Назначение и устройство блочных котельных (БМК) на газе и твердом топливе

Задачи теплоснабжения объектов производственного, социального и жилого назначения все чаще решаются посредством оптимизированного по конструкции и надежного в управлении оборудования.

Ярким примером такого подхода является блочно-модульная котельная(БМК), представляющая собой готовую к эксплуатации систему, мощность которой варьируется в диапазоне от 0,1 до 40 МВт. Это передвижная станция с необходимым набором средств для подключения к основным технологическим коммуникациям на объекте.

БМК — что это такое?

Основу конструкции формирует металлический корпус, обеспеченный ограждениями, вспомогательными приспособлениями для транспортировки (иногда опционально) и несколькими слоями изоляции.

Характеристики применяемых изоляционных слоев определяются на этапе проектирования местом и условиями эксплуатации. На крупных производствах толщина защитных тепловых прослоек может достигать 150 мм. В условиях холодного климата я бы рекомендовал присмотреться к газовым котельным с утолщенной внешней обшивкой.

Функциональную часть составляет сборное оборудование, в числе которого насосы, горелки, панели управления, контрольно-измерительные приборы и дополнительные секции для обеспечения процессов доставки топлива. Перечень рабочих устройств определяется целями потребителя.

На базовом уровне основу будет составлять котельный блок с арматурой для интеграции в местную коммуникационную сеть. Но также современные производители предлагают и системы с контурами ГВС для водогрейных модификаций, парогенерирующими установками, вентиляционным оборудованием, узлами для учета расхода топлива и т.д.

Средства автоматизации не только обеспечивают процесс автономного управления, но и могут сопрягаться с пожарной сигнализацией на объекте.

Разновидности модулей

Блок можно классифицировать по нескольким признакам. В первую очередь это количество модулей — от 1 до 4. Увеличение числа рабочих отсеков может быть обусловлено потребностью в высокой производительности или же в разделенном теплоснабжении с расчетом на несколько обслуживаемых зон.

Еще один признак классификации БМК — тип используемого топлива.

На практике чаще применяются следующие модули:

1. Твердотопливные.
   Предусматривается использование традиционных энергетических ресурсов в виде угля и дров.
2. Жидкостные.
   Преимущественно дизельные модели, отличающиеся практичностью в плане содержания.
3. Газовые.
   Котельные на газе считаются самыми выгодными с точки зрения экономии, а благодаря контролирующей автоматике все реже возникают нарекания относительно их безопасности.
4. Биотопливные.
   Разновидность твердотопливных конструкций, но с экологическими и экономическими преимуществами. Так, пеллетные БМК при небольших затратах дают больше тепловой энергии, хотя в России данный вид топлива пока еще недостаточно распространен в отдельных регионах.

Преимущество мобильных устройств

Со стороны БМК кажутся достаточно массивными и неудобными с точки зрения их перевозки и размещения, но это ложное впечатление.

Сами изготовители стремятся подгонять конструкции под условия доставки и установки. Большинство унифицированных мобильных станций можно перевозить как железнодорожным, так и автомобильным транспортом. Подобные нюансы лучше оговаривать на этапе разработки проекта.

Тот факт, что система является мобильной, вовсе не снижает другие эксплуатационные достоинства, в числе которых возможность каскадного объединения модулей, универсальность в плане соединения с различными теплосетями и доступность техобслуживания.

Сохраняется и преимущество в виде экономности расхода топлива. Например, среднее потребление газов при номинальной теплопроизводительности котлов мощностью 300-400 кВт может укладываться в 50 м3/ч.

Транспортируемые модели на твердом топливе и мазуте также рассчитываются на независимую от централизованных сетей эксплуатацию в условиях удаленности от городского массива. От владельца требуется лишь обеспечивать котельную электричеством для работы автоматики, что можно сделать с помощью генератора, а также своевременно доставлять топливо на рабочий объект.

Блочно-модульные котельные установки — проектирование

На этапе составления заказа производители предоставляют к заполнению специальный опросный лист, в котором будущий владелец указывает требования и характеристики системы.

К базовым параметрам, например, относится число модулей, мощность, вид применяемого топлива, реализация коммуникационной инфраструктуры и т.д. Причем неспециалистам бывает сложно корректно объединять несколько групп требований, так как отдельные показатели могут противоречить друг другу.

Сложные многофункциональные установки особенно проблемны для проектирования. Например, паровые станции с водогрейным контуром требуют больше пространства для технической обвязки, поэтому сразу могут исключаться и принципы компактного размещения. После этого производится анализ требований и конструкторы с инженерами выносят для утверждения техническое задание по изготовлению котельной.

Особенности монтажа БМК

Капитальное строительство в данном случае исключается, в чем состоит еще одно преимущество БМК. Основные мероприятия на этапе реализации проекта с готовой станцией относятся к подготовке площадки, где будет эксплуатироваться оборудование.

Должна быть обустроена фундаментная платформа по типу толстой стяжки, на которой в дальнейшем и будет размещена конструкция. Чаще всего поставка БМК на место эксплуатации осуществляется спецтехникой. Непосредственно на площадку блок ставится автокраном, после чего конструкция фиксируется на несущей подложке.

В перечень монтажных работ могут включаться и обвязочные мероприятия. Компоненты оборудования подключаются к источникам энергии, системе дымохода, вентиляционным каналам, водопроводным коммуникациям и контурам доставки топлива. В случае с твердыми горючими материалами организуется и участок для хранения топлива и загрузки в камеры сгорания.

Крышные

Допускается и установка БМК на крышах домов, но с ограничениями. Таким образом монтируются станции площадью до 27 м², укладывающиеся и по весу в границы приемлемой нагрузки на плоское перекрытие. В остальном технология размещения та же — на подготовленную стяжку устанавливается блок с расчетом на возможность дальнейшего подключения к коммуникациям здания.

Котельные, размещаемые на крышах, должны предусматривать в собственной инфраструктуре отдельную линию энергоснабжения, путь к шахте лифта и запасный выход.

Цены на блочно-модульные котельные

Стоимость БМК зависит от количества используемых котлов, типа топлива, мощности и других конструкционных и эксплуатационных параметров.

Средние цены на автоматизированные котельные данного типа выглядят так:

1. Станция на 100 кВт с одним модулем — 1,2 млн руб.
2. Станция на 400 кВт с двумя модулями — 2 млн руб.
3. Станция на 1 мВт с двумя модулями — 3,5 млн руб.

Тип топлива корректирует стоимость в пределах 100-200 тыс. руб. Например, между дизельными и газовыми моделями при равных остальных параметрах цена газовых будет больше.

Практикуется и сдача БМК в аренду с помесячным расчетом стоимости. Так, среднюю станцию на 500-800 кВт можно арендовать за 400-500 тыс. руб. Собственники предлагают и услуги по установке и обслуживанию оборудования, что добавит к месячной оплате еще 50-100 тыс. руб.

Что представляют из себя блочные котельные технологии?

Блочно-модульная котельная, ещё называемая транспортабельной котельной, представляет из себя полностью готовую к эксплуатации установку для обогрева и подачи горячего водоснабжения разным типам объектов: жилым, промышленным, социальным. Широкий спектр разновидностей и особенностей конфигурации позволяет использовать блочные котельные установки практически в любой ситуации — достаточно составить грамотный проект, собрать котельную и доставить её к месту использования.

Различают модульные котельные первой и второй категорий:

• I категория — котельные установки, которые используются объектом как единственный источник тепла и/или ГСВ; в таких установках должны иметься как минимум два котла;
• II категория — все котельные, которые не относятся к категории II; в них может быть использован только один котёл.

Блочно-модульные котельные могут варьироваться, однако «костяк» их всегда остаётся одинаковым. В стандартную комплектацию входят следующие составляющие:

• здание котельной, одноэтажное каркасное сооружение из негорючих материалов;
• котельное оборудование — котлы, количество которых зависит от требований и целей, и которые могут быть паровыми, водогрейными или комбинированными;
• газовое оборудование (газовые регуляторы, фильтры, регуляторы давления, аппаратура запорная и предохранительная), газоходы и дымовые трубы;
• насосы (сетевые, циркуляционные, питательные и подпиточные, антиконденсационные);
• теплообменники;
• системы водоподготовки и водоочистки;
• расширительный бак;
• системы автоматики и контроля.

В комплектацию может быть включён и перечень дополнительного оборудования: бойлеры, деаэраторы, баки-аккумуляторы и многое другое.

Подбор блочных котельных технологий и оборудования осуществляется на примере опросного листа. Иными словами, каждая блочно-модульная котельная является индивидуальным проектом, подбираемым под конкретные условия эксплуатации: именно от этого зависит количество и мощность котлов, тип используемого топлива, наличие или отсутствие автоматики, а также другие моменты.

Работа блочно-модульной котельной практически не отличается от работы стандартной стационарной установки: в котлах в результате сгорания топлива нагревается теплоноситель, который затем поступает отапливаемому объекту. Постоянная циркуляция теплоносителя обеспечивается работающими насосами. Обратная линия котельной — это возврат остывшего теплоносителя в установку для её разогрева и поступления обратно в объект.

Блочные котельные технологии, несмотря на лёгкость эксплуатации, выносливость и практичность, — это сложное оборудование повышенной опасности, особенно в случае, если в качестве топлива выступает газ. Именно поэтому проектирование, возведение и сервисное обслуживание подобных котельных установок требует участия профессионалов. Доверяйте возведение котельной только специалистам!

Устройство и эксплуатация блочно-модульных котельных

Современные блочно-модульные котельные рассчитаны на отопление жилых и производственных строений при помощи газа. БМК являются пространственной системой, не разделенной внутренними перегородками. Модули собираются в заводских условиях и поставляются на объект.

Устройство блочно-модульных систем

Котельное оборудование предназначено для получения горячей воды и подачи ее в системы теплоснабжения и водоподачи. Производители выпускают системы в соответствии с ГОСТ 15150, в конструкцию которых включены:

• блок-модуль (один или несколько) в заводской сборке;
• металлическая труба, обеспечивающая дымоотвод.

Изготовление котельных производится с использованием технологий:

• закрытой двухконтурной системы – барьерный теплообменник разделяет контуры котла и сети для предотвращения скачков температуры, превышения давления;
• системы многокотловой регулировки – параметры воздуха, температуры отслеживаются автоматически. Таким же образом настраивается режим сжигания топлива;
• системы частотной регулировки – на насосы, дымососы и вентиляторы устанавливаются частотно-регулируемые приводы, которые экономят энергию;
• вакуумных деаэраторов и охладителей выпаров – сокращают теплопотери.

В качестве топлива может использоваться природный и сжиженный газ, ДТ.

Плюсы и минусы блочных котельных

У блок-модульной котельной имеется несколько преимуществ по сравнению со стационарной:

• экономия на строительстве капитального здания под котел;
• уменьшение затрат на использования тепловой трассы;
• снижение теплопотерь при транспортировке теплоносителя;
• высокая категория готовности к вводу в эксплуатацию;
• быстрый монтаж – за 3-10 дней подключается оборудование, за 4 часа развертывается система;
• автоматизация процесса управления – снижение рисков сбоев и аварий;
• возможность выбора системы по мощности – бывают модели от 0,2 до 50 МВт.

К минусам устройств можно отнести:

• выполнение процедур пусконалаживания исключительно специалистами;
• риски аварийных ситуаций при пожарах и несанкционированной эксплуатации;
• использование взрывоопасных видов топлива.

Блочные котельные эксплуатируются по расчетному сроку на протяжении 15-20 лет.

Основные типы котельных

В зависимости от конструкции выделяются две разновидности устройств.

Стационарные БМК

Котельная полностью собрана на заводе и предназначается для обеспечения горячего водоснабжения после подогрева носителя. Обладает такими характеристиками:

• производительность – к ней подключается теплогенератор с любой мощностью;
• допустимость каскадного подсоединения – технология предусматривает объединение нескольких котлов в общую сеть;
• универсальность используемого топлива и подключения – совместима с газгольдерами и центральными магистралями;
• простота переоборудования под другой вид теплоносителя.

Стационарные устройства доставляются на объект и разгружаются автокраном. Готовая установка с автоматикой, блоком управления, циркуляционным оборудованием, проводкой и системами безопасности монтируется на фундамент.

Мобильные системы

Перевозная модульная котельная устанавливается в помещениях с максимальной площадью до 5 тыс. квадратов. Производительность конструкции составляет не более 500 кВт, поэтому ее нельзя доукомплектовывать вспомогательными системами. Маломощные установки отличаются простотой монтажа без подготовительных мероприятий.

Передвижные БМК стоят на 30% дороже стационарных.

Классификация по типу топлива

Чтобы эффективно отопить частный дом или загородный коттедж, стоит не только подобрать тип установки. Необходимо задуматься о виде используемого топлива. По этому критерию блок-котельные подразделяются на несколько групп.

Газовые устройства

Природное топливо или бутан обеспечивают экономичность работы котельных. Минус установок – дорогой монтаж, но дешевизна газа окупает затраты уже в первый сезон эксплуатации. Модульная газовая котельная подключается к бойлеру, что решает задачи обеспечения дома горячей водой.

Газовый котел отличается безопасностью, оснащается атмосферными горелками с минимальным уровнем шума, адаптирован к низкому давлению. Оборудование подходит для жилых строений и промышленных цехов.

Системы на жидком топливе

Блочные котельные работают на дизеле или керосине. Они будут неплохим решением для местностей без газовых магистралей. Дизельный вид модулей отличается невысокой себестоимостью топливных ресурсов, автономностью работы и высоким КПД.

Устройства на дизеле или керосине легко переоборудуются под газ.

Твердотопливные модели

Установка, работающая на угле, брикетах или дровах, является резервным вариантом. Твердый вид топлива отличается невысокой стоимостью, а сама котельная не зависит от электрической или газовой линии.

Системы автоматически отводят дым, имеют КПД более 85%. Недостатком твердотопливных БМК является необходимость места для хранения угля, дров или пеллет.

Электрические установки

Строительство котельной не занимает длительное время за счет дешевизны и простоты подключения оборудования. Конструкции не наносят вред окружающей среде, безопасны, отличаются КПД больше 90%. Электрический вид блочных котельных имеет один недостаток – стоимость эксплуатации в 10 раз дороже, чем при использовании газа.

Современные бренды также выпускают котельные на биотопливе, которые дороже всех указанных видов.

Особенности производства

Блочная дизельная, твердотопливная или газовая котельная не выпускается на заводе в полной сборке. Производитель только доукомплектовывает основной блок тепловыми генераторами и вспомогательным оборудованием. В базовой комплектации системы представляют собой один или несколько котлов, магистрали для подготовки воды, наносы и электромеханические узлы.

На территории РФ востребованы установки нескольких изготовителей.

Росэнергопром

Есть представительства в Новосибирске, Кемеровской обл., г. Екатеринбург. Выпускают твердотопливные, газовые, мазутные и дизельные котлы. Топки устройств – ручного или механического типа. Занимаются проектированием и монтажом систем.

Котлостройсервис

Представительства имеются во многих городах, в числе которых – Москва, Ижевск, Воронеж, Новый Уренгой. Выпуск блочных модульных котельных, работающих на дизеле и газе, налажен с 1998 г. Линейка отдельно стоящей, пристроенной техники, одинарных и сдвоенных котлов представлена моделями мощностью 100 кВт – 5 МВт.

Стройтехкомплект

Производство сосредоточено в Екатеринбурге. Предприятие выпускает передвижные и стационарные котлы на любом виде топлива, оказывает услуги по проектированию, шеф-монтажу и пусконалаживанию БМК.

ЭнергоЛидер

Производитель с представительством в 4-х городах РФ, который занимается выпуском водогрейных и паровых котельных. Осуществляет комплекс работ по их проектированию, пусконалаживанию, обучению обслуживающего персонала.

АльянсТепло

Бренд из г. Старый Оскол, выполняющий строительство систем мощностью 1-60 МВт под ключ. Предоставляет услуги проектирования котельных с дальнейшим вводом в эксплуатацию. Установки работают на природном газе ДТ, мазуте, подключаются к сети 220 и 380 В.

Предприятия обязаны предоставлять покупателям документы о соблюдении ГОСТов, СНиП и ППБ, а также сертификаты соответствия от Ростехнадзора.

Требования к блочно-модульным котельным

При покупке и подключении котельной необходимо учитывать следующие нюансы:

1. Установка осуществляется только после расчетов, согласования проекта и визуального осмотра модуля на предмет повреждений.
2. Системы дымоудаления должны соответствовать п. 5.12.2 СНиПа на котельные устройства.
3. Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования на основании СП 89.13330 и 42.13330 организуется санитарно-охранная зона.
4. Модульные стационарные модификации устанавливаются только на фундамент.
5. Если используется опасный вид топлива, перед подключением котла организуется заземление, монтируется пожарная сигнализация, детекторы утечек.
6. Трубопроводы системы оснащаются контрольно-измерительными приборами, соединяются фланцево-болтовым способом.
7. Апробация конструкции в сборке производится на протяжении 72 часов.

Заниматься подключением и обслуживанием БМК многоквартирного дома, административного учреждения, производственных линий должен квалифицированный персонал, прошедший обучение.

По сравнению с традиционными системами отопления котельные блочно-модульного типа отличаются экономичностью. Частное хозяйство, производственный цех или владельцы жилого дома экономят до 50% оплаты за отопление. Помимо экономической целесообразности установки отличаются минимальным расходом топлива и теплоэффективностью.