Водогрейные котлы. Виды, технические характеристики водогрейных котлов

Выбор типа источника теплоты зависит от вида топлива, его номинальной теплопроизводительности, которая должна быть больше расчетных теплопотерь дома на 15-20% функционального назначения. Ограждающие конструкции наиболее современных малоэтажных домов при высоком термическом сопротивлении имеют весьма низкую теплопоглощающую способность, вследствие чего они характеризуются малой теплоустойчивостью, а тепловой режим в них подвержен колебаниям при воздействии переменных метеорологических факторов и нестабильной подаче теплоты. Отмеченная особенность предопределяет целесообразность применения квартирных генераторов теплоты с топками длительного и затяжного горения или применения системы отопления с большой тепловой аккумуляцией.

Для децентрализованного теплоснабжения наиболее перспективны двухфункциональные генераторы теплоты, обеспечивающие одновременно отопление и горячее водоснабжение с топками длительного горения при работе на твердом топливе. При использовании твердого топлива для квартирных генераторов теплоты целесообразно применять сортированные каменные угли, угольные брикеты, учитывая, что большинство котлов и аппаратов не приспособлены для сжигания низкосортного топлива.

Верхний предел размера фракций угля во избежание кратного горения не должен превышать 50 мм, а нижний в связи с ограниченностью тяги и отсутствием принудительного дутья - 13 мм. В качестве жидкого топлива может применяться топливо печное бытовое (ТПБ) или осветительный керосин. В настоящее время на рынке представлена широкая номенклатура квартирных генераторов теплоты на твердом, газообразном и жидком топливе. Большая их часть имеет в своей конструкции водяной контур и предназначена для использования в водяной системе отопления. С учетом удельного веса твердого топлива в топливном балансе села (свыше 80%) наибольший интерес для потребителя представляют твердотопливные квартирные котлы.

Отвод газов из квартирных теплогенераторов осуществляется через дымовую трубу высотой 5-7м. Тяга, создаваемая такой трубой, невелика, и чтобы дым из топки не выбивало в помещение, газовое сопротивление теплогенераторов должно быть минимальным. Квартирные генераторы тепла должны обладать также наименьшим гидравлическим сопротивлением, так как общее циркуляционное давление в системе весьма незначительно. Для увеличения этого давления целесообразно низкое расположение теплогенератора, однако чаще всего такое решение в условиях одноэтажного строения зачастую неприемлемо. При обычном размещении теплогенератора на полу для снижения центра нагрева и увеличения гидравлического напора желательно, чтобы теплогенератор был минимальной высоты, а поверхности нагрева располагались возможно ниже. Затраты на топливо составляют основную часть эксплуатационных расходов, поэтому КПД котла должен быть достаточно высоким.

Наиболее распространены чугунные или стальные водогрейные котлы, используемые самостоятельно или совместно с бытовыми плитами для варки пищи. Чугунные котлы имеют большие преимущества - они долговечные и дешевые при массовом производстве. Кроме того, их набирают из отдельных секций, поэтому изменением числа секций можно подобрать их любую производительность. Ремонт котлов обычно сводится к замене прогоревшей секции на новую. Срок службы чугунных котлов составляет около 20 лет в то время как остальных 10-15 лет. Срок эксплуатации от капитального ремонта до ремонта не менее 2000 часов, других конструкций - не менее 8000 часов.

Следует заметить, что все малометражные котлы имеют небольшие конвективные поверхности теплообмена и вследствие этого высокую температуру отходящих газов (250-400°С), что вызывает снижение их КПД. Если котел подсоединить к дымовой трубе через отопительный щиток, то можно существенно снизить температуру отходящих газов и увеличить КПД. При растопке котла, когда ухудшается тяга, открывают заслонку прямого хода и газы направляются в дымовую трубу. Также поступают, когда начинают отопительный сезон. При установившейся тяге заслонка прямого хода закрывается и газы направляются в отопительный щиток.

Рис. 9. Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ : а - вид спереди; б - разрез; в - вид со стороны задней стенки

Для наиболее распространенного топлива - каменного угля чаще всего используют чугунные котлы марок КЧММ, КЧММ-2, КЧМ-1, КЧМ-2, КЧМ-3. Снаружи они обшиты кожухом из листовой стали. Между кожухом и чугунными секциями уложена теплоизоляция из листового асбеста. Котел КЧММ (рис. 9) состоит из трех секций, причем вся необходимая гарнитура размещена на крайних секциях. Колосниковая решетка выполнена частично охлаждаемой и имеет шуровочное устройство. Газовый тракт котла оборудован газоходом прямого хода, позволяющим при растопке направлять газы помимо теплообменных поверхностей сразу в дымовую трубу (табл. 2).

Рис. 10. Чугунный секционный водогрейный котел КЧММ-2 : а - продольный разрез; б - поперечный разрез

Котел КЧММ-2 (рис. 10) набирается из передней, задней и промежуточных секций, число которых составляет от двух до четырех. Колосниковая решетка образована чередующимися охлаждаемыми и неохлаждаемыми элементами (табл. 3).

Рис. 11. Чугунный секционный водогрейный котел КЧМ-1 : а - продольный разрез; б - вид спереди

Котел КЧМ-1 (рис. 11) отличается от котла КЧММ-2 в основном большим количеством секций (табл. 4).

Рис. 12. : 1 - тягопрерыватель; 2 - горелка; 3 - вход обратной воды; 4, 5 - электромагнитный и соленоидный вентили; 6 - подвод газа; 7 - ниппель; 8 - электропроводка; 9 - вход газа; 10 - вход горячей воды; 11 - трансформатор

В котле КЧМ-2 (рис. 12) число средних секций меняется от 2 до 8. Передняя секция имеет отверстия для загрузки топлива, шуровки горящего слоя и выгрузки золы. Боковые стенки и верх котла изолированы листовым асбестом и кожухом из листовой стали (табл. 5). Для улучшения теплотехнических свойств газоходы снабжены удлинителями потока дымовых газов, состоящими из чугунных вставок с внутренними ребрами и распорок. При установке вставок ребра попадают в межсекционные щели котла и крепятся с помощью стержней. Распорки с отверстиями для прохода газов размещают в топочном пространстве между вставками. Поднимаясь вверх газы ударяются в распорку, частично проходя через отверстия и попадают в зазоры, образованные вставками и секциями котла, тем самым улучшая теплопередачу от продуктов сгорания к воде.

Рис. 13. : 1 - пакет секций; 2 - решетка; 3 - стенка правая; 4 - ручка; 5 - воздухозаборник; 6 - ящик зольниковый; 7 - дверка нижняя; 8 - стенка левая; 9 - дверка верхняя; 10 - крышка; 11 - отвод; 12 - патрубок газохода

Чугунные секционные котлы КЧМ-2М «Жарок-1» и «Жарок-2» (рис. 13.) предназначены для подогрева воды в системах отопления малоэтажных зданий и индивидуальных жилых домов строительным объемом 300-900 м3 («Жарок-1»), 200-600 м3 («Жарок-2») (табл. 6). Они универсальны и могут работать на сортированном твердом топливе (антраците, коксе, каменном и буром угле и малозольном брикетированном топливе), а при соответствующем переоборудовании и на газообразном. Котлы типа «Жарок» могут работать в системах водяного отопления с естественной и принудительной циркуляцией при гидростатическом давлении до 0,3 МПа (3 кгс/см2) и температуре теплоносителя до 95°С. Топки котлов «Жарок» приспособлены для длительного и эффективного сжигания топлива. В топке котла за счет дополнительных ребер на вертикальных трубах секций образованы не заполняемые топливом обводные растопочные каналы, позволяющие снизить аэродинамическое сопротивление, производить разовую загрузку топлива в полном объеме, увеличить время работы котла без обслуживания.

Замкнутое зольное пространство, образованное ребрами секций, обеспечивает газоплотность котла, необходимую для регулирования подачи первичного воздуха. Подача первичного воздуха в зону горения регулируется открытием крышки воздухозаборника на необходимый угол. Продолжительность рабочего цикла в режиме длительного горения котла:

• на антраците и каменных углях с выходом летучих веществ до 17%, зольностью до 20%, влажностью до 13% составляет не менее 12 часов;
• на каменном и буром углях с выходом летучих веществ до 50%, зольностью до 20%, влажностью до 13% составляет не менее 8 часов.

Котлы типа «Жарок» могут быть переоборудованы для сжигания природного газа. Перевод котла для работы на газе, установка автоматики безопасности и пуск в эксплуатацию производится местными производственно-эксплуатационными конторами газового хозяйства.

