Принцип работы котельной

Принцип работы котельной

Котельной называют отдельное помещение, которое выделяется для установки нагревательного оборудования.

В зависимости от места расположения помещения выделяют следующие виды котельных:

1. При сооружении отдельной постройки для установки газового оборудования говорят об отдельно стоящей котельной. Отопительные магистрали, которые идут от этой постройки к дому, хорошо утепляются, чтобы не было теплопотерь. Преимущество таких вариантов в надежной защите от шума, который издает работающее оборудование, а также безопасности для людей в случае плохого удаления угарного газа.
2. Пристроенная разновидность примыкает к жилому дому. Этот вариант более выгодный тем, что не нужно тянуть коммуникации от отдельной постройки в дом и хорошо их утеплять. Более того, вход в это помещение можно организовать непосредственно из дома, чтобы зимой вам не приходилось ходить по улице для регулировки работы котла и проверки исправности системы.
3. Встроенный тип таких помещений располагается внутри дома. В этом случае намного проще прокладывать отопительный контур и другие необходимые коммуникации.

Устройство котельной и принцип работы

Чтобы работа котельной была безопасной, нужно правильно ее обустроить. Если планируется устройство котельной в частном доме на газу, то для этих целей нужно выделить отдельное помещение.

При его устройстве придерживаются следующих принципов:

1. В этом помещении нельзя располагать больше двух нагревательных агрегатов.
2. Легковоспламеняющиеся и горючие материалы здесь не хранят.
3. В качестве напольного покрытия можно использовать прочную бетонную стяжку или нескользкую кафельную плитку либо керамогранит.
4. Обшивка стен выполняется из негорючих материалов – стальные или асбестовые листы, штукатурка с последующей побелкой или покраской.
5. Котел лучше установить в центральной части помещения, чтобы в любой момент можно было провести его техническое обслуживание.
6. Входные двери с внутренней стороны обшиваются негорючими материалами, например, листом оцинкованной стали.

Принцип работы газовой котельной основан на сгорании природного топлива (сжиженного или магистрального газа). За бесперебойную подачу топлива отвечает автоматическая система обеспечения газом. При утечке топлива или аварийной ситуации защитная система перекрывает подачу газа.

Основные узлы газовой котельной

В котельной монтируются следующие важные узлы и агрегаты:

• газовое нагревательное оборудование;
• магистраль с газом;
• сетевой насос;
• система безопасности;
• сети холодного водоснабжения, электроснабжения, канализации;
• вентиляционная система;
• дымоход;
• контрольно-измерительные приборы;
• автоматика управления.

Нагревательное оборудование может быть настенного или напольного типа. Поскольку настенный газовый котел обычно имеет небольшую мощность, для его монтажа не понадобится отдельное помещение. В котельной чаще устанавливают напольную разновидность газовых агрегатов. Котел может быть одноконтурным или двухконтурным.

Камера сгорания в таких агрегатах бывает закрытого или открытого типа. Котлы с открытой камерой нуждаются в наличии традиционного дымохода, а агрегаты с закрытой камерой укомплектовываются коаксиальным дымоходом.

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:

1. Можно поддерживать обычный режим работы либо настраивать температуру обогрева в каждой комнате отдельно.
2. Если в холодное время года вам нужно надолго уехать из дома, то благодаря удаленному управлению можно защитить систему от замерзания.
3. Можно дистанционно заблаговременно включать отопление в доме перед вашим приездом на праздники или выходные.
4. Вы всегда будете осведомлены о работе автономной отопительной системы вашего дома, при необходимости можете провести диагностику и отрегулировать ее.
5. 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.

Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Принцип работы котельной с водогрейными котлами следующий — внутри конструкции осуществляется нагрев воды, однако, бывают случаи, когда температура повышается за счёт теплоносителя.

Кроме этого, прибор оснащён встроенными насосами, которые необходимы для постоянной циркуляции.

Жидкость же поступает по трубам и попадает в радиатор (при попадании туда воды, она остывает и возвращается в противоположном направлении — обратная линия) или в отопительный котёл (подающая).

В последнем из них специально предусмотрено регулирование за продолжительностью работы, а также температура.

Работа котельных установок

Рассмотрим работу котельной на примере водогрейной котельной установки. В котлах происходит нагрев теплоносителя (в большинстве случаев, воды) для подачи ее потребителю.

Установленные насосы способствуют постоянной циркуляции теплоносителя (подача ее потребителю и возврат ее обратно). Вода поступает по трубам в теплоисточник (радиатор, теплые полы, отопительные котлы).

В котельной обязательно должна быть предусмотрена регулировка продолжительности работы и температуры теплоносителя. Линия подачи воды потребителя называется прямой линией (или подающей).

Поступив в радиаторы, вода остывает и возвращается обратно. Это является обратной линией котельной.

Оборудование котельной установки

Оборудование для блочно-модульной котельной подбирается и компонуется по Индивидуальному заказу на основе заполненного Опросного листа на ТКУ, в котором указываются основные требования и параметры основного оборудования. Блочно-модульная котельная состоит из:

• Здание котельной
• Котельное оборудование (котлы)
• Горелки
• Газовое оборудование
• Насосное оборудование
• Теплообменная система котельной
• Системы автоматизации, связи и сигнализации, контроля и пожарной безопасности
• Системы водоочистки и водоподготовки
• Мембранный расширительный бак
• Газоходы и дымовые трубы

Блок-модуль котельной

Здание транспортабельной котельной представляет собой блок-модуль (контейнерный модуль). Это одноэтажная каркасная конструкция из негорючих материалов для обеспечения пожарной безопасности и высокой огнестойкости.

В случае возможности установки всего оборудования в один блок-бокс, завод-изготовитель котельной может порекомендовать предусмотреть одно или несколько алюминиевых окон или стальных дверных проемов.

Здание модульной котельной является сварной каркасной конструкцией с основанием в виде платформы, за счет которой увеличивается прочность конструкции и способность ее сопротивляться ветровым и снеговым нагрузкам.

Стальные швеллеры служат основой стоек, балок и прогонов каркаса. Прокатные швеллеры или уголки используются для балок пола. В качестве ограждающих конструкций блок-модуль обшиваются сэндвич-панелями из листов рифленой стали.

Крышу котельной традиционно делают одно- или двускатную.

Устройство теплоизоляции здания котельной (утеплитель, подшивка) позволяет эксплуатировать котельную при низки температурах. Также все металлоконструкции должны пройти антикоррозионную обработку.

Котельное оборудование

Котлы являются одним из важных элементов котельных установок. Именно в них происходит нагрев теплоносителя или получение пара.

Теплоноситель для котельных (вода или пар) образовывается за счет получаемой тепловой энергии от сжигания топлива (в случае газовых, твердотопливных и жидкотопливных котлов) или за счет преобразования электроэнергии в тепловую (в случае электрических котлов). Корпус котла изготавливается из чугуна или из стали в зависимости от используемого вида топлива.

Например, в случае использования твердого топлива на стальных стенках котла происходит отложение серы, из-за чего срок службы котла сокращается. Выходом из этого может стать использование чугунных котлов, но они тоже обладают одним недостатком: являются слишком большими и громоздкими.

Устройство и эксплуатация котельной

Котельные установки модульного типа, поставляемые в полной заводской комплектации, представляют собой один или ряд блоков с установленным котельным оборудованием и агрегатами для подключения к коммуникационным сетям. Для монтажа котельного оборудования выделяется специальная комната, которая должна быть высотой не менее 2,5 м и объемом не менее 7,5 кв. метров (для котла мощностью до 30 кВт).

Принцип работы котельной

За счет сгорания газа осуществляется работа оборудования. Для регуляции стабильной подачи топлива применяется автосистема газообеспечения. В случае возникновения аварийной ситуации или утечки газа она мгновенно отключается.

Проточный теплообменник обеспечивает быструю подачу воды, а контроллер снабжен диагностической системой, возможностью регулировки температуры и интерфейсом для компьютеров.

Газовые котельные

Котельная (котельная установка) — это инженерное сооружение в одном техническом помещении, которое предназначено для нагрева теплоносителя (рабочей жидкости), в основном воды, для использования в системах отопления или тепло-пароснабжения.

Котельные подключаются к потребителям, теплотрассами и/или паропроводами.

Протяженность теплотрассы и ее теплоизоляция прямым образом влияют на тепловые потери, поэтому котельную располагают в непосредственной близости с потребителем, либо на равном удалении при группе потребителей для снижения потерь в теплотрассе.

В ряде случаев для более эффективного теплоснабжения переходят от крупных котельных, отапливающих целый район, к модульным котельным установкам, отапливающим группу домов или отдельное производство.

В зависимости от исполнения котельные подразделяются на:

модульные (транспортабельные) котельные,

передвижные котельные на шасси.

Основным элементом (устройством) модульной котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котел.

В зависимости от пожелания заказчика возможно установка котлов отечественного или импортного производства:

DanVex и др. производителей.

При выборе котла и блока горелок учитывают такие параметры как: требуемую мощность, параметры теплоносителя и вид топлива.

По виду топлива котельные бывают работающими на:

попутном нефтяном газе,

отработавшем машинном масле,

дизельном топливе (как резервное топливо).

Также в состав модульной котельной входят такие основные элементы, как:

Состав и комплектность модульной газовой котельной основывается на техническом задании от заказчика, согласно заполненного опросного листа.

Принцип работы газовой котельной довольно прост. Газ из газопровода или от газгольдера податься к горелке котла.

Горелка обеспечивает сгорание газа в камере сгорания, выделяющееся в процессе горения тепло нагревает теплоноситель, циркулирующий через теплообменник котла.

Нагретый теплоноситель поступает в распределительный коллектор, который распределяет его по отопительным контурам (радиаторы отопления, теплые полы, бойлер ГВС и т.д.).

Проходя по отопительным контурам, теплоноситель отдает тепло — остывает, после чего по обратной линии подается в котел для повторного нагрева.

В состав распределительного коллектора входит различное оборудование обеспечивающее циркуляцию теплоносителя и управление его температурой.

Удаление продуктов сгорания обеспечивает дымоход, а управление работой всей системы автоматика котла

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ТИПЫ КОТЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ

Теплоснабжение — это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном — снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения, её строят, разделяя на уровни, работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. Местное теплоснабжение — снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат, использование низкосортного топлива, улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (ТЭЦ), тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи, котлы, водонагреватели.

Общие сведения и понятия о котельных установках

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки — котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.

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.

Котельные подразделяются

Энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

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.

Виды отопительных котлов

Газовые, электрические, твердотопливные.

Типы котлов для теплоснабжения зданий

Газотрубные котлы, водотрубные котлы.

Согласно проведенным исследованиям можно сказать, что котлы являются важным элементом в теплоснабжении здания. При выборе колов необходимо учитывать технические, технико-экономические, механические и прочие показатели для лучшего вида теплоснабжения здания. Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые и водогрейные.

В моей работе рассмотрены газовые, электрические, твердотопливные виды котлов, а также типы колов, такие как газотрубные и водотрубные котлы.

Из вышесказанного стоит выделить плюсы и минусы различных видов котлов.

