Паровые и водогрейные котлы


Паровые котлы

В ряде сельскохозяйственных объектов некоторые технологические процессы (запаривание кормов, пастеризация молока, выпаривание емкостей, санитарная обработка помещений и др.) требуют незначительного количества пара. Подводить пар от удаленных котельных установок нерентабельно. Для этих целей используются котлы малой паропроизводительности. В таблице 4.1 приведены технические характеристики некоторых паровых котлов отечественного производства.

Таблица 4.1 – Технические характеристики отдельных паровых котлов

Параметры КТ-300 КТ-500 КТ-1000 Д-900 Д-721 А
Паропроизводительность, кг/ч
Избыточное давление пара, МПа 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
Температура пара, 0С
Расход горючего, кг/ч 63,5
КПД, %, не менее

На рисунке 4.3 приведена заимствованная из [4] технологическая схема жаротрубного котла Д – 900.

Котел цилиндрической формы горизонтальный стальной. Внутри котла установлены: жаровая камера 3, передняя 6 и задние 9 и 13 дымовые камеры, дымогарные трубы 4 и 5 нижнего и верхнего газоходов, дымовая труба 12. Воздух подается в жаровую трубу дутьевым вентилятором 1.

В качестве горючего используются керосиновый, газойлевый или соляровый дистилляты. Насосом 16 горючее подается к форсунке 2, распыливается, перемешивается с воздухом. Топливная смесь воспламеняется при помощи запального устройства 15. Вода насосом прогоняется через противонакипное магнитное устройство (они не изображены на рисунке) и экономайзер 11, где подогревается продуктами сгорания и поступает в котел. Благодаря развитой поверхности теплопередачи за счет большого количества дымогарных труб осуществляется интенсивное кипение воды. Генерируемый пар освобождается от водяных брызг в сухопарнике 8, а в пароперегревателе 10 превращается в сухой пар. Давление пара в котле, превышающее расчетное, сбрасывается предохранительным клапаном 7. Предохранительный клапан 14 (иногда его называют взрывным клапаном) обеспечивает безопасность работы котла при неудавшемся запуске.


Паровые и водогрейные котлы

Рис. 4.3. Технологическая схема парового котла Д-900:

1 – дутьевой вентилятор; 2 – форсунка; 3 – жаровая труба; 4 и 5 – дымогарные трубы; 6 – передняя дымовая камера; 7 – предохранительный клапан; 8 – сухопарник; 9 и 13 – задние дымовые камеры; 10 – пароперегреватель; 11 – экономайзер;

14 – взрывной клапан; 15 – запальное устройство; 16 – насос горючего

Водогрейные котлы

Для горячего водоснабжения и отопления в сельском хозяйстве широко используются водогрейные котлы. Источником энергии для нагрева воды кроме химических топлив в ряде случаев используется электроэнергия. Температура воды в водогрейных котлах разного назначения может быть от 70 до 170 0С. Водогрейные котлы изготавливают в чугунном или стальном исполнении. В таблице 4.2 приведены технические характеристики некоторых типов чугунных, а в таблице 4.3 – стальных котлов.

Таблица 4.2 – Технические характеристики чугунных водогрейных котлов

Параметры КЧ-1 КЧ-2 КВа-1,0 ГН КВм-1,3К
Тепловая мощность макс., МВт 0,23 1,30 1,00 1,33
Давление воды, МПа 0,05 0,05 0,7 0,7
Температура воды, 0С
КПД, %, не менее

Таблица 4.3 – Технические характеристики стальных водогрейных котлов

Параметры АОГВ-11 КВ-М-4 КВ-М30 КВу-050 КВу-400
Тепловая мощность макс., МВт 0,0116 4,6 34,9 0,076 0,420
Давление воды, МПа 0,05 0,3 0,3 0,3 0,3
Температура воды, 0С 70-150 70-150
Расход горючего, кг/ч 6,3 38,5
КПД, %, не менее 93,5 92,5

Из большого разнообразия водогрейных котлов рассмотрим устройство и принцип действия котла типа АОГВ (аппарат отопительный газовый с водяным контуром), которые широко используются для систем отопления индивидуальных домов.

