Проектирование газовых котельных- это разработка проекта газоснабжения и отопления для жилых домов, промышленных предприятий, административных и общественных зданий. В процессе проектирования газовых котельных учитываются технологические особенности объекта, СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Этапы проектирования:

• сбор предпроектной информации. Выясняется площадь объекта газификации, помещение, выбранное для котельной, измеряется;
• получение ТЗ (технического задания). Указывается назначение и мощность котельной, порядок, условия и сроки выполнения работ;
• тепловой расчет газовой котельной и подбор основного оборудования. Оборудование для котельной подбирается в соответствии с данными, полученными при расчете;
• выполнение рабочих чертежей котельной. Работы регламентируются ГОСТ 21-606-95;
• выполнение пояснительной записки. Указываются данные по подбору оборудования, информация о схемах и материалах подключения, технологии работ;
• согласование и сдача проекта. Компания берет на себя обязательства по согласованию и утверждению проекта.

Архитектурно-строительная и тепломеханическая часть. Раздел содержит расчетные данные об инженерных и гидрогеологических условиях строительной площадки. Описывает мероприятия по обеспечению взрыво-, электро-, и пожаробезопасности.

Наружные газопроводы и внутреннее газоснабжение. Часть проекта газовой котельной, описывающая параметры газопровода и его пропускной способности. Содержит чертежи схем теплоснабжения, планы внутренних вентиляционно-отопительных систем и инженерных сетей.

Автоматизация и сигнализация. Проект газовой котельной содержит планы сигнализации, автоматизации и диспетчеризации управления инженерными системами.

Электроснабжение, отопление и вентиляция. Раздел включает проектные решения и схемы электроснабжения, отопления помещений, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Газоходы и проект дымовой трубы. Проектирование газовых котельных осуществляется с учетом требования ПБ 03-445-02, контролирующие безопасность эксплуатации вентиляционных и дымовых труб.

Виды проектов

Проект газовой котельной бывает двух видов:

• типовой. Проект газификации , основанный на готовых спецификациях стационарных, автономных и модульных котельных;
• индивидуальный. Газификация коттеджа , спроектированная на основе индивидуальных параметров объекта.

Узнать стоимость газификации и других услуг компании можно, позвонив по номерам контактных телефонов, указанным на сайте.

Газоснабжение котельных установок производится путем подачи природного газа к потребителям от места добычи по магистральным газопроводам. Газопроводы от магистральных газопроводов и газораспределительных станций (ГРС) до потребителей разделяются на распределительные вводы и внутризаводские газопроводы, в том числе газопроводы к котельным установкам. Распределительные газопроводы служат для подачи газа к вводам его на отдельные предприятия или к группам зданий. Вводами называются газопроводы, соединяющие распределительные газопроводы с газопроводами, расположенными на территории предприятий и котельных установок.

По давлению газа газопроводы разделяются на газопроводы низкого давления - до 0,005 МПа; среднего давления - от 0,005 до 0,3 МПа; высокого давления - от 0,3 до 1,2 МПа.

Очищенный от механических примесей, одорированный и редуцированный до давления 0,6-1,2 МПа газ от ГРС по распределительным газопроводам направляется в местные гэзорегулировочные пункты (ГРП) или газорегуляторные установки (ГРУ) предприятий или котельных установок, в которых давление газа снижается и поддерживается постоянным в пределах от 0,005 до 0,3 МПа.К устройству газовых сетей предъявляются требования, регламентированные Правилами безопасности в газовом хозяйстве.

Газоснабжение котельных установок представлено в основном надземные газопроводами. Они могут прокладываться по наружным стенам зданий и по отдельно стоящим колоннам при соблюдении правил пожарной безопасности. ГРП или ГРУ должны находиться вблизи от основного потребителя газа. Для уменьшения шума от редуцирования газа ГРП и ГРУ размещаются обычно в отдельном помещении. Помещение ГРП и ГРУ оборудуется устройствами вентиляции, отопления и освещения. Освещение должно быть выполнено во взрывозащитном исполнении. Температура в помещении ГРП и ГРУ должна быть не ниже +5°С.

