Бытовые газовые котлы отопления промышленного назначения

Главная / Котельные

Назад

Опубликовано: 22.10.2019

Время на чтение: 3 мин

0

10996

Котельная – это комплексная инженерная система, состоящая из большого количества механизмов и узлов предназначенных для выработки тепловой энергии на производственные нужды и теплоснабжения жилых и общественных зданий.

Котельная на предприятии, как источник тепла, тесно связана с инженерными сетями расположенными, как на ее территории, так и вне.

• 1 Виды промышленных котельных установок
• 2 Принцип работы
• 3 Котельное оборудование
• 4 Системы дымоотвода
• 5 Требования к промышленным газовым котельным

Виды промышленных котельных установок

Промышленные газовые котлоагрегаты классифицируются по мощности на агрегаты малой, средней и большой мощности. К первой группе относятся водогрейные, паровые и конденсационные генераторы, мощностью до 20 МВт и КПД до 96 %. Обычно их применяют для теплоснабжения небольших предприятий.

Для комплексного теплоснабжения с выдачей нагрузки по отоплению, горячему водоснабжению и вентиляции предприятия устанавливают котельные с суммарной мощностью до 100 МВт.

Такое оборудование устанавливается на больших квартальных котельных, способных обеспечить теплом не только промышленных, но и жилищно-бытовых потребителей. Для снабжения горячей водой и паром крупных заводов и районных городских предприятий тепловых сетей используют газовые котлы с мощностью от 600 МВт.

По назначению газовые котельные на предприятии подразделяются:

1. Отопительные – для централизованного снабжения на нужды отопления, вентиляции и ГВС бытовых и промышленных потребителей;
2. Производственные – для технологического обеспечения теплом в виде пара и горячей воды промпредприятий.
3. Отопительно-производственные – для комплексного снабжения теплом систем теплоснабжения и технологических процессов.
4. По схеме котельные делятся на закрытого типа, когда вся сетевая вода по магистральным тепловым сетям возвращается обратно к источнику и открытую систему, когда часть горячего теплоносителя потребляется на технологические или бытовые нужды.
5. В промышленности технологическими потребителями тепловой энергии в виде пара являются бумажные, химические и металлургические производства, нефтехимические комплексы, ректификационные и химические реакторы, сорбционно-десорбционной агрегаты процесса газа очистки, гальванические линии и устройства для ламинирования поверхностей.

Перспективным направлением стала установка комбинированных котельных пароводородных котельных, автономных блок-модулей, крышных систем теплоснабжения.

Хорошими мобильными системами считаются блок-модульные, собираемые на заводе и транспортируемые к месту установки в собранном виде.

На месте запуск таких систем проходит по ускоренной программе «под ключ», учитывая, что монтаж и наладочные работы выполнены на производстве.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

В сети публикуется много версий лучших промышленных котлов, благо выбор на рынке очень широк. Однако во многих рейтингах на различных местах присутствуют нижеследующие установки для производства тепла и пара.

Buderus Logano SK655 / SK755

Две линии универсальных котлов: SK655 диапазоном мощностей от 120 до 360 кВт и SK755 – от 420 до 1 850 кВт. Низкотемпературные водогрейные (до 110 °C) агрегаты работающее на солярке, сжиженом и природном газе. Минимальные потери тепла и практически полное сгорание топлива доводят КПД до 93% и минимизируют выбросы в атмосферу. Используются в коммунальном хозяйстве и ТЭЦ. Производитель – Бельгия.

Стоимость: 180 000-1 300 000 руб.

Bosch Unimat UT-M

Универсальные жаротрубные водогрейные котлы трехходовой конструкции, работающие на газе и дизельном топливе. Серия представлена мощностями от 750 до 1 920 кВт, выдает теплоноситель высокой температуры (до 190 °С) при дооснащении экономайзером и конденсационным теплообменником может доводить КПД до 105%. Применяют в городских и районных котельных, могут работать в каскаде и для технологических целей в промышленных предприятиях. Разработаны в Германии, производство в РФ.

Viessmann Vitoplex 100

Немецкие водогрейные котлы мощностью от 110 до 2 000 кВт, двухходовой конструкции достигает КПД 95%. Инновационные горелки позволяют сжигать жидкое топливо (отработанное масло) и газ практически без выбросов в атмосферу. Температура теплоносителя до 110оС. Небольшие размеры, простое управление и удобная для техобслуживания конструкция. Применяется для средних котельных. Цена зависит от комплектации.

Стоимость: 410 000-2 900 000 руб.

ACV R 200

Твердотопливный котел на дровах, выдает мощность 200 кВт, энергонезависимый, с трехходовой открытой камерой сгорания. Также эффективно сжигает торф, топливные брикеты и пеллеты с КПД 80%, при дооснащении может работать на жидком топливе (отработке) и газе. Температура теплоносителя 90оС. Удобен для отопления небольшого производства (отапливает до 1 600 м2) вдали от газовых магистралей, очень устойчив к прогоранию (толстостенный). Производитель Бельгия.

Стоимость: 410 000-1 100 000 руб.

Рынок котлов промышленного назначения заполнен не только импортными разработками, существую отечественные производители, которые выпускают оборудование менее эффективное по некоторым параметрам, но более адаптированы к нашим реалиям по топливу.

Принцип работы

Газовые промышленные котельные независимо от своей мощности, практически, имеют одинаковую схему управления и принцип действия. Конструкционные различия наблюдаются только у водоводяных и пароводяных котлов. Котельные установки промышленных предприятий состоят из основного и вспомогательного оборудования.

К основному относят сам котел и устройства, заключенные в его корпусе – трубные пакеты, сепараторы, коллекторы, барабаны. К вспомогательному оборудованию относятся газогорелочное устройство, насосы, вентиляторы, дымососы, арматура, гарнитура, система автоматики управления и безопасности.

В водогрейных котлах вода нагревается до максимальной температуры 150 С, в результате сжигания топлива и передаче тепла от дымовых газов к магистральному теплоносителю. Панели выполняют газоплотными, чтобы повысить теплопередачу, для этого – стальные трубы сваривают между собой.

После топки дымовые газы вод воздействием разряжения, создаваемого дымососом, поступаю в конвекторный блок, где трубы смонтированы в шахматном порядке, что увеличивает поверхность нагрева и скорость передачи воды сетевому теплоносителю.

В водогрейном котле вода движется принудительно, скорость движения определяют сетевые насосы, обеспечивающие необходимую производительность и напор. Вход и выход воды выполняется через котловой коллектор.

Принцип работы парового котла отличается от водогрейного. Движение воды во внутреннем его контуре, происходит благодаря естественной циркуляции холодных и нагретых пароводяных сред.

В результате процесса теплопередачи на выходе котла получается насыщенный или перегретый пар. Для сбора его в современных котлах устанавливаются барабаны и сепарационные устройства в верхнем барабане, чтобы удалять из пара мельчайшие частички котловой воды.

Сетевая вода через паровой котел не циркулирует, он запитывается химочищенной питательной водой, с помощью специальных питательных насосов. Контур сетевой воды не пересекается с питательным, а нагрев ее происходит в пароводяных сетевых теплообменных аппаратах, в которых пар от котла через трубную систему нагревает подающий теплоноситель до максимальной температуры 150 С.

Безопасность использования

Промышленные газовые устройства удобны и безопасны в использовании. Есть определенные требования к их эксплуатации, обязательное выполнение которых сократит риск появления производственных аварий и несчастных случаев. Возможно затухание газовой горелки, что может привести даже к взрыву газа. Такие ситуации могут возникнуть, если:

• давление в системе не соответствует определенным нормам;
• было внезапно отключено напряжение;
• произошла остановка тяги в дымоходе.

Во избежание данных ситуаций в производимые модели изготовители устанавливают вмонтированные системы безопасности. Сейчас на рынке газовых котлов можно закупить современное оборудование с системами самодиагностики, снабженное также термостатами, защищающими от перегрева воды, от блокировки насосов, контролером, регулирующим интенсивность пламени.

Кроме этих преимуществ, есть еще одна важная функция. В газовых установках срабатывает защитная система от накипи. Это происходит благодаря специальным предохранителям, вмонтированным в контур отопления. Многофункциональные газовые котлы являются более дорогостоящим оборудованием, но это увеличивает их стабильность и надежность, а главное – гарантию и безопасность.

Котельное оборудование

Котлы являются основным элементом организации и реализации паросилового цикла системы теплоснабжения. Корпус маломощных котлов низкого давления изготавливают из чугуна, а среднего и высокого давления из котловой стали.

Для того чтобы правильно подобрать тип и количество котлов, выполняют технико-экономические расчеты, с учетом следующих факторов:

1. Максимальная и минимальная тепловая нагрузка потребителей в зимнее и летнее время.
2. Расстояние и диаметры тепловых сетей с разбивкой к каждому потребителю.
3. Качество воды и топлива.
4. Уровень автоматизации газовой котельной.
5. Размеры котельной.

Следующим по важности элементом котлоагрегата является горелочное устройство, где происходит процесс смешивания газа и воздуха и розжиг газовоздушной смеси с образованием факела. Сам процесс горения происходит в топочной камере.

Выбор котла по теплопроизводительности горелки должен соответствовать ее мощности с учетом аварийного резерва. Неплохое газовое оборудование Лемакс можно приобрести в Ишиме.

Работа горелки обеспечивается газовым оборудованием котельной: ГРУ или ГРП, регуляторами, фильтрами, приборами контроля и системой безопасности. Все элементы газового хозяйства относятся к объектам повышенной опасности, их работа регламентируется СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Классификация по типу размещения

Настенные водогрейные котлы имеют относительно небольшую массу в отличие от напольных моделей

Водонагревательные устройства, в зависимости от мощности и конструкции имеют различную массу и размеры. Во многом это определяет место, где их допускается устанавливать.

Напольные изделия характеризуются значительным весом и габаритами. Подвешивать их невозможно именно из-за этих факторов, так как не всякая несущая поверхность может выдержать такую нагрузку. Плюс в том, что такие приборы более надежны и функциональны.

Настенные котлы отличаются компактностью и небольшим весом. Их разработка изначально была нацелена на то, чтобы продукция могла быть установлена в тесных помещениях – кухня, санузел, подвал. Из-за ограничения по размерам такие котлы не рассчитаны на большую мощность, теснота расположения деталей затрудняет их обслуживание и снижает уровень надежности.

Системы дымоотвода

Система дымовентиляции котельной служит для создания разряжения в газовом тракте котлоагрегата и выводе дымовых газов из котла в атмосферу . Она состоит и дымососа, вентилятора, дымоходов и дымовой трубы.

Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности (КИПиА) предназначены для контроля за работой установки по режимным картам, регулировки нагрузки котла и обеспечения безопасной эксплуатации оборудования.

Во всех современных котлоагрегатам установка КИПиА является обязательным требованием, в соответствии с нормами и правил по эксплуатации котельных установок.

Защита котельного оборудования срабатывает с включением звуковой и световой сигнализации для оповещения оперативного персонала.

Параметры защиты КИПиА:

• отрыв факела в котле;
• высокое давление пара, газа, воды;
• низкое разряжение в топке котла;
• отключение электроэнергии;
• низкий уровень воды в котле;
• низкое давление воздуха, воды и газа.

При срабатывании сигнализации, через короткое время, если оперативный персонал не исправил сбой, котел останавливается системой КИПиА, через принудительное отключение подачи газа в топку.

Откуда берется чистый водород

Хозяину на заметку

«Чтобы привлечь внимание к своей продукции, некоторые производители водородных котлов делают ссылки на некий «секретный катализатор» или на использование «газа Брауна» в своих устройствах». Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии

В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии

Например, можно извлечь водород из газа метана, где водорода аж 4 атома! Только вот, зачем? Метан и сам по себе — горючий газ, зачем терять дополнительную энергию на выработку чистого водорода? Где тут энергоэффективность? Поэтому чаще всего водород извлекают из воды, которая, как всем известно, не может гореть, применяя для этого метод электролиза. В самом общем виде этот метод можно описать как расщепление молекул воды на водород и кислород под действием электроэнергии.

Электролиз давно известен и широко применяется для получения чистого водорода. На практике ни один промышленный водородный котел, пока во всяком случае, не обходится без электролизной установки или электролизера. Все бы хорошо, но эта установка требует электроэнергии. Итак, водородный котел должен в обязательном порядке потреблять энергию. Вопрос в том, каковы же эти энергозатраты?

Схема процесса электролиза

Все разговоры о «теплоте сгорания» водорода немного уводят нас в сторону от данного вопроса, а между тем, он наиболее важен. Итак, водородный котел может быть выгоден в единственном случае — произведенная им тепловая энергия должна быть выше, чем израсходованная на работу котла.

Требования к промышленным газовым котельным

Газовые котельные – пожароопасные объекты, к ним предъявляются особые требования на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. Основные требования закреплены в СНиП II-35- «Котельные установки».

Требования к насосам обозначены в СП 89.13330.2012. Вода и пар должны соответствовать — ГОСТу 20995-75, 2761-84, а система химводоподготовки — СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение». Более подробно с требованиями и правилами можно ознакомиться в книге «Котельные установки промышленных предприятий» (Сидельковский Л.Н. Юренев В.Н).

Котлы промышленных котельных устанавливают в отдельностоящем здании, которое по огнестойкости определяется производственными требованиями. Для монтажа крупногабаритных элементов и узлов котла должны быть предусмотрены монтажные проемы.

Проектирование и строительство промышленных котельных выполняется с учётом существующих планов застройки и инженерных коммуникаций в районе предполагаемого строительства.

Проектом должны быть предусмотрены котельный зал, насосный зал, топливное хозяйство, помещения для химводоочистки и КИПиА.

Теплоноситель для котла

Во многом большую роль в подборе установки играет монтаж с присоединением к самой отопительной системе. Ключевым элементом в системах является теплоноситель, который принимается котлом, подвергается нагреву, а затем, отпускается течь по трубам и радиаторам. В таких точках потребления нагретый агент отдаёт тепло непосредственно батареям и трубам, которые и обогревают помещение.
Промышленные модели могут быть универсальными в отношении приемки и обработки тепловой энергией конкретного теплоносителя. Но для применения в производстве часто встречаются котлы, способные принимать лишь один вид теплоносителя. Выбор обычно представляется между тремя основными разновидностями жидкостно-перегонной среды:

1. Вода.
2. Антифриз.
3. Пропиленгликоль.

Добавляются к таким жидкостям также и ингибиторные смеси, позволяющие максимально нейтрализовать агрессивность сред, протекающих по металлическим трубам. Делается это во избежание коррозии металла. При использовании пластиковых труб такие средства необходимы для исключения накипи. В особенности это касается воды или пара.

Изготовление своими руками

Простенький водогрейный котел несложно изготовить самостоятельно. Вот что при этом нужно учитывать:

1. Выбирать материал топки следует с учетом того, какой вид топлива планируется использовать. Для угля характерна гораздо более высокая температура горения, чем для древесины, поэтому листы для изготовления топки угольного котла следует брать потолще — тонкая сталь быстро прогорит.
2. Идеальный материал — специальная жаропрочная котловая сталь. На втором месте — легированная жаропрочная сталь с добавками хрома и молибдена, например, марок 12ХМ или 12Х1МФ. Если предполагается использовать обычную сталь, то она должна иметь марку ниже сталь 35. В сталях более высоких марок при нагреве возникает эффект прикаливания, вследствие чего они становятся хрупкими.

В продаже имеются комплекты из вентилятора, термодатчика и контроллера (например, польской компании KG Elektronik), при помощи которых легко организовать принудительную подачу воздуха в топку (см. выше описание работы котла с вентилятором).

Срок эксплуатации

Срок эксплуатации промышленных газовых котлов при соблюдении требований производителя длительный и достигает 20 лет. Минимальное значение равно 10 годам. Продолжительность службы зависит от вида оборудования и до первой чистки от внутренних загрязнений составляет около 3 000 часов.

Между проведением капитальных ремонтов должно пройти 3 года. Полный срок службы составляет 10 лет, если производительность не превышает 4,65 МВт. При этом учитывается продолжительность работы в год около 3 000 часов.

Если производительность достигает 35 МВт, срок эксплуатации промышленного газового котла составит 15 лет. Срок увеличивается до 20 лет с увеличением производительности выше 35 МВт.

Паровые агрегаты

Представители данной категории, как видно из названия, предназначены для выработки пара. Агрегаты промышленного типа производят его для нужд технического обеспечения. В частности, такое оборудование используют на деревообрабатывающих предприятиях. Паровое воздействие позволяет сохранять оптимальные параметры влажности в сушильных камерах. В медицине промышленные паровые котлы служат для стерилизации спецодежды и рабочего инвентаря, а сельское хозяйство использует их в изготовлении удобрений и комбикорма. При этом важно разделять пар насыщенный и перегретый. В перечисленных выше отраслях используется как раз насыщенный теплоноситель. Перегретый пар, в свою очередь, находит применение в специальных турбинах электростанций. Поэтому котлы такого типа также называются энергетическими. Нередко агрегаты, вырабатывающие перегретый пар, используют в едином комплексе с генераторами насыщенных тепловых сред. Этот нюанс и позволяет относить энергетические установки к промышленным котлам.

Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. Тонкости и нюансы

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой заводской модели котла лежат точные тепловые расчеты. Возможности работы в домашних условия несоизмеримо скромнее производственных, поэтому при выборе модели, подлежащей изготовлению, надо исходить из существующих реалий, в том числе, своего личного потенциала как монтажника.

Инструментарий и материалы

Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.

Комплект инструмента для самостоятельного изготовления твёрдотопливного обогревательного агрегата

Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:

• сварочный аппарат;
• малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
• электродрель со свёрлами по металлу;
• газовые ключи №№1,2;
• молоток;
• набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
• пассатижи;
• угольник на 90 град.

Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.

Кроме того, понадобятся:

• стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
• листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
• стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.

Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.

Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии. Наружные и внутренние оболочки топки выполняются каркасными, что также повышает жёсткость конструкции. Кроме того, для увеличения прочности стенки камеры сгорания снаружи можно обшить стальным уголком или профилем в виде рёбер жёсткости.

Применение электрических котлов в промышленности

Высокая цена на электроэнергию препятствует широкому использованию электрических котлов в быту. Несомненно, что эта цена поднята искусственно, чтобы была возможность реализовать газ. Ведь скважину, которая начала работать, непросто заглушить. Поэтому до тех пор, пока будет добываться газ нельзя надеяться на уменьшение цен на электроэнергию, пеллеты, дрова и уголь. Из-за высокой цены электроэнергии для предприятий электрические котлы отопления промышленные применяются чрезвычайно редко. Они используются в качестве резерва, чтобы обеспечить отопление в случае каких либо непредвиденных обстоятельств.

Твердотопливные

Этот тип промышленных агрегатов стоит на втором месте. Многие специалисты считают, что за ними будущее. Залежи угля в России огромны, торфа и дров не меньше, так что вероятность, что твердотопливные котлы вырвутся на лидирующие позиции, очень высока.

К тому же данный вид оборудования обладает высоким КПД, плюс максимальная выработка температуры теплоносителя. Правда, не обошлось и без недостатков. В первую очередь надо отметить большие (иногда просто огромные) габариты водогрейных установок.

К тому же для поддержания их работоспособности надо содержать большие запасы топлива, а это склады, транспорт, штат сотрудников, что увеличивает себестоимость вырабатываемого тепла. И последнее, твердотопливные промышленные котлы не могут быть автоматизированы до конца.

Все остальные виды промышленных агрегатов менее популярны. Какие-то за счет высокой стоимости топлива, какие-то за счет сложности эксплуатации и обслуживания.

Котлы с пиролизным сжиганием

Среди многочисленных вариантов с полуавтоматическим сжиганием топлива выделяют газогенераторные или пиролизные котлы. Такие котлы подточены для сжигания только одного сорта топлива ― сухой древесины, что позволяет организовать систему с неизменно высоким КПД до 85%. Пиролизный способ сжигания разработан для максимально эффективного забора тепла: помимо горения самого топлива, дожигаются газы, исходящие от прогорания древесины. Дрова в пиролизном твердотопливном котле с водяным контуром горят не «ярким пламенем», а постепенно тлеют. За равномерное тление горючего отвечает автоматика и наддувный вентилятор с дозированием первичного и вторичного воздуха. Максимальное прогорание дров в таком режиме позволяет сделать систему наиболее экологичной; дожиг газов значительно снижает объём выбросов через дымоход. Газогенераторные модели не оставляют следов и копоти снаружи дома.

Появившиеся около 30 лет назад, газогенераторные котлы длительного горения остаются весьма дорогостоящим оборудованием. Цена котла может быть оправдана за счёт решения многочисленных задач в отоплении. Если регулярная поставка сухой древесины не составляет труда и сложностей, позволяют финансовые возможности и требуется организовать высокоэффективную экологичную систему отопления, тогда пиролизный котёл ― идеальный вариант.