: дрова; уголь; древесные брикеты;
• Битопливные.

В нашей стране на первом месте по количеству находятся газовые котельные . Потребители выбирают их исходя не только из экономических соображений.

Современные технологии превратили газовые котельные в царство, где правит автоматика и электроника. Под управлением контроллеров оборудование не только вырабатывает тепловую энергию, но обеспечивает экономичность, снижая до минимума затраты на отопление и потери везде, где это только возможно, а также под их контролем находится безопасность и экологические параметры системы.

Современная организация автономного отопления в коттеджах.

Уровень современной социальной культуры и оказания услуг достиг такого уровня, что каждая выполненная работа, в том числе и организация в коттедже современной котельной , должны не только соответствовать проекту, схеме монтажа, и функционировать, но и иметь приятный вид, важна скорость выполнения работ и расположение оборудования.

• По этому команда специалистов нашей компании работает так, чтобы каждый сданный объект – вся система автономного коттеджа, или только газовая котельная, обязательно отвечали следующим требованиям:
• Монтаж современной котельной обязательно проводится в удобных условиях, для этого наши специалисты пользуются принципами симметрии, имеют наборы специальных шаблонов;
• Для удобства обслуживания оборудования при монтаже системы автономного отопления коттеджа мы профессионально устраиваем разъемные соединения и применяем запорно-регулирующие детали, что позволяет без усилий производить замену узлов, не касаясь общей структуры системы;
• Профессиональная работа оценивается скоростью монтажа котельной, с сохранением надежности соединений, поэтому наши монтажники конструируют сборку, заранее собирая элементы гидравлики и электроники в готовое изделие, и проверив его, подсоединяют к системе.

В каждый объект мы вкладываем частичку своей души, поэтому все наши котельные эстетичны, красивы, в них приятно находится.

Звоните и заказывайте котельную для коттеджа, выполним по высшему классу.

Для владельца загородного дома, дачи либо коттеджа вопрос рационального отопления жилья остается актуальным. Для отопления дома современная котельная станет лучшим решением. Основными функциями современной отопительной системы являются эффективный и рациональный обогрев помещений и объекта и подача горячей воды. Системой агрегатов отопительной системы управляет автоматическая система контроля температуры воздуха в каждой из комнат дома. Так обеспечивается максимально комфортная температура воздуха в доме и происходит существенная экономия энергетических ресурсов.

Отопление домов – что лучше?

Электрическое отопление

Многие домовладельцы считают, что отопление домов при помощи электрического отопления значительно дешевле. На самом деле это не совсем так. Электрическое отопление устанавливается значительно быстрее , а для его запуска необходимо минимальное количество агрегатов и приспособлений.

Как правило, монтаж оборудования и запуск электрического отопления происходят довольно быстро. Стоит отметить, что эксплуатация электрического отопления обходится довольно дорого, а мощность, которой обладает современная котельная на электрических агрегатах, часто ограничена мощностью электрической системы района.

Газовое отопление частного дома – самый экономный и практичный способ обогрева дома . Главным агрегатом, обеспечивающим отопление домов , является газовый котел. Это приспособление выпускается двух видов – газовый котел с интегрированной горелкой (другими словами подача воздушного потока, необходимого для горения, подается при помощи естественной тяги) и газовый котел с выносной турбо-горелкой, выполняющей функцию принудительной подачи смеси газа и воздуха. В случаях, когда возможно изменение давления газа в меньшую сторону рационально отдать предпочтение котлам, оснащенным турбо-горелками.

Отопление дома при помощи дизельной котельной

Отопление дома при помощи агрегатов, работающих на дизельном топливе – довольно не дешевое мероприятие. Все объясняется необходимостью приобретения дополнительных агрегатов и приспособлений (например, топливный фильтр, топливный бак и прочее). Благодаря грамотному монтажу автоматических систем контроля температуры воздуха и грамотному подбору горелки можно повысить эффективность работы котельной и снизить расходы на энергетические ресурсы. В случае необходимости дизельную котельную можно переоборудовать в газовое отопление частного дома . Это сделать несложно – достаточно заменить горелку.

Современная котельная на основе газового оборудования обеспечит максимальную экономию и эффективное отопление домов , любой площади. Любой вид отопления , в том числе газовое отопление частного дома, должны монтировать специалисты. В ходе выполнения монтажных и технических мероприятий ошибки недопустимы. Потому необходимо обладать определенными знаниями, оборудованием и опытом работы в сфере монтажа котельных для выполнения установки отопления дома. Специалисты специализированного предприятия с легкостью выполнят установку любого вида отопления. Комфорт и уют частного дома – их профессия .

Отопительная система для частного дома является важным элементом, от которого зависит уровень комфорта в помещениях. По сравнению с классическими тепловыми агрегатами, современные приборы могут одновременно вырабатывать тепло и нагревать воду для бытовых нужд.

Частные тепловые пункты.

Управление температурным режимом осуществляется терморегулятором, программирование которого производится сотрудником специализированной компании или владельцем объекта недвижимости. Выработка тепловой энергии осуществляется в соответствии с тепловыми потерями объекта.

Достоинства гидродинамического теплового насоса.

Гидродинамические тепловые насосы:

• экономичнее электрических, дизельных, газовых котлов;
• безопасны;
• экологичны;
• обладают пожарной и взрывной безопасностью;
• не нуждаются в водоподготовке.

Монтаж котельной гидродинамическим агрегатом занимает короткий срок, окупаемость затрат на оборудование теплопункта составляет 6-18 месяцев. Конструктивная надежность обеспечивает безаварийную эксплуатацию оборудования на протяжении 12-15 лет. Ремонт и обслуживание индивидуальной обогревательной системы должны производиться только сотрудниками специализированной компании.

Своевременное обслуживание отопления необходимо даже для максимально современной котельной – только так избежать снижения эффективности можно простыми методами: обычной профилактикой. Тогда как уже устаревший тепловой пункт без планового вмешательства специалистов – весьма нестабильный в аспекте аварийности объект. В этом случае значительно лучше по результатам обслуживания произвести частичный или полный ремонт котельной – довести ее до наивысшего уровня безопасности и эффективности.

Ремонт котельной

Ремонт котельной заключаться может как в частичной замене некоторых агрегатов, так и в полном ее переоборудовании. Определить границы необходимого вмешательства может лишь специалист, и исключительно по результатам качественной ревизии всей системы. Чтобы ваш тепловой пункт превратился в современную , потребоваться может совсем немного – насосы добавить, автоматику усовершенствовать. Это возможно, если обслуживание отопления – достаточно регулярно. В обратном случае все может подлежать замене – что-то просто износившись, а что-то – как устаревшее и, соответственно, неэффективное.

Плановое обслуживание – услуга немаловажная и, как вы понимаете, весьма ответственная – слишком многое от ее качества зависит. Соответственно доверять ее стоит лишь ответственным и знающим специалистам.

ООО «Дизайн Престиж» со знанием дела переоборудует ваш тепловой пункт в современную котельную и предложит заключение договора на ее качественное обслуживание.

Меняется со временем все, причем многое – в лучшую сторону. Отопление в том числе. Современная котельная уже совсем не походит на тот комплекс, который видеть можно было еще совсем недавно.

Что же представляет современная котельная . Прежде всего – это оборудование. Наличие огромного количества уникальнейшей, принципиально новой автоматики не требует постоянного участия в процессе человека. Контроллеры присутствуют во всем – они полностью обеспечивают идеально экономичную и совершенно безопасную работу. Современная котельная , грамотно созданная – это замечательная эффективность и абсолютная безаварийность во всех процессах.

Расположение котельной

Все при грамотном устройстве котельной зависит от планируемого энергоносителя и мощности подобранного котла. В том числе – расположение котельной . Достаточно часто в индивидуальных домах котлы устанавливаются сравнительно небольшой мощности – их ресурса вполне хватает. Да и отдельная котельная им не нужна – устроить ее можно совместно с, например, ванной комнатой или кухней. Но самостоятельное расположение , безусловно, самое удобное.

Монтаж котельной в отдельном помещении дает лучшую возможность устроить ее в соответствии с требованиями. Смонтировать приточную вентиляцию, организовать дефлекторы и качественную вытяжку, по необходимости сделать отдельный вход – это лишь часть требований к грамотному

Котельное оборудование

Отопление газом на сегодняшний день по-прежнему остается наиболее распространенным и востребованным, а с магистральным газом еще и самым дешевым видом обогрева. Такое положение вещей, возможно, сохранится, пока это топливо существует, и нет альтернативы по всем существенным показателям - доступности, экономичности, эффективности и экологической безопасности. А потому газовые котельные продолжают свое триумфальное шествие - их массовое использование неуклонно растет.

Котельные на газе

Природный газ является самым распространенным, экологически чистым и доступным видом топлива в нашей стране. Он обеспечивает высокий КПД устройств, работающих на нем, и необходимое качество теплоснабжения, поэтому котельные на газе пользуются большим спросом. Основная их задача - обеспечение тепловой энергией и горячей водой объектов социального, промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Оборудование для котельных выпускается как на отечественных, так и на европейских предприятиях. Причем работает оно на газе как высокого, так и низкого давления. Газовые котельные включают в себя энергоустановку и дополнительное оборудование, расположенные в одном техническом помещении. Их основное преимущество заключается в удобстве эксплуатации и высокой экономичности. Такие установки, как правило, комплектуют приборами учета газопотребления. По желанию можно оснастить котельную счетчиками для контроля потребления тепловой и электроэнергии, а также воды.

Тепло вырабатывается в необходимых количествах, благодаря чему потребители экономят, не теряя в качестве тепло- и водоснабжения. Современные котельные на газе полностью автоматизированы, оснащены аварийной сигнализацией и не требуют непрерывного контроля обслуживающего персонала.

Современные установки

Стремительное расширение и развитие городской инфраструктуры служит толчком к массовому использованию котельных установок на газе и отказу от центрального теплоснабжения. Этому способствует сочетание относительно невысокой стоимости получаемого тепла и хорошей производительности, побуждающее как жилой сектор, так и отдельные предприятия задумываться о децентрализации и переходе на газовые котельные установки автономного типа.

В нынешних условиях они являются оптимальным решением вопроса снабжения теплом и удовлетворения потребностей в горячей воде различных объектов. Кроме того, подобные установки отличаются безопасной и длительной эксплуатацией. А возможность самостоятельного управления поступлением тепла и контроля расходов позволит не зависеть от коммунальных служб и снизить затраты.

Классический способ отопления

Газовые установки уже широко используются во многих отраслях для снабжения горячей водой и тепловой энергией административных сооружений, строительных площадок, культурно-спортивных комплексов, жилых зданий, сельскохозяйственных объектов и железной дороги.

Такая котельная способна работать на газе следующих видов:

• Природный.
• Сжиженный.
• Попутный нефтяной.

Достоинства современных установок на газе

Их несколько:

• Удобство и экономичность. Подобные агрегаты не привязаны к устаревшим коммуникациям и производят нужное количество недорогой тепловой энергии. Например, 1 кВт такой энергии, поступившей от котельной установки модульного типа, оборудованной двухконтурными котлами на газе, стоит существенно меньше, чем 1 кВт, получаемый из централизованной системы отопления.
• Высокий КПД. Современные газовые котельные считаются лучшими по показателю КПД, который достигает 95%. Их качество обеспечения теплом также признано идеальным.
• Экологичность. Котельные установки используют природный газ - экологически безопасное и чистое топливо. При эксплуатации агрегатов на нефтедобывающих предприятиях в качестве топлива возможно потребление попутного нефтяного газа. Сгорание газа наносит весьма скромный ущерб экологии, соответственно, котельные, работающие на нем, по безопасности для окружающей среды - наиболее предпочтительное отопительное оборудование.
• Сравнительно небольшие габариты. У газовых модульных агрегатов достаточно маленькие размеры по сравнению с котельными других видов.
• Мобильность. Это возможность свободного перемещения установок в любое место эксплуатации.

Особенности эксплуатации

Промышленный котёл NO 70

Автоматизация котельной модульной установки на газе позволила значительно сократить затраты на обслуживание. Оборудование, используемое в ней, функционирует автономно - в обязанности персонала входит только наблюдение и контроль. А эксплуатация агрегата облегчается благодаря тому, что производитель обеспечивает полную заводскую комплектацию.

Автономные газовые котельные в базовой комплектации содержат следующее оборудование:

• Водогрейный или паровой котел.
• Горелка.
• Линия подачи (включает термозапорный и отсекающий электромагнитный клапаны).
• Насосы газовой сети.
• Устройства КИПиА.
• Система безопасности.

Проектирование

Газовые котельные автономного типа в настоящее время составляют бо льшую часть всех действующих на территории РФ котельных. Используются в них котлы из стали или чугуна. Срок службы чугунного агрегата - до 50 лет, в то время как стального - всего 10-15 лет. При проектировании учитывают потребности конкретного объекта а, исходя из этого, котельную комплектуют соответствующим оборудованием и подбирают котел.

Разработка проекта котельной на газе - это составление схемы газоснабжения и отопления для промышленных предприятий, жилых домов, общественных и административных зданий. При этом, согласно СНиП II-35-76 «Котельные установки», учитываются технологические характеристики объекта.

Важная составляющая - автоматизация. Ее уровень в современных котельных на газе обеспечивает, помимо автоматизации подачи топлива и остановки котла в аварийных ситуациях, еще и удаленную комплексную диспетчеризацию с сохранением параметров работы в архиве и системой оповещения при возникновении внештатной ситуации. Требуемая безопасность достигается взаимным дублированием нескольких ступеней системы защиты.

Типы котельных по способу установки

Комбинированное отопление частного дома

По способу установки котельные делятся на несколько типов:

1. Крышная - монтируется на покрытии здания или на устроенном над покрытием основании.
2. Транспортабельная – это современная мобильная котельная полной заводской комплектации и готовности. Используется в качестве аварийного теплоснабжения и при необходимости устанавливает на шасси, а также на полуприцеп - тракторный или контейнеровоза.
3. Блочно-модульная - монтируется в отдельно расположенном здании. Поставляется блок-модулями максимальной готовности.
4. Встроенная - располагается в помещении здания, предназначенного для обогрева. Этот вариант имеет некоторые ограничения по использованию:

• Запрещен монтаж в жилых многоквартирных постройках, детских садах, школах, домах отдыха, санаториях и в лечебных корпусах больниц.
• Запрещено строительство и оборудование котельной смежно, над и под помещениями общественных, бытовых, административных зданий с одновременным нахождением в них более 50 человек. А также под и над помещениями производственного назначения и складами с пожарной и взрывопожарной опасностью категорий А, Б.
• Во встроенной котельной должен быть предусмотрен выход непосредственно наружу.
• Открытые отрезки газопровода монтируют на здании по наружной стене в простенке, ширина которого составляет минимум 1,5 м.
• Для котельных, отапливающих общественные и жилые здания, допускается давление подведенного газа до 5 кПа.

Заключение

Газовые котельные последних разработок дают возможность отказаться от централизованного или любого другого зависимого отопления. Это позволяет эффективно распоряжаться средствами и экономить, управляя характеристиками обогрева на требуемом уровне. А техническая оснащенность оборудования обеспечивает автоматическую и безопасную работу, когда оператор только наблюдает, вмешиваясь лишь в предусмотренных для этого случаях.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. Классификация котельных установок

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

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

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

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

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

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

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

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

Рис 6.

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

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

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

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

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

Рис. 7.

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

Рис. 9.

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

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

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

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

3. Классификация котельных агрегатов

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

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

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

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

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

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

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

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

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

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

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

Рис. 13.

Рис. 14.

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

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

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

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования