Устройство и принцип работы водогрейного котла

Конструкция и характеристики

Все устройства, представленные на рынке отопительной техники, отличаются примерно одинаковым конструктивным исполнением. Отличия состоят только в функциональных возможностях и производительности аппарата. Так, промышленные водогрейные котлы на газе большой мощности рассчитаны на показатели до 40 МВт, тогда как бытовые газовые модели выдают в среднем до 65 кВт.

В конструкцию оборудования входят следующие компоненты:

• теплоизолированный корпус из чугуна или стали;
• теплообменник;
• патрубки для входа/выхода воды;
• воздуховод;
• дымоход.

Некоторые модели оснащаются вентилятором для наддува воздуха и дымососами, служащими для удаления продуктов горения. Разница в конструкции может наблюдаться у аппаратов, которые используют разные виды топлива. В частности, среди газовых моделей различают двухходовой водогрейный котел с так называемой реверсивной топкой и трехходовый, в котором предусмотрены три независимых хода для отвода газов.

Конструктивные особенности, классификация по температуре и способу выполнения

Водогрейные котлы, встречающиеся сегодня на прилавках, имеют относительно одинаковое устройство. Существенные различия заключаются в конкретных изготовителях (они бывают как иностранными, так и российскими), а также в максимальной мощности оборудования.

Если же говорить конкретно о конструктивных особенностях, то с этой точки зрения котлы могут быть газотрубными (или, как их еще называют, жаротрубными) и водотрубными. Ознакомимся детальнее с каждой из категорий.

1. Жаротрубные модели. Их отличительной чертой можно считать наличие специальных трубок, посредством которых движутся нагретые продукты сжигания энергоносителя. Что касается принципа действия такого оборудования, то он основывается на применении автоматизированных горелок, оснащенных дутьевыми вентиляторами. Благодаря дымогарным трубкам вода, находящаяся снаружи них, нагревается. Стоит заметить, что в быту такие модели практически никогда не применяются.
2. Водотрубные модели. Им свойственны особые кипятильные трубки, посредством которых перемещается теплоноситель. А для нагрева этих трубок используются продукты сжигания топлива. Прогреваются котлы водотрубного типа достаточно быстро, вы с легкостью сможете регулировать их, если будут изменяться нагрузки. Помимо этого, эксплуатация данного оборудования предусматривает также возможность серьезных перегрузок. Что же касается взрывоопасности этих котлов, то она на достаточно низком уровне.

Заметим, что низкотемпературный режим функционирования предусматривает достаточно экономный расход топлива, но при этом на поверхности прибора появляется конденсат, способный отрицательно повлиять на материалы, контактирующие с продуктами сжигания энергоресурсов. По этой причине к материалам, которые используются в производстве котлов, выдвигаются крайне суровые требования.

Агрегаты, которые генерируют перегретую воду, характеризуются большим сроком службы и высокой надежностью. При работе они практически не шумят, да и выброс отходов при этом минимален. Еще эти агрегаты оборудуются удобными и простыми системами контроля. Устанавливаются быстро, в трудоемком техобслуживании не нуждаются.

Устройство промышленного котла, работающего на газе

Отличия затронули топочную камеру, автоматику, а также устройство газового горелочного устройства. Благодаря особенностям конструкции, помимо нагрева теплоносителя, продуцируется большое количество горячего пара, используемого в различных сферах производства.

Устройство топочной камеры

Данный принцип работы отличает все паровые котлы. Конструкционные отличия заключаются в принципе подогрева теплоносителя. В жаротрубных моделях, внутри теплообменника расположены трубки, по которым циркулирует нагретый дым. В водотрубных котлах, наоборот, горячий воздух окружает трубы с циркулирующим теплоносителем.

Автоматика промышленных котлов

В промышленных котлах, предусмотрено автоматическое регулирование работы, обеспечивающее безопасность эксплуатации. За работой котельной следит автоматика. Современное оборудование, оснащено микропроцессорными контроллерами и модуляционной горелкой, автоматически изменяющей производительность и подстраивающейся под необходимые параметры.

Безопасность эксплуатации обеспечивают следующие узлы:

• Автоматика для подачи газа – работает в двух базовых режимах на сжигание магистрального и сжиженного газа, что очень удобно и позволяет попеременно использовать каждый вид топлива. Автоматика отслеживает, параметры давления газа и выключает работу котла при достижении максимально допустимых значений и показателей.
• Автоматика безопасности – представляет целую многоуровневую систему, контролирующую подачу и давление газа, наличие пламени на горелочном устройстве, электророзжиг, параметры тяги, температуру нагрева теплоносителя и многое другое.В некоторых котлах, помимо прочего, предусмотрена система самодиагностики, проверяющая работоспособность оборудования и сохраняющая результаты проверок в базе данных контролирующего процессора.

Правила промышленной безопасности газовых котлов

Любое газовое оборудование – потенциально опасно. Котельная имеет класс взрывоопасности, В1-В4. По этой причине, к установке теплогенератора, работающего на сжиженном или магистральном газе, предъявляются высокие требования, описанные в СНиП и ППБ. Ввод котельной в эксплуатацию, происходит только после инспекции представителя Газнадзора.

Существуют несколько требований, отдельно оговаривающих промышленное использование газового отопительного теплогенератора:

• Обслуживание промышленных отопительных котлов, осуществляется дважды в году: в начале и после окончания отопительного сезона.
• Паровые котлы чувствительны к качеству воды. Накипь, при высоких температурах горения газа, может стать причиной возникновения аварийной ситуации. Подключение системы водоподготовки и фильтра для умягчения воды, непременное условие ввода котла в эксплуатацию.
• В котельной предусматривают систему пожарной сигнализации, детекторов утечки угарного газа, индивидуальные средства защиты и пожаротушения.
• К контролю работы котельного оборудования, допускаются специально обученные специалисты с необходимым допуском.

Все чаще для отопления и горячего водоснабжения в домах используются котлы. Они компактны, мощны, удобны в эксплуатации. Газ на сегодняшний день обходится дешевле, чем другие виды топлива

Если вы задумываетесь об установке такого оборудования у себя дома, важно понять, как работает газовый котел. Это поможет вам быстрее разобраться в управлении техникой и успешно ее эксплуатировать

Тепловая схема для открытой системы

Подобная котельная работает без насосов. Вода перемещается благодаря законам термодинамики. Так как теплоноситель с высокой и низкой температурой имеет разную плотность, а трубы располагаются под уклоном, возможно движение жидкости между емкостью и батареей.

Энергия в системе остается неизменной. Происходит обмен теплотой между водой и окружающей средой. То есть температура передается с одного конца системы в другую.

Открытый контур обладает главным преимуществом — не нужно тратить деньги на дополнительное оборудование в виде насосов.

Как это работает

В системе используется расширенный бак, куда поступает лишняя жидкость. Специальный резервуар удерживает ее, нагревая или охлаждая, в зависимости от температуры водоснабжения. Процесс происходит автоматически. Резервуар располагается сверху над другими компонентами.

Можно выделить 2 этапа работы:

• Подача воды, когда тепло отправляется от котла к батарее.
• Обратный приток жидкости. В этом случае лишнее количество водоснабжения с высокой температурой поступает в емкость, где оно остывает, а потом движется к котлу.

Выделяют одно- и двухтрубные устройства. Если в котельной 1 магистраль, значит, по ней вода движется в оба направления. В двухтрубных процесс проходит независимо между обратной и прямой подачей теплоносителя.

За счет разной плотности горячая вода движется к батарее под давлением.

Лучше всего установить однотрубную систему. Это проще и дешевле.

Она состоит из:

• отопительной емкости;
• батарей;
• расширительного бака;
• труб.

В некоторых системах не используется батарея. Применяют трубы диаметром 10 см. В этом случае можно потерять в температуре теплоносителя. Эффективность всей системы резко падает. Ее работа следующая. Используется две трубы — прямая и обратная. По первой теплоноситель движется к батареям, нагревая их, по второй, уже холодный — к котлу, чтобы снова нагреться.

Двухтрубные устройства кажутся сложнее, но расходы за отопление потом будут ниже. Поэтому когда нужно осуществить выбор системы теплоснабжения, следует уделить время обзору всех имеющихся устройств. С одной стороны, открытые котельные проще и дешевле, но более затратные при оплате за отопление. С другой — закрытого типа устройство выглядит сложнее, но дешевле услуги.

Основные типы водогрейных котлов

Есть немало классификаций, однако зачастую такие котлы разделяют по предназначению, типу используемого топлива и, конечно, по способу установки. Рассмотрим детальнее каждую из классификаций.

Классификация водогрейных котлов по типу используемого топлива

В этом плане приборы делятся на четыре группы, которые приведены ниже.