Модернизированные котлы КЧМ-2У «Каунас» используются в системах водяного отопления малоэтажных зданий и отдельных квартир объемом 400-1300 м3. В нем сжигаются кокс, сортированный антрацит, каменный уголь и брикетированные малозольные виды твердого топлива. После соответствующего переоборудования котлы могут работать на природном газе и жидком легком топливе (табл. 7). По удельной металлоемкости этот котел несколько уступает котлу КЧМ-2М «Жарок-2», но превосходит его по КПД.

Котлы КЧМ-3ДГ (табл. 8) относятся к котлам универсального типа и могут эксплуатироваться на сортированном твердом топливе, а при соответствующем дооборудовании на газообразном. В котле типа КЧМ-3ДГ можно эффективно сжигать как антрацит, так и каменный уголь с выходом летучих веществ до 17% в режиме безнадзорного горения. Продолжительность рабочего цикла - 12 часов, КПД - 78-79%. Выпускается семь вариантов котлов с количеством секций от 3 до 9. Они могут работать в системах отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя, давлением воды не более 0,6 МПа (6 кгс/см2) и температурой не более 95°С.

Все чугунные котлы рассчитаны на подогрев воды до 90-95°С и относительно невысокое давление (2-4 кгс/см2). Недостатком всех чугунных котлов является необходимость вручную поддерживать постоянную толщину слоя топлива на решетке, что представляет определенное неудобство для жильцов. Кроме того чугунные котлы тяжелы и трудоемки в монтаже.

Рис. 14. : 1 - зольник; 2 - колосники; 3 - топка; 4 - водяная рубашка; 5 - козырек, отделяющий топку от конвективной части; 6 - конвективный газоход; 7 - водопроводящие каналы; 8 - манометрический термометр; 9 - загрузочная топка; 10 - дверка для обслуживания колосниковой решетки; 11 - регулировочный винт; 12 - поворотная заслонка

Помимо чугунных целесообразно использовать также стальные сварные котлы. Котлы серии КС выполнены в виде прямоугольной тумбы с внутренней топкой, окруженной водяной рубашкой (рис. 14). В нижней части топки размещены унифицированные для всего типоряда колосники. Топка отделяется от конвективной части козырьком. Конвективный газоход представляет собой конструкцию, состоящую из трех горизонтальных щелей высотой 20 мм, которые образуются путем установки двух водопроводящих каналов, выполненных с уклоном для удаления образующихся пузырьков пара. Верхняя дверка служит для загрузки топлива и очистки конвективного газохода от сажи, а нижняя - для обслуживания колосниковой решетки и топлива.

Наружная поверхность котлов покрыта тепловой изоляцией - гидрофобизированным базальтовым картоном, облицована стальными панелями и окрашена эмалью светлых тонов. Конструкции стальных водогрейных котлов выпускаются в разных исполнениях: для работы на твердом топливе (КС-Т); на газе (КС-Г); на жидком топливе (КС-Ж); и комбинированные для работы как на твердом топливе, так и на газе (КС-ТГ). Технические характеристики котлов серии КС приведены в табл. 9-11.

Рис. 15. : 1 - газовая горелка; 2 - накладка на газовую горелку и колосниковую решетку; 3 - колосниковая решетка; 4 - отверстие для загрузки топлива; 5 - стенки топливника; 6 - кран газовой горелки; 7 - подводка газа; 8 - кран для трубки; 9 - гибкий шланг; 10 - поддувальное отверстие; 11 - трубка для зажигания горелки

При сжигании в котлах твердого топлива, особенно каменных углей и антрацитов, возникают трудности с их розжигом, так как они имеют высокую температуру воспламенения. Если в доме имеется горелка на баллонном (сжиженном) газе, то розжиг можно облегчить, используя специальное растопочное устройство (рис. 15). В этом случае в середину колосниковой решетки вставляется бытовая газовая горелка, с помощью которой и производится розжиг слоя. После того как топливо разогрелось, горелку выключают.

Наиболее распространенным видом топлива в сельской местности остаются дрова - быстро «прогорающее» низкокалорийное топливо. Поэтому их целесообразно сжигать в «шахтных» топках с высоким слоем, в которых топливо горит длительное время.

Рис. 16. : а - вид сбоку; б - вид спереди; в - поперечный разрез; 1 - поддувальная дверка; 2 - прочистная дверца; 3 - топочная дверца; 4 - регулятор горения; 5 - водонагреватель; 6 - дымовой патрубок; 7 - колосники; 8 - чистка с песчаным затвором; 9 - дроссель (открывающийся при растопке и закрывающийся при установившемся горении); 10 - трубчатый электронагреватель

На рис. 16 а, б показана конструкция стального сварного котла для сжигания дров. Котел одноходовой с верхним отводом продуктов сгорания. Воздух подается через колосниковую решетку (первичный) и над слоем дров (вторичный). Подача вторичного воздуха необходима ввиду того, что при нагреве дрова термически разлагаются с выделением горючих летучих газов. Первичный воздух используется для горения твердой части топлива, остающейся на колосниках, а вторичный - для сжигания летучих в надслойном пространстве. Особенностью котла является возможность использования его не только для отопления, но и для горячего водоснабжения. Для этого в верхней части водяной емкости котла размещается цилиндрический водоводяной теплообменник, внутрь которого подается холодная вода, подлежащая нагреву для горячего водоснабжения, а с наружной стороны теплообменник омывается горячей водой отопительной системы (табл. 12).

Большинство выпускаемых котлов и аппаратов предназначено для одной функции теплоснабжения - отопления. Однако в последнее время наметилась тенденция к производству комбинированных, или, как их еще называют, двухфункциональных теплогенераторов, конструкция которых позволяет покрывать два вида тепловых нагрузок: отопление и горячее водоснабжение.

Автоматизированный водогрейный котел КС-ТСВ-16 предназначен для отопления жилого дома площадью до 80-100 м2 и горячего водоснабжения. Использование тонколистовой нержавеющей стали и специальная конструкция проточного нагревателя уменьшает массу и габариты котла, значительно увеличивает срок его службы. Автоматический регулятор, опрокидывающийся колосник, большие размеры дверок и зольного ящика облегчают обслуживание котла. Регулятор может быть применен в режиме ручного задатчика температуры, при этом датчик наружной температуры устанавливают в отапливаемом помещении (табл. 13).

Развитая дымовая полость, предварительный нагрев и подача воздуха в двух уровнях, ограничение притока воздуха автоматическим регулятором и качественная теплоизоляция топочно-водогрейной сборки снижает потери теплоты и увеличивает время непрерывной (без обслуживания) работы котла до 12 часов. Качественная теплоизоляция и большой объем водогрейного бака позволяют в межотопительный сезон использовать котел в режиме аккумулятора теплоты, обеспечивая текущие потребности в горячей воде непродолжительной топкой один раз в сутки. Промышленность выпускает специальные водонагреватели, теплообменные поверхности которых выполнены из стальных труб и секций. Аппараты отличаются от чугунных и стальных котлов более эстетичным оформлением. Аппарат АТВ-17,5 (модель 930) является базовой моделью в этой серии (рис. 17).

Рис. 17. : 1 - зольник; 2 - колосник; 3 - дверца топки; 4 - топка; 5 - теплообменник горячего водоснабжения; 6 - теплообменник отопления; 7 - корпус; 8 - клапан предохранительный; 9 - фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 - дверца зольника

Аппарат представляет собой два вертикальных цилиндрических резервуара, размещенных один в другом. Внутренний резервуар предназначен для отопления, внешний - для горячего водоснабжения. Отличительной особенностью аппарата является перераспределение теплоты между системами отопления и горячего водоснабжения. В зависимости от увеличения одной из функциональных нагрузок, теплоноситель может догреваться до более высоких температур за счет отдачи теплоты теплоносителем другой системы. Перераспределение теплоты осуществляется через четыре скобообразные трубы и смежную цилиндрическую поверхность, омываемую теплоносителями обеих систем.

Вода системы отопления нагревается до расчетных параметров за счет передачи теплоты через поверхности и от расположенной внутри теплообменника отопления дымогарной трубы, по которой проходят дымовые газы из топки. Конструкция топочного устройства позволяет сжигать твердое топливо в толстом слое, обеспечивающем единовременную загрузку около 30 кг топлива на 6-8 часов непрерывной работы. Первичный воздух на горение поступает под колосниковую решетку, через жалюзийные отверстия дверцы зольника. Вторичный воздух для дожигания летучих веществ подается в надслойное пространство через фурмы с регулируемым сечением.

Рис. 18. : 1 - декоративный кожух; 2 - газоход; 3, 4 - манометрические термометры; 5 - теплообменник отопления; 6 - теплоизоляционный материал; 7 - чугунный отражатель; 8 - загрузочная дверца; 9 - фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 - растопочная дверца; 11 - дверца зольника; 12 - зольник; 13 - колосниковая решетка; 14 - топка; 15 - заслонка, регулирующая подачу топлива; 16 - загрузочный бункер; 17 - стопор; 18 - затвор; 19 - теплообменник горячего водоснабжения; 20 - дымоотводящий патрубок

На базе аппарата АТВ-17,5 был создан двухфункциональный теплогенератор АТВ-23,2 (модель 3107) (рис. 18), работающий в режиме длительного горения. Аппарат имеет загрузочный бункер и наклонную колосниковую решетку. Топливо подают через загрузочный бункер, из которого под действием собственного веса топливо поступает на наклонную часть колосниковой решетки. Толщина слоя топлива регулируется заслонкой. Объем бункера рассчитан на запас до 45 кг угля, что позволяет эксплуатировать аппарат без дозагрузки в течении суток (табл. 15).

Рис. 19. Аппарат водогрейный на твердом топливе двухфункциональный АТВ-23,2 (модель 3131) : 1 - газоход; 2 - теплообменник отопления; 3 - топливный бункер; 4 - подвесные вертикальные экраны; 5 - подвесная вертикальная колосниковая решетка; 6 - загрузочная дверца; 7 - колосник; 8 - зольник; 9 - устройство для подачи вторичного воздуха; 10 - теплообменник горячего водоснабжения

Двухфункциональный аппарат отопительный с горячим водоснабжением на дровах и торфобрикетах АТВ-23,2 (модель 3131) предназначен для централизованного отопления и горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов площадью 100-150 м2. Конструкция аппарата выполнена в виде тумбы прямоугольной формы. В аппаратах имеется бункер для дров, топка с вертикальными и горизонтальными колосниками, чугунные экраны, контур водяного отопления, емкость для горячего водоснабжения, газоходы (рис. 19). Отличительной особенностью аппарата является наличие топки, обеспечивающей работу аппарата в течение не менее 8 часов от одной загрузки, и применение чугунных экранов для лучшего дожигания летучих веществ.

Топливо на колоснике горит с ориентацией факела в сторону подвесной вертикальной колосниковой решетки. Для более полного сгорания в зону горения через устройство подается вторичный воздух. Дымовые газы через газоходы поднимаются вверх, через зазор в верхней части топки опускаются в нижнюю часть газохода и попадают в дымогарную трубу, нагревая по пути подвесные вертикальные экраны и теплоноситель в теплообменной емкости. Нагретые подвесные вертикальные экраны аккумулируют теплоту и способствуют дальнейшему дожиганию летучих веществ. Благодаря наличию смежных стенок теплообменников отопления и горячего водоснабжения обеспечивается перераспределение теплоты в зависимости от теплопотребления.

Рис. 20. : 1, 3 - патрубки подвода холодной и отвода горячей воды; 2 - отражатель; 4 - тягопрерыватель; 5 - резервуар; 6 - кожух; 7 - терморегулятор; 8 - термопара; 9 - запальник; 10 - основная горелка

Промышленностью выпускается широкая номенклатура газовых отопительных бытовых аппаратов с водяным контуром типоразмера от 11,6 до 29 кВт типа АОГВ (табл. 17), АГВ. Аппараты данного типа состоят из следующих частей: вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником, газоотводящего устройства (рис. 20). В центре резервуара расположена теплообменная труба с удлинителем. Пространство между резервуаром и кожухом заполнено изоляцией из шлако или стекловаты. Над выходным отверстием жаровой трубы расположен тягопрерыватель. В нижней части аппарата размещена инжекционная горелка низкого давления, в которой на кронштейне крепится запальник. Запальник имеет два язычка пламени: от одного происходит зажигание основной горелки, от второго нагревается спай термопары.

Смеситель горелки представляет собой согнутую под углом 90° профилированную трубу. На диффузоре смесителя имеется чугунная насадка. Огневые отверстия в насадке просверлены в специальных приливах, расположенных в один ряд, что улучшает условия подвода вторичного воздуха к факелам. Так как горелка работает с коэффициентом избытка воздуха а<1, это условие является необходимым. Расположение отверстий по окружности способствует равномерному распределению теплоты в шонке, а большое число отверстий позволяет получать факелы наибольшей высоты.

Водонагреватели снабжены автоматическими системами безопасности и регулирования. Автоматика безопасности водонагревателя состоит из электромагнитного клапана и термопары, соединенной с ним проводами. При нормальной работе аппарата запальник нагревает спай термопары, в цепи развивается ЭДС и по обмотке электромагнитного клапана протекает электрический ток, удерживающий клапан в открытом состоянии. При этом газ поступает к основной горелке. В случае если запальник погаснет, спай термопары остынет и электромагнитный клапан закроет доступ газа к основной горелке и запальнику. Повторное зажигание запальника следует проводить в ручную, но не ранее чем через 2 мин. Водонагреватель запускают в работу только после заполнения его водой. Для этого достаточно открыть любой из водоразборных кранов горячей воды и убедиться, что вода вытекает из него под напором. Затем открывают кран на газоходе перед аппаратом, подносят зажженную спичку к запальнику и открывают его кран. Через 1-2 мин после зажигания запальника необходимо оттянуть вниз до отказа кнопку электромагнита, при этом кнопка должна оставаться в нижнем положении. Убедившись в том, что запальник горит, открывают кран основной горелки и зажигают ее. Если горелка не загорается, а запальник гаснет, то повторное зажигание можно производить только после вентилирования топки в течение 2-3 мин. Пустив водонагреватель, необходимо закрыть дверцу и проверить наличие разрежения в дымоходе с помощью зажженной спички. При отсутствии разрежения в дымоходе пользоваться водонагревателем категорически запрещается. После нагрева воды до требуемой температуры терморегулятор прекращает подачу газа к основной горелке. При снижении температуры воды в нагревателе на 5-10° (в результате отбора горячей воды или теплопотерь при отоплении) терморегулятор возобновляет подачу газа к основной горелке. Регулирование максимальной температуры воды производится вращением правой нижней гайки блока автоматически. При снижении температуры гайку необходимо повернуть вниз, при повышении - вверх.

Чтобы выключить водонагреватель, необходимо закрыть кран запальника и кран основной горелки, а также кран на газопроводе перед прибором. Водонагреватели обслуживают лица, ознакомившиеся с инструкцией и основными правилами безопасности эксплуатации газовых приборов. Емкостные водонагреватели типа АГВ, АОГВ с отводом продуктов сгорания в дымоход можно устанавливать в ванных комнатах и на кухнях. Основные характеристики водонагревателей АГВ даны ниже.

Рис. 21.

Объем ванной комнаты при использовании водонагревателей типа АГВ должен быть не менее 6 м3. Увеличение же объема кухни сверх предусмотренного не требуется. На рис. 21 показана установка аппаратуры АВГ-120. К дымоходу водонагреватели присоединяют трубами из кровельной стали толщиной 0,8-1мм, причем диаметр соединительных труб должен быть не менее 80 мм для АГВ-50М и АГВ-80М и не менее 100 мм - для АГВ-120. Общая длина горизонтальных участков соединительных труб должна быть не более 6 м (табл. 18).

Чугунные секционные котлы серии КЧМ также можно использовать для сжигания газообразного топлива. Для этого котлы оборудуются специально оборудованными инжекционными горелками низкого давления. Насадки горелки имеют прямоугольную форму в виде рамки (с перемычкой посередине). Газо-воздушную смесь из смесителя горелки подводят к центру перемычки, а затем с двух сторон к выходным отверстиям, расположенным по периметру рамки. Двухрядное расположение по посадке огневых отверстий позволяет сократить ее размеры, однако ухудшает условия подвода вторичного воздуха. Это несколько увеличивает длину факела по сравнению с горелками, имеющими однорядное расположение отверстий. Номинальное давление перед горелками, работающими на природном газе - 1300 Па, на сжиженном - 3000 Па.

Горелки устанавливают на уровне колосниковой решетки, которая снимается при работе на газе. Вместо топочной двери устанавливают фронтальную плиту. К фронтальной плите крепят подводящий газопровод, горелку и приборы автоматики. В котлах с различным числом секций устанавливают горелки определенной теплопроизводительности. Котлы снабжаются двухпозиционной автоматикой регулирования температуры воды. Терморегулятор, установленный на выходе горячей воды из котла, воздействует на соленоидный клапан, через который осуществляется подача газа на основную горелку. Работа терморегулятора основана на использовании металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Наружная латунная трубка имеет коэффициент линейного расширения больший, чем внутренний инварный стержень. При нагреве воды выше установленной температуры терморегулятор срабатывает и размыкает цепь соленоидного клапана. Соленоидный клапан закрывается и прекращает доступ газа к горелкам. К запальнику газ продолжает поступать через электромагнитный клапан. При снижении температуры воды, длина латунной трубки уменьшается, пружина возвращает рычаги в первоначальное положение и замыкает электрический контакт в цепи соленоидного клапана. Соленоидный клапан открывается и подает газ на горелки. Газ в горелке зажигается от запальника. Пределы настройки терморегулятора от 45 до 85°С.

Соленоидный клапан является исполнительным устройством автоматики регулирования. Катушка-соленоид подключается к источнику переменного тока напряжением 12В. Электромагнит втягивает сердечник внутрь, при этом поднимает клапан и создает возможность прохода газа к горелке. Газ в соленоидный клапан обязательно должен поступать со стороны клапана, тем самым обеспечивается большая плотность закрытия клапана.

Автоматика безопасности состоит из термопары, запальной горелки и электромагнитного клапана. Термопара из хромель-копеля является источником получения электродвижущей силы (ЭДС) в системе питания электропитания электромагнитного клапана. Спай термопары нагревается факелом запальника и в цепи и обмотке электромагнитного клапана, соединенного с термопарой, протекает электрический ток под воздействием ЭДС спая термопары. Дисковый якорь клапана соединен со штоком, к нижнему концу которого прикреплен тарельчатый клапан. В нерабочем положении тарельчатый клапан прижат пружиной к верхнему седлу и перекрывает доступ газа к основной и запальной горелкам. При пуске электромагнитного клапана в работу (во время зажигания котла) необходимо нажать на кнопку, которая через шток связана с тарельчатым клапаном. При этом открывается доступ газа к запальной горелке через отверстие в корпусе клапана. Когда термопара нагрета, под действием ЭДС якорь прижимается к электромагниту, и клапан открывает доступ газа к основным горелкам. При остывании термопары клапан под действием пружины закрывается и прекращает подачу газа. Автоматическое отключение газа при погасании запальной горелки происходит не более чем через 25 сек.

Установка котлов типа КЧМ допускается только в нежилых помещениях объемом не менее 7,5 м3, имеющих вентиляционный канал. При установке котла в кухне ее объем должен быть на 6 м3 больше требуемого для установки газовых плит. Расстояние между выступающими частями горелки котла и противоположной стеной не менее 1 м, а расстояние между боковыми и задней стенкой котла и стеной помещения - не менее 0,4 м.

Рис. 22. : а - план; б - разрез: 1 - котел; 2 - вентиляционный канал; 3 - дымовой канал; 4 - стальной лист; 5 - дымовой патрубок; 6 - прочистка

Котел присоединяют к дымоходу с помощью труб из кровельной жести (толщиной 0,8-1 мм) диаметр соединительных труб не меньше диаметра патрубка. Схема установки котла типа КМЧ в помещении и подключение его к дымовой трубе показано на рис. 22. Общая длина горизонтальных участков соединительных труб для отвода продуктов сгорания должна быть не более 6 м. Длина вертикального участка соединительной трубы (от патрубка котла до оси горизонтального участка) должна быть не менее 0,5 м. Уклон соединительных труб в сторону котла не менее 0,01. Звенья соединительных труб должны плотно вдвигаться одно в другое (по ходу движения продуктов горения) на расстояние не менее чем 0,5 диаметра трубы. Прокладка соединительных труб через жилые помещения не допускается. Соединительные трубы, проложенные в неотапливаемых помещениях термоизолируются. Минимальное значение разрежения в дымоходе должно составлять не менее 3 Па.

Перед пуском (розжигом) котла следует убедиться, что система заполнена водой (проверяют по появлению ее из сигнальной трубы у раковины). Затем необходимо включить трансформатор в электросеть и открыть кран на газопроводе у входа в котел. Через глазок котла необходимо подвести горящую спичку к запальнику и одновременно нажать до отказа кнопку электромагнитного клапана. Спустя 1-2 мин отпустить кнопку клапана и убедиться, что запальник горит. Если запальник погас, необходимо провести повторное зажигание. Затем плавно открывают газовый кран перед горелкой и, убедившись, что газ горит у всех отверстий горелки, регулируют его пламя; при появлении признаков отрыва пламени воздушным регулятором уменьшают поступление первичного воздуха, а при наличии коптящего пламени - увеличивают его подачу, вращая регулятор. После пуска котла проверяют наличие разрежения в дымоходе с помощью горящей спички. При отсутствии разрежения, а также при выбивании пламени из топки пользоваться котлом категорически запрещается.

Когда вода в котле нагреется до заданной температуры, горелка автоматически выключается, но запальник продолжает гореть. При охлаждении воды на 5-6°С горелка автоматически включается. Если необходимо повысить температуру воды, стрелку терморегулятора передвигают в сторону положения [Гор], если понизить - в сторону [Хол]. Температура нагретой в котле воды контролируется термометром.

Для остановки котла нужно закрыть газовые краны перед горелкой и на входе в котел, а также обесточить трансформатор. Обслуживание котла должно производиться обученным и аттестованным персоналом в полном соответствии с инструкцией.

Рис. 23. : 1 - шибер; 2 - крышка откидная; 3 - крышка теплообменника; 4 - топливный бак; 5 - теплообменник; 6 - экран; 7 - пламенная труба; 8 - люк; 9 - стенка передняя; 10 - дозатор; 11 - кожух горелки; 12 - поддон; 13 - горелка; 14 - регулятор воздуха; 15 - короб дымовой

В районах, где широко используют жидкое печное бытовое топливо (ТПБ) или керосин, получили распространение автономные системы теплоснабжения с применением заводских аппаратов и котлов, работающих на этом виде топлива. Промышленностью выпускаются отопительные аппараты типа АОЖВ (рис. 23).

Аппараты АОЖВ выполнены в виде напольного металлического шкафа с откидными крышками и передней стенкой, что обеспечивает свободный доступ к элементам управления. Состоит он из горелки 13, пламенной трубы 7, теплообменника 5, топливного бака 4, крышки 2 и дозатора 10. Над горелкой расположенной в нижней части аппарата, установлена пламенная труба цилиндрической формы, которая служит камерой сгорания. Сверху она закрыта теплоизолирующей крышкой с экраном. К теплообменнику аппарата камера крепится с помощью четырех легкосъемных замков. Теплообменник изготовлен из двух концентрически расположенных цилиндров, кольцевое пространство между которыми заполнено водой. В нижней и верхней части теплообменника имеются два штуцера (соответственно для подачи холодной и отвода нагретой воды).

Снаружи корпус горелки закрыт теплоизоляционным кожухом, установка которого уменьшает теплопотери в окружающее пространство и одновременно создает направленное движение воздуха в зону горения. На боковой поверхности кожуха размещен регулятор воздуха шиберного типа. По мере увеличения разрежения в аппарате сечение шибера перекрывается заслонкой, благодаря чему коэффициент избытка воздуха меняется на незначительную величину. Количество топлива, подаваемого в горелку, а, следовательно, ее тепловая нагрузка изменяется при помощи дозатора, который обеспечивает подачу в горелку заданного количества топлива или прекращает ее в случае повышения уровня топлива в корпусе дозатора выше контрольного. Дозатор выполнен таким образом, что с повышением уровня топлива поплавок в его корпусе всплывает и через систему рычагов давит на запорную иглу впускного клапана, который перекрывает подачу топлива в дозатор. В передней части аппарата монтируется топливный бак вместимостью 16 л, оборудованный указателем уровня поплавкового типа. Запаса топлива в баке достаточно для непрерывной работы аппарата в течение 15 часов при нормальной нагрузке. Температура в баке не должна превышать температуру вспышки, поэтому во избежание перегрева бак отделен от теплообменника экраном.

На задней стенке водяной рубашки теплообменника размещен дымовой короб, в верхней части которого установлен шибер, служащий для изменения направления движения продуктов сгорания топлива. В нижней части аппарата установлен поддон для сбора пролитого топлива. Аппарат снабжен испарительной горелкой с естественным подсосом воздуха. Продукты сгорания, выходя из пламенной трубы, передают тепло воде в теплообменнике, после чего выбрасываются в дымоход, а нагретая вода поступает в систему водяного отопления здания. В период розжига аппарата, когда разрежение в нем незначительно, шибер дымового короба (для уменьшения гидравлического сопротивления дымового тракта) устанавливается в положение «Открыто», и продукты сгорания через дымовой короб поступают непосредственно в дымоход. После выхода аппарата на режим (нагрев воды до температуры 85-90°С) шибер устанавливается в положение «Закрыто». При этом продукты сгорания проходят через кольцевой зазор между пламенной трубой и водяной рубашкой теплообменника.

Аппарат имеет удовлетворительное качество сжигания топлива. Содержание окиси углерода в продуктах сгорания топлива составляет 0,005-0,02%, что не превышает предельно допускаемых норм к аппаратам подобного типа. Основные технические характеристики аппаратов типа АОЖВ приведены в табл. 19.

© 2000 - 2007 Oleg V. сайт™

В настоящее время технология отечественного котлостроения мощностью до 20 МВт на большинстве предприятий России еще страдает архаизмом, оставленным прежним строем. Ставка на производство водотрубных котлов себя не оправдала. С производства были сняты все виды жаротрубных котлов. Поэтому в настоящее время работает много устаревших котлов ТГ-3/95, НР-18, ЗИО-60, Е-1/9Г. Но не все давнишнее, от чего отказались, было плохо. Надо отметить, и в старые времена были опытные мастера. Паровозные котлы - это прекрасно отработанное временем высоконадежное оборудование. Их питали водой без обработки, а котлы служили до 40 лет. За период застоя западные страны ушли далеко. Они разработали конструкции герметичных котлов с топками, работающими под наддувом. Это двух- и трехходовые котлы с герметичной топкой. Разработаны современные горелки, на которых горелочная часть совмещена с дутьевым вентилятором, имеются средства управления горением и защиты котла от аварийных ситуаций. На котлах снижается количество вредных выбросов в атмосферу оксида азота и оксида углерода.

Принятая Западом концепция котлов с автоматизированными вентиляторными горелочными устройствами проще. Отпадает необходимость в установке дымососов и регулирования разряжения в топке котла. Западные котлы приходят готовые к работе и защищенные слоем современной тепловой изоляции. Производимые у нас котлы при их установке в котельной подлежали обмуровке кирпичом или нанесением защитного покрытия слоем жаростойкой изоляции.

Западные технологии входят в нашу жизнь. Заводы переходят на выпуск современного оборудования и осваивают новые производственные технологии. Современное котельное оборудование, соответствующие западным образцам, выпускает ЗАО«ЗиОСаб». Серия стальных водогрейных дымогарных котлов ЗиОСаб мощностью от 125 до 5000 кВт уже давно на российском рынке.

Они работают на газообразном и легком жидком топливе, имеют КПД 92-95%, сравнительно невысокую стоимость, комплектуются горелочными устройствами различных фирм, пользуются спросом и хорошо зарекомендовали себя в работе. Переработав под российские нормы и стандарты техническую документацию «Финрейла» (Финляндия) завод освоил производство трехходовых водогрейных жаротрубных котлов ФР16 производительностью 0,5-4 МВт и ФР10 производительностью 5-15 МВт.

Это современные жаротрубные котлы, изготовлены с учетом жестких норм качества и экологии. Для замены устаревших моделей водогрейных котлов ЗиО-60 и НР-18 конструкторским отделом ЗАО «ЗиОСаб» разработан водогрейный водотрубный котел ЗиОСаб600ВТМ. Чтобы упростить процедуру замены котлов, было разработано, совместно с Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора, Главным управлением топливно-энергетического комплекса Московской области, ГУП МО «Мособлгаз», и ЗАО «ЗиОСаб» и утверждено Министром ЖКХ Правительства Московской области «Положение о замене котлов КВа-0,6Г (ЗиО-60) на автоматизированные котлоагрегаты КВа-0,6Г/ЛЖ (ЗиОСаб600ВТМ) с производительностью равной проектной мощности заменяемых котлов, без увеличения установленной мощности и газопотребления котельной».

Группа компаний «РЭМЭКС» (г. Черноголовка Московской обл.) давно известна на рынке как отечественный производитель качественных стальных водогрейных жаротрубных котлов марки «Турботерм », начавший свою деятельность с выпуска котлов с реверсивной топкой. Технические характеристики котлов данной серии позволяют использовать все виды газообразного и жидкого топлива, в т.ч. низкосортный мазут.

Новые требования и накопленный опыт привели к созданию двух новых серий трехходовых котлов — «Турботерм-Стандарт» и «Турботерм-Гарант», предназначеных для работы на газе и легком жидком топливе. В настоящее время производство стальных водогрейных жаротрубных котлов марки «Турботерм» осуществляется в диапазоне мощностей от 110 до 7000 кВт. ОАО «Дорогобужкотломаш» (Смоленская обл.) с 1962 г. специализируется на выпуске водогрейных котлов мощностью от 10 до 209 МВт.

По результатам многолетней эксплуатации традиционной номенклатуры сформирован пакет предложений по модернизации с улучшением технико-экономических и экологических показателей. Среди новинок для рынка средних котлов — котлы туннельного исполнения КВГМ-7,56-150(115)Н и КВ-ГМ-11,63-150 (115)Н с компактными габаритами, в облегченной изоляции и обшивке ламинированным листом, адаптированные к горелкам зарубежного и отечественного производства.

Последние 10 лет «Дорогобужкотломаш » активно работает по поставкам оборудования для малой теплоэнергетики. Сегодня в номенклатуре завода свыше 40 типоразмеров водогрейных котлов от 0,05 до 7,56 МВт на различном топливе:

• серия «Смоленск», трехходовые водотрубные газоплотные котлы, не имеющие импортных аналогов. Типоряд: КВ-ГМ, 1,16; 2,32; 3,48 и 4,65 МВт, КПД — 93,8-95%;
• серия «Дорогобуж», жаротрубные котлы с реверсивной топкой. Типоряд 0,05-2,32 МВт, КПД — 91-93%;
• серия «Днепр», трехходовые жаротрубные котлы для работы на дизельном топливе, мазуте, нефти, представлена котлом «Днепр2000», в разработке «Днепр-1200», КПД— 92,4-92,7%;
• серия Vacumatic, новинка 2005 г. — вакуумные газовые котлы с увеличенным сроком эксплуатации и отсутствием ХВП. Типоряд 0,63-2,0 МВт, КПД — 92%.

Котлы этих серий успешно используются для строительства модульных котельных МК ДКМ в комплектес современными импортными горелочными устройствами, насосным оборудованием, автоматикой. На выпуск современного котлового оборудования перешли и другие отечественные заводы. Но не везде дела идут в поступательном направлении, переход на новые технологии невозможен из-за отсутствия средств.

Чтобы нам выйти на внешний рынок, надо иметь свои современные котлы с показателями выше аналогичных импортных, разработанные и изготовленные на базе импортных технологий. На Западе технология производства современных котлов отработана под промышленную сборку, отточена временем и требует минимум затрат на их производство. Наиболее высокой и качественной технологией сборки котлов отличаются фирмы LOOSи VIESSMANN.

Фирма LOOS предлагает водогрейные трехходовые жаротрубные котлы UNIMAT, типа UT, которые работают в диапазоне мощности от 750 до 19 200 кВт с температурой нагрева воды до 120°С с давлением 6 и 10 бар. Подбор типоряда котлов покрывает любые потребности заказчика в тепле. КПД котлов — до 95% без использования теплообменника отработанных газов. Имеет низкие потери на излучение и работает с горелками всех систем, в т.ч. с пониженным выбросом оксида азота.

При температуре обратного потока 50°С и предельной низкой нагрузке точка росы в котле не достигается. Отсутствуют ограничения по минимальной нагрузке. В отличие от аналогичных отечественных и западных эти котлы имеют минимальные габариты и используются для комплектации комплектно-блочных котельных. Пригодны для всех видов отопительных систем. Котлы не имеют аналогов: отличие заключается в конструктивном исполнении, когда разработаны простые оптимальные надежные решения, с обеспечением допуска для ремонта и обслуживания.

Фирма VIESSMANN выпустила свою серию водогрейных котлов. Это котлы Vitoplex100 мощностью от 80 до 460 кВт и от 575 до 1750 кВт. Котлы трехходовые с корпусом овальной формы, что позволило разумно разместить топочную жаровую трубу, газоотводящие трубы второго хода и жаровые трубы третьего хода. При такой компоновке достигается компактность всей конструкции при малой высоте, что очень важно для комплектации блочно-модульных котельных.

Vitoplex-100 — высокое качествопо привлекательной цене среди котлов средней мощности. Номинальный КПД котла — 94%. Схема газоходов котлового блока при низкой напряженности камеры сгорания обеспечивает минимальное выделение оксидов азота. Экономичность и надежность эксплуатации отопительной установки достигается с помощью управления цифровым контроллером. Котлы Vitoplex-300 производительностью 80-460 кВт и 575-1750 кВт.