Паровые и водогрейные котлы На рис. 4.4 изображено устройство котла АОВГ – 11,6 (цифра 11,6 означает максимальную мощность в киловаттах).


Паровые и водогрейные котлы Котел вертикальный цилин дрический стальной, Внутри водяного бака 4 размещены дымогарные трубы 11, через которые продукты сгорания из горелки 3 проходят в дымовую трубу 8. Вода, поступающая в бак через штуцер 12, омывает дымогарные трубы, нагревается и через штуцер 9 подается потребителю.

Интенсивность нагрева воды определяется в основном скоростью ее перемещения вдоль дымогарных труб. При естественной конвекции эта скорость невелика, отсюда «тяга» котла по воде несущественна. При открытом кране 5 и нажатой кнопки 7 газ через малорасходную форсунку запальника 1 поступает в область расположения основной горелки топки котла 3. При поджоге газа, выходящего из запальника, термопара 2 нагревается и ее термоэдс в дальнейшем под- держивает работу запальника в дежурном режиме. Узел «сильфон – термобаллон» 10 обеспечивает работу основной горелки в заданном диапазоне температур нагреваемой воды. Блок автоматики 6 осуществляет автоматическую работу котла. При отсутствии тяги в дымоходе, перегрев воды в котле, снижении давления газа ниже допустимого блок автоматики прекращает подачу газа к основной горелке и запальнику.

Котлы отопительные — устройства для нагрева жидкости теплоносителя. Котлы бывают твердотопливные, жидкотопливные, газовые и электрические, в зависимости от того, что используется для нагрева теплоносителя. Бывают одно и двухконтурные, одноходовые, двухходовые, трехходовые, автоматические и ручные, с системой безопасности и без.


Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды, которая может быть использована в системах теплоснабжения жилищно-коммунальных объектов, технологических нужд промышленных предприятий и сельского хозяйства, объектов промышленного и бытового назначения. Применение паровых котлов для этих целей, как это реализовано во многих котельных, не рационально.

Водогрейные котлы для газообразного и жидкого топлива обладают высоким коэффициентом полезного действия и обеспечивают минимальный выброс экологически вредных веществ в атмосферу. Кроме того, водогрейные котлы для жидкого и газообразного топлива отличаются своей экономичностью, которая обусловливается тем, что:
•  жидкотопливный котел может обеспечить практически полную автономность отопления дома от внешних источников, например, от подачи газа и от подачи электроэнергии;
•  газовый котел предназначен для сжигания природного газа, который является самым дешевым видом топлива.

Пример вологрейного котла — водогрейный котёл для жидкого и газообразного топлива Viessman 80-1080 кВт. Эти котлы отличаются большим количеством достоинств, так как совмещают в себе преимущества сразу трех типов отопительных котлов.

Электрокотлы

  • Невысокая цена;

  • Простота монтажа;
  • Лёгкие и компактные, можно вешать на стену, как следствие экономия места;
  • Безопасность (нет открытого пламени);
  • Простота в эксплуатации;
  • Не требуют отдельного помещения (котельной);
  • Бесшумны;
  • Экологичны, нет вредных выбросов и посторонних запахов;
  • Не нуждается в постоянном обслуживании и чистке.

Основные минусы электрокотлов:

  • Далеко не на всех участках есть возможность выделить несколько десятков киловатт электроэнергии (1 кВт энергии требуется для отопления примерно 10м3 хорошо утепленного здания с высотой потолков до 3 м);
  • Достаточно высокая стоимость электроэнергии;
  • Возможные перебои с электроснабжением.

Пример электрических котлов — котлы настенные серии Mora Electra предназначены  для небольших домов. Котлы имеют возможность настроить более 20 режимов работы, что удобно в обращении.

Газовые настенные котлы

Одним из основных преимуществ настенных от напольных котлов это компактность и возможность вписать котел практически в любой интерьер. Другое существенное преимущество — простота монтажа. Диапазон мощности котлов варьирует от 9 до 100 кВт (в зависимости от фирмы производителя). Ещё не маловажный фактор это цена, которая значительно ниже по сравнению с напольными газовыми котлами.