1. Модели на твердом топливе. Как можно судить из названия, используют в качестве топлива твердые энергоносители – уголь, древесину, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и прочее. Предназначены, как правило, для использования в банях и частных домах, поскольку нуждаются в выделении достаточно большой площади под установку (в том числе места для хранения того самого твердого топлива).

Модели на жидком топливе (в качестве такового может выступать отработка, то есть отработанное машинное масло, солярка или мазут). Что же касается применения, то такие водогрейные котлы используются преимущественно для обогрева частных домов, причем по тем же причинам, что агрегаты предыдущей категории. Отличие заключается в том, что жидкое топливо, в соответствии с ГОСТом, необходимо хранить на определенном расстоянии от отопительного прибора, чтобы не возникали взрывоопасные ситуации.
Модели на газу. Они в качестве энергоносителя используют сжиженный либо природный газ. Что характерно, могут эксплуатироваться не только в загородных домах, но также в таунхаусах и городских квартирах.

Модели на электричестве. Их, как правило, устанавливают в квартирах и не очень просторных коттеджах.

Классификация по предназначению

Здесь все приборы разделены только на две категории.

1. Бытовые водогрейные котлы. Их мощность может быть малой или средней (что намного меньше, чем у промышленных моделей, о которых мы поговорим далее). Используются в тех бытовых помещениях, которые имеют небольшую площадь.

Промышленные водогрейные котлы. Высокомощные устройства, в роли теплоносителя в которых выступает пар. Именно поэтому их еще называют паровыми котлами. Мощность исчисляется мегаваттами и составляет в среднем от 5 до 40 мегаватт, что позволяет справляться просто с огромными объемами работы. Что характерно, за такими котлами постоянно должен следить специализированный оператор, у которого имеются режимные карты, а также подробная инструкция по самостоятельному ремонту. Помимо того, оператор должен переводить агрегат в тот или иной режим работы, проверять все элементы, проч.

Классификация по способу нагрева воды

Здесь также всего две разновидности, ознакомимся с ними.

1. Котлы с накопительными баками. Вода в данном случае прогревается благодаря аккумулирующим бакам, которые, в свою очередь, наполняются по мере ее (воды) использования.
2. Проточные модели. В них вода прогревается во время прохождения до определенной температуры от нагревательного элемента.

Классификация по способу исполнения (монтажа)

Водогрейные устройства могут устанавливать на стену или на пол.

1. Напольные модели. Они являются стационарными, а отличаются тем, что могут функционировать на любого вида топливе.

Настенные модели. Приборы в навесном исполнении, как можно судить из названия, вешаются на стены, а функционировать способны на газу или электрической энергии.

Рассмотрим каждый из вариантов исполнения более детально.

Производство подогревателей воды ПП, ВВП, ВПЕ. Поставка в регионы РФ и Казахстан.

Котлы КВ-Г (котел водогрейный газовый) (рис. 71) выпускаются теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч (4,65 и 7,56 МВт) вместо котлов ТВГ. Это прямоточные секционные котлы, работающие на газовом топливе, и представляют собой трубную систему, скомпонованную в одном транспортабельном блоке. Трубная система состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева, по типу подогревателей кожухотрубных и теплообменников.

К радиационной поверхности относятся четыре топочных экрана и потолочный. Трубы крайних односветных топочных экранов и потолочного по всей высоте (длине) соединены между собой металлическими пластинами. Каждый топочный экран представляет собой отдельную секцию, состоящую из прямых труб, вваренных в верхний и нижний коллекторы.

Для заданного направления движения воды по топочным экранам верхние коллекторы имеют смещенную от центра глухую перегородку (15 и 23 трубы). Топочные экраны соединяются между собой перепускными трубами.

Рис. 71. Трубная система (часть) котла водогрейного КВГ-6,5-150: коллекторы: 1 — входа обратной воды; 6 и 9 — задние; 8 и 10- верхние боковые конвективной части; 11 — выход горячей воды; 15 — верхние потолочные экраны; 16 — передний; 17 — нижние топочные экраны; перегородки: 2 — из труб; 3 — в трубах конвективной части; 13 — в верхних коллекторах топочных экранов; 4 — пакеты змеевиков; экраны: 5 — конвективные; 12 — потолочный, переходящий во фронтовой; 18 — боковой; 7 и 14- перепускные трубы

Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций — правой и левой, в каждой по семь труб 0 51 х2,5 мм, вваренных одними концами в верхние, а другими — в нижний коллекторы, т. е. представляют собой нижние и боковые части поверхности нагрева. В боковые трубы вварены четыре пакета трехтрубных змеевиков 0 28×3 мм. Для направления движения воды в змеевиках в боковых трубах установлены глухие перегородки.

Радиационную поверхность от конвективной отделяет перегородка из горизонтально размещенных труб 0 28×3 мм, соединенных между собой металлическими пластинами. Эта перегородка в верхней части находится на уровне верхних змеевиков. Таким образом, через оставленное сверху пространство продукты сгорания топлива из радиационной поверхности нагрева переходят в конвективную, обогревая змеевики, а затем через газоходы и дымовую трубу удаляются в атмосферу.

Для очистки от накипи и шлама все коллекторы вертикальных и потолочных экранов имеют съемные лючки на торцах, а верхние коллекторы топочных экранов — съемные лючки и сверху (по одному).

Автоматика и дистанционное управление

Автоматизация котельной частного дома позволяет настраивать ее под параметры сети, осуществлять дистанционное управление работой системы, а также обеспечить необходимый уровень безопасности.

Дистанционное управление работой котельной дает следующие преимущества:

• Можно поддерживать обычный режим работы либо настраивать температуру обогрева в каждой комнате отдельно.
• Если в холодное время года вам нужно надолго уехать из дома, то благодаря удаленному управлению можно защитить систему от замерзания.
• Можно дистанционно заблаговременно включать отопление в доме перед вашим приездом на праздники или выходные.
• Вы всегда будете осведомлены о работе автономной отопительной системы вашего дома, при необходимости можете провести диагностику и отрегулировать ее.
• Чтобы снизить расход топлива, в каждый временной промежуток можно поддерживать в доме определенную температуру. Например, если днем в доме никого нет, то котел можно включить на минимальную мощность, а перед возвращением снова хорошо прогреть дом.

Самым перспективным считается погодозависимое управление отоплением. В этом случае устанавливается умный котел отопления, который помимо датчиков измерения комнатной температуры имеет внешний измеритель для оценки температуры воздуха за окном. Если на улице холодает, то котел сильнее нагревает теплоноситель, при потеплении степень нагрева уменьшается.

Типы оборудования

Кроме различной производительности, такое оборудование как водогрейный котел классифицируется еще и по виду топлива. Существуют следующие разновидности приборов:

• газовые (самые распространенные в черте города);
• твердотопливные, чаще всего применяемые для загородных построек;
• жидкотопливные (дизельные или мазутные);
• электрические.

Твердотопливные агрегаты

Основными плюсами таких приборов являются: создание полностью независимой от внешних источников снабжения отопительной системы, простота конструкции (а, следовательно, и ремонта), высокий эксплуатационный срок и доступность энергоносителя. Кроме того, некоторые модели могут работать даже в частично автоматическом режиме (например, с использованием механических приборов).

Главный недостаток использования твердотопливного котла – необходимость загрузки топлива вручную (кроме отдельных пеллетных моделей, способных загружаться автоматически благодаря специальным бункерам). А еще на обслуживание такого оборудования тратится много времени.

Газовые котлы

К плюсам газовых водогрейных котлов относят:

• простоту в эксплуатации за счет высокого уровня автоматизации процесса;
• сравнительно низкую стоимость отопления;
• высокий уровень теплового КПД;
• широкий ассортимент оборудования различной мощности.

Среди минусов таких устройств – зависимость от снабжения газом и необходимость в хорошей вентиляции в месте их установки. Кроме того, газовый водогрейный котел, начиная с определенной мощности, необходимо ставить в отдельном помещении. А перед его монтажом следует получить разрешение от соответствующей службы.

Котлы на жидком топливе

Жидкотопливные котлы также можно встретить на рынке отопительных приборов, хотя используются они нечасто. Их преимущества:

• высокая мощность, начинающаяся с 10 кВт;
• отсутствие необходимости получать разрешение на установку;
• экономичность эксплуатации;
• высокий КПД.

К их недостаткам относят сложность хранения топлива, для которых, как и для самих котлов, требуется отдельное помещение. Топка и дымоход оборудования нуждаются в постоянной очистке. А еще для стабильной работы такого устройства необходимо установить на трубопроводе дополнительный топливный насос.

Электрические устройства

Главные достоинства, которые имеет электрический водогрейный котел, заключаются в простоте использования, компактных размерах и бесшумной работе. Также стоит отметить отсутствие необходимости в установке дымохода и в отдельном помещении. И, наконец, такие котлы намного безопаснее и экологичнее в работе по сравнению с другими вариантами.

Минусами эксплуатации электрокотлов считается их сравнительно небольшая мощность и невысокое значение КПД. А еще для более или менее производительного оборудования потребуется устройство отдельной сети в 380 В.

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 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 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.

Схема парового котлоагрегата

Схема движения теплоносителя

ПК устанавливаются в котельном зале, который может располагаться в отдельно стоящих, примыкающих и встроенных зданий нежилого назначения.

Обозначения по схеме:

1. Система топливоподачи газового парового котла, No1.
2. Устройство для горения – топка, No2.
3. Циркуляционные трубы,No3.
4. Зона пароводяной смеси, зеркало испарения,No4.
5. Направление движения питательной воды, NoNo5,6 и 7.
6. Перегородки, No8.
7. Газоход, No9.
8. Дымовая труба, No10.
9. Выход циркуляционной воды, из емкости парового котла, No11.
10. Слив продувочной воды, No12.
11. Подпитка котла водой, No13.
12. Паровой коллектор, No14.
13. Сепарация пара в барабане, NoNo15,16.
14. Водоуказательные стекла, No17.
15. Зона насыщенного пара, No18.
16. Зона пароводяной смеси, No19.

Контур ГВС

Представляет из себя независимый контур, разделенный теплообменником. На греющей стороне на подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий постоянную температуру на входе в теплообменник по датчику температуры до теплообменника. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода от теплообменника. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре греющего контура ГВС.

На греющей стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос с частотным приводом. По датчику температуры, установленному на подающем трубопроводе ГВС, происходит регулировка частоты циркуляционных насосов греющего контура, а вместе с ней и расхода на греющем контуре теплообменников ГВС (количественная регулировка). При снижении температуры ГВС частота на насосах увеличивается, при увеличении температуры – частота снижается.

Поддержание давления в контуре ГВС осуществляется за счет повысительной насосной станции на вводе холодной воды.

Циркуляция ГВС обеспечивается циркуляционным насосом на обратном трубопроводе ГВС. Насос оборудован частотным регулятором и управляется по температуре в обратном трубопроводе ГВС. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается горячей, то насос снижает частоту, уменьшая тем самым расход. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается холодной, то частота повышается и вместе с ней расход.

Для компенсации температурных расширений ГВС предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

Насосы, арматура, трубопроводы и подключение теплообменника на нагреваемой стороне ГВС выполнены из коррозионно-стойких материалов, так как деаэрация исходной холодной воды не предусматривается.

На выпуске из котельной на контуре ГВС установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Принцип работы парового котла

Для функционирования паровых котлов высокого давления используют химически обработанную воду, нагреваемую через пакеты экранных труб, под воздействием горячих уходящих газов, образующихся, как продукт от горения природного топлива.

С ростом температуры вода преобразуется в пар, поступающий на участок применения для передачи тепловой энергии или кинетической энергии струи.

Схематичное исполнение котла по выработке пара

Принцип работы:

1. Природная вода поступает на водоподготовку, где проходит очистку от взвешенных веществ и умягчается. Затем она подается в баках химочищенной воды и подаётся в агрегат с помощью питательных насосов для паровых устройств.
2. Прежде чем попасть в барабан питательная среда поступает через экономайзер – чугунное теплонагревающее устройство расположенное в хвостовой части агрегата для снижения температуры уходящих газов и повышения кпд парового котла.
3. Из верхнего барабана вода по необогреваемым трубам попадает в нижний барабан, а поднимается из него по подъемным конвективным трубам в виде пароводяной смеси.
4. В верхнем барабане проходит процесс его сепарации от влаги.
5. Сухой пар через паропроводы направляется к потребителям.
6. Если это парогенератор, то пар повторно проходит нагрев в пароперегревателе.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

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 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.

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.

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.

Принцип работы промышленных газовых котлов

Благодаря экономичности и широкой сфере применения газовые котлы пользуются неизменным спросом. Их можно использовать для отопления и горячего водоснабжения индивидуальных и многоквартирных жилых домов, производственных и общественных зданий.

Газовые котлы бывают бытовые и промышленные.  Бытовые более простые и предназначены для отопления помещений в индивидуальных домах, и подогрева воды в квартирах. Промышленные отличаются большим размером, и используются для отопления производственных, общественных, культурно-бытовых объектов.

Газовые промышленные котлы работают на природном газе, так как он считается одним из самых дешевых видов топлива. Промышленные котлы, аккумулируя большой объем теплоэнегрии, нагревают до заданной температуры большой объем теплоносителя, который необходим для отопления производственных и общественных объектов.

Принцип работы и устройство промышленных котлов практически не отличается от работы и устройства бытовых.  В обоих котлах имеется газовая горелка и медные теплообменники. Газ поступает в горелку, и сгорая, нагревает воду в теплообменнике, по которым она транспортируется в систему отопления.

Модификация промышленных котлов отопления

Если бытовые газовые котлы бывают навесные и напольные, то промышленные выпускаются в навесном и стационарном варианте. Те и другие модели могут использоваться как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Навесные промышленные газовые котлы бывают двухконтурными и одноконтурными. Двухконтурные предназначены для подогрева горячей воды и отопления.  Они могут быть проточными, вода нагревается по мере необходимости, и накопительными. В накопительных горячая вода находится в бойлере, и при снижении заданной температуры подогревается. Одноконтурные используются исключительно для отопления.

Стационарные промышленные газовые котлы являются частью системы отопления, к которой предъявляются конкретные требования с заданными техническими параметрами. Эти котлы имеют большую мощность, размеры, производительность.

Виды котлов

В зависимости от целевого назначения газовые промышленные котлы могут быть водогрейными или паровыми. Для обогрева производственных цехов, складов наиболее часто используют водогрейные котлы.  Такой котел может быть чугунным или стальным и состоит из:

• теплообменника;
• газовой горелки;
• датчиков;
• насоса;
• манометра;
• термометра;
• автоматической системой безопасности.

Принципы работы водогрейных промышленных котлов следующий: газ, сгорая, нагревает воду, которая проточным способом движется по теплообменнику. Для предотвращения пристеночного закипания и образования накипи, в котле поддерживается высокое давление. Различные датчики позволяют контролировать работу котла, и регулировать ее в зависимости от внешних факторов.

Водогрейные газовые котлы очень часто входят в стандартную комплектацию блочно модульных котельных

Преимущество и безопасность использования водогрейных газовых котлов

Одними из главных преимуществ котла является его высокий КПД, доступность и экономичность.  Принцип работы их довольно прост, а конструкция разработана так, что обеспечивает максимальное сгорание топлива. Благодаря наличию автоматических систем контроля и датчиков такие котлы безопасны и удобны в работе.

Для безопасной эксплуатации достаточно соблюдать правила, своевременно проводить техническое обслуживание и ремонты. Одной из самых опасных неполадок может стать затухание газовой горелки. Это может произойти в случае:

• падения давления в системе ниже установленной нормы;
• отключение электричества;
• отсутствие тяги в дымоходе.

В современных промышленных газовых котлах для предотвращения затухания установлены специальные датчики системы безопасности, которые блокируют подачу газа в аварийных случаях. Котлы могут укомплектовываться системами регулирующие интенсивность пламени, блокирующих в случае необходимости насос, предотвращающие перегрев воды.

Нормы и правила

Обслуживание судовых паровых котлов регулируется Правилами технической эксплуатации судовых паровых котлов Министерства морского флота. Согласно Правилам использование корабельных котлов должно производиться с учётом максимальной теплопроизводительности, без нанесения ущерба их техническому состоянию, обеспечивая безопасную работу и наименьший расход топлива.

Правильная организация труда и следование Правилам технической эксплуатации судовых котлов играет главную роль в выполнении вышеупомянутых требований. Нарушение Правил чревато авариями и нестабильной работой.

Область применения

Мощные модели устанавливаются на объектах, где нужно греть большие объемы воды

Сфера применения водогрейных котлов распространяется на все области жизнедеятельности людей. Изделия используются для отопления жилых и хозяйственных объектов, охватывая практически все направления промышленности:

При соблюдении требований безопасности нагревательная техника может быть установлена в таких местах:

• квартиры, дачи, коттеджи, частные дома;
• складские помещения;
• сельскохозяйственные строения;
• здания для содержания животных и птицы;
• хранилища для овощей и зерна;
• ангары и закрытые павильоны;
• расположенные вне населенных пунктов прииски, буровые установки, артели и поселки;
• туристические базы и дома отдыха.