Номинальный КПД котла достигает 96%. В котлах применены многослойные контактные теплообменные поверхности, что позволяет котлу работать без ограничения по температуре воды в обратной магистрали. Котел дорогой и на практике приобретается редко. Ограничения по температуре воды в обратной магистрали на котлах Vitoplex-100 устраняются путем установки рециркуляционного насоса. Котел Vitomax-100 с реверсивной камерой сгорания производительностью 375- 1850 кВт у нас не приобретается.

Такого вида котлы устанавливаются в основном отечественного производства, которые успели хорошо зарекомендовать себя в работе. Трехходовой водогрейный котел Vitoplex200 производительностью от 2100 до 15 000 МВт имеет хорошие характеристики. Номинальный КПД котла — 95%. Обеспечивается минимальное количество выбросов оксида азота. Нет ограничений по минимальному расходу теплоносителя, обеспечивается надежность эксплуатации отопительной системы.

На практике в России эти котлы приобретаются редко. Приобретаются котлы фирмы LOОS серии UT. Итальянская фирма CARIONI NAVAL представляет выпускаемый ею водогрейный жаротрубный котел с реверсивной топкой NPR мощностью от 60 до 4600 кВт. КПД котла — 90%. Котел выполнен по современным технологиям, надежен в эксплуатации, но спрос на эти котлы у нас небольшой.

Фирма производит трехходовые водогрейные котлы змеевикового типа с принудительной циркуляцией горизонтального и вертикального исполнения СМТ/АС мощностью от 116 до 10 000 кВт. КПД котла — 91%. При понижении нагрузки КПД возрастает до 95%. В конструкциях котлов, выпускаемых фирмами Франции, Швеции, отличия незначительны. Наличие современных высоконадежных автоматизированных котлов и горелочных устройств позволило реально перейти к строительству полностью автоматизированных котельных, работающих без постоянного обслуживающего персонала.

Персонал в них необходим только на время проведения пусконаладочных работ, плановых проверок, ревизии оборудования, снятия показаний с приборов, заливки комплексоната и заправки баков ХВО солью, отбора проб для анализа и проведения уборочных работ. Обычно котельная закрыта и работает в автоматическом режиме. Информация о неисправностях поступает диспетчеру. Предприятием «НПП Прогресс-1» построены встроенные, отдельно-стоящие, комплектно-блочные и крышные полностью автоматизированные котельные.

Комплектно-блочная котельная — это когда она полностью собирается на предприятии и, в виде отдельных готовых блоков, перевозится на строительную площадку. На строительной площадке производится сборка котельной из готовых блоков и подключение ее к инженерным сетям (тепловые сети, водопровод, канализация, электрические сети, телефон, связь). Собранная котельная готова к работе. Предприятием построено подобных котельных достаточно много.

Сейчас в стадии завершения строительство котельной 15,6 МВт с котлами фирмы LOОS UТ-5200. В эксплуатации находятся много построенных котельных с котлами фирмы VIESSMANN типа Vitoplex100 и подольскими котлами типа ЗиОСаб. Технология строящихся котельных различна. Она зависит от типа устанавливаемого оборудования (котлов), желаний заказчика и степени изношенности тепловых сетей, систем отопления зданий и производств.

Тепловые схемы для строящихся котельных принимаются как одно-, так и двухконтурные. Одноконтурные схемы с котлами импортного производства применяются на объектах, где системы теплоснабжения выполнены на современном техническом уровне и утечек воды в них практически нет. По просьбе заказчиков были построены котельные, где в теплосеть подается теплоноситель стандартных параметров (зимой 95°С, а летом 80°С).

При этом отапливаемые здания оборудуются индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП), где устанавливается оборудование и приборы автоматики для погодозависимого регулирования температуры воды в системах отопления и для нагрева до требуемой температуры воды в системе ГВС. Системы приточной вентиляции комплектуются автоматикой для регулирования температуры нагрева воздуха, подаваемого в помещение или поддержания заданной температуры в помещении.

Такие системы теплоснабжения с ИТП обеспечивают более комфортные условия в отапливаемых помещениях и экономию тепла за счет понижения температуры в нерабочее время. Для отопления жилых поселков, где существующие тепловые сети изношены и имеют значительные потери сетевой воды, построены и работают котельные с двухконтурной тепловой схемой. В таких котельных котловой контур обособлен от теплосети и имеет свои котловые циркуляционные насосы.

Сетевая вода в теплосети для системы отопления нагревается котловой водой с температурой до 110°С в пластинчатых теплообменниках. Вода для котлового контура проходит обработку путем обезжелезивания и Na-катионирования до требуемых параметров. Жесткость воды поддерживается не более 20 мкг-экв/кг. Сетевая вода в теплосети обрабатывается путем введения комплексона. Двухконтурная схема котельной исключает возможность нарушений водного режима в котловом контуре при больших утечках воды в тепловых сетях.

Надежно защищены и пластинчатые теплообменники, предназначенные для нагрева сетевой воды. Теплообменники работают в условиях, когда образование накипи на поверхностях теплообмена не происходит. С выпуском заводами водотрубных котлов в газоплотном исполнении стоит проблема— как знать, какие из котлов, водотрубные или жаротрубные, лучше? Пока в «НПП Прогресс-1» при строительстве автоматизированных котельных использовались только жаротрубные котлы.

Информации о производстве водотрубных котлов с температурой нагрева до 115°С от зарубежных производителей не поступало. КПД котлов, как водо-, так и жаротрубных зависит от конструкции котла и может достигать 95%. Для котлов отечественного производства обычно принимается одноконтурная схема котельной. Котлы работают на воде, приходящей из тепловой сети, а сетевая вода не всегда соответствует требованиям для их надежной эксплуатации. Какие из котлов, водогрейные или жаротрубные, будут отвечать реальным условиям эксплуатации, покажет время.

Производство надежного и высокоэкономичного конкурентоспособного оборудования—задача непростая. Этой проблеме на Западе уделяется особое внимание. При последней встрече с представителями фирмы VIESSMANN им была показана комплектноблочная котельная мощностью 15,6 МВт с тремя котлами фирмы LOOS. В разговоре мне сообщили, что фирма VIESSMANN собирается выпускать подобные котлы, как у фирмы LOOS . На Западе идет жесткая конкуренция и побеждает сильнейший.

Для российских котлов— несмотря на их прогресс — внешний рынок котельного оборудования все еще недоступен.

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05Х1.1962 (№ 781789/29-14) Кл. 13а, 19,

Приоритет

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

УДК 621.18(088.8) Дата опубликования описания 13.IV.1965 тикальным трубам; опирающимся на необогреваемую опускную трубу 7, идущую от верхнего коллектора левой половины копвективных поверхностей нагрева в нижний коллек5 тор правой половины коивективиых поверхностей. Верхний коллектор правой половины конвективной части соединен с нижним коллектором необогреваемой изолированной трубой 8.

10 К коллекторам, разделенным внутренними поперечными перегородками на отдельные камеры, присоединены трубы, образующие экраны котла.

Нижний подовый экран 9 и верхний пото15 лочный экран 10 состоят из прямых труб.

К вертикальным фронтовым коллекторам присоединены горизонтально расположенные трубы, экранирующие вертикальные поверхности топки и поворотной камеры, причем экра20 нирование нижней части топки до высоты разделительной стенки между топкой и копвективиой камерой (до поворотной камеры) выполнено трубами П, охватывающими периметр топки, а экранирование верхней части

25 топки и поворотной камеры выполнено трубами 12, охватывающими периметр топки и поворотной камеры (периметр всего котла) .

Коивективные поверхности нагрева состоят из пучков труб 18, присоединенных к стоякам

30 конвективной части.

Известны котлы транспортабельные водогрейные с экранами из труб, включающие топку, поворотную камеру и конвективную часть, а также обмуровку, выполненную, например, из листового огнеупорного материала, теплоизоляционных материалов и эластичной;штукатурки, закрепленных на котле бандажа ми.

Цель изобретения — снизить вес коллекторов и тем самым сократить удельный расход металла. Достигается это тем, что в предложенном котле трубы экранов расположены горизонтально по высоте: в нижней части котла, до поворотной камеры по периметру топки, а выше — по периметру всего котла. Для того, чтобы обеспечить необходимую скорость движения, котел выполнен с переменным сечением по глубине.

На чертеже изображен котел, продольный разрез.

Нижние коллекторы 1 котла, соединенные между собой, являются опорной рамой. Фронтовые вертикальные коллекторы 2 экранов и стояки 3 конвективной части котла соединены с нижними коллекторами. К верхним концам коллекторов 2 присоединен передний коллектор 4 потолочного экрана. Верхние коллекторы 5 коивективных поверхностей соединены со стояками коивективной части. Задний коллектор б потолочного экрана присоединен к вер17одписная "ппnпа Л% 55

КОТЕЛ ВОДО ГРЕЙ Н Ы Й ТРА НС ПО РТАБЕЛ ЬН Ь1Й

ЛОМАКИНА ТИПА ТГ

Таким образом, скелет котла, состоящий из труб большого диаметра — коллекторов, стояков и опускных труб, является прочной пространственной системой и рассчитан на несение нагрузки от экранов, конвективных поверхностей и обмуровки.

При компоновке с отводом продуктов горения вниз для увеличения коэффициента теплопередачи в конвективной части котел.выполнен расширенным впереди.

Обмуровка 14 котла состоит из футерующего слоя, например из жаропрочного асбестоцемента, теплоизолирующего слоя, например из шлаковаты, и эластичной штукатурки по сетке.

Для того, чтобы обмуровка не разрушалась от сотрясений при транспортировке, ее стягивают бандажами, прикрепленными к нижней раме котла. Для распределения усилий затяжки под бандажи подкладывают рейки, которые одновременно фиксируют слои теплоизолирующих материалов и препятствуют их оседанию, слеживанию и потере теплоизолирующих свойств.

В обмуровке котла имеются смотровые окна 15 для наблюдения за процессом горения и съемные изолированные панели 1б, сняв которые, можно осматривать конввктивные поверхности нагрева.

Для осмотра экранных поверхностей во время остановки котла в топку проникают через амбразуры для горелок. Взрывные клапаны

17 устанавливаются в,верхней части котла.

Удельный расход металла и вес котла наименьшие по сравнению с другими известными котлами одинаковой производительности. Благодаря достаточно высоким скоростям и отсутствию опускания воды в трубах поверхностей, а также хорошему перемешиванию нагреваемой воды в коллекторах, вскипания воды в отдельных секциях котла и связанных с этим гидравлических ударов и пережога труб, а также внутренней коррозии труб при деаэрации воды не наблюдается.

Вантузы для удаления воздуха из котла устанавливают на верхних коллекторах потолочного экрана и верхних коллекторах конвективной части. Схему циркуляции воды в котле при необходимости можно изменить, направляя холодную воду из обратной магистрали системы теплоснабжения либо сначала в экраны, а затем в конвективные поверхности, либо наоборот. -Возможно включение конвективной части и между экранами.

Конструкция котла позволяет создать celo рию транспортабельных водогрейных котлов для приготовления горячей или перегретой воды теплопроизводительностью от 1 до

15 Гкал(час. Такие котлы могут быть использованы в котельных для теплоснабжения зда15 ний. Котлы геплопроизводительностью от до 3 Гкал(час можно использовать также в качестве передвижных.

Котел дренируется полностью и пригоден для огкрытой и полуоткрытой установок. Все

2р обслуживание котла осуществляется с фронта.

Полностью собранный котел доставляют в обмурованном виде к месту установки по железной дороге или на трейлере.

Предмет изобретения

1. Котел водогрейный транспортабельный зр Ломакина типа ТГ с экранами из труб, включающий топку, поворотную камеру и конвективную часть, а также обмуровку, выполненную, например, из листового огнеупорного материала, теплоизоляционных материалов и

35 эластичной штукатурки, закрепленных на котле бандажами, отличающийся тем, что, с целью снижения веса коллекторов и сокращения удельного ра хода металла, трубы экранов котла расположены горизонтально по вы4р соте, в нижней части — до поворотной камеры по периметру топки, а выше — по периметру всего котла.

2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что, с целью создания необходимой скорости ra45 зов, он выполнен с переменным по его глубине поперечным сечением.

Составитель В. Г. Храмцова

Редактор Э. Н. Шибаева Техред Т. П. Курилко Корректор В. П, Фомина

Заказ 677/6 Тираж 475 Формат бум. 60)(90

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2,

Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов применяются стальные водогрейные котлы большой тепловой мощности.

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они работают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Конечная температура нагрева определяется условиями поддержания стабильной температуры в жилых и рабочих помещениях, обогреваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле. Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов температуру воды, подаваемой в них, повышают при снижении температуры окружающей среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70-104 до 150-170 °С. В последнее время имеется тенденция к повышению температуры подогрева воды до 180-200 °С.

Во избежание конденсации водяных паров из уходящих газов и связанной с этим наружной коррозии поверхностей нагрева температура воды на входе в агрегат должна быть выше точки росы для продуктов сгорания. В этом случае температура стенок труб в месте ввода воды также будет не ниже точки росы. Поэтому температура воды на входе не должна быть ниже 60 °С при работе котла на природном газе, 70 °С при работе на малосернистом мазуте и 110 °С при использовании высокосернистого мазута. Поскольку в теплосети вода может охлаждаться до температуры ниже 60 °С, перед входом в агрегат к ней подмешивается некоторое количество уже нагретой в котле (прямой) воды.

Наиболее широкое распространение получили газомазутные котлы типов КВГМ и ПТВМ.

Котлы типа КВГМ (рис. 6) тепловой мощностью 4; 6,5; 10; и 30 Гкал/ч (4,8-35 МВт) имеют горизонтально расположенную топку и поверхности нагрева с прямоточным принудительным движением воды. Технические характеристики приведены в табл. 5.

Котлы типа ПТВМ теплопроизводительностью 30-180 Гкал/ч (35- 0 МВт) выполняют с П-образной (рис. 7) и башенной (рис. 8) компоновкой. Водогрейные котлы ПТВМ-50, ПТВМ-100 и ПТВМ-180, выполняемые только с башенной компоновкой, имеют экранированную топку и расположенные над ней конвективные поверхности. Технические характеристики приведены в табл. 6.

Таблица 5. Технические характеристики водогрейных котлов типа КВГМ

Рис. 6. Водогрейный котел КВГМ-20 (а ) и схема его водяного тракта (б ) : 1, 3, 7 - подовофронтовой, задний и боковые экраны; - топка; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - конвективные пучки; I, II- потоки воды

Таблица 6. Технические характеристики водогрейных котлов типа ПТВМ

Простейшая конфигурация котла и небольшое сопротивление конвективных пакетов позволили работать с естественной тягой, не требующей установки дымососов.

Для нужд отопления и горячего водоснабжения жилых, производственных и административных зданий применяются котлы стальные водогрейные КСВ ЗАО «Запсибгазпрома» (завод-изготовитель «Сибмет»).

Котел стальной водогрейный (КСВ) представляет собой трехходовой жаротрубнодымогарный котел, работающий с наддувом. Под избыточным давлением, обеспечиваемым вентилятором, подающийся для горения воздух, продукты сгорания отводятся из жаровой трубы через поворотную камеру в огневые трубы второго хода и далее через дымогонные трубы третьего хода в сажевую коробку, расположенную в задней части котла, откуда они поступают в дымовую трубу (рис. 9).

В качестве топлива можно использовать газ или мазут. Срок службы котла - 15 лет.

Основные технические данные котлов КСВ приведены в табл. 7 и 8. В России на рынке котлов широкое распространение получили также водогрейные жаротрубные котлы ОАО «Дорогобужкотломаш».

Таблица 7. Технические дхарактеристики котлов типа КСВ

Рис. 7. : 1 - топка; 3 - фронтовой и задний экраны; 4 - фестон; 5 - экраны конвективной шахты; 6 - ступени ширмовой конвективной поверхности

Рис. 8. : 1, 4, 6 - задний, фронтовой и боковые экраны; - конвективные поверхности; 3 - дымовая труба; 5 - топка; 7 - нижний коллектор фронтового экрана; 8 - нижний коллектор заднего экрана

На рис. 10 представлены конструктивные схемы водогрейных газомазутных автоматизированных котлов, которые предназначены для выработки горячей воды с температурой 150 °С, используемой для отопления, горячего водоснабжения и технологических целей.

На рис. 11 представлены конструктивные схемы жаротрубных и водотрубных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш», в табл. 9 и 10 даны основные параметры и технические характеристики вышеуказанных котлов.

Таблица 8. Технологические и экологические характеристики котлов КСВ

Рис. 9. : 1 - передняя крышка; - сажевая коробка; 3 - поворотная камера; 4 - жаровая труба; 5 - горелочный конус с обмуровкой; 6 - дымогарные трубы; 7 - смотровой люк; 8 - смотровой люк; 9 - люк для очистки; 10 - прямой патрубок; 11 - обратный патрубок; 12 - патрубок дымохода; 13 - взрывной клапан; 14 - дренаж; 15 - основание; 16 - изоляция

Аналогичные водогрейные жаротрубные котлы для систем водяного отопления домов, коттеджей, производственных, торговых и складских помещений производит ЗАО «ЗИОСАБ», г. Подольск.

Основные характеристики и параметры даны в табл. 11.

Водогрейные котлы «Турботерм»

В настоящее время все большее распространение получают водогрейные котлы с автоматизированным горелочным устройством и комплектом автоматики безопасности и управления (АБУ-1), поставляемые потребителю.

Котлы «Турботерм» изготавливаются в диапазоне мощностей от 110 до 5000 кВт. Котлы спроектированы в расчете на длительный срок эксплуатации (более 15 лет).

Таблица 9. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 0,05 до 7,56 МВт

*1 Котлы поставляются в обмуровке, обшивке, с запорной арматурой в пределах котла.

*2 Высота без запорной арматуры.

*3 Габариты трубной системы котла.

*4 Стандартная поставка: трубная система в комплекте с запорной арматурой.

*5 Масса металла котла с колосниковой решеткой (в скобках с решеткой РПК-1).

*6 Параметры без горелки.

Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д.т. - дизельное топливо.

Рис. 10.

Котлы сертифицированы в системе сертификации ГОСТ-Р, имеют сертификат соответствия №РОСС.RU.АЯ46.В18600, отвечают требованиям ГОСТ-Р и производятся серийно на заводе «Рэмэкс-Тепломаш» (г. Малоярославец) по ТУ 4931-001-32990435-96. Котлы «Турботерм» предназначены для замкнутых систем отопления и вентиляции, а также для систем горячего водоснабжения, рассчитаны на рабочее давление 0,6 МПа и температуру воды до 115 °С. Котлы работают под наддувом и предназначены для работы как на газообразном, так и на жидком топливе (включая мазутное) и обеспечивают нормируемые значения КПД по ГОСТ 10617-85.

Стальные водогрейные котлы марки «Турботерм» имеют горизонтальную реверсивную камеру сгорания с концентрическим расположением дымогарных труб. Для оптимизации тепловой нагрузки давления в камере сгорания и температуры отходящих газов дымогарные трубы оснащены турбулизаторами из нержавеющей стали (рис. 12). Современные теплоизолирующие материалы обеспечивают высокие теплотехнические характеристики котла.

Передняя крышка котла выполнена легкооткрывающейся на петлях. В зависимости от проекта петли крепятся справа или слева.

Таблица 10. Основные характеристики водогрейных котлов ОАО «Дорогобужкотломаш» тепловой мощностью от 11,63 до 9 МВт

Вариант с воздухоподогревателем.

Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д - деревоотходы

Таблица 11. Основные технические характеристики водогрейных котлов ЗАО «ЗИОСАБ»

Рис. 11. а - жаротрубные КВ-ГМ-0,05÷2,32-115Н: 1 - корпус котла, - камера поворотная, 3 - газоход с шибером, 4 - горелочное устройство, 5 - входной патрубок, 6 - выходной патрубок, 7 - патрубки предохранительных клапанов, 8 - смотровой лючок; б - водотрубные КВ-Г- 0,4÷1,0-95 Н: 1 - корпус котла, - топка циклонная, 3 - газоход, 4 - крышка, 5 - глазок, 6 - входной патрубок, 7 - выходной патрубок, 8 - патрубок установки горелки; в - водотрубные КВ-Г-1,16÷3,48-95 Н: 1 - корпус котла, - газоход, 3 - горелочное устройство, 4 - кирпичная стенка, 5 - конвективный газоход, 6 - топка; г - водотрубные КВ-Г-4,65÷7,56-95 Н: 1 - корпус котла, - топка, 3 - кирпичная стенка, 4 - конвективный газоход, 5 - газоход, 6 - горелочное устройство

Топка (камера сгорания) имеет реверсивную конструкцию. Специально разработанная геометрическая форма и большой объем топки способствуют полному сгоранию топлива и образованию отходящих газов с низким остаточным содержанием вредных веществ.

Конвективная часть включает в себя пучки дымогарных труб оптимального диаметра, закрепленных в трубных досках, которые обеспечивают низкое сопротивление течению топочных газов (от 50 до 600 Па в зависимости от типоразмера котла).

Задняя (каминная) часть котла имеет люк, который обеспечивает простую очистку газохода.

Технические параметры котлов «Турботерм» даны в табл. 12.

Водогрейные котлы Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт

Это водогрейный моноблочный стальной жаротрубный котел с трехходовым движением продуктов сгорания для работы на природном газе, дизельном топливе или мазуте мощностью от 430 до 9300 кВт (рис. 13).

Факел горелки, работающей под наддувом, формируется вдоль горизонтальной топки от фронта котла.

Рис. 12. : а - общий вид; б - схема топки: 1 - передняя крышка, 2 - топка котла, 3 - дымогарные трубы, 4 - трубные доски, 5 - каминная часть котла, 6 - люк каминной части, 7 - горелочное устройство

Таблица 12. Основные характеристики и параметры котлов «Турботерм»

Рис. 13.

Удлиненная горизонтальная нереверсивная цилиндрическая топка пригодна для монтажа практически любых дутьевых горелок, в том числе и ротационных.

Первый конвективный пучок жаровых труб возвращает продукты сгорания к фронту котла, а третий ход осуществляется вторым конвективным пучком стальных труб, направляющим продукты сгорания к газосборному коллектору в задней части котла.

Рабочее давление - 0,4 МПа (опрессовка 0,6 МПа).

Регулируемая температура сетевой воды - 100 ° С, максимальная - 110 °С.

Минимальная температура обратной воды 55 °C для природного газа, 50 °С для дизельного топлива.

Работает на газе, дизельном топливе, мазуте (возможно использование мазута Ml00 по отдельному запросу).

Основные технические характеристики и параметры котлов Ygnis серии ST мощностью 430-9300 кВт представлены в табл. 13 и 14.

Таблица 13. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощнотью 430-1060 кВт

Таблица 14. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощностью 1220-9300 кВт

Котел КВа-3,95 состоит из двух основных блоков: топки и конвективной камеры. Горелкой топливо направляется в камеру, сжигается, нагревая теплоноситель и трубопровод. Мощность работы горелки регулируется, что позволяет поддерживать стабильную температуру воды в трубах. Гидравлическая схема защищена от перегрева соприкасающихся с теплоносителем поверхностей, чем увеличивает срок службы изделия и избавляет от подготовки воды. Газы выходят из котла без дымососа, через трубу.

Водогрейный котел КВа-3,95 имеет систему безопасности. На задней стенке расположен взрывной клапан, который защитит оборудование от поломки в случае скачка давления. Горелка оснащена автоматическим регулированием, которое поддерживает стабильное давление, прекращая подачу топлива при высоких показателях и увеличивая — при низких.

Особенности и преимущества

• КПД более 90% обеспечивается большой топливной камерой, которая способствует полноценному сгоранию топлива и помогает рационально использовать горючее;
• Минимальные затраты на горючее способствует экономичному использованию;
• Устойчивость к образованию накипи образуется благодаря гидравлической схеме, предотвращающей застои и налипания, появление которых снизило бы КПД при длительном использовании котла;
• Совместим с множеством горелок, позволяя при выборе ориентироваться на собственные нужны;
• Автоматика безопасности сокращает вероятность поломки и увеличивает срок службы оборудования;
• Автоматизация процесса делает работу котельной автономной и упрощает труд кочегара;
• Низкие требования к качеству воды избавляют от необходимости подготавливать воду перед использованием;
• Небольшой размер котла позволит уместить его даже в небольших котельных;
• Минимальные монтажные работы сэкономят время и средства при установке котельного оборудования.

Размещение и установка

Котел КВа-3,95 должен быть установлен специалистами. Котел имеет значительный вес, поэтому устанавливается только на пол, на специально подготовленную поверхность. Для установки котла не требуется заливать фундамент: котел ставится на раму и опоры, а опоры крепятся к подготовленной поверхности болтами. На фронтовую стенку котла крепится горелка. Устройство прибора предполагает целый ряд подходящих горелочных устройств разных производителей.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Водогрейный котел КВа-3,95 очень прост в эксплуатации. После монтажа котел подключается к водопроводной системе и начинает работу. Котел КВа-3,95 полностью автономен, не требует специальной подготовки воды. Помимо простоты использования котел КВа-3,95 имеет еще и более длительный срок службы, чем, например, простой бойлер.

Важно отметить, что производить ремонтные работы и техническое обслуживание могут только квалифицированные специалисты, имеющие специальное разрешение. При организации технического обслуживания следует учитывать требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов».

Комплектация

Котлы КВа-3,95 доставляются в максимально собранном заводском виде и комплектуются всем необходимым для правильной установки прибора: запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами и инструкцией по эксплуатации. Горелка в комплект не входит.