Паровые и водогрейные котлы. Устройство, принцип работы водогрейных котлов
Водогрейный котел - это вид отопительного оборудования для нагрева воды под давлением. Благодаря большой мощности, такие котлы позволяют отапливать и подготавливать большие объемы горячей воды для жилых и административных зданий, производственных цехов и прочих хозяйственных строений. Если Вам нужно купить котел для промышленного здания или промышленной котельной, то данный вид оборудования отлично вам подойдет.
Какие бывают промышленные котлы?
В зависимости от типа топлива, выпускаются твердотопливные, жидкотопливные, газовые и электрические котлы . Приобрести промышленный котел на отработанном масле, промышленный газовый котел или твердотопливный промышленный котел можно у нас по ценам от производителя.
Промышленные водогрейные котлы часто путают с паровыми котлами, и, хотя они имеют сходства предназначение у них разное. Водогрейные предназначены для нагрева воды, паровые - для получения пара.
В нашем магазине можно приобрести и
По конструктивным особенностям водогрейные котлы подразделяются на:
- Водотрубные - поверхность нагрева состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорания топлива.
- Жаротрубные - поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра, внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива. Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя, омывающего газоходные трубы.
Промышленный котел: устройство и принцип работы
Состоит водогрейный котел из металлического корпуса, который изготавливается из стали, и теплообменника, расположенного внутри корпуса. Одним из главных условий при изготовлении котла является хорошая изоляция корпуса, для того чтобы уменьшить теплоотдачу помещению. Теплоноситель в теплообменнике нагревается и поступает по трубам к потребителям. В котле имеется топка, где происходит сжигание топлива и горелка - устройство для дозировки, смешивания и сжигания топлива. Твердотопливные водогрейные котлы не предусматривают наличия горелки. Современные модели обладают мощностью от 100 кВт до десятков мегаватт.
Принцип работы газового/жидкотопливного промышленного водогрейного жаротрубного котла достаточно прост. котел представляет из себя 2 бочки, вставленные одна в другую. Меньшая бочка - это топка котла, большая - корпус. Между бочками находится водяная рубашка, в которой также проходят жаровые трубы с турбулизаторами для повышения КПД. Пламя развивается в топке котла в виде прямого факела или разворачивающегося - для котлов с реверсивной топкой.
Виды жаротрубных котлов
1. Двухходовые котлы. В таких котлах факел развивается в топке, в конце топки газы выходят в жаровые трубы, находящиеся в водяной рубашке, откуда попадают в коллектор и уходят в дымоход
2. Двухходовые с реверсивной топкой. Факел развивается в топке, удаляется в дальнюю стенку, разворачивается, прилегая к стенкам топки и угасает, не достигая передней дверцы котла. Дымовые газы ударяются в дверцу котла и по специальным каналам выходят в жаровые трубы. Дальше процесс развивается аналогично простым двухходовым котлам.
3. Трехходовые котлы. В таких котлах процесс происходит аналогично двухходовым котлам, однако после движения по жаровым трубам от задней части котла к передней, происходит ещё 1 разворот газов в жаровые трубы третьего хода для движения газов от передней стенки снова к задней, где находится коллектор. Все жаровые трубы находятся в водяной рубашке, что дополнительно повышает КПД котла.
Принцип работы водогрейного твердотопливного котла достаточно сложный. Вода поступает сзади в два нижних коллектора, а отводится через передний верхний. Газы, которые образуются в результате сгорания топлива, поднимаются к потолку топки, проходят между трубами экранов, опускаются по конвективным газоходам, омывая снаружи поверхность труб боковых и задней стенок котла и по двум боровам, снабженным подъемными шиберами, уходят в общекотельный боров. Колосниковая решетка состоит из отдельных колосников, которые укладываются на подколосниковые балки котла. Фронтовая плита, прикрепленная к вертикальным стойкам каркаса, состоит из верхней части с шуровочным отверстием и из нижней, к которой прикрепляются дверка для очистки зольника и подвод воздуховода с шибером для регулировки воздуха.
Почему стоит купить промышленный котел отопления?
Преимущества водогрейных промышленных котлов:
- Низкое гидравлическое сопротивление;
- Удобное обслуживание и простота очистки поверхностей нагрева;
- Увеличенный срок эксплуатации;
- Имеют возможность работы без принудительного поддува воздуха.
Как выбрать промышленный котел?