На рис. 27.3 показана схема ГРП, расположенного в отдельном помещении. Пропускная способность ГРП определяется производительностью регуляторов давления. На ГРП устанавливают предохранительный запорный клапан, регулятор давления, фильтр волосяной, диафрагмы для учета расхода газа, измерительные приборы, запорную арматуру газопроводов.

На рис. 27.4 показано газоснабжение котельных установок. Газопроводы к котлам прокладывают в виде тупиковых ответвлений от магистрали. Для быстрого прекращения подачи газа на газопроводе применяют отключающее устройство с электроприводом. Газопроводы снабжаются свечой, отводящей газ при продувке газопроводов в атмосферу.

В случаях использования для котлов доменного и коксового газа система газоснабжение котельных установок принципиально не отличается от описанной выше. Для котельных установок промышленных предприятий, получающих очищенный доменный или коксовый газ от общего заводского газопровода, должен быть предусмотрен индивидуальный ГРП, в котором осуществляются дросселирование и поддержание постоянного давления газа.

Газоснабжение промышленных предприятий и производственных котельных.

Современная комплексная газовая автоматика для котельных включает приборы автоматики регулирования, безопасности, контроля и сигнализации. Автоматика регулирования обеспечивает поддержание заданного режима работы агрегата. Автоматика безопасности обеспечивает прекращение подачи газа к горелкам при недопустимых нарушениях режима работы агрегата, могущих привести к аварии. Приборы контроля и сигнализации создают условия для дистанционного управления работой автоматизированного агрегата с диспетчерского пункта.

Для промышленных печей, сушил и других подобных тепловых агрегатов системы газовой автоматики не выпускаются, а комплектуются из отдельных приборов и устройств по индивидуальным проектам применительно к конкретным условиям. Объем автоматики в этом случае СНиП не регламентирует. Минимально необходимый объем автоматики газифицированных котлов определен СНиП и предусматривает, как отмечалось выше, обеспечение прекращения подачи газа к горелкам при недопустимом отклонении давления газа, погасании пламени основных горелок, отсутствии тяги и прекращении подачи воздуха к дутьевым горелкам.

Газоснабжение предприятий можно разделить на две целевые группы, одна из них – это резервное газоснабжение, а вторая - это использование пропан-бутана в качестве основного вида энергоносителя. Газовые сети более крупных предприятий с необходимостью использования в цехах газа среднего и высокого давлений подключают к распределительным газопроводам высокого давления. В этом случае можно применить схему, подобную приведенной на рис. XII.2. В центральном ГРП осуществляется замер расхода газа и редуцирование его до величины высокого давления, необходимого для цехов № 1 и 2, и до среднего давления, необходимого для остальных цехов.

Модульные водогрейные котельные марки МК-В (рис.9.2) предназначены для отопления и горячего водоснабжения коммунальных, производственно-административных, социальных и культурно-бытовых объектов. Могут использоваться в качестве центрального или автономного источников энергии.

Рис. 9.1. Модульная котельная

1. Котельная выполнятеся в виде одного или нескольких блоков, что обеспечивает ей высокую мобильность.

2. Котельная выпускается как полностью готовое к работе изделие.

3. Для установки котельной требутся минимальный пакет разрешительных документов.

4. Изготовление котельной, установка и ввод в эксплуатацию производятся в короткие сроки от 2 до 4 месяцев.

Рис. 9.2. Модульные водогрейные котельные марки МК-В:

1 - котел водогрейный, 2 - насосное оборудование, 3 - щит управления котельной, 4 - расширительный бак, 5 - блок ГВС, 6 - пластинчатый теплообменник, 7 - автоматизированые горелки, 8 - водоподготовительное оборудование, 9 - арматура и трубопроводы, 10 - газорегуляторный узел

Для модульных котельных характерна экономичность и низкая затратность на производство тепла. Полная автоматизация исключает потребность в оперативном персонале и обеспечивает возможность дистанционного контроля за работой котельной.

Базовая комплектация котельных:

2. Автоматизированные горелки в комплекте с автоматикой безопасности.

3. Насосное оборудование.

4. Система управления котельной.

5. Водоподготовительное оборудование.

6. Арматура и трубопроводы.

7. Контрольно-измерительные приборы.

8. Утепленный блок-контейнер.

Дополнительная комплектация котельной:

1. Коммерческий узел учета тепла.

2. Коммерческий узел учета газа.

3. Блок горячего водоснабжения.

4. Газорегуляторный узел.

5. Пластинчатый теплообменник.

Автоматика позволяет эксплуатировать котельную без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Блок управления, защиты и сигнализации подаст аварийный сигнал при нарушении рабочих параметров, пожаре, загазованности, проникновении посторонних лиц и выдаст управляющее воздействие на газовый клапан.

Промышленные предприятия снабжают газом, как правило, по системам распределительных газопроводов высокого или среднего давления. При малых расходах газа, не нарушающих режим газоснабжения бытовых потребителей, возможно подключение предприятий к газопроводам низкого давления. Система газоснабжения предприятия состоит из ввода на территорию, межцеховых газопроводов, ГРП и ГРУ и внутрицеховых газопроводов. Ввод обычно делают подземным и размещают на нем главное отключающее устройство. Межцеховые газопроводы в зависимости от планировки предприятия, насыщенности его территории подземными и надземными коммуникациями, степени осушенности газа и ряда других факторов могут быть подземными, надземными и смешанными. На предприятиях чаще отдают предпочтение надземной прокладке межцеховых газопроводов, так как они в этом случае не подвержены подземной коррозии, более доступны для осмотра и ремонта, менее опасны при утечках газа и экономичнее подземных.

Освещение помещений с газифицируемыми котлами, печами и другими агрегатами должно быть естественное в дневное и электрическое в ночное время. Устройство обоих видов освещения должно соответствовать требованиям СНиП и правил Госстроя РФ применительно к размещенному в помещениях производству. В частности, для котельных суммарная площадь остекленных проемов и световых фонарей, являющаяся одновременно и взрывной площадью, должна быть не менее 30% площади одной из наибольших наружных стен. В существующих зданиях, где это условие не обеспечивается, размеры оконных проемов и световых фонарей должны быть максимальными, исходя из конструкции здания. Для котельных кроме обычного рабочего должно быть аварийное освещение от самостоятельных источников питания, независимых от источников питания общей электроосветительной сети котельной. В крайнем случае для котельных с площадью до 250 м 2 в качестве аварийного освещения могут быть использованы переносные фонари.

Вентиляция газифицируемых производственных цехов и котельных должна соответствовать требованиям СНиП и правил Госстроя РФ размещенному в них производству.

Более жесткие требования предъявляются к помещениям отопительных котельных, размещенных в жилых или общественных зданиях. Такие котельные снабжаются газом с давлением до 3 кгс/см 2 . Помещение котельной должно быть изолировано от других помещений несгораемыми стенами и перекрытием и иметь высоту не менее 2,4 м, а также самостоятельный выход с открывающимися наружу дверями. Помимо естественного и электрического освещения в нормальном исполнении такие котельные оборудуются электролампами во взрывозащищенном исполнении с самостоятельной электропроводкой и вынесенными из помещения предохранителем и выключателем.

Вентиляция, естественная или принудительная, должна обеспечивать не менее чем трехкратный воздухообмен без учета воздуха, необходимого для горения газа. Приток воздуха, как правило, осуществляется за котлами, а вытяжка – из верхней зоны. При использовании принудительной вентиляции вытяжные вентиляторы и их электромоторы с пусковой аппаратурой должны быть во взрывозащищенном исполнении.

В печах, котлах и других агрегатах применяют изготовленные по действующим нормалям или по проекту газовые горелки, обеспечивающие устойчивость горения в пределах необходимого регулирования тепловой нагрузки агрегата. Для розжига горелок и наблюдения за их работой на фронтальном щите или дверцах топок агрегатов делают смотровые отверстия с крышками, если таких отверстий не имеется в самих горелках. Расстояние от выступающих частей горелок или арматуры агрегата до стен, колонн или каких-либо сооружений должно быть не менее 1 м.

Широкое применение газового топлива в промышленных печах повышает экономичность их работы, позволяет совершенствовать технологию тепловых процессов и осуществлять их автоматическое регулирование, упрощать обслуживание печей и улучшать санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях.

Назначение печей требует организации передачи тепла от газового факела и продуктов горения нагреваемым изделиям и материалам различными способами. Передача тепла может осуществляться лучеиспусканием, конвекцией и теплопередачей. По способу применяемого теплообмена и достигаемой в рабочем пространстве температуры печи подразделяют на три группы:

1. Высокотемпературные (выше 1000 C), в которых преобладает передача тепла лучеиспусканием;

2. Среднетемпературные (650 ÷ 1000 C), в которых одновременно с передачей тепла лучеиспусканием приобретает значение теплопередача конвекцией;

3. Низкотемпературные (ниже 650 C), в которых преобладает передача тепла конвекцией.

В высокотемпературных печах газ сжигается непосредственно в рабочем пространстве печи, что обеспечивает передачу тепла нагреваемым изделиям или материалам в основном за счет лучеиспускания от факела горелки, раскаленных продуктов горения и от нагретых поверхностей кладки, стен и свода печи, являющихся вторичными излучателями. В среднетемпературных печах газ частично, а в низкотемпературных печах полностью сжигается в отдельной камере сгорания (топке). Направляемые в рабочую камеру продукты сгорания с необходимой температурой омывают нагреваемые изделия, передавая им тепло в основном за счет конвекции.

Газовое оборудование, прокладка газопроводов.

По стенам зданий газопроводы прокладывают на кронштейнах, а по перекрытиям - на опорах высотою не менее 0,5 м. Компенсация температурных деформаций надземных газопроводов обеспечивается отводами и поворотами их в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а при необходимости - линзовыми или П-образными компенсаторами.

Часть опор делают неподвижными (мертвыми), а остальные – скользящими. Отводы газопроводов диаметром до 100 мм делают гнутыми или штампованными, а при больших диаметрах - сварными.

Надземные газопроводы влажного газа прокладывают с уклоном не менее 0,003, а в нижних точках монтируют дренажные штуцеры; при необходимости такие газопроводы утепляют. На всех ответвлениях к цехам устанавливают отключающие устройства, а на вводах в цеха монтируют продувочные линии для вытеснения воздуха из газопровода при первичном пуске газа. Для защиты от коррозии надземные газопроводы окрашивают масляной краской за два раза.

Внутрицеховые газопроводы прокладывают открыто и крепят к стенам, колоннам, перекрытиям зданий и к каркасам газопотребляющих агрегатов с помощью кронштейнов, крюков или подвесок (на высоте не менее 2,2 м в местах прохода людей). При прокладке газопровода параллельно электрокабелю расстояние между ними выдерживается не менее 250, а при пересечениях – не менее 100 мм.

Отключающие устройства должны быть установлены на вводе газопровода в цех, на всех отводах от цехового коллектора к газопотребляющим агрегатам и перед горелками агрегатов. Для продувки внутрицеховых газопроводов на концевых их участках предусматриваются продувочные газопроводы диаметром не менее 19 мм с запорными устройствами, выводимые вне здания на высоту не менее 1 м выше карниза крыши. Продувочные газопроводы предусматриваются также на отводах к агрегатам после отключающего устройства на агрегат. Окрашивают внутрицеховые газопроводы в светло-коричневый цвет.

Газоснабжение промышленных и коммунальных предприятий обычно осуществляют по тупиковым сетям, различающимся числом, типом и месторасположением ГРП и ГРУ, а также методом прокладки газопроводов и давлениями в них. Для газоснабжения крупных предприятий иногда применяют кольцевые схемы с одним или для надежности с двумя самостоятельными вводами. На выбор конкретной схемы газоснабжения влияют расход и режим потребления газа цехами, характеристика газогорелочных устройств и тепловых агрегатов, территориальное расположение цехов, удобство обслуживания сети и технико-экономические показатели.

Газовые сети небольших промышленных предприятий, подключаемые к распределительным газопроводам среднего или высокого давлений, обычно оборудуют одним ГРП (рис. 9.3). В ГРП производятся учет расхода газа и снижение его давления до среднего, необходимого цехам № 1, 2 и котельной. Подача газа пониженного среднего давления, необходимого в соответствии с технологическими требованиями для горелок цеха № 4, обеспечивается ГРУ, размещенной в пристройке этого цеха. Снижение давления газа до низкого осуществляется во внутрицеховой ГРУ цеха № 3 и в шкафной ГРУ (ШП) столовой. Продувка отводов к цехам № 1, 2 и котельной осуществляется через продувочные трубопроводы 6, смонтированные на вводах, а в цехах № 3, 4 и столовой для этой цели используются продувочные трубопроводы ГРУ. Такая схема приемлема для предприятий с компактным территориальным расположением цехов, расходующих небольшие количества газа.

Рис.9.3: Схема газоснабжения предприятия с центральным ГРП среднего конечного давления :

1 - распределительный газопровод; 2 - отключающее устройство в колодце; 3 - конденсатосборник; 4 - центральный ГРП с узлом замера расхода газа; 5 - штуцер с краном для отбора проб; 6 - продувочный трубопровод;цеховые ГРУ: 7 - низкого конечного давления; 8 - среднего конечного давления; 9 - шкафная ГРУ

Столовая обеспечивается газом низкого давления через шкафную ГРУ. В цехах с большим расходом газа рекомендуется установить узлы учета расхода газа для контроля за экономичностью его использования. При большом количестве цехов и при значительной удаленности их от центрального ГРП целесообразно в некоторых цехах иметь местные ГРУ, обеспечивающие стабильность давления газа перед горелками тепловых агрегатов. В подобных схемах газоснабжения за счет подачи к удаленным цехам больших количеств газа по газопроводам высокого и среднего давлений значительно уменьшается металлоемкость газовой сети. Выбор наиболее рациональной схемы газоснабжения предприятия в каждом конкретном случае производится на основании технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов сети.

Рис. 9.4. Схема внутрицехового газопровода с узлом замера расхода газа :

1 - отключающее устройство на вводе газопровода в цех; 2 - манометр; 3 - обводной газопровод счетчика; 4 - газовый счетчик; 5 - отключающие устройства на ответвлениях к агрегатам; 6 - трубопровод безопасности; 7 - горелка;

отключающие устройства: 8 - рабочее; 9 - контрольное; 10 - штуцер с краном для отбора проб; 11 - продувочный трубопровод; 12 - цеховой распределительный газопровод; 13 - газопотребляющий агрегат; 14 - переносный запальник

Схемы внутрицеховых газопроводов (рис. 9.4) весьма различны, так как зависят от планировки цеха, размещения газопотребляющих агрегатов, типа горелок и автоматических устройств на агрегатах, наличия подкрановых путей и т. п. Ввиду отсутствия особой необходимости кольцевания внутрицеховые газопроводы чаще всего прокладывают в виде отдельных тупиковых ответвлений. Общим требованием к схемам внутрицеховых газопроводов является установка отключающего устройства и показывающего манометра на вводе газопровода в цех, главных отключающих устройств - на ответвлениях газопровода к агрегатам, продувочного трубопровода - в конце цехового газопровода и отключающих устройств - на больших по протяженности ответвлениях газопроводов к группе агрегатов.

Газопотребляющие агрегаты должны быть оборудованы КИП для замера давления газа у горелок каждого агрегата, давления воздуха в воздуховоде у горелок, разрежения в топке или борове до шибера. Агрегаты, оборудованные горелками с подачей воздуха от дутьевых устройств, должны иметь блокирующие устройства, обеспечивающие автоматическое отключение газа при падении давления воздуха ниже установленного предела. На агрегатах, имеющих дымососы, предусматривается блокировка, отключающая подачу газа при остановке дымососа.

Котельные агрегаты должны быть оборудованы автоматикой, прекращающей подачу газа при недопустимом отклонении давления газа от заданного, погасании пламени любой из основных горелок, нарушении тяги, прекращении подачи воздуха в горелки с принудительной подачей воздуха.

Необходимость установки взрывных предохранительных клапанов и степень автоматизации системы газоснабжения печей, сушил и других агрегатов устанавливаются проектной организацией.

Помещения газифицированных цехов и котельных должны быть обеспечены средствами пожаротушения по нормам пожарного надзора.

При выборе типа горелок для теплового агрегата следует учитывать:

Его назначение, технологический и тепловой режим работы;

Конструкцию и размеры топочной камеры;

Размеры, количество и размещение обрабатываемых изделий или материалов;

Давление газа в газопроводе;

Давление в топочной камере;

Необходимость принудительной подачи воздуха и его подогрева;

Диапазон регулирования тепловой нагрузки агрегата и отдельных горелок;

Потребность в резервном топливе и др.

Инжекционные горелки среднего давления обычно используют в небольших камерных печах шириной до 0,8 при однорядном и 1,5 м при двустороннем размещении горелок. Нецелесообразно их применять в печах с противодавлением более 2 ÷ 3 мм вод.ст.

Горелки с принудительной подачей воздуха находят более широкое применение в агрегатах любого назначения, так как работают на низком и среднем давлении газа и позволяют в более широких пределах регулировать тепловой режим агрегата. Нецелесообразно применять их там, где могут быть использованы инжекционные горелки. Атмосферные горелки находят применение в низкотемпературных печах (до 650 C) и сушилах.

Независимо от типа применяемых горелок располагать их надо так, чтобы исключалось ударное воздействие факела на нагреваемые изделия и материалы, так как это приводит к их местным перегревам и ухудшению качества.

РАЗДЕЛ 10. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ. СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ .

Cтраница 1

Газоснабжение котельных, оборудуемых специальными газовыми котлами, осуществляется по тем же принципиальным схемам, которые приведены для котельных, переоборудуемых с твердого и жидкого топлива на газообразное.  

Газоснабжение котельных следует, как правило, производить из групповых резервуарных установок с искусственным испарением жидкой фазы. Установки с естественным испарением жидкости могут применяться как редкое исключение для котельных с малой тепловой нагрузкой. Размещение установок должно соответствовать указаниям, приведенным в пункте 4 главы И.  

Если газоснабжение котельной или цеха производится от городского газопровода, то на вводе устанавливается счетчик для учета расхода газа, который должен иметь на входе и выходе задвижки или краны и обводной газопровод для работы при выходе счетчика из строя. Задвижки или краны на обводном газопроводе при нормальной эксплуатации закрываются и пломбируются. При питании газом от городских газопроводов среднего или высокого давления счетчик располагается после ГРУ. В случаях, когда предприятие имеет общий пункт замера расхода газа, в цехах и котельных часто ставят дополнительные счетчики или другие устройства для учета расхода газа на данный цех, котельную или агрегат.  

Проект газоснабжения котельной на стадии рабочих чертежей должен быть согласован с техническим отделом Горгаза и зарегистрирован в местной инспекции Госгортехнадзора РСФСР. Согласование проекта действительно в течение 18 месяцев. Если работы по монтажу газооборудования в течение этого срока не были начаты, то проект подлежит повторному согласованию н регистрации. После ввода в эксплуатацию, за объектом устанавливается постоянный надзор со стороны местного органа Госгортехнадзора.  

Источником газоснабжения котельной для производства пусконаладочных работ могут служить передвижные автоцистерны сжиженного газа различной емкости. Подсоединение к штуцеру (с отключающим устройством) на вводе паровой фазы высокого давления в ГРУ (испарительное отделение) от штуцера паровой фазы автоцистерны осуществляется посредством резино-тканевых рукавов (по ГОСТ 8318 - 57) типа Б (бензостойкие) на рабочее давление 15 кГ / см2, предварительно испытанных на двойное рабочее давление.  

Система газоснабжения котельной должна быть выполнена в соответствии с Правилами безопасности в газовом хозяйстве Госгортехнадзора СССР и СНиП Госстроя СССР. Система газоснабжения промышленной котельной состоит из внутризаводских газопроводов, газорегуляторного пункта (ГРП) или газорегуляторной установки (ГРУ), внутрицехового газопровода и газопроводов в пределах парогенератора или водогрейного котла.  

Проект газоснабжения котельной на стадии рабочих чертежей должен быть согласован с техническим отделом Горгаза и зарегистрирован в местной инспекции Госгортехнадзора РСФСР. Согласование проекта действительно в течение 18 месяцев. Если в течение этого срока работы по монтажу газооборудования не были начаты, проект подлежит повторному согласованию и регистрации. После ввода в эксплуатацию за объектом устанавливает постоянный надзор местный орган Госгортехнадзора.  

При проектировании газоснабжения котельных должен быть решен вопрос, от каких сетей - низкого или среднего (высокого) давления - они будут питаться газом.  

Кроме того, для газоснабжения котельных монтируются необходимые трубопроводы, устанавливается запорная, регулирующая и предохранительная арматура и контрольно-измерительные приборы.  

В состав монтажных работ по газоснабжению котельных: установок входит: обработка документации и составление календарного графика работ; комплектация оборудования и материалов; подготовка объекта к монтажу; сборка и монтаж газового оборудования: испытание, наладка и сдача в эксплуатацию газовой системы котельной. Весь этот комплекс работ выполняется специализированными организациями, имеющими обученные кадры. В задачу представителя заказчика и контролирующих органов входит надзор за проведением и качеством работ, согласование и решение возникающих в ходе строительства вопросов.  

Терморегулятор 6 является, таким образом, задатчиком режима газоснабжения котельной в диапазоне между двумя предельными значениями давления газа. Его настройка производится по отопительному графику путем изменения сжатия предохранительного сильфона ПС, за счет чего меняется перемещение клапана, связанного с рабочим сильфояом PC. Внутренние полости сильфонов, термобаллоны и импульсные трубки (капилляры) заполнены керосином, удельный объем которого зависит от температуры.  

Выбор системы газопроводов котельной производится проектной организацией при разработке проекта газоснабжения котельной или всего предприятия. При выборе системы газопроводов учитываются следующие факторы: количество котлоагрегатов, мощность каждого агрегата, количество типоразмеров котлов, расчетная теплопроизводительность всей котельной, сезонность работы котельной, величина давления газа на вводе в котельную и перед горелками, количество и тип газовых горелок, наличие автоматики регулирования и безопасности, место расположения газорегуляторного пункта и пункта замера расхода газа, а также место расположения помещения котельной в комплексе других помещений предприятия.  

При производстве монтажных работ иногда допускаются значительные отступления от правил безопасности и имеющегося проекта газоснабжения котельной. Если отступления по какому-либо узлу обнаруживают после выполнения работ, то оборудование не может быть принято в эксплуатацию.  

На территории производственной зоны допускается размещение закрытого прирельсового склада баллонов, на территории вспомогательной зоны - службы эксплуатации газового хозяйства и испарительной установки, предназначенной для газоснабжения котельной.  

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13.

Рис. 14.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования