Котельные установки

Категории товаров
ТКУ1
ТКУ1
ККУ1
ККУ1
ККУ1
ККУ1
ККУ1
ККУ1

    Котельные установки: виды, категории, составные элементы, принцип работы

    Котельная установка (транспортабельная либо модульная) – это система из одного или более блоков модульных конструкций с внутренним техническим оснащением, а также соединением с коммуникациями. Оборудование данного типа, предоставляется от завода уже полностью готовым к эксплуатации(необходимо только произвести соединение блоков, если их несколько и подключить к внешним коммуникациям).

    Различают котельные установки по следующим основным характеристикам:

    Вид топлива, которое будет использоваться:

    • природный либо сжиженный газ;
    • нефтяной либо попутный газ;
    • уголь, кокс или пелеты(твердое топливо);
    • дизтопливо;
    • отработка;
    • комбинированные(основной вид топлива и резервный).

    Вид рабочей среды:

    • вода (75-95°С);
    • перегретая вода (115°С);
    • пар (насыщенный 100ºC при давление 100 кПа и перегретый, отличается повышенной температурой (до 500ºC) и высоким давлением (больше 26 МПа));
    • термомасло (рабочая температура теплоносителя может достигать 350°C при атмосферном давлении)


    Правила проектирования и строительства котельных раскрыты в нормативных документах, выложеных на нашем сайте, согласно с которыми они подразделяются на две категории по надежности поставки тепловой энергии:

    І категория – котельная система, которая сама полностью обеспечивает теплом без помощи дополнительных, резервных источников, в которой не допускается нарушение теплоснабжения(например больницы, школы-интернаты и т.д.);
    ІІ категория – все остальные, не относящиеся к первой.
    Главные требования к любой категории котельных – паровое давление не больше 3,9 МПа, температура воды не должна превышать 200ºС, что изложено в СП 89.13330.2012 «Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76».

    Принцип работы котельной:

    Например, водогрейная котельная установка работает по такой схеме:

    • процесс нагревания воды для потребления осуществляется в котле;
    • циркуляция теплоносителя (как правило, воды) обеспечивается с помощью насосов (сетевых, циркуляционных);
    • поток нагретой жидкости подается в источник тепла: радиатор, теплообменник либо же пол с нагревом;
    • режим работы котлов и температура теплоносителя регулируется с помощью специальной автоматики, можно «завязать» температуру теплоносителя в зависимости от температуры наружнего воздуха.

    Сети подачи теплоносителя разделяются на прямые (подающие) и обратные. Когда вода подается потребителю – это подающая линия котельной установки, а когда она возвращается из радиаторов – обратная.

    Обустройство котельной системы

    Модульный блок оборудования выбирается индивидуально согласно требованиям и параметрам главного оснащения. Ее составляющие:

    • помещение под котельную;
    • котлы («с обвязкой»);
    • горелки (разделяют атмосферные и турбированные);
    • насосное и газовое оснащение (обычно используются основные линии и резерные);
    • теплообменники (применяются при независимом отопительном контуре и контуре горячего водоснабжения);
    • инженерные коммуникации, автоматика, сигнализация, связь, контрольная система пожарной безопасности;
    • водоочистное оборудование(фильтры, химводоподготовка);
    • расширительный бак.;
    • запорная и предохранительная арматура.

    Прочее оборудование, в зависимости от технического задания на изготовление.
    В блочно-модульную систему также входят дымоходы и газовые трубы(бывают на основании котельной, самонесущие, пристенные, на растяжках и т. д.).

    Составляющие конструкции котельной

    Транспортабельная котельная – это каркасный блок-модуль (один или несколько), построенный с использованием негорючих материалов, что обеспечит огнеупорность и пожарную безопасность. Количество блоков каркасного типа зависит от требуемой мощности, вспомогательного оборудования и необходимых подсобных помещений. Если реально котельную установку оборудовать в единый блок, то рекомендуется монтаж нескольких окон и дверных проемов из стали.

    Высокую прочность сооружения повышает технология строения котельной – в виде сварной каркасной конструкции. Это также увеличивает сопротивление ветру и снегу. Основа каркаса – швеллеры из стали, для балок потолка используются прокатные швеллеры. Для сооружения стен используют рифленую сталь с утеплителем или панели типа «сендвич». Кровля здания под котельную, как правило, односкатная или же двухскатная. Металлические конструкции котельного блока в обязательном порядке подлежат антикоррозионной обработке.

    Когда составляется проект установки, то пункты взрывопожарной безопасности, огнеупорности конструкции обязательно соледуют СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с Изменением N 1)» .

    Оснащение котельной установки

    Главная составляющая любой котельной – котел. Процесс нагрева воды и получения пара осуществляется как раз в нем.

    Вода (как правило), которая играет роль носителя тепла, нагревается за счет выработки энергии. Тепло вырабатывается от сжигания топливных материалов в газовых либо твердотопливных котлах. В электрокотлах тепло образуется за счет электроэнергии. Материал для изготовления котла выбирается также согласно виду топливного сырья. Как правило, это чугун либо сталь. К примеру, если отопление производится за счет твердого топлива, то рекомендуется использовать котлы чугунные, так как на стальных быстро образуется сера, из-за которой значительно сокращается их срок эксплуатации. Чем невыгодно отличаются чугунные котлы, так это большим весом и громоздкостью.

    Техническо-финансовые расчеты, производимые при выборе котлов, проводятся с учетом ряда факторов:

    • эффективность производительности, как котла, так и котельной системы в целом;
    • гарантия стабильной работы при минимуме нагрузок не в отопительный сезон;
    • количество теплопотребителей;
    • характеристики топлива;
    • наличие системы автоматики;
    • габариты котла;
    • надежность;
    • условия ремонта, очистки либо промывки котла.

    Немаловажный факт – для котельных первой и второй категорий назначается установка минимум двух котлов, на случай выхода из строя одного из них (дабы не заморозить систему).

    Что собой представляет горелка

    У любого вида котлов, кроме электрического, имеется важная составляющая часть – горелка. Как газовые, так и дизельные горелки выполняют функции:

    • подготовка топлива к горению – смешивание его с воздухом;
    • сжигание смеси, что происходит в отсеке сгорания котла.

    Нагрев воды и пара осуществляется за счет последней функции.

    При выборе горелки следует опираться на такие показатели:

    • вид топлива, которое будет использоваться в качестве источника тепла;
    • характеристики котла: производительность, мощность, габариты камеры сгорания, тяга.

    Исходя из вышеперечисленных качеств, например, газовые горелки подразделяются на одно и двухступенчатые. Последние могут работать в двух режимах. А также плавно-двухступенчатые и модуляционные. Последние на порядок дороже за счет автоматики, но работают плавно на всех режимах.

    Оснащение газовых котельных

    Так как газ обладает повышенными свойствами горючести, то и правила эксплуатации газовых котельных установок достаточно строгие. Согласно правилам (СП 89.13330.2012 «Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76») газорегуляторные установки монтируются в самой котельной, а газорегуляторные пункты отдельно, на площадке. Кроме того, к котлу, мощность которого меньше 30 МВт, должны предусматриваться две линии снижения, вторая линия будет срабатывать, когда выходит из строя главная ветвь. В остальных случаях, кроме котельных первой категории, рекомендуется установка одной нити.

    И так, газовое оснащение котельных включает:

    • приборы регулировки газового давления;
    • фильтрацию;
    • предохранительную и запорную спецарматуру;
    • при необходимости коммерческий учет газа и поагрегатный.

    Кроме того, используются различные контрольно-измерительные устройства: термометры, датчики, манометры и другие приборы.

    Приборы, регулирующие газовое давление, являются обязательным элементом, необходимым для снижения и стабилизации показателей давления газа перед горелками, имеется в виду газовая рампа. А в случаях значительного понижения давления газа, необходимо применение регуляторов давления газа.

    Газовые фильтры-отстойники необходимы для очистки топлива от различных загрязнений: воды, твердых элементов, вкраплений, которые недопустимы для стабильной работы регуляторов давления газа и счетчиков, а также уменьшают производительность котла.

    Безопасность использования и нормальное функционирование обеспечивает запорно-предохранительная арматура, например: термозапорные клапаны (в последнее время не обязательны, так как присутствует противопожарная автоматика), клапаны предохранительные (запорные, сбросные), краны шаровые, затворы поворотные.

    Насосы в котельных установках

    Функции насосного оборудования:

    • регулирование равномерной подачи воды (теплоносителя);
    • транспортировка воды и нагнетание давления;
    • циркуляция теплоносителя;
    • подмешивания горячей воды в холодную (антиконденсатные).

    Типоразмеры и мощность насосов подбирают исходя из «потребностей» характеристик среды, а именно необходимого давления и производительности. Выделяют следующие типы:

    • сетевые, что выполняют функцию циркуляции воды и пара в системе;
    • питательные, с целью запитки подготовленной воды в систему;
    • циркуляционные, что регулируют напор теплоносителя в отдельном контуре (независимом или ГВС);
    • антиконденсационные, используются для подмешивания горячей воды в обратный трубопровод (во избежании «потения» котлов, что неизбежно приводит к коррозии и сокращению срока службы).

    Количество используемых насосов зависит от задач, поставленных перед ними, как правило устанавливают основной и резервный, кроме тех редких случаев, когда заказчик пытается сэкономить на комплектации.

    Как функционирует система обмена тепла в котельных установках

    Теплообменное оснащение состоит из:

    теплообменников, как правило, пластинчатых разборных (реже кожухотрубных), площадь теплопередачи которых зависит от нескольких параметров, например давлений и температур «до» и «после», структуры теплоносителя (вода-вода, вода-пар,…);

    Теплообменники нужны в вентиляционной системе и горячего водоснабжения, иногда в отопительной (независимый контур отопления, что продлевает «жизнь» котла и экономит средства на химводподготовку огромного кол-ва воды).

     Система автоматики котельных, сигнализация

    Контроль над котельными установками, в частности над их безопасным функционированием, осуществляется дистанционно (в большинстве современных котельных), с помощью пульта управления. Система автоматики котельных оборудована автоматическими приборами, что не требует постоянного присутствия диспетчера. Информирование о возникновении аварийной ситуации предоставляется на дистанционный пульт, а оповещение производится с помощью звуко-световой сигнализации.

    Основные причины сбоя:

    • проблемы с подачей топливных материалов;
    • сбои давления воды или пара;
    • отключение от электроэнергии;
    • неправильный уровень воды;
    • выход из строя какого либо оборудования.

    Оборудование, что находится в состоянии поломки, отключается автоматически. На смену ему срабатывает резервное оснащение. Таким образом, регулировка работы установок происходит автоматически. В каких случаях срабатывает система сигнализации указано в СП 89.13330.2012.

    Подготовка и очищение воды

    Перед тем, как вода попадает в котел или теплообменник, необходимо произвести ее очистку от механических взвесей, грязи и минералов. Очищение и смягчение воды обеспечивается с помощью специальной системы. Это нужно для предотвращения образования коррозии, пены, солей и накипи на составляющих котельной. Производится очистка благодаря нескольким видам фильтрации, известкованию, а также избавлению от хлора, что послужит гарантией долгосрочной службы установки. Как вода, так и пар, должны соответствовать требованиям ГОСТов, санитарным правилам и нормам по использованию питьевой воды, водоснабжению населения, а также по безопасной эксплуатации водных систем.

    К системе водоочистного оборудования относятся:

    • фильтры механические и магнитные;
    • устройства умягчения, избавления от железа;
    • вихревые реакторы и прочее.

    Как и при выборе других составляющих котельного оборудования, при подборе системы водоподготовки следует руководствоваться санитарными правилами и нормами:

    ГОСТа 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора»
    СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения»
    ПБ 10-574-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов»
    ГОСТ 20995-75 «Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара»

    Защита от повышения давления воды

    В каждой котельной системе предусмотрено наличие специального бака (расширительный), который выполняет функцию защиты от повышения давления воды. Когда теплоноситель нагревается, увеличивается в объеме, что может привести к гидроудару или протечкам. Бак мембранный компенсирует объем теплоносителя и удаляет лишний воздух, что образовался при нагреве. Мембранные баки устанавливают в системах отопления, горячего водоснабжения, по сути, в любом контуре.

    Все баки схожи по конструкции: бак в форме цилиндра или же прямоугольника, вертикального либо горизонтального положения. Внутри находится гибкая мембрана, которая делит устройство на два отсека: для воздуха и жидкости. Механизм действия расширительного бака заключается в подаче излишков воды в бак. Для изготовления мембранных баков выбирается такое сырье, что способно удерживать высокие температуры и скачки давления.

    Газовые трубы и дымоходы

    В котельных установках предусмотрено наличие системы отвода продуктов сгорания топлива. К ней относятся газовые и дымовые трубы, которые нужны для выхода газа и дыма, обоспечения естественной тяги. Газовые трубы идут непосредственно от котлов, присоединяются к дымоходам перпендикулярно или вертикально, зависит от конструкции котлов (атмосферные или турбированные).

    Как и в случае с другими элементами котельных, материал, размеры, параметры крепления труб выбираются, исходя из технических характеристик оборудования, пожеланий заказчика, согласно установленным требованиям и нормам.

    Различают следующие виды конструкций:

    • дымовая труба на ферме (чаще всего)
    • дымовая труба на растяжках (требуется большая площадь для монтажа)
    • дымовая труба на мачте (по сути ферменная)
    • фасадная дымовая труба (исходя из названия, крепится к фасаду)
    • самонесущая дымовая труба (держится за счет основания на фундаменте)

    Кроме вышеперечисленного, существует дополнительное оснащение котельных, что гарантирует нормальное и безопасное пользование. К дополнительному вспомогательному оборудованию относятся разнотипные деаэраторы, бойлеры, аккумуляторные баки и многое, многое другое.