Котельные установки в зависимости от типа потребителя разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся 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, горячего водоснабжения и вентиляции производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные отопительные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более или паровыми котлами с рабочим давлением до. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.
Групповые отопительные котельные обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специальных зданиях.
Районные отопительные котельные предназначены для теплоснабжения крупных жилых массивов; их оборудуют сравнительно мощными водогрейными и паровыми котлами.
Рис. 1.1
На рис. 1.1. приведена схема районной отопительной котельной с водогрейными котлами 1 типа ПТВМ-50 теплопроизводительностью 58 МВт. Котлы могут работать на жидком и газообразном топливе, поэтому они оборудованы горелками и форсунками 3 . Воздух, необходимый для горения, подается в топку дутьевыми вентиляторами 4 , приводимыми в действие электродвигателями. На каждом котле установлено 12горелок и столько же вентиляторов.
Вода в котел подается насосами 5 , приводимыми в действие электродвигателями. Пройдя через поверхность нагрева, вода нагревается и поступает к потребителям, где отдает часть теплоты, и с пониженной температурой снова возвращается в котел. Дымовые газы из котла удаляются в атмосферу через трубу 2.
Эта котельная имеет компоновку полуоткрытого типа: нижняя часть котлов (примерно до высоты 6 м) расположена в здании, а верхняя их часть - на открытом воздухе. Внутри котельной размещают дутьевые вентиляторы, насосы, а также щит управления. На перекрытии котельной устанавливают деаэратор 6 для удаления кислорода и из воды.
В котельных установках с паровыми котлами (рис.1.2) паровой котел 4 имеет два барабана - верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующих поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний - в нижней части водой, а в верхней части насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка 2 с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого и газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами - обмуровкой.
Рабочий процесс в котельной протекает следующим образом. Топливо с топливного склада подается транспортером в бункер, откуда оно поступает на колосниковую решетку топки, где и сгорает. В результате сгорания топлива образуются дымовые газы - горят продукты сгорания.
Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла пароперегревателя 3, проходят через экономайзер 5 и воздухонагреватель, где они охлаждаются вследствие подачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку.
Охлажденные дымовые газы с помощью дымососа 8 удаляются через дымовую трубу 7 в атмосферу. Дымовые газы котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги со встраиваемой дымовой трубой.
Вода из источника водоснабжения к питательному трубопроводу насосом 1 в водяной экономайзер, откуда после нагрева поступает в верхний барабан котла. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане.
Рис. 1.2
Из верхнего барабана котла вода по трубам опускается в нижний барабан, откуда по левому пучку труб она снова поднимается в верхний барабан. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана. Затем пар поступает в пароперегреватель 3, где теплотой дымовых газов он полностью подсушивается, в результате чего температура его повышается.
Из пароперегревателя пар поступает в главный паропровод 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 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 9 в воздухоподогреватель, 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.
Котельная установка с паровыми котлами имеет компоновку закрытого типа, когда все основное оборудование котельной размещено в здании.
Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.
Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.
Рис. 1.1 Котельная с чугунными водогрейными котлами 1-бункер для сбора золы и шлака; 2-скрепер; 3-лебедка привода скрепера; 4-золоуловители циклонного типа; 5-дымосос; 6-кирпичная дымовая труба; 7-котел; 8-дутьевой вентилятор; 9-установка химической очистки воды (фильтр); 10-скреперный канал для удаления шлака и золы
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 бака для сбора конденсата.
Водогрейные и паровые котельные различаются 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.
Все большее распространение получают установки, работающие на ядерном топливе, исходным сырьем которого является урановая руда.
Теплоснабжение
Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев : теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплопотребления (теплоиспользования) отдельных зданий и сооружений.
При использовании органического топлива источником тепловой энергии может быть котельная установка или ТЭЦ, на атомных станциях теплоснабжения для получения тепловой энергии используется ядерное топливо, в ряде случаев в качестве вспомогательных используются возобновляемые источники теплоты – геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и др.
Виды топлива
По определению Д. И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».
Общеизвестны основные разновидности топлива -дрова, торф, уголь, сланцы, нефтяные остатки, газ. Все они представляют собой органические соединения, способные при высоких температурах вступать в реакцию с кислородом воздуха, при чем происходит выделение тепла.
Топливо добывается в большом количестве, запасы его в природе весьма значительны. Требующийся для реакции кислород берется из окружающего воздуха. В результате реакции получаются сильно нагретые газообразные продукты сгорания, тепло которых используется в котельной установке. Охлажденные газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.
Для сжигания может использоваться как естественное топливо, так и искусственное , полученное после переработки естественного топлива с целью выделения из него ценных продуктов, к которым относятся смолы, бензины, бензолы, минеральные смазочные масла, краски, фармацевтические продукты, сернокислый аммоний, идущий для нужд сельского хозяйства, и др.
Твердое топливо:
а) естественное - дрова, каменный уголь, антрацит, торф;
б) искусственное - древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.
Жидкое топливо:
а) естественное - нефть;
б) искусственное - бензин, керосин, мазут, смола.
Газообразное топливо :
а) естественное - природный газ;
б) искусственное - генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.
Виды котельных установок
Стационарная котельная уже давно не является единственной возможностью для автономного отопления. Для оборудование необходимо помещение – но расположение его может быть любым.
Блочные котельные можно например, расположить как в подвале, так и на крыше (если соблюсти ряд условий). Кроме того сами котельные стали гораздо надежнее. Связано это прежде всего с тем, что заводы-изготовители начали предлагать установки, сделанные «под ключ»: все необходимое оборудование уже смонтировано в блоки или в модуле и можно запускать установку. Соответственно есть два типа котельных установок: блочные и модульные котельные . И тот и другой тип конструкций удобен в плане транспортировки (как правило, транспортируют его с помощью железнодорожного или автотранспорта).
Основное оборудование котельной : котел, водяной насос, емкость для жидкости, трубы, горелочное устройство. Некоторые приобретают также и дополнительное оборудование, которое помогает сэкономить: энергонезависимые котлы, котлы с функцией электророзжига, двухходовые и комбинированные чугунные котлы.
Относительно недавно на рынке теплового оборудование появились ТКУ – транспортабельные котельные установки. Потребность в них появилась с возникновением новых производств, которые расположены в зданиях, не подключенных к центральной системе теплоснабжения. Преимущество новинки в том, что ее достаточно просто транспортировать (модульная конструкция имеет колеса), она проста в обращении и не требует постоянного присутствия оператора. Кроме того, как правило, ТКУ полностью автоматизированы, поэтому управлять ими достаточно просто. В то же время она способна вырабатывать достаточное количество тепла и не требует подключения к коммуникациям.
Классификация котельных.
В зависимости от того, где располагается установка, выделяются:
· Крышные;
· Встроенные в здание;
· Блочно-модульные;
· Рамные.
В системе каждого отопления главным ее элементом является котел. Он выполняет основную функцию – нагревание. В зависимости от того, на какой основе работает вся система и котел в частности, существуют следующие типы котлов :
§ Паровые котлы
§ Водогрейные;
§ Смешанные;
§ Котлы на диатермическом масле.
Любая отопительная система работает, как ранее было замечено, от того или иного типа сырья, топлива или природного ресурса. В зависимости от этого котлы делятся на:
· Твердотопливные. Для этого используются дрова, уголь и другие виды твердого топлива.
· Жидкотопливные – масло, бензин, мазут и другие.
· Газовые.
· Смешанные или комбинированные. Предполагается использование различных видов и типов топлива.
горелки
водоподготовительные установки
котельные трубы, запорная арматура
теплогенераторы
указатели уровня воды
датчики и контроллеры
и многое другое
Газовые котельные
Газовые котельные являются наиболее распространённым видом котельных установок на сегодняшний день. Очевидными преимуществами является их низкая себестоимость строительства и эксплуатации по сравнению с котельными установками других типов. Разветвленная газопроводная сеть страны, находящаяся в постоянном развитии, позволяет подвести газ практически в любую точку. Это приводит к снижению затрат на доставку рабочего топлива обычным транспортом. Кроме того, газ обладает более высокой теплоёмкостью и теплоотдачей по сравнению с другими видами топлива, он оставляет меньше вредных веществ после сгорания.На промышленных предприятиях газовые котельные являются основным источником теплоснабжения технологических процессов и обеспечения теплом рабочего персонала. Вместе с тем, в частных жилых домах также чаще стали появляться газовые котельные. Люди по достоинству оценили преимущества таких установок.
Газовые котельные - незаменимый источник энергии, более дешевый по сравнению с электроэнергией.
Модульные котельные
Модульные котельные представляют собой готовые инженерные системы, которые легко можно транспортировать и устанавливать в любом месте. Используя модульные котельные, можно существенно сэкономить на проектировании и монтаже, так как эти системы, как правило, монтируются в готовом виде в контейнере и оснащены всем необходимым оборудованием для работы и автоматизации процесса.В состав модульных котельных входит следующее оборудование:
водогрейные котлы
технологическое оборудование
системы автоматики
системы водоподготовки
и многое другое
Котел – теплообменное устройство, в котором тепло 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 тепло 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.
Классификация
.
Блок модульные котельные мощностью от 200 кВт до 10000 кВт (модельный ряд)
Есть индивидуально спроектированные котельные разных типов:
Крышные котельные
Отдельно стоящие котельные
Блочные и модульные котельные
Встроенные котельные
Пристроенные котельные
Транспортабельные и мобильные котельные
Контроль всех параметров работы осуществляют автоматизированные системы управления без присутствия человека.
Состав котельных в базовом исполнении:
Котлы водогрейные
Надежность отпуска тепла гарантируется наличием в составе котельных не менее двух котлоагрегатов, представленных стальными жаротрубными котлами надежных и успешно зарекомендовавших себя на Российском рынке немецких фирм Buderus , Viessmann .
Горелки Weishaupt
В котельных применяются горелки немецкой фирмы Weishaupt . Для сжигания природного газа используются горелки в исполнении LN , обеспечивающие низкое содержание вредных примесей в продуктах сгорания.
Внутреннее газоснабжение
Оборудование системы газоснабжения котельных регулирует расход газа и контролирует уровни минимального и максимального давления газа. В случае нештатных ситуаций поступление газа в котельную прекращается автоматически.
Регулирование температуры сетевой воды
Применяются микропроцессорные программируемые контроллеры, которые автоматически управляют системой регулирования температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха и потребности Потребителя.
Насосное оборудование
Насосы котлового контура обеспечивают независимую работу котлов . Сдвоенные циркуляционные насосы сетевого контура гарантируют 100% резервирование.
Водоподготовка и поддержание давления в системе теплоснабжения
Установка водоподготовки обеспечивает снижение жесткости котловой воды и препятствует образованию накипи на теплообменных поверхностях оборудования. Устройство поддержания давления автоматически подпитывает водой котловой и сетевой контуры, обеспечивая необходимый уровень давления в системе теплоснабжения.
Гидравлический разделитель
Оборудование гидравлической развязки котлового и сетевого контуров позволяет обеспечить стабильную работу котельной в системах с большим объемом воды при интенсивной динамике изменений расходов, температуры и давления.
Сигнализация
В котельных установлены системы пожароохранной сигнализации и сигнализации загазованности по метану и угарному газу.
Приборы учета
Применяются контрольно-измерительные приборы, зарегистрированные в Государственном реестре средств измерений, позволяющие осуществлять:
– учет отпускаемой тепловой энергии
– учет расхода холодной воды
– учет расхода газа
– учет потребляемой электроэнергии
– контроль параметров работы оборудования котельной.
Комплексная автоматизация
Система комплексной автоматизации обеспечивает стабильную работу котельных без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Дистанционный контроль работы основного оборудования котельной осуществляется посредством выносного диспетчерского пульта сигнализации (входит в объем поставки).
Модемная связь для дистанционной диспетчеризации
Котельные в момент установки или любой период дальнейшей эксплуатации могут быть подключены к современным дистанционным системам диспетчеризации. Комплексная система автоматизации имеет встроенный блок-модем для передачи данных о работе оборудования котельных по телефонным каналам связи или сети Internet.
Дымовые трубы
Наружные и внутренние стенки дымовых труб изготовлены из нержавеющей стали и утеплены жесткой минераловатной изоляцией. Применяемые дымовые трубы имеют сертификат соответствия нормам пожарной безопасности. На каждый отопительный котел устанавливается отдельная труба. Дымовые трубы высотой 6 метров входят в объем поставки для котельных от 200 кВт до 10 МВт. По желанию Покупатель может отказаться от дымовой трубы, а также имеет возможность установить дымовые трубы другой высоты.
Котельные , в зависимости от типоразмеров и количества котлов , состоят из одного или нескольких блоков. В зависимости от климатических условий, металлокаркас модулей утеплен жесткими трехслойными сэндвич-панелями с минераловатной изоляцией толщиной от 80 до 150 мм. Характеристики ограждающих конструкций модулей соответствуют нормативным требованиям по огнестойкости и пожаробезопасности.
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.
Котельные средней и большой мощности - 3,5 МВт и выше - отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Объемно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий (СИ 245-71), СНиП П-М.2-72 и 11-35-76.
Классификация котельных установок
Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся 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 разделяются на 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 теплом одного или нескольких зданий.
Групповые котельные установки обеспечивают теплом группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, 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.
котельная установка с паровыми котлами. Установка состоит из парового котла, который имеет два барабана - верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующих поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний - в нижней части водой , а в верхней - насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого или газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой.
Котельные установки располагаются в специально отведенных помещениях, куда посторонним нет доступа. А уже теплотрассы и теплопроводы соединяют котельные и потребителей.
Классификация котельных.
Современные котельные установки имеют различную классификацию. В основу каждой из них ложится определенный принцип или определенные значения. На сегодняшний день существуют несколько основных разграничений:
Расположение.
В зависимости от того, где располагается установка, выделяются:
Крышные;
Встроенные в здание;
Блочно-модульные;
Рамные.
Паровые котлы
Водогрейные;
Смешанные;
Котлы на диатермическом масле.
Твердотопливные. Для этого используются дрова, уголь и другие виды твердого топлива.
Жидкотопливные – масло, бензин, мазут и другие.
Газовые.
Смешанные или комбинированные. Предполагается использование различных видов и типов топлива.
Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Вместе с тем 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 выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», обогревается 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.
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, т.е. 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.
Паровой котёл - установка, предназначенная для генерации насыщенного или перегретого пара, а также для подогрева воды (котёл отопительный).
По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть подразделены 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.
В качестве подпитывающего насоса как правило применяется трех-плунжерный насос высокого давления серий P21/23-130D либо P30/43-130D.
Котлы сверх критического давления (СКД) - давление пара свыше 22.4МПа.
Основные элементы паровых и водогрейных котлов
Топки для сжигания газообразных, жидких и твердых топлив. При сжигании газа и мазута, а также твердого пылеугольного топлива используются, как правило, камерные топки. Топка ограничена фронтальной, задней, боковыми стенами, а также подом и сводом. Вдоль стен топки располагаются испарительные поверхности нагрева (кипятильные трубы) диаметром 50...80 мм, воспринимающие излучаемую теплоту от факела и продуктов сгорания. При сжигании газообразного или жидкого топлива под камерной топки обычно не экранируют, а в случае угольной пыли в нижней части топочной камеры выполняют «холодную» воронку для удаления золы, выпадающей из горящего факела.
Верхние концы труб ввальцованы в барабан, а нижние присоединены к коллекторам путем вальцовки или сварки. У ряда котлов кипятильные трубы заднего экрана перед присоединением их к барабану разводят в верхней части топки в несколько рядов, расположенных в шахматном порядке и образующих фестон.
Для обслуживания топки и газоходов в котельном агрегате используется следующая гарнитура: лазы, закрываемые дверцы, гляделки, взрывные клапаны, шиберы, поворотные заслонки, обдувочные аппараты, дробеочистка.
Закрываемые дверцы, лазы в обмуровке предназначены для осмотра и производства ремонтных работ при останове котла. Для наблюдения за процессом горения топлива в топке и состоянием конвективных газоходов служат гляделки. Взрывные предохранительные клапаны используются для защиты обмуровки от разрушения при хлопках в топке и газоходах котла и устанавливаются в верхних частях топки, последнего газохода агрегата, экономайзера и в своде.
Для регулирования тяги и перекрытия борова служат чугунные дымовые шиберы или поворотные заслонки.
При работе на газообразном топливе, чтобы предотвратить скопление горючих газов в топках, дымоходах и боровах котельной установки во время перерыва в работе, в них всегда должна поддерживаться небольшая тяга; для этого в каждом отдельном борове котла к сборному борову должен быть свой шибер с отверстием в верхней части диаметром не менее 50 мм.
Обдувочные аппараты и дробеочистка предназначены для очистки поверхностей нагрева от золы и сажи.
Барабаны паровых котлов. Следует отметить многоцелевое назначение барабанов паровых котлов, в частности, в них осуществляются следующие процессы:
Разделение пароводяной смеси, поступающей из подъемных обогреваемых труб, на пар и воду и сбор пара ;
Прием питательной воды из водяного экономайзера либо непосредственно из питательной магистрали;
Внутрикотловая обработка воды (термическое и химическое умягчение воды);
Непрерывная продувка;
Осушка пара от капелек котловой воды;
Промывка пара от растворенных в нем солей;
Защита от превышения давления пара.
Барабаны котлов изготовляют из котельной стали со штампованными днищами и лазом. Внутреннюю часть объема барабана, заполненную до определенного уровня водой, называют водяным объемом, а заполненную паром при работе котла - паровым объемом. Поверхность кипящей воды в барабане, отделяющая водяной объем от парового, называется зеркалом испарения. В паровом котле горячими газами омывается только та часть барабана, которая с внутренней стороны охлаждается водой. Линия, отделяющая обогреваемую газами поверхность от необогреваемой, называется огневой линией.
Пароводяная смесь поступает по подъемным кипятильным трубам, ввальцованным в днище барабана. Из барабана вода по опускным трубам подается в нижние коллекторы.
На поверхности зеркала испарения возникают выбросы, гребни и даже фонтаны, при этом в пар может попасть значительное количество капелек котловой воды, что снижает качество пара в результате повышения его солесодержания. Капли котловой воды испаряются, а соли, содержащиеся в них, осаждаются на внутренней поверхности пароперегревателя, ухудшая теплообмен, в результате которого повышается температура его стенок, что может привести к их пережогу. Соли могут также откладываться в арматуре паропроводов и привести к нарушению ее плотности.
Для равномерного поступления пара в паровое пространство барабана и снижения его влажности используются различные сепарационные устройства.
Для снижения возможности отложения накипи на испарительных поверхностях нагрева применяется внутрикотловая обработка воды: фосфатирование, щелочение, использование комплексонов.
Фосфатирование имеет целью создать в котловой воде условия, при которых накипеобразователи выделяются в форме неприкипающего шлама. Для осуществления этого необходимо поддерживать определенную щелочность котловой воды.
В отличие от фосфатирования обработка воды комплексонами может обеспечить безнакипный и бесшламовый режимы котловой воды. В качестве комплексона рекомендуется использовать натриевую соль «Трилон Б».
Поддержание допустимого по нормам солесодержания в котловой воде осуществляется продувкой котла, т.е. удалением из него некоторой части котловой воды, всегда имеющей более высокую концентрацию солей, чем питательная вода.
Для осуществления ступенчатого испарения воды барабан котла делят перегородкой на несколько отсеков, имеющих самостоятельные контуры циркуляции. В один из отсеков, называемый «чистым», поступает питательная вода. Проходя через контур циркуляции, вода испаряется , а солесодержание котловой воды в чистом отсеке повышается до определенного уровня. Для поддержания солесодержания в этом отсеке часть котловой воды из чистого отсека самотеком направляют через специальное отверстие - диффузор в нижней части перегородки в другой отсек, называемый «солевым», так как солесодержание в нем существенно выше, чем в чистом отсеке.
Непрерывная продувка воды осуществляется из места с наибольшей концентрацией солей, т.е. из солевого отсека. Пар, образующийся на обеих ступенях испарения, смешивается в паровом пространстве и выходит из барабана через ряд труб, расположенных в его верхней части.
С повышением давления пар способен растворять некоторые примеси котловой воды (кремниевую кислоту, оксиды металлов).
Для снижения солесодержания пара в некоторых котлах применяется промывка пара питательной водой.
Пароперегреватели котлов. Получение перегретого пара из сухого насыщенного осуществляется в пароперегревателе. Пароперегреватель - один из наиболее ответственных элементов котельного агрегата, так как из всех поверхностей нагрева он работает в наиболее тяжелых температурных условиях (температура перегрева до 425 °С). Змеевики пароперегревателя и коллекторы выполняются из углеродистой стали.
По способу тепловосприятия пароперегреватели подразделяются на конвективные, радиационно-конвективные и радиационные. В котельных агрегатах низкого и среднего давлений используются конвективные пароперегреватели с вертикальным или горизонтальным расположением труб. Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С применяют комбинированные пароперегреватели, т.е. в них одна часть поверхности (радиационная) воспринимает теплоту за счет излучения, а другая часть - конвекцией. Радиационная часть поверхности нагрева пароперегревателя располагается в виде ширм непосредственно в верхней части топочной камеры.
В зависимости от направлений движения газов и пара различают три основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток: прямоточную, при которой газы и пар движутся в одном направлении; противоточную, где газы и пар движутся в противоположных направлениях; смешанную, в которой в одной части змеевиков пароперегревателя газы и пар движутся прямоточно, а в другой - в противоположных направлениях.
Оптимальной по условиям надежности работы является смешанная схема включения пароперегревателя, при которой первая по ходу пара часть пароперегревателя выполняется противоточной, а завершение перегрева пара происходит во второй его части при прямоточном движении теплоносителей. При этом в части змеевиков, расположенных в области наибольшей тепловой нагрузки пароперегревателя, в начале газохода будет умеренная температура пара, а завершение перегрева пара происходит при меньшей тепловой нагрузке.
Температуру пара в котлах с давлением до 2,4 МПа не регулируют. При давлении 3,9 МПа и выше температуру регулируют следующими способами: впрыском конденсата в пар; использованием поверхностных пароохладителей; с помощью газового регулирования путем изменения расхода продуктов сгорания через пароперегреватель либо перемещения положения факела в топке с помощью поворотных горелок.
Пароперегреватель должен иметь манометр, предохранительный клапан, запорный вентиль для отключения пароперегревателя от паровой магистрали, прибор для измерения температуры перегретого пара.
Водяные экономайзеры. В экономайзере питательная вода перед подачей в котел подогревается дымовыми газами за счет использования теплоты продуктов сгорания топлива. Наряду с предварительным подогревом возможно частичное испарение питательной воды, поступающей в барабан котла. В зависимости от температуры, до которой ведется подогрев воды, экономайзеры подразделяют на два типа - некипящие и кипящие. В некипящих экономайзерах по условиям надежности их работы подогрев воды ведут до температуры на 20 °С ниже температуры насыщенного пара в паровом котле или температуры кипения воды при имеющемся рабочем давлении в водогрейном котле. В кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное (до 15 мае. %) ее испарение.
В зависимости от металла , из которого изготавливают экономайзеры, их разделяют на чугунные и стальные. Чугунные экономайзеры используют при давлении в барабане котла не более 2,4 МПа, а стальные могут применяться при любых давлениях. В чугунных экономайзерах недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры имеют обдувочные устройства.
Воздухоподогреватели. В современных котельных агрегатах воздухоподогреватель играет весьма существенную роль, воспринимая теплоту от отходящих газов и передавая ее воздуху, он уменьшает наиболее заметную статью потерь теплоты с уходящими газами. При использовании подогретого воздуха повышается температура горения топлива, интенсифицируется процесс сжигания, повышается коэффициент полезного действия котельного агрегата. Вместе с тем при установке воздушного подогревателя увеличиваются аэродинамические сопротивления воздушного и дымового трактов, которые преодолеваются созданием искусственной тяги, т.е. путем установки дымососа и вентилятора.
Температура подогрева воздуха выбирается в зависимости от способа сжигания и вида топлива. Для природного газа и мазута, сжигаемых в камерных топках, температура горячего воздуха составляет 200...250 °С, а для пылеугольного сжигания твердого топлива - 300...420°С.
При наличии в котельном агрегате экономайзера и воздухоподогревателя первым по ходу газа устанавливается экономайзер, а вторым - воздухоподогреватель, что позволяет более глубоко охладить продукты горения, так как температура холодного воздуха ниже температуры питательной воды на входе в экономайзер.
По принципу действия воздухоподогреватели разделяют на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативном воздухоподогревателе передача теплоты от продуктов сгорания к воздуху происходит непрерывно через разделительную стенку, по одну сторону которой движутся продукты сгорания, а по другую - нагреваемый воздух.
В регенеративных воздухоподогревателях передача теплоты от продуктов сгорания к нагреваемому воздуху осуществляется путем попеременного нагревания и охлаждения одной и той же поверхности нагрева.
Газопоршневые установки. Газопоршневая установка (ГПУ) предназначена для питания электроэнергией потребителей трехфазного (380/220 В, 50 Гц) переменного тока. Газовые электростанции используются в качестве источника постоянного и гарантированного электроснабжения больниц, банков, торговых комплексов, аэропортов, производственных и нефтегазодобывающих предприятий. Моторесурс газового двигателя выше, чем у бензогенераторов и дизельных электростанций, что приводит к уменьшению срока окупаемости. Использование газовых электрогенераторов позволяет владельцу быть независимым от плановых и аварийных отключений электроэнергии, а зачастую и вовсе отказаться от услуг поставщиков электроэнергии.
В основе работы газопоршневых двигателей (далее ГПД) лежит принцип действия двигателя внутреннего сгорания. ДВС – это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
На данный момент в промышленности выпускаются два типа поршневых двигателей, работающих на газе: газовые двигатели - с электрическим (искровым) зажиганием, и газодизели - с воспламенением газовоздушной смеси впрыском запального (жидкого) топлива. Газовые двигатели получили широкое применение в энергетике за счет повсеместной тенденции использования газа как более дешевого топлива (как природного, так и альтернативного) и относительно экологически более безопасного с точки зрения выбросов с выхлопными газами.
Из ГПУ с теплообменниками в принципе всё аналогично, но дополнительно используется система утилизации тепла.
Установка работает на нескольких видах топлива, имеет относительно низкий уровень начальных инвестиций за 1 кВт и обладает широкой линейкой выходной мощности.
Топливо для газопоршневых установок. Одним из важнейших моментов при выборе типа ГТУ является изучение состава топлива. Производители газовых двигателей предъявляют свои требования к качеству и составу топлива для каждой модели.
В настоящее время многие производители проводят адаптацию своих двигателей под соответствующее топливо, что в большинстве случаев не занимает много времени и не требует больших финансовых затрат.
Помимо природного газа, газопоршневые установки могут использовать в качестве топлива: пропан, бутан, попутный нефтяной газ, газы химической промышленности, коксовый газ, древесный газ, пиролизный газ, газ мусорных свалок, газ сточных вод и т. д.
Применение в качестве топлива перечисленных специфических газов вносит важный вклад в сохранение окружающей среды и кроме того позволяет использовать регенеративные источники энергии.
Газорегуляторный пункт. Газорегуляторный пункт – система устройств для автоматического снижения и поддержания постоянного давления газа в распределительных газопроводах. Газорегуляторный пункт включает регулятор давления для поддержания давления газа, фильтр для улавливания механических примесей , предохранительные клапаны, препятствующие попаданию газа в распределительные газопроводы при аварийном давлении газа сверх допустимых параметров, и контрольно-измерительные приборы для учёта количества проходящего газа, температуры, давления и телеметрического измерения этих параметров.
Газорегуляторные пункты сооружаются на городских распределительных газопроводах, а также на территории промышленных и коммунально-бытовых предприятий, имеющих разветвленную сеть газопроводов. Пункты, монтируемые непосредственно у потребителей и предназначенные для снабжения газом котлов, печей и др. агрегатов, обычно называют газорегуляторными устройствами. В зависимости от давления газа на входе газорегуляторные пункты бывают: среднего (от 0,05 до 3 кгс/см 2 ) и высокого (до 12 кгс/см 2 ) давления (1 кгс/см 2 =0,1Мн/м 2 ).
Предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. Для водогрейных котлов предохраняющим устройством от повышения в них давления могут служить обводные линии с обратными клапанами (рис.), пропускающие воду в направлении от котла к трубопроводу системы отопления. При таком несложном устройстве, если задвижки, установленные у котла, почему-либо окажутся закрытыми, то все равно связь с атмосферой через расширительный, сосуд не нарушится.
Если на трубопроводе между котлами и расширительным сосудом кроме указанных задвижек имеется другая какая-либо запорная арматура, то должны быть установлены рычажные предохранительное клапаны.
Паровые котлы при до 70 кПа снабжаются предохранительным устройством в виде гидравлического затвора
Для безопасной и правильной эксплуатации паровые котлы кроме предохранительных устройств снабжают водоуказательными приборами, пробочными кранами и манометрами.
Для учета расхода питательной воды, подаваемой в паровой котел, или воды, циркулирующей в системе водяного отопления, устанавливают водомер или диафрагмы. Для измерения температуры воды, поступающей в систему водяного отопления и возвращающейся в котел, предусматривают в специальных футлярах термометры.
· Энергетические котельные предназначены для выработки пара для паротурбинных установок.
· Производственно-отопительные вырабатывают пар и горячую воду для удовлетворения технологических потребностей производства, а также систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
· Производственные котельные предназначены для снабжения предприятия паром и горячей водой.
· Отопительные котельные вырабатывают пар и горячую воду для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Принципиальная схема производственно-отопительной котельной с паровым и водогрейным котлом
ПК – паровой котёл Д - деаэратор НС – насос сетевой воды
ВК – водогрейный котёл ХВО – хим.водоочистка НП – насос питательной воды
НХ – насос холодной воды НР – насос рециркуляционный П – подогреватель воды
НПП – насос подпиточной воды
Классификация котлов по организации движения воды и пара
Схема с естественной циркуляцией.
Замкнутый контур естественной циркуляции состоит из двух систем труб: обогреваемых и необогреваемых, объединенных вверху в барабан, внизу в коллектор. Объем котла, заполненный водой, называется водяным объемом, а верхняя часть, занятая паром, – паровым объемом. Поверхность, разделяющую водяной и паровой объемы называют зеркалом испарения.
При создании в топке высоких температур, в обогреваемых трубах вода закипает и заполняет трубы пароводяной смесью, имеющей плотность ρ см. Необогреваемые трубы заполнены водой, имеющей плотность ρ’. Следовательно, нижняя точка контура – коллектор – с одной стороны подвержена давлению столба воды, заполняющей необогреваемые трубы, равному ρ’gН, а с другой давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному ρ см gН. Создающаяся в результате этого разность давлений
S дв = ρ см gН – ρ’gН = gН(ρ’-ρ см) вызывает движение воды в контуре и называется движущим напором естественной циркуляции.
В формуле: Н – высота контура, м
ρ’ и ρ см – плотность воды и пароводяной смеси, кг/м 3
g – ускорение свободного падения, м/с 2
S дв – движущий напор, Па
Движение воды в циркуляционном контуре многократное. Это значит, что в процессе одного цикла прохождения через парообразующие трубы вода испаряется частично. При естественной циркуляции массовое паросодержание на выходе из парообразующих труб составляет 3-25%. При паросодержании на выходе, например, 10% для полного испарения оставшегося объема воды она должна совершить движение через контур еще 9 раз, а всего 10 раз. Таким образом, имеет место 10-ти кратная циркуляция пароводяной смеси. Поэтому процесс образования и отвода пара из контура происходит непрерывно. В барабан также непрерывно поступает питательная вода, смешиваясь в барабане с кипящей водой из парообразующих труб и поступая в опускные трубы. Поэтому в контуре все время циркулирует вода в неизменном количестве. Для уменьшения гидравлических сопротивления подъёмные трубы размещают вертикально или круто наклонно.
Отношение массового количества воды Ĝ 0 (кг/с), циркулирующей по контуру, к количеству пара Д(кг/с) образовавшегося в нём в единицу времени, называют кратностью циркуляции: К= Ĝ 0 /Д
Для котлов с естественной циркуляцией К=4..30
В этой статье будет рассмотрена котельная в частном доме. А именно, мы разберем: типы котельных используемых в частном доме, требования к котельной в доме, общие вопросы строительства помещения котельной и др. вопросы.
В зависимости от используемого энергоносителя:
- газовые (природный или сжиженный газ);
- жидко-топливные (дизельное топливо, отработанное масло, мазут);
- твердотопливные (уголь, дрова, торф, кокс);
- комбинированные (как газовое, так и жидкое топливо);
- электрические (электрическая энергия).
В зависимости от размещения котельной относительно дома:
- отдельно стоящие, стационарные (расположенные в отдельно стоящем здании от частного дома);
- встроенные (расположенные в отдельном помещении частного дома);
- пристроенные (выполненные в виде пристройки непосредственно к частному дому);
- блочно-модульные (энергоустановка размещена в отдельном мобильном блоке-контейнере);
- крышные (располагаемые на чердачном помещении частного дома).
Проектирование котельной.
Проектирование и монтаж оборудования котельной - самый важный этап в процессе ее строительства.
Чтобы избежать ошибок, которые могут обернуться для Вас финансовыми потерями, правильным решением будет обратиться в специализированную проектно-монтажную организацию (далее - подрядчик) этого профиля. Необходимо помнить, что подрядчик должен иметь все разрешительные документы на выполнение проектно-монтажных работ по строительству котельной. Вместе с подрядчиком Вы составите так называемое "техническое задание",- перечень Ваших пожеланий к устройству котельной.
На основании технического задания специалисты могут предложить инженерные решения по строительству котельной, составят технико-экономическое обоснование, помогут при оформлении технических условий, разработают проект, рассчитают нагрузки на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и т.д.
Эта же организация - подрядчик может выполнить согласование и регистрацию проекта в соответствующих государственных органах.
В последующем, при Вашем желании, подрядчик может обеспечить комплектацию котельной оборудованием, ее монтаж, пусконаладочные работы, сдачу в эксплуатацию и сервисное обслуживание.
В зависимости от Ваших возможностей, квалификации и понятия вопроса, объем работ, выполняемых подрядчиком можно заказать от «нуля» до сдачи «под ключ», или на этап проектирования и согласования с органами надзора необходимых документов. При этом Вы оставляете за собой право выполнять строительство помещения котельной (если это отдельно стоящая или пристроенная котельная), монтажа оборудования и пуско-наладочные работы. Можно рассматривать и другие варианты с объемом подрядных работ этих организаций. То есть, подойти к привлечению квалифицированных специалистов дифференцированно.
В общем виде проектирование котельных делится на этапы:
- получение технического задания;
- расчет и подбор основного оборудования;
- выполнение рабочих чертежей котельной;
- выполнение пояснительной записки;
- согласование и сдача проекта.
Стандартный проект котельной состоит из следующих частей:
- пояснительная записка (ПЗ);
- теплотехническая часть (ТМ);
- электрика и освещение котельной (ЭО);
- автоматика безопасности, регулирования и контрольно измерительная аппаратура (КИП);
- внутреннее газоснабжение котельной (ГСВ)
- водопровод и канализация котельной (ВК);
- отопление и вентиляция котельной (ОВ);
- перечень мероприятий по оценке воздействия на окружающую среду (ПМ ООС);
- узлы учета тепловой энергии (УУТ);
- пожарная и охранная сигнализации (АСУ).
Выбор типа котельной.
При выборе типа котельной застройщику необходимо решить несколько основных вопросов, от которых будет зависеть объемно-планировочная схема и конструктивное решение котельной.
Вопрос 1. Какой вид энергоносителя будет использоваться для котельной?
- Газ. Он сравнительно дешев, его не надо постоянно подвозить к месту потребления, его продукты сгорания экологически наиболее чистые, при сгорании остается мало сажи (реже нужно чистить дымоход и котел) и т.д. Существенным осложнением является подвод газопровода к дому. То, что рядом с вашим участком проходит какая-то «газовая» труба, вовсе не означает, что Вы к ней можете подключиться. Если подключение, в принципе, возможно, то Вам придется тесно пообщаться с представителями местного газового хозяйства, оформить множество документов, разрешений, соглашений, и, конечно, заплатить определенную сумму. В среднем, по нашим наблюдениям, стоимость подвода газа колеблется около 3-4 тысяч долларов США, по времени может занять до 1-2 года. Подробней о газификации дома можно ознакомиться в статье «Газификация дома. План газификации частного лома» .
- Жидкое топливо. Для отопления жидким топливом не нужно согласований с какими-либо организациями. Основной задачей является своевременный подвоз дизельного топлива. Необходимо помнить, что при планировании участка необходимо предусмотреть возможность подъезда топливозаправщика к топливным емкостям, а также предусмотреть место для баков на участке или возможность их доставки в помещение. Чем больше баки, тем реже вы их заправляете. Заблуждением является представление о вреде продуктов сгорания дизельного топлива, при хорошо отрегулированной горелке котла дыма вы практически не увидите. Но все-таки раз в год вам придется чистить от сажи дымоход и сам котел. Расход топлива составляет примерно 1л на 10 кВт тепловой мощности. Надо помнить, что для бесперебойного функционирования дизельного котла большое значение имеет качество топлива.
- Отопление электричеством. Все, что требуется, это получить в управлении районной электросети разрешение на подсоединение. В случае однофазной сети - все очень просто, в случае трехфазной, документы придется оформлять долго. Расценки на электричество известны всем. При наличии для частных потребителей возможности пользоваться “двойным” тарифом, т.е. дневная стоимость электроэнергии отличается от ночной (ночью дешевле). Это, без сомнения будет способствовать использованию нескольких видов топлива, например днем - дизельное топливо, ночью - электричество. Не стоит также забывать о надежной электрической защите оборудования. Подробнее о подводе электроэнергии к частному дому можно ознакомиться в статьях «Электроснабжение дома. Схема электроснабжения дома»
- Отопление твердым топливом самое дешевое, но в тоже время самое проблемное. Топить котел нужно более или менее постоянно и вручную, к тому - же сложнее выдерживать температурные параметры, запасы топлива нужно где-то складировать и постоянно пополнять. Помните, что вы не сможете обеспечить работу котла в свое отсутствие, ночью тоже придется время от времени вставать и подкидывать дров. Частота закладки дров, кстати, зависит от работы автоматики котла, если она есть. Чистить котел и дымоход придется часто. Данный вид топлива подходит, по нашему мнению, как запасной, или в комбинации с другим топливом, например - с электричеством.
В любом случае выбор вида топлива диктуется условиями данной местности, где-то дешевле топить газом, где-то единственное топливо - дрова.
Вопрос 2. Режим отопления дома.
Если вы строите дом эпизодического посещения с недорогой отделкой, то можно использовать твердое топливо и топить котел только во время посещений. В этом случае необходимо предусмотреть возможность слива воды из систем водоснабжения и канализации. Постоянные температурные перепады и возникающий при этом конденсат могут серьезно испортить внешний вид потолков и стен (поэтому для домов эпизодического проживания дорогую отделку лучше не применять).
В случае с жидким топливом, газом и электричеством в целях экономии можно использовать программируемые режимы отопления, например всю неделю в доме поддерживается температура +5-10С, к вашему приезду котел разогревает дом до + 20С или любой заданной вами температуры.
Помните, что заранее и правильно выбранный способ отопления существенно сэкономит ваши деньги и силы.
Вопрос 3. Где будет размещена котельная?
Как говорилось выше, котельная может размещаться как в жилом доме, так и за его пределами. Какому варианту отдать предпочтение?
- Если Вы строите новый дом. В этом случае, целесообразно в проекте предусмотреть размещение котельной в отдельном помещении дома с соблюдением всех норм и правил касаемых организации отопления.
- Если Ваш дом уже существует. Но вот возникла необходимость организовать (или модернизировать) систему отопления, а планировка не позволяет разместить котельную внутри дома, тогда целесообразно разместить котельную в отдельно стоящем, пристроенном к дому помещении или в блочно-модульном исполнении.
При выборе этого варианта потребуются дополнительные затраты, но при этом устраняются неудобства, связанные с проживанием под одной крышей с котлом, освобождается полезная площадь проживания, а также решается проблема пожаро и взрывобезопасности.
Нормативные требования к помещению котельной.
И вот Вы определились, какая система отопления Вам нужна (для проживания в доме эпизодично или круглогодично). Затем, Вы выбрали котел.
Надо отметить, что выбор котла, в основном зависит от доступности инженерных сетей около участка застройки, характеристик участка и дома, а также финансовых возможностей застройщика.
Но на один из самых важных вопросов при строительстве котельной - какие требования предъявляются к помещению, в котором будет установлен котел, ответ найти достаточно сложно.
Внимание! При проектировании и монтаже отопительного оборудования необходимо строго руководствоваться требованиями строительных норм и правил к помещениям котельных.
Давайте рассмотрим площадь и размеры котельной в частном доме, которые требуют эти нормы и правила в зависимости от применяемых видов энергоносителя в системе отопления.
А. Для газового отопительного оборудования (по материалам ДБН В.2.5-20-2001 Газоснабжение).
Котлы можно размещать:
- на кухне при мощности теплового агрегата для отопления до 30 кВт включительно, независимо от наличия газовой плиты и газового водонагревателя;
- в отдельном помещении на любом этаже (в том числе в цокольном этаже или подвале) , а также пристроенных к жилым зданиям помещениях при суммарной мощности для систем отопления и горячего водоснабжения более 30 кВт до 200 кВт включительно;
- в отдельном помещении первого, цокольного или подвального этажа , а также в помещениях пристроенных к жилому дому или отдельно стоящих, при их суммарной мощности для системы отопления и горячего водоснабжения до 500 кВт включительно.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ к газовым котельным:
При размещении в кухне - помещение должно отвечать следующим требованиям:
- высота помещения должна быть не менее 2,5 метра;
- объем помещения не менее 15 м3, плюс 0,2 м3 на один кВт мощности теплового агрегата для отопления;
- в кухне должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа.
Расчет мощности вытяжки производится по формуле:
М = (SxHx12) + 30%, где:
М - мощность вытяжки;
S - площадь кухни;
H - высота потолков на кухне;
12 - каждый час (согласно нормам СЭС) воздух в помещении, где расположен газовый котел, должен обновляться до 12 раз;
30% - минимальный запас мощности, необходимой для эффективной очистки воздуха.
Пример расчета мощности вытяжки:
В помещении, где установлен газовый котел, площадь равна 7 кв.м., высота потолков - 2,5 м. Мощность вытяжки, необходимой для такого помещения, составляет:
М = (7x2,5x12) + 30% = 273 куб.м./час.
Примечание: необходимо учитывать тот факт, что 30% запаса мощности хватит только в том случае, если вытяжка находится непосредственно над котлом. В иных случаях, делая расчет, мощность вытяжки, следует прибавлять еще 15% на каждый поворот трубы воздуховода и еще 10% на каждый метр воздуховода.
Вентиляционный канал, из расчета обеспечения 3-х кратного воздухообмена, необходимо вывести на высоту дымовой трубы. Вытяжное отверстие в котельной желательно оборудовать декоративной решеткой на высоте низа отверстия не ниже 0,3 м от потолка.
При размещении в обособленных встроенных и пристроенных помещениях (суммарной тепловой мощностью от 30 до 200 кВт) должны соблюдаться требования:
- высота помещения не менее 2,5 метра;
- объем и площадь помещения из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 куб.м.
- помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 часа, а предел распространения огня по конструкции равен нулю. Стены могут быть выполнены из кирпича, шлакоблока, бетона.
- естественное освещение из расчета 0.03 м2 (окна) на 1 м3 помещения;
Примечание: при мощности котла до 30 кВт, высота помещения может быть 2,2 метра
При размещении в отдельном помещении на первом этаже, в цокольном или подвальном этаже жилого здания при суммарной мощности до 500 кВт - помещение должно отвечать следующим требованиям:
При размещении в пристройке к жилым зданиям при суммарной тепловой мощности до 500 кВт - помещение пристройки должно отвечать следующим требованиям:
- огнестойкость здания должны быть не ниже IV степени. К ним относятся здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
- пристройка должна размещаться у глухой части стены здания с расстоянием по горизонтали и вертикали от оконных и дверных проемов не менее 1 м;
- стена пристройки не должна быть связана со стеной жилого здания, эти стены должны иметь разные фундаменты.
- ограждающие стены и конструкции пристройки должны иметь предел огнестойкости 0.75ч., а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
- высота помещения должна быть не менее 2,5 метра. Если котел устанавливается на возвышении, тогда высота считается от верхней точки этого возвышения до потолка;
- объем и площадь помещения выбирается из условий удобного обслуживания теплогенераторов и вспомогательного оборудования;
- естественное освещение из расчета остекления 0.03 м2 на 1 м3 объема помещения;
- в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа;
- стены, отделяющие пристроенные котельные от основного здания, должны быть парогазонепроницаемыми.
- При размещении теплогенераторов в отдельном помещении на первом, в цокольном или подвальном этаже оно должно иметь выход непосредственно наружу (двери должны открываться наружу). Допускается предусматривать второй выход в подсобное помещение, дверь при этом должна быть противопожарной 3-го типа. Двери должны быть шириной не менее 80 см в свету (проеме).
- КАТЕГОРИЧЕСКИ не допускается размещение газовых приборов в подвалах и цокольных этажах дома при использовании сжиженного газа.
Б. Для отопительного оборудования работающем на твердом или жидком топливах.
Указанные выше требования к помещению котельной для газовых котлов относятся и к помещению топочной для котлов, работающих на твердом и жидком топливе.
Однако существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве котельной, а именно:
В. Для электрического отопительного оборудования.
Электрические котлы, предназначенные для работы в системах отопления, имеют немало преимуществ. Главным преимуществом этих котлов является то, что не требуется отдельное помещение под котельную. Не требуются дымоходы и по цене эти котлы сравнительно недороги. Все бы хорошо, если бы не высокая стоимость электроэнергии, особенно в сравнении с другими видами топлива. Из-за этого недостатка такие котлы дороги в эксплуатации, поэтому использовать их целесообразно для отопления помещений небольшого размера, в которых неэффективно производить дорогостоящие работы по подключению других видов отопительного оборудования, либо в качестве резервного котла в системах с газовым котлом, как альтернативный источник тепла на непродолжительное время.
Установка электрических котлов схожа с установкой газовых настенных котлов.
При установке электрокотла обязательно наличие предохранительных автоматов и, скорее всего, прокладка отдельной электролинии.
Мощность настенных электрических котлов колеблется в пределах 5 - 60 кВт, отапливаемая ими площадь - от 50 до 600 кв.м., что должно быть вполне достаточно для дачного дома или коттеджа.
Электропитание котлов малой мощности осуществляется от однофазной 220 В или трехфазной 380 В электрической сети. Для эксплуатации котлов мощностью более 12 кВт используется трехфазная сеть. Это обстоятельство требует оформления разрешительных документов с соответствующими органами на использование этого напряжения.
Строительство помещения котельной. Общие рекомендации.
Оборудовать в готовом частном доме встроенное помещение, полностью соответствующее всем предъявляемым требованиям, не так и просто.
При наличии свободной площади на участке целесообразно вынести котельную за пределы дома это будет проще и позволит решить ряд проблемных вопросов.
Не стоит забывать, что проект котельной придется согласовать с районным архитектором, органами санэпиднадзора и пожарной инспекцией.
Если Вы решили строить отдельное или пристроенное помещение котельной своими силами, тогда стоит воспользоваться статьями, размещенными на сайте и посвященными этой проблеме.
- Выбор типа фундамента под здание котельной, а также цоколя очень схож с выбором и строительством фундамента под баню. Этот процесс очень хорошо изложен в статьях , «Фундамент ленточный. Устройство и расчет ленточного фундамента» ,
- Из каких строительных материалов будет построены стены, крыша помещение котельной?
Конечно, здесь должны быть максимально применены негорючие материалы. Для решения этих вопросов очень полезной будет статья «Гараж. Строительство гаража на участке» . Идеальным вариантом будет отделка стен котельной и пола керамической плиткой, что позволит содержать помещение в надлежащей чистоте (что является обязательным условием для безаварийной эксплуатации котельного оборудования и повысит противопожарную безопасность помещения).
- Фундамент для котла.
Желательно закладывать фундамент для котла отдельно от общего фундамента помещения. Это вызвано тем, что котел, в зависимости от его производительности, материала из которого изготавливается, а также учитывая его арматуру (обвязку котла), достаточно громоздкая конструкция по весу.
Приступать к строительству фундамента под котел можно после возведения фундамент помещения котельной.
Необходимо учесть требования нормативных документов о том, что котел должен быть установлен относительно пола котельной на высоту 15-20см.
По паспортным данным на котел и проектной документации на котельную, Вам будет известна масса котла с арматурой. Исходя из этой величины, можно воспользоваться технологией возведения фундамента под печку, очень подробно и хорошо описанной в статье «Строительство бани своими руками. Фундамент для бани» . В статье приведены два вида фундаментов под легкую и тяжелую конструкции отопительных агрегатов (до 150кг и от 480кг).
- Устройство пола котельной. Пол лучше всего делать из бетона или цементно-песчаной смеси, так как эти материалы не горючи, что требуется для класса пожароопасных помещений. Технология этих работ хорошо описана в статье
Похожие статьи