Цена на промышленные котлы различна и зависит не только от комплектации и мощности, но и от фирмы производителя. Даже без учета этих параметров данный вид отопительного оборудования являются самым дорогим и сложным устройством всей системы водяного отопления. Выбирая такой котел, следует обратить внимание на каком виде топлива он работает, на его мощность, на уровень автоматики котельного оборудования, а также на функциональное назначение котла (для обогрева, горячего водоснабжения или же для того и другого).
ГОСТ 25720-83
Группа Е00
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КОТЛЫ ВОДОГРЕЙНЫЕ
Термины и определения
Heat water boilers. Terms and definitions
МКС 01.040.27
ОКП 31 1280
Дата введения 1984-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14 апреля 1983 г. N 1837 дата введения установлена 01.01.84 г.
Переиздание. Июнь 2009 г.
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий водогрейных котлов.
Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3244-81.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов - синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены "Ндп".
Установленные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.
В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, недопустимые синонимы - курсивом.
Термин | Определение |
1. Котел Ндп. Парогенератор
| |
2. Водогрейный котел
| Котел для нагрева воды под давлением |
3. Водогрейный котел-утилизатор Ндп. Утилизационный водогрейный котел
| Водогрейный котел, в котором используется теплота горячих газов технологического процесса или двигателей |
4.
Водогрейный котел с естественной циркуляцией
| Водогрейный котел, в котором циркуляция воды осуществляется за счет разности плотности воды |
5. Водогрейный котел с принудительной циркуляцией
| Водогрейный котел, в котором циркуляция воды осуществляется насосом |
6. Прямоточный водогрейный котел
| Водогрейный котел с последовательным однократным принудительным движением воды |
7. Водогрейный котел с комбинированной циркуляцией
| Водогрейный котел, в котором имеются контуры с естественной и принудительной циркуляцией воды |
8. Электрический водогрейный котел
| Водогрейный котел, в котором для нагрева воды используется электрическая энергия |
9. Стационарный водогрейный котел
| Водогрейный котел, установленный на неподвижном фундаменте |
10. Передвижной водогрейный котел
| Водогрейный котел, установленный на средстве передвижения или на подвижном фундаменте |
11. Газотрубный водогрейный котел
| Водогрейный котел, в котором продукты сгорания топлива проходят внутри труб поверхностей нагрева, а вода - снаружи труб. Примечание. Различают жаротрубные, дымогарные и жаротрубнодымогарные водогрейные котлы |
12. Водотрубный водогрейный котел
| Водогрейный котел, в котором вода движется внутри труб поверхностей нагрева, а продукты сгорания топлива - снаружи труб |
13. | Количество теплоты, получаемое водой в водогрейном котле в единицу времени |
14. Номинальная теплопроизводительность водогрейного котла
| Наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечивать при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений |
15. Расчетное давление воды в водогрейном котле
| Давление воды, принимаемое при расчете элемента водогрейного котла на прочность |
16. Рабочее давление воды в водогрейном котле
| Максимально допустимое давление воды на выходе из водогрейного котла при нормальном протекании рабочего процесса |
17. Минимальное рабочее давление воды в водогрейном котле
| Минимально допустимое давление воды на выходе из водогрейного котла, при котором обеспечивается номинальное значение недогрева воды до кипения |
18. Расчетная температура металла стенок элементов водогрейного котла
| Температура, при которой определяют физико-механические характеристики и допускаемые напряжения металла стенок элементов водогрейного котла и проводят расчет их на прочность |
19. Номинальная температура воды на входе в водогрейный котел
| Температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений |
20. Минимальная температура воды на входе в водогрейный котел
| Температура воды на входе в водогрейный котел, обеспечивающая допустимый уровень низкотемпературной коррозии труб поверхностей нагрева |
21. Номинальная температура воды на выходе из водогрейного котла
| Температура воды, которая должна обеспечиваться на выходе из водогрейного котла при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений |
22. Максимальная температура воды на выходе из водогрейного котла
| Температура воды на выходе из водогрейного котла, при которой обеспечивается номинальное значение недогрева воды до кипения при рабочем давлении |
23. Номинальный расход воды через водогрейный котел
| Расход воды через водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности и при номинальных значениях параметров воды |
24. Минимальный расход воды через водогрейный котел
| Расход воды через водогрейный котел, обеспечивающий номинальное значение недогрева воды до кипения при рабочем давлении и номинальной температуре воды на выходе из котла |
25. Недогрев воды до кипения
| Разность между температурой кипения воды, соответствующей рабочему давлению воды, и температурой воды на выходе из водогрейного котла, обеспечивающая отсутствие закипания воды в трубах поверхностей нагрева котла |
26. Номинальное гидравлическое сопротивление водогрейного котла
| Перепад давления воды, измеренный за входной и перед выходной арматурой, при номинальной теплопроизводительности водогрейного котла и при номинальных значениях параметров воды |
27. Температурный градиент воды в водогрейном котле
| Разность температур воды на выходе из водогрейного котла и входе в котел |
28. Основной режим работы водогрейного котла
| Режим работы водогрейного котла, при котором водогрейный котел является основным источником тепла системы теплоснабжения |
29. Пиковый режим работы водогрейного котла
| Режим работы водогрейного котла, при котором водогрейный котел является источником тепла для покрытия пиковых нагрузок системы теплоснабжения |
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ
Градиент воды в водогрейном котле температурный
| |
Давление воды в водогрейном котле рабочее
| |
Давление воды в водогрейном котле рабочее минимальное
| |
Давление воды в водогрейном котле расчетное
| |
Котел
| |
Котел водогрейный
| |
Котел водогрейный водотрубный
| |
Котел водогрейный газотрубный
| |
Котел водогрейный передвижной
| |
Котел водогрейный прямоточный
| |
Котел водогрейный с естественной циркуляцией
| |
Котел водогрейный с комбинированной циркуляцией
| |
Котел водогрейный с принудительной циркуляцией
| |
Котел водогрейный стационарный
| |
Котел водогрейный утилизационный
| |
Котел водогрейный электрический
| |
Котел-утилизатор водогрейный
| |
Недогрев воды до кипения
| |
Парогенератор
| |
Расход воды через водогрейный котел минимальный
| |
Расход воды через водогрейный котел номинальный
| |
Режим работы водогрейного котла основной
| |
Режим работы водогрейного котла пиковый
| |
Сопротивление водогрейного котла гидравлическое номинальное
| |
Температура воды на входе в водогрейный котел минимальная
| |
Температура воды на входе в водогрейный котел номинальная
| |
Температура воды на выходе из водогрейного котла максимальная
| |
Температура воды на выходе из водогрейного котла номинальная
| |
Температура металла стенок элементов водогрейного котла расчетная
| |
Теплопроизводительность водогрейного котла
| |
Теплопроизводительность водогрейного котла номинальная |
Электронный текст документа
подготовлен ЗАО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2009
1. Дайте определение водогрейным и энергетически котлам. Дайте определение следующим элементам парогенератора: поверхности нагрева, пароперегреватели, барабана, воздухоподогревателя, экономайзера и обмуровки.
Водогрейный котёл - котёл для нагрева воды под давлением. «Под давлением» обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше и атмосферного давления).
Паровой котёл - котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию (электрический паровой котёл) или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках (котлы-утилизаторы).
Поверхность нагрева котла - поверхность стенок, отделяющих дымовые газы от нагреваемых сред, через которые происходит передача тепла от дымовых газов.
Пароперегрева́тель - устройство, предназначенное для перегрева пара, то есть повышения его температуры выше точки насыщения. Использование перегретого пара позволяет значительно поднять КПД паровой установки.
Барабан котла - элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочего тела, для отделения пара от воды, очистки пара, обеспечения запаса воды в котле
Воздухоподогрева́тель - устройство, предназначенное для подогрева воздуха, направляемого в топкукотельного агрегата, с целью повышения эффективности горения топлива за счёт тепла уходящих газов.
Экономайзер (англ. Economizer , от английского слова economize - «сберегать») - элемент котлоагрегата, теплообменник, в котором питательная вода перед подачей в котёл подогревается уходящими из котла газами. Устройство повышает КПД установки.
Обмуровка - система ограждений котлоаг регата, отделяющих его топку и газоходы от окружающей среды. Обмуровку котла применяют в котлах, не имеющих цельносварных газоплотных экранов
2. Привести пример схемы УЗО, реагирующей на ток замыкания на землю (показать выбор уставки, перечислить достоинства и недостатки).
УЗО, реагирующее на ток замыкания на землю, предназначено для устранения опасности поражения током при прикосновении людей к корпусу в период замыкания на него фазы за счет быстрого отключения поврежденной электроустановки от сети. Здесь прибором защитного отключения является токовое реле КСТ (рис. 5.4, б), включенное в рассечку заземляющего проводника непосредственно или через трансформатор тока ТА. Ток срабатывания реле КСТ
3. Эксплуатация силовых трансформаторов: основные задачи, направления, мероприятия.
Перед включением трансформатора в сеть из резерва или после ремонта производится осмотр как самого трансформатора, так и всего включаемого с ним оборудования.
При этом проверяются :
уровень масла в расширителе и вводах трансформатора;
исправность и пусковое положение оборудования системы охлаждения;
правильное положение указателей переключателей напряжения;
положение заземляющего разъединителя и состояние разрядников в нейтрали;
отключен ли дугогасящий реактор;
состояние фарфоровых изоляторов и покрышек вводов, а также ши-нопроводов и экранированных токопроводов .
Если трансформатор находился в ремонте, то обращается внимание на чистоту рабочих мест, отсутствие закороток, защитных заземлений и посторонних предметов на трансформаторе и оборудовании трансформатора.
Включение трансформатора в сеть производится толчком на полное напряжение со стороны питания (сетевых трансформаторов со стороны обмотки ВН). Включение часто сопровождается сильным броском тока намагничивания. Однако автоматического отключения трансформатора дифференциальной токовой защитой при этом не происходит, так как она отстраивается от тока намагничивания при первом опробовании трансформатора напряжением, что позволяет избежать ложных срабатываний ее при всех последующих включениях.
При включении трансформатора в работу не исключено появление на нем сразу номинальной нагрузки. Включение на полную нагрузку разрешается при любой отрицательной температуре воздуха трансформаторов с системами охлаждения М и Д и не ниже -25 °С трансформаторов с системами охлаждения ДЦ и Ц. Если температура воздуха, а следовательно, и масла в трансформаторе окажется ниже указанной, ее поднимают включением трансформатора на холостой ход или под нагрузку не более 50 % номинальной. В аварийных ситуациях этих ограничений не придерживаются и трансформаторы включаются при любой температуре (что из-за перепада температур между маслом и обмотками, естественно, отражается на износе изоляции обмоток)
Повышение вязкости масла в зимнее время учитывается при включении в работу не только самого трансформатора, но и его охлаждающих устройств. Циркуляционные насосы серии ЭЦТ надежно работают при температуре перекачиваемого масла не ниже -25 °С, а серии ЭЦТЭ - не ниже -20 °С. Поэтому при включении трансформаторов в работу циркуляционные насосы систем охлаждения включаются лишь после предварительного нагрева масла до указанных значений температур. Во всех остальных случаях насосы принудительной циркуляции масла должны автоматически включаться в работу одновременно с включением трансформатора в сеть. Вентиляторы охладителей при низких температурах масла должны включаться в работу, когда температура масла достигнет 45 °С.
, находящихся в работе, производится по амперметрам, на шкалах которых должны быть нанесены красные риски, соответствующие номинальным нагрузкам обмоток, Одновременно с контролем значения тока проверяется равномерность нa-грузки по фазам. У автотрансформаторов контролируется также ток в общей обмотке.Паровые котлы предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для обеспечения теплотой технологических потребителей, систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также в паровых двигателях в качестве рабочего тела.
Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды, используемой главным образом для отопления зданий и в системах горячего водоснабжения. В последнее время водогрейные котлы широко применяются и для обеспечения технологических потребителей (в основном сушилок), не требующих высоких параметров теплоносителей. Это касается малых предприятий с общей мощностью теплового потребления в несколько МВт.
Котлостроение имеет многовековую историю, в течение которой происходило совершенствование конструкций по мере увеличения единичной мощности котлов, повышения параметров пара и требований к экономичности. Схемы работы различных паровых котлов показаны на рис. 22.1 в последовательности их исторического развития. На первом этапе использовались простые цилиндрические котлы (рис. 22.1, а), которые из-за небольшой площади поверхности теплообмена между продуктами сгорания и водой имели низкую производительность и, как следствие, большую удельную металлоемкость. Увеличение поверхности теплообмена при сохранении габаритов могло быть достигнуто использованием трубчатых поверхностей.
На следующем этапе развития конструкций котлов были разработаны газотрубные котлы (рис. 22.1, б), в которых внутри барабана 7, заполняемого водой, устанавливается пучок дымогарных труб 3 и жаровая труба с размещенной в ней топкой 2. Дымовые газы проходят по дымогарным трубам. Такие котлы использовались на паровозах, в малой энергетике (локомобильные электростанции) и т.п. Объем барабана (рис. 22.1 а, б) делится на водяное (внизу) и паровое пространства. Пар, образующийся на поверхности теплообмена, бар- ботирует через слой воды в паровое пространство, откуда отбирается потребителями. Свежая (питательная) вода подается в водяное пространство. Для нормальной работы необходимо сохранение баланса
Рис. 22.1. Принципиальные схемы паровых котлов: а - цилиндрический; б - газотрубный; в - водотрубный с естественной циркуляцией; г - водотрубный с принудительной циркуляцией; д - прямоточный; 7 - барабан котла; 2 - топка; 3 - дымогарные трубы; 4 - нижний барабан (коллектор); 5 - испарительные трубы; 6 - опускная труба; 7 - насос; 8 - коллекторные трубы; 9- трубы нагрева воды (экономайзер); 10 - трубы перегрева пара (пароперегреватель)
между расходом подаваемой воды и расходом отбираемого пара. Количество подводимой теплоты должно обеспечить нагрев воды и получение пара.
При установке пучка труб внутри барабана его диаметр ограничивает количество труб, т.е. ограничивает площадь поверхности теплообмена и, следовательно, производительность агрегата. Кроме того, наличие барабана большого диаметра препятствует увеличению давления получаемого пара. Поэтому развитие котлостроения пошло путем использования водотрубных котлов, в которых дымовые газы омывают трубчатые поверхности снаружи, а вода движется внутри труб. Вначале использовались котлы с наклонным пучком труб, в настоящее время используются преимущественно вертикально-водо- трубные котлы (рис. 22.1, в , г). Пучки кипятильных труб 5 в верхней части подсоединяются к верхнему барабану /, в который подается питательная вода. Не заполненное водой пространство барабана служит для сбора образующегося пара. В нижней части пучки труб привариваются к коллекторным трубам 8 или к нижнему барабану 4. Пар, образовавшийся внутри труб, должен быть выведен в паровое пространство котла (верхний барабан). Это достигается многократной циркуляцией воды по циркуляционному контуру котла. Циркуляция может быть естественной (см. рис. 22.1, в) и многократной принудительной (см. рис. 22.1, г). В обоих случаях в трубах с интенсивным парообразованием движение должно быть восходящим. При поступлении пароводяной смеси в верхний барабан пар отделяется от воды и поступает в паровое пространство, а вода по опускным трубам 6 опускается в нижний барабан или в нижние коллекторные трубы.
Естественная циркуляция происходит благодаря разности плотностей воды в опускных трубах р в и пароводяной смеси р см в кипятильных трубах. Движущий напор естественной циркуляции Ар ав, Н/м 2:
где Н - высота парообразующей части подъемных (кипятильных) труб, м.
Движущий напор расходуется на преодоление всех сопротивлений, возникающих при движении воды и пароводяной смеси. Режим циркуляции характеризуется скоростью циркуляции, которая равна скорости воды на входе в подъемную трубу, и кратностью циркуляции. Кратность циркуляции равна отношению расхода циркулирующей воды и паропроизводительности контура. Скорость циркуляции обычно равна 0,5-1,5 м/с. Кратность циркуляции 10-50. Параметры циркуляции определяются с помощью гидравлического расчета системы. Циркуляция в котле с многократной принудительной циркуляцией осуществляется с помощью циркуляционных насосов 7. Кратность циркуляции 5-10. Разработаны также прямоточные котлы (рис. 22.1, д) с принудительным прямоточным движением воды, пароводяной смеси и перегретого пара. В таких котлах отпадает необходимость установки барабана, что позволяет увеличить давление и температуру получаемого пара и снизить металлоемкость. Однако использование прямоточных котлов ограничено из-за более высоких требований к качеству питательной воды.
Таким образом, паровые котлы могут быть газотрубными и водотрубными. Водотрубные котлы, в свою очередь, подразделяются на котлы с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные. По паропроизводительности паровые котлы различают: малой производительности - до 7 кг/с; средней - 7-60 кг/с; большой - выше 60 кг/с. По давлению производимого пара различают: котлы низкого давления - до 1,4 МПа; среднего - 2,3-3,9 МПа; высокого - 9,8-13,7 МПа и сверхкритического - 25 МПа и выше.
Основные характеристики выпускаемых в РФ котлов стандартизованы . Каждый котел имеет свою маркировку в соответствии с ГОСТ 3619-82. Первая буква условного обозначения марки котла указывает тип циркуляции: Е - естественная циркуляция; Пр - принудительная циркуляция; А - прямоточный котел. Первое число указывает паропроизводительность в т/ч, второе - номинальное давление, третье - температуру перегрева пара. После чисел вводятся буквенные обозначения применяемого топлива (К - каменный уголь, Б - бурый уголь, М - мазут, Г - газ, С - сланцы, О - отходы, мусор, Д - другие виды топлива, МТ - многотопливные котлы) и тип топки (Р - слоевая топка, Т - камерная топка с твердым шлакоудалением, В - вихревая топка, Ц - циклонная топка, Ф - топка с кипящим слоем и т.п.).
Например, паровой котел с естественной циркуляцией паропро- изводительностью 10 т/ч с абсолютным давлением 1,4 МПа для производства насыщенного пара, со слоевой топкой для сжигания угля обозначается: котел паровой Е-10-1,4КР. Необходимо отметить, что до настоящего времени еще широко используются различные заводские маркировки котлов, прежде всего импортных.
Водогрейные котлы работают по прямоточной схеме. В общем случае водогрейный котел представляет собой набор последовательно соединенных теплообменных поверхностей, размещенных в топке и в газоходах в определенной последовательности, обеспечивающей наилучший тепловой режим.
До недавнего времени выпускались чугунные водогрейные котлы для котельных небольшой мощности (до 1,7 МВт) с температурой горячей воды до 115 °С и давлением 0,4 МПа. Котлы собирались из литых, полых чугунных секций, количество которых определяло мощность котла. Сборка обеспечивала необходимое направление движения воды и топочных газов. Марки и характеристики чугунных котлов приведены в .
В настоящее время выпускают преимущественно водотрубные стальные водогрейные котлы мощностью до 120 МВт с температурой воды до 150-200 °С и давлением 0,75-2,4 МПа. Маркировка водогг рейных котлов определена стандартом (ГОСТ 21563-93). Условное обозначение: КВ - котел водогрейный; Т - твердое топливо; М - жидкое (мазут); Г - газообразное и т.д. . Например марка КВ- ТР-10 обозначает котел водогрейный, на твердом топливе, мощностью 10 МВт (буквой Р обозначено наличие колосниковой решетки), а марка КВ-ГМ-20 - водогрейный газомазутный котел мощностью 20 МВт.
В России и других странах выпускается большое разнообразие стальных котлов, имеющих заводскую маркировку. Наряду с водотрубными, встречаются и газотрубные водогрейные котлы.
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
| Параметр | |||
| Теплопроизводительность, ккал/ч | |||
| Рабочее давление, МПа (кгс/см 2) | |||
| Температура воды, °С: | |||
| на выходе | |||
| Расход воды, т/ч | |||
| Гидравлическое сопротивление, кгс/см 2 | |||
| Коэффициент полезного действия, %: | |||
| на природном газе | |||
| сернистом мазуте | |||
| Температура уходящих газов, °С: | |||
| на природном газе | |||
| сернистом мазуте | |||
| Расход топлива: | |||
| на газе, м 3 /ч | |||
| на мазуте, кг/ч |
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
| Параметр | КВ-ГМ-30-150М (ПТВМ-30М) | |||
| Теплопроизводительность, Гкал/ч | ||||
| Давление, МПа (кгс/см 2) | ||||
| Температура воды, °С: | ||||
| в пиковом режиме | ||||
| в основном режиме на выходе | ||||
| Расход воды, т/ч: | ||||
| в пиковом режиме | ||||
| основном режиме | ||||
| Расчетный КПД котла (брутто), %, при работе: | ||||
| на мазуте | ||||
| Компоновка котла | П-образная | Башенная |
||
| Количество газомазутных горелок, шт. | ||||
| Количество дутьевых вентиляторов и дымососов, шт. | 2 вентилятора и 1 дымосос | 12 вентиляторов | 16 вентиляторов | |
| Габариты, мм: | ||||
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
| Параметр | |||||||
| Номинальная тепло-производительность, МВт | |||||||
| Коэффициент полезного действиям, %, не менее | |||||||
| Минимальная температура воды, °С: | |||||||
| на выходе | |||||||
| Гидравлическое сопротивление, МПа (кгс/см 2) | |||||||
| Максимальное рабочее давление воды, МПа (кгс/см 2) | |||||||
| Расход топлива, (природный газ), м 3 /ч | |||||||
| Расход воды, м 3 /ч, не менее | |||||||
| Объем котла, м 3 | |||||||
| Поверхность нагрева котла, м 2 | |||||||
| Температура наружной поверхности кожуха (теплоизоляции), °С, не более | |||||||
| Исполнение котла (по стороне обслуживания) | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. | Прав./лев. |
| Габариты, м, не более | |||||||
| Масса котла, кг, не более | |||||||
| по ГОСТ 15150 - 69 | |||||||
| Горелка типа |
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
| Параметр | Фактическое значение | Нормированное значение по ГОСТ |
| Температура продуктов сгорания на выходе котла, °С | Пункты 1, 6 ГОСТ 10617-83 не менее 160 |
|
| ГОСТ 10617-83 не более 130 |
||
| ГОСТ 10617-83 не более 130 |
||
| Теоретическое значение 4,0 |
||
| Теоретическое значение 11,8 (при работе на газе) |
||
| Потери теплоты от химической неполноты сгорания на выходе топки, % | Пункты 1, 6, 4 ГОСТ 204-97 не более 0,4 |
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
| Вид топлива | Мощность, МВт | Температура воды, °С | Габариты (ДxШxВ), мм | котла, кг | Расход воды, т/ч | ||||
| на выходе |
|||||||||
| КВ-ГМ-0,05-115Н (Дорогобуж-50) * 1 | 1302 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,08-115Н (Дорогобуж-80) * 1 | 1412 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,11-115Н (Дорогобуж-110) * 1 | 1552 *6 x750x935 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,15-115Н (Дорогобуж-150) * 1 | 2132 *6 x930x1242 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,25-115Н (Дорогобуж-150) * 1 | 2132 *6 x930x1242 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,35-115Н (Дорогобуж-350) * 1 | 2634 *6 x1040x1387 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,05-115Н (Дорогобуж-500) * 1 | 2634 *6 x1040x1387 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-0,75-115Н (Дорогобуж-750) * 1 | 3120 *6 x1250x1509 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-1,0-115Н (Дорогобуж-1000) * 1 | 3120 *6 x1250x1509 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-2,32-115Н (Дорогобуж-2000) * 1 | 3560 *6 x1684x2023 *2 | ||||||||
| КВ-ГМ-2,0-115Н (Днепр-2000) * 1 | 4870 *6 x1960x2530 *2 | ||||||||
| КВ-Г-0,4-95Н * 1 | 1620 *6 x1605 *6 x2035 | ||||||||
| КВ-Г-1,0-95Н * 1 | 1620 *6 x1736 *6 x2583 | ||||||||
| КВ-Г-0,63-95Н * 1 | |||||||||
| КВ-Г-1,0-95Н *4 | |||||||||
| КВ-Г-1,16-95Н | 3071 *6 x1650x2360 | ||||||||
| КВ-Г-2,32-95Н | 4198 *6 x1650x2462 | ||||||||
| КВ-Г-3,48-95Н | 4198/3745 *3 x3371/2100 *3 x3670/2500 *3 | ||||||||
| КВ-Г-3,48-95Н | 4571 *6 x1728x2462 | ||||||||
| КВ-Г-4,65-95Н | 4114 *6 x2320x3160 | ||||||||
| КВ-Г-7,56-95Н | 5578 *6 x2320x3160 | ||||||||
| КВ-ГМ-4,65-150 *4 | 5000/4336 *3 x3000/2200 *3 x3800/3360 *3 | ||||||||
| КВ-ГМ-7,56-150 *4 | 6 500/5 872 *3 x3100/2 0 *3 x3 800/ 3 360 *3 | ||||||||
| КВ-Р-4,65-150 *4 | |||||||||
| КВ-Р-7,56-150 *4 | |||||||||
*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
| Вид топлива | Мощность, МВт | Температура воды, °С | Расчетное давление воды на входе, МПа | Габариты (ДxШxВ), мм | Масса металла котла, кг | Расход воды, т/ч | |||
| на выходе |
|||||||||
| КВ-ГМ-11,63-150 | |||||||||
| КВ-Р-11,63-150 | 7430/8560x5210/5465x10410/9675 | ||||||||
| КВ-Д-11,63-150 | 12600x6600x10500 | ||||||||
| КВ-ГМ-23,26-150 | |||||||||
| КВ-Р-23,26-150 | 10860/12730x5210/5465x10410/9675 | ||||||||
| КВ-ГМ-35-150 | |||||||||
| 16025/18630x5335/5335x12660/12660 | |||||||||
| КВ-ГМ-35-150 (ПТВМ-30М) | |||||||||
| КВ-ГМ-58,2-150 | 10575x10000x14315 | ||||||||
| КВ-ГМ-58,2-150С | 12300x10300x16490 | ||||||||
| КВ-Р-58,2-150 | 29840x9600x14170 | ||||||||
| КВ-Ф-58,2-150 | 32200x11520x13480 | ||||||||
| КВ-ГМ-69,8-150 (ПТВМ-60) | 11050x8780x13245 | ||||||||
| КВ-ГМ-116,3-150 | 14680x9850x14365 | ||||||||
| КВ-ГМ-139,6-150 (ПТВМ-120) | 11350x10700x17750 | ||||||||
| КВ-ГМ-209-150 (ПТВМ-180) | 12000x17336x15600 | ||||||||
Вариант с воздухоподогревателем.
Условные обозначения: г - газ; м - мазут; у - уголь; д - деревоотходы
Таблица 11. Основные технические характеристики водогрейных котлов ЗАО «ЗИОСАБ»
| Параметр | Значение |
||||||||||
| Номинальная теплопроизводительность, | |||||||||||
| кВт (Гкал/ч) | |||||||||||
| Рабочее давление, МПа | |||||||||||
| Минимальная температура воды на входе, °С | |||||||||||
| Максимальная температура воды на выходе, °С | |||||||||||
| Расход воды, м 3 /ч: номинальный | |||||||||||
| минимальный | |||||||||||
| Водяной объем котла, м 3 | |||||||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа | |||||||||||
| Аэродинамическое сопротивление, Па | |||||||||||
| Потери тепла от наружного охлаждения q5 , % | |||||||||||
| Масса котла, кг | |||||||||||
| Объем топки, м 3 | |||||||||||
| Разрежение за котлом, Па | |||||||||||
| Расход воздуха, м 3 , на горение газа (жидкого топлива) | |||||||||||
| (жидкого топлива, кг/ч) | |||||||||||
| Температура уходящих газов, не ниже, °С | |||||||||||
| Уровень звука в контрольных точках, не более, дБ | |||||||||||
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»
| Мощность | Р раб, МПа | Т рабmax, | Масса без воды, кг | Габариты (ДxШxВ), мм |
|||
| (ккал/ч). 10 3 |
|||||||
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
| Параметр | ||||||
| Полезная мощность, кВт | ||||||
| Рабочее давление, МПа | ||||||
| Максимальное давление, МПа | ||||||
| Максимальная температура котловой воды, °С | ||||||
| Температура уходящих газов, °С | ||||||
| Расход природного газа, м 3 /ч | ||||||
| Расход жидкого топлива, л/ч | ||||||
| Объем котловой воды (примерный), л | ||||||
| Диаметр топки котла, мм | ||||||
| Длина топки котла, мм | ||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа: | ||||||
| минимальное | ||||||
| максимальное | ||||||
| Аэродинамическое сопротивление, кПа: | ||||||
| минимальное | ||||||
| максимальное | ||||||
| Диаметр амбразуры для присоединения горелки, мм | ||||||
| Масса без воды, кг | ||||||
Таблица 14. Основные технические характеристики котлов Ygnis серии ST мощностью 1220-9300 кВт
| Параметр | |||||||||||||||
| Полезная мощность, кВт | |||||||||||||||
| КПД при номинальной мощности, % | |||||||||||||||
| Расход природного газа, м 3 /ч | |||||||||||||||
| Расход жидкого топлива, л/ч | |||||||||||||||
| Объем котловой воды, л | |||||||||||||||
| Диаметр топки котла, мм | |||||||||||||||
| Длина топки котла, мм | |||||||||||||||
| Гидравлическое сопротивление, кПа: минимальное | |||||||||||||||
| максимальное | |||||||||||||||
| Аэродинамическое сопротивление, кПа: минимальное | |||||||||||||||
| максимальное | |||||||||||||||
| Длина эмиссионной трубы горелки, мм, не более | |||||||||||||||
| Диаметр присоединения горелки, мм | |||||||||||||||
| Масса без воды, кг | |||||||||||||||