Газовые настенные котлы бывают:


  • одноконтурные (только отопление);
  • двухконтурные (помимо отопления, еще приготовление горячей воды).

Большинство напольных котлов устроено по одному принципу. В их корпусе есть теплообменник, в котором находится вода, и топка (камера сгорания), в которой с помощью горелки сжигается топливо. Схема газоходов напольных колов бывает одноходовой, двухходовой и трёхходовой.
Все напольные газовые котлы можно разделить на две основные группы: с атмосферными и с наддувными горелками. Напольные газовые котлы с атмосферными горелками более простые, более дешевые и при этом работают тише. Напольные газовые котлы с наддувными горелками имеют больший КПД и стоят заметно дороже. Напольные котлы для работы с наддувными горелками имеют возможность установки горелок работающих или на газе, или на жидком топливе.
Стоит отметить, что котлы бывают чугунные и стальные. Чугунные котлы предназначены для нагрева воды до температуры не выше 95 C° при давлении не выше 0,6 МПа.


плопроизводительность таких котлов, как правило, не выше 1,0 МВт. Чугунные котлы обладают высокой коррозийной стойкостью, не требуют обмуровки и благодаря материалу-чугуну, имеют низкую стоимость. Однако технологические свойства чугуна определяют также большую толщину, значительный вес, высокую склонность к загрязнению и даже взрывоопасность таких котлов. Некоторые фирмы производители поставляют чугунный котел по-секционно, что делает транспортировку котлов более экономичной, например, если котельная находится на крыше. В отличие от чугунных, стальные котлы, в целом, не имеют ограничений по температуре нагрева и давлению воды. Они значительно легче, но стоят намного дороже по отношению к чугунным котлам.
По конструктивному исполнению стальные котлы подразделяются на три основные группы — жаротрубно-дымогарные, водотрубно-дымогарные и водотрубные.
Принцип работы жаротрубно-дымогарных котлов построен на сгорании топлива в жаровых трубах, пронизывающих корпус котла, заполненный водой. Такие котлы не требуют обмуровки, могут работать без дымососа и не требовательны к качеству воды. Тем не менее, их отличает высокая металлоемкость и большие габариты, низкая надежность жаровых труб и высокая склонность дымогарных труб к забиванию золой. Все это ведет к усложнению эксплуатации и снижению КПД котла.
Стальные водотрубно-дымогарные котлы — это котлы, где топка ограждается трубными панелями и (или) стенами из обмуровочных материалов, а конвективная часть полностью или частично выполняется в виде дымогарных труб, помещенных в водяной объём.

кие котлы менее металлоемки и взрывоопасны и более надежны. Однако конструкция этих котлов допускает возможность больших присосов холодного воздуха в газоход, забивание дымогарных труб золой и предполагает высокую температуру уходящих газов при загрязнении труб и при форсировке котла.
Большинства этих недостатков лишены водотрубные котлы. Главное их отличие в организации движения воды и газов — вода движется внутри труб, а газы снаружи. Подобная конструкция позволяет достичь наибольшей интенсивности передачи тепла от газов к воде, а следовательно — наименьшую металлоёмкость котла в целом. Кроме того, малый и рассредоточенный по трубам объём воды исключает возможность больших разрушений при взрыве труб. Недостатки есть, конечно, и у такой системы — необходимость специального газоплотного ограждения и предварительной очистки воды, однако надёжность и КПД котлов водотрубной конструкции значительно выше, чем у других.

Напольные котлы выпускаются различной мощностью от 15 кВт до несколько мВт.

Пример газового напольного котла — атмосферный котел для систем водяного отопления и горячего водоснабжения Viessmann Vitogas 100F. Котлы этой серии представляют собой высокопроизводительные специальные секционные чугунные котлы, работающие с атмосферной горелкой, обеспечивающие КПД свыше 93%.

Жидкотопливные котлы (Дизельные котлы)

Жидкотопливные котлы очень близки (по производительности) к газовым котлам. Основное отличие жидкотопливных котлов от газовых заключается в горелки работающий на дизеле. Эти котлы имеет смысл ставить тогда, когда дом большой, а газопровода рядом нет.

Преимущества жидкотопливных котлов:


  • Мощность жидкотопливных котлов позволяет отапливать большие коттеджи;
  • Для установки не требуется специальных разрешительных документов (как для установки газовых);
  • Солярка намного дешевле электричества;
  • Высокий КПД.

Недостатки жидкотопливных котлов:

  • Необходимо помещение с вытяжкой;
  • В помещении можно устанавливать резервуар с топливом до 1 м3;
  • Коптит и требует дополнительного ухода.

Комбинированные котлы (газ-дизель)

Самое главное достоинство комбинированного котла — способность работать на всех видах топлива. Комбинации могут быть всевозможные. Среди автономных систем отопления повышенным спросом пользуются комбинированные котлы, работающие на жидком топливе, сжиженном и природном газе. Их конструкция гарантирует быстрый переход на тот вид топлива, который в данный момент имеется в наличии. Котлы этой категории обладают техническими преимуществами, обеспечивающими надежную, малотоксичную и энергосберегающую эксплуатацию. В этом случае на котел устанавливается одна горелка, к которой подводится газопровод и топливопровод жидкого топлива. Отсутствует необходимость в смене горелки. Горелка лишь переключается с одного вида топлива на другой. Естественно, что устройство такой горелки сложнее, а стоимость оказывается выше, чем при применении двух горелок на разные виды топлива.

Недостатки данного котла заключаются в его сложной установке, ремонте, и обслуживании. 

В качестве примера комбинированных котлов можно привести линейку двухтопливных котлов Viessmann, которая включает:

  • Напольные чугунные котлы для жидкого и газообразного топлива:

Vitorond 100 (мощность — 15-33 кВт). Тип VR2B. Низкотемпературный чугунный котел с программируемой и погодозависимой теплогенерацией, с переменной температурой теплоносителя;

Vitorond 100 (мощность — 40-63 кВт). Тип VR2B. Низкотемпературный чугунный котел с программируемой и погодозависимой теплогенерацией, с переменной температурой теплоносителя.

Vitorond 100 (мощность — 80-100 кВт). Тип VR2B. Напольные чугунные низкотемпературные котлы с программируемой и погодозависимой теплогенерацией, с переменной температурой теплоносителя.

  • Напольные стальные особо низкотемпературные котлы для жидкого и газообразного топлива:

Vitola 200 (мощность — 15-63 кВт). Тип VB2A. Программируемая и погодозависимая теплогенерация, с переменной температурой теплоносителя.

  •  Напольные котля дли жидкого и газообразного топлива большой мощности:

Vitoplex 100 (мощность — 110-620 кВт). Тип PV1. Двухходовой котел для режима эксплуатации с постоянной темературой теплоносителя (до 110C). Может работать как однокотловая установка так и в каскаде (многокотловая установка, максимум 4 котла);
Vitoplex 200 (мощность —  90-560 кВт). Тип SX2. Низкотемпературный водогрейный котел для работы в режиме программируемой и погодозависимой теплогенерации с переменной температурой теплоносителя.

Пеллетные котлы (на древесных топливных гранулах)

Котлы на пеллетах просты в обслуживании и не требуют согласования в надзорных органах отлично подходят при отсутствии природного газа. Важнейшим преимуществом пеллетных котлов являются их экологические свойства. Пеллеты состоят исключительно из необработанного дерева без коры. Они не могут содержать никаких ядовитых веществ (лаков, краски или клея). Таким образом при сжигании они выделяют столько двуокиси углерода, сколько дерево усвоило в течение своей жизни. Точно такое же количество СО2 выделяется при гниении дерева в лесу.

Плюсы пеллетных котлов:

  • Работают в автоматическом режиме;
  • Отопление на пеллетах дешевле, чем отопление на дизельном топливе;
  • Широкий диапазон мощностью от 15 до 500 кВт.          

Минусы пеллетных котлов:

  • Пожалуй единственный недостаток существенная стоимость самого пеллетного котла.

    В качестве примера пеллетных котлов можно привести котлы пеллетные GRANDEG серии GD-WB.


Использованные источники

  1. promkotlopostavka.ru/
  2. helpiks.org/4-54527.html
  3. gostark.ru/articles/25

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.