Промышленное газовое отопление


Фото 1

Высокий спрос на бытовые и промышленные газовые котлы обусловлен их высокой эффективностью, экономичностью и безопасностью.

Современный котел на газу способен отапливать помещение, нагревать теплоноситель и вырабатывать пар для производственных нужд.

Сложное устройство топки позволяет получать высокий КПД при низком расходе газа, а толстые стенки и легированная сталь делают прибор долговечным.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

Фото 2

Принцип действия отопительного устройства основан на сжигании газа в топке с сопутствующим нагревом теплоносителя. По этому признаку котлы делятся на две группы:

  • с циркуляцией горячего воздуха (жаротрубные);
  • с нагревом жидкости почти до температуры кипения (водотрубные).

Паровые котлы устанавливаются на предприятиях, использующих пар в промышленном производстве.

Справка. Стоимость природного газа и его теплотворная способность не имеет конкурентов среди других природных горючих материалов. Поэтому использование природного газа дает значительную экономическую выгоду.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

  • на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
  • на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
  • на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 3

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.


Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Топочная камера

Для топки мощного котла важно длительное время выдерживать высокую температуру. Жаропрочность обеспечивает использование специальных сталей с добавлением марганца, хрома и других легирующих компонентов. Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой.

Фото 4

В водогрейных котлах в топке размещают один или два теплообменных контура, по которым циркулирует теплоноситель.

В паровых или котлах высокого давления применяются топочные экраны и теплообменник для получения тепла, а пар образуется в дымоходе, где температура дымовых газов снижается до 600—800 °C.

В топочной камере парового котла размещают сепаратор и пароперегреватель.

Безопасность эксплуатации обеспечивает взрывной клапан, который обязательно устанавливают на одной (чаще задней) стенке котла. Механизм срабатывает в случае превышения давления в топке.

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.


Фото 5

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

  • Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
  • Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.


Типы промышленных котлов на газу

Промышленные газовые котлы подразделяются на несколько типов.

Водогрейные

Такие котлы отличаются симметричным расположением теплообменников и работают по многоходовому принципу движения продуктов сгорания. Применяются для нагрева теплоносителя и отопления помещения. Максимальное давление воды в циркуляционном контуре — 16 бар. Мощность серийных котлов варьируется от 0,7 до 35 МВт. Этого достаточно для обогрева крупных цехов и промышленных зданий. Для ГВС к котлу подключают бойлер с подогревом от дымохода.

Фото 6

Фото 2. Промышленный газовый котёл водогрейного типа. Подобные устройства применяют для обогрева помещений.

Паровые

Паровой котел рассчитан на работу с высокой температурой теплоносителя. Получение пара происходит в два этапа. Первый — нагрев воды до 100 градусов и образование первичного пара, который пропускают через сепаратор для осушения. Второй этап заключается в повторном подогреве уже сухого пара до требуемой температуры. После этого пар готов к использованию.

Парогенераторы выполняют сразу две задачи: нагревают теплоноситель для отопления зданий и производят пар. Чтобы увеличить эффективность такой установки, применяют дополнительные дымообороты, которые подогревают циркулирующую в трубах воду.

Справка. Мощная котельная установка производит до 1 т сухого пара в час.


Теплогенераторы средней и большой мощности

Средняя мощность газовых котлов доходит до 2 МВт. Этого достаточно для отопления небольшого производства или поселка.

Отоплением и водоснабжением отдельных городских микрорайонов и крупных промышленных предприятий заняты водогрейные котлы большой мощности (от 2 до 30 МВт). Такие установки имеют несколько отопительных контуров и рассчитаны на максимально эффективное использование тепловой энергии, получаемой от сгорания газа.

Когенерационные

Установки данного типа способны последовательно высвобождать тепловую энергию для отопления и водоснабжения, а затем и электрическую для обеспечения производства или микрорайона электроэнергией.

Фото 7

Фото 3. Два когенерационных газовых котла. Оборудование применяется для отопления и горячего водоснабжения.

Преимущество когенерации (производства разной энергии из одного топлива) состоит в высоком КПД, который достигает 90%.

Для получения электроэнергии используется газовый поршневой двигатель, излишки тепла от которого применяются для подогрева теплоносителя. Основной нагрев воды происходит в водогрейных котлах. Такая технология применяется в мини-ТЭЦ для работы в удаленных районах.

Безопасность эксплуатации котельного оборудования на сжиженном или природном газе


Угрозу представляет взрывоопасность газа, поэтому помещение котельной имеет соответствующий класс опасности. Ввод прибора в эксплуатацию и контроль за ней осуществляют органы Госнадзора. Для промышленных котлов разработаны обязательные требования по эксплуатации:

  • Обслуживание 2 раза в год.
  • Обязательна водоподготовка, фильтрация и умягчение.
  • Оборудование помещения котельной датчиками газа, пожарной сигнализацией и первичными средствами пожаротушения.
  • Все допущенные к управлению котлом лица проходят специальную подготовку.

Заключение

Выбирают котельное оборудование такого класса в соответствии с конкретными задачами и условиями эксплуатации. Правильный выбор типа котла и мощности поможет сэкономить на его обслуживании.

Промышленное отопление: газовое инфракрасное отопление (промышленные газовые инфракрасные обогреватели) и тепловоздушное отопление (воздушные и тепловые завесы, теплогенераторы и др.)


Чем отопить производственное помещение?

«… внимание к здоровью конвейерных сборщиков начинается
с обеспечения теплового комфорта в их зоне труда.
Это естественно для любого работодателя считающего
себя современным человеком и почитающим церковь».
[из речи Генри Форда на открытии нового цеха. Детройт 1912 г ] 

C ростом износа отопительного оборудования многие промышленные предприятия осознают, что в себестоимости выпускаемой продукции доля затрат на отопление производственных помещений становится всё более чувствительной для экономики предприятий.

На это две основные причины:

Первая: имеющиеся системы теплоснабжения зачастую не соответствуют задачам предприятий (ввиду избыточной или недостаточной мощности);

Вторая: практически ежегодное изменение тарифов на энергоносители в сторону возрастания.

Эти причины заставляют активно думать о необходимости вложений в модернизацию систем отопления производственных помещений. В конечном итоге рано или поздно каждая промышленная компания подходит вопросу: «Чем отопить производственное помещение».


Причём для многих сегодня вопрос уже не в том, инвестировать в систему отопления или нет, а в том, что выбрать?

Экономически выгодным стал отказ от централизованного и переход на автономные источники тепла. И конечно прагматичный выбор ‒ это энергосберегающие технологии отопления.

Инфракрасные системы промышленного отопления ‒ это современные технологии, предназначенные для решения задач по отоплению помещений с высокими потолками.

Основная сфера применения: отопление цехов, промышленных гаражей (в т.ч. железнодорожных и авиационных). А также ‒ технологический обогрев: сушка, разморозка, антиконденсационная защита и пр.

Теплотехническим оборудованием для лучистых систем являются промышленные инфракрасные обогреватели. Вид используемого топлива – газ.

В том числе:

ГИИ (газовые инфракрасные излучатели), их ещё называют — «светлые инфракрасные обогреватели».

ИТГО (инфракрасные трубчатые газовые обогреватели), их ещё называют — «тёмные инфракрасные обогреватели».

Показателем энергоэффективности любого инфракрасного обогревателя, является «лучистый КПД».


Благодаря инновационной конструкции показатели лучистого КПД в промышленных инфракрасных обогревателях ведущих заводов-изготовителей данной отрасли, как правило, доведены до рекордных показателей.

Результатом высокого лучистого КПД является более низкое потребление газа.

Справка: показатель лучистого КПД отражает процент энергии, преобразованной в тепловое излучение, достигающее отапливаемой зоны. Другими словами, он определяет соотношение мощности, отданной в виде излучения, к общей тепловой мощности.

Принцип теплопередачи:

Основной нагрев: инфракрасные обогреватели производят тепловое излучение которое практически не повышает температуру воздуха. Основная теплоотдача достигает нижних твердотельных поверхностей (пола, нижней части стен, установленного оборудования) и нагревает их.

Косвенный нагрев: эти лёгко нагретые нижние поверхности начинают отдавать тепло окружающему воздуху.

В итоге возникает сбалансированный тепловой комфорт созданный не только прямым лучистым нагревом, но и конвекцией тёплого воздуха.


Несмотря на многие очевидные преимущества лучистых систем отопления (их также называют «инфракрасные системы промышленного отопления»), в сравнении с европейскими странами их внедрение в России пока незначительно.

Что же является основным барьером к внедрению такого экономичного способа отопления цеха?!

Ответ ‒ низкая информированность предприятий о его преимуществах. К сожалению, по-прежнему массовым способом отопления производственных помещений в России является водяное и воздушное. Так чем эффективно отопить цех?).

Oсновные «ЗА» и «ПРОТИВ» при выборе инфракрасных систем промышленного отопления: 

Tри основных «ЗА»:

  1. Капитальные затраты ниже

Инвестиции на проектирование и монтаж лучистых инфракрасных систем промышленного отопления в среднем на 25-40 % ниже, чем при строительстве традиционных (конвективных) систем, использующих в качестве теплоносителя — горячую воду, пар или перегретый воздух. Это наименее затратный и наиболее экономичный способ отопления цеха или гаражей крупного транспорта.

Промышленные инфракрасные обогреватели позволяют не занимать «полезную» площадь помещения, поскольку размещаются под потолком или на стенах и колонах. При инсталляции лучистой системы нет элементов традиционного отопления (таких как трубы, регистры, коллекторы, воздуховоды, насосные и хим.водоочистные станции, расширительные баки и пр.), ‒ соответственно, нет и затрат в их проектировании и монтаже.

  1. Эксплуатационные расходы ниже:

Применение ИК газовых обогревателей снижает эксплуатационные затраты на отопление за отопительный сезон на 40-70%  (в сравнении с воздушными или водяными системами отопления). Этот весомый показатель экономии достигается за счёт следующего:

  • Использование принципа прямого лучистого нагрева приводит к отсутствию теплопотерь при доставке теплоносителя к участку обогрева. (В системах, где теплоноситель вода или воздух, потери тепловой энергии могут достигать 50% . Причина – неэффективная теплоизоляция коммуникаций или их большая протяженность);
  • При отоплении помещений с высокими потолками ИК газовые обогреватели обеспечивают комфортную температуру на высоте около 2,5 метров от пола. Ввиду этого нет затрат на прогрев всего объёма помещения. (При конвективном способе отопления тёплый воздух, обладающий меньшей плотностью в сравнении с холодным, неизбежно всплывает вверх, бесполезно повышая температуру в припотолочной зоне);
  • Быстрый выход на рабочую мощность. В среднем через 15-20 мин. в зоне обогрева чувствуется комфортное тепло (можно предположить, что мы будем недалеки от истины, если скажем, что при использовании водяных или воздушных систем отопления производственных помещений время для нагрева воздуха в цеху будет измеряться многими часами);
  • Отсутствия затрат на содержание отдельного обслуживающего персонала. Поскольку промышленные инфракрасные обогреватели не имеют таких элементов, как насосные и химические водоочистные установки, дымовые трубы, коммуникации для транспортировки тепла и пр., то нет и потребности в содержании персонала для их обслуживания;
  • Отсутствие необходимости в поддержании дежурного режима из-за опасности размораживания водяных коммуникаций. B том числе нет надобности сливать воду в случае ремонта или выключения системы отопления.

Отопление выборочных (локальных) зон внутри неотапливаемого цеха

Инфракрасные системы промышленного отопления очень эффективны при выполнении выборочного обогрева участков внутри неотапливаемого цеха. Например, для поддержания температуры в отдельных зонах, где работают люди или установлено оборудование. Частичное отопление участков производственного помещения ‒ это новое направление, имеющее растущий спрос со стороны промышленных потребителей.

  1. Комфортный микроклимат
  • Автоматика терморегулирования позволяет эффективно контролировать требуемые температурные режимы как в целом цехе, так и при выборочном обогреве его отдельных (локальных) зон;
  • Промышленные инфракрасные обогреватели формируют благоприятный для здоровья человека микроклимат, с равномерным распределением температуры воздуха в помещении;
  • Поскольку лучистые системы отопления нагревают в первую очередь нижние поверхности, то в помещениях создаётся эффект «тёплого пола». Это поддерживает тепловой комфорт именно в нижней «рабочей» части цеха на высоте 2,5-3 метра от уровня пола;
  • При отоплении помещений с высокими потолками с помощью промышленных инфракрасных обогревателей не возникает активного движения воздуха (присущее при работе воздушных систем отопления). Как следствие, нет сквозняков и движения пыли, способствующих возникновению простудных и аллергических заболеваний. Соответственно, нет и больничных листов. Они не иссушают воздух и практически не производят шума. Всё это благоприятно воздействует на микроклимат промышленного помещения и самочувствие рабочего персонала.

Для интересующиеся вопросом «Чем отопить производственное помещение?» сообщим, что за многие годы практического внедрения инфракрасных систем промышленного отопления в России реализовано множество успешных разнообразных проектов по отоплению производственных помещений. В основном, это отопление для помещений с высокими потолками (цеха, депо и пр.).

Для информации по срокам внедрения сообщим, что проектирование и последующий монтаж для среднестатистического цеха занимают примерно 3-и месяца. После чего клиенты получают современный экономичный способ отопления цеха.

Три основных «ПРОТИВ»:

  1. Промышленные инфракрасные обогреватели предназначены только для отопления помещений с высокими потолками. Их применение ограничено минимальной внутренней высотой потолка и не может быть установлено, если внутренняя высота помещения ниже 4-х метров*.
  2. В некоторых отраслях, имеющих специфические требования, например, в производстве высокоточных измерительных приборов, пищевой промышленности или фармакологии, поверхностная температура, создаваемая инфракрасными тепловыми лучами, может оказывать влияние на технологические процессы производства.
  3. Запрещено использование ГИИ (относящихся к светлым инфракрасным обогревателям) и ИТГО (относящихся к тёмным инфракрасным обогревателям) при отоплении производственных помещений, а также отоплении промышленных гаражей имеющих пожарную категорию: А и Б**. Эти ограничения обязательно учитываются при проектировании лучистого инфракрасного отопления

* определено государственными строительными нормами

** такую категорию имеют помещения, в которых обращаются горючие газы, пыли, легковоспламеняющиеся жидкости, материалы пр.

Подводя итог, сообщим, что внедрение экономичных способов отопления цехов является неизбежным для современных индустриальных компаний. Поэтому активно применяемые в европейских странах инфракрасные системы промышленного отопления имеют уверенные перспективы и для рынка современного Российского рынка промышленных предприятий.

Хотели бы получить расчёт стоимости отопления производственного помещения?

Итак, Системы газового инфракрасного отопления (ГЛО) — идеальное решение для отопления производственных помещений, складов, спортивных сооружений, объектов агропромышленного комплекса.

Принцип промышленных газовых обогревателей инфракрасного типа действия аналогичен согревающему действию солнечного света, но спектр излучения систем ГЛО находится в диапазоне инфракрасного излучения, в нем отсутствует вредный ультрафиолет.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ:

  • сокращение затрат на отопление в 2-6 и более раз!
  • возможность обогрева предметов и людей в необходимых зонах;
  • малая инерционность, позволяющая снижать температуру в помещениях, в т.ч. в нерабочее время и во время обеденных перерывов;
  • комфортные микроклиматические условия, в т.ч. исключение сквозняков (уменьшение заболеваемости персонала);
  • минимальные затраты на техническое обслуживание (полностью исключаются расходы на химводоочистку, замену циркуляционных насосов и многие другие);
  • срок окупаемости – не более 0,5 … 2,0 отопительных сезонов;
  • отсутствие промежуточных потерь тепла и исключение утечек теплоносителя и затрат на ремонт теплотрасс;
  • не требуют предварительной подготовки для ввода в эксплуатацию в новом отопительном сезоне;
  • возможность очередности при строительстве и вводе в эксплуатацию;
  • повышение качества выпускаемой продукции.

В настоящее время промышленными газовыми обогревателями и системами ГЛО (газового лучистого отопления) оснащены десятки тысяч промышленных предприятий в наиболее развитых странах мира.

Их высокая экономическая эффективность обеспечивается даже там, где климат существенно теплее, а природный газ стоит в разы дороже, чем в России.

БЕЗОПАСНОСТЬ СИСТЕМ ГЛО обеспечивается встроенной защитой от погасания пламени и системой контроля загазованности.

Особенности газового инфракрасного отопления

Для обогрева помещений используется световой поток. Заданные параметры температуры достигаются благодаря поглощению ИК-лучей объектами, расположенными в зоне действия оборудования. Сегодня существует 3 типа излучателей: светлые, темные и сверхтемные.

Можно выделить следующие преимущества инфракрасного отопления.

  • Экономичность. Достигается благодаря тому, что расход газа при использовании системы снижается в среднем на 30%, в сравнении с иными способами отопления.
  • Высокая скорость проектирования.
  • Низкие затраты на обслуживание и оплату электроэнергии. Для выхода обогревателя на рабочую мощность необходимо не более 10 минут, при этом оборудование расходует до 150кВт электроэнергии.
  • Простота эксплуатации. Благодаря промышленному газовому инфракрасному отоплению можно точно установить требуемый уровень температуры и запрограммировать необходимые параметры.
  • Возможность зонирования отопления. Особенность ИК-излучателей состоит в том, что они нагревают не воздух, а окружающие поверхности и предметы. Это дает возможность на разных участках объекта устанавливать различные температурные параметры.
  • Возможность поэтапного включения и отключения.

Чтобы обеспечить постоянное, бесперебойное промышленное газовое отопление, необходимо использовать только современное качественное и надежное оборудование.

Устройство и принцип работы

Агрегаты малой мощности, как правило, обеспечивают отопление небольших производственных зданий и цехов. Они снабжаются горелочными устройствами стержневого типа, представляющие собой несколько параллельных стержней с множеством отверстий для выхода топливовоздушной смеси. Смешивание топлива с воздухом частично происходит внутри стержней, другая часть воздуха подается прямо в топку. Пламя распространяется по всей площади равномерно, раскаленные газы от него поднимаются и нагревают водотрубный теплообменник, выполненный из чугуна или стали. Такие теплогенераторы считаются низкотемпературными, поскольку теплоноситель в них нагревается до максимальной температуры 90 ºС.

Горелка промышленного котла

Стержневыми горелками оборудуются агрегаты мощностью до 100 кВт, в более мощных установках используются газогорелочные устройства факельного типа. Их отличие в том, что вся конструкция вместе с вентилятором вынесена наружу, на фронтальную панель котла. Внутри находится только сопло, из которого на все пространство камеры сгорания распространяется факел пламени.

Пламя горелки прогревает водяную рубашку агрегата напрямую, а отходящие продукты сжигания попадают в газоходы жаротрубного теплообменника. Сама камера сгорания изготавливается круглого сечения с гофрированными стенками, придающими топке дополнительную прочность. Перед тем как выйти в канал дымохода, разогретые газы могут 2 или 3 раза совершить путь по газоходам в противоположных направлениях, активно передавая тепло водяной рубашке. Соответственно, котел для отопления подобной конструкции считается двухходовым или трехходовым и способен разогревать воду до температуры 115 ºС или производить пар, поэтому является высокотемпературным.

Факельная горелка

Жаротрубные и водотрубные теплообменники имеют свои достоинства и недостатки, при этом одинаково успешно применяются в промышленном теплосиловом оборудовании. На вопрос, – какой тип теплообменника лучше, нет однозначного ответа, все зависит от каждого отдельно взятого случая.

Например, промышленный газовый котел Ferroli, мощность которого достигает 8 МВт при давлении теплоносителя до 10 Бар, традиционно изготавливается жаротрубной конструкции с тремя ходами газов. Изделия этого производителя превосходно зарекомендовали себя эффективной и надежной работой на различных предприятиях по всему миру. В то же время множество других итальянских производителей предлагают парогенерирующие установки с водотрубными теплообменниками, обладающими большой производительностью.

Котел Ferroli

В целях повышения КПД теплосиловых установок для отбора тепловой энергии отходящих газов в котельных промышленных предприятий применяются дополнительные устройства – экономайзеры. Как правило, они поставляются производителем комплектно с теплосиловым оборудованием. Например, экономайзеры промышленных газовых котлов Viessmann Vitomax 200HS Тип М237 встроены в конструкцию самого агрегата. По сути, это еще одно жаротрубное устройство, находящееся в самом конце тракта и значительно понижающие температуру дымовых газов. За счет этого КПД установки возрастает на 3—6%, что при больших потребляемых объемах природного газа является значительной экономией.


Использованные источники

  1. ogon.guru/otoplenie/kotli/gazovie/promishlennie.html
  2. packo.ru/katalog/gazovoe-infrakrasnoe-luchistoe-otoplenie-gii-schwank-promyishlennyie-gazovyie-obogrevateli
  3. otrabotka.ru/vidy-rabot/vozdushnoe-otoplenie/sistemy-otopleniya-promyshlennyh-zdany/gazovoe
  4. cotlix.com/promyshlennye-gazovye-kotly

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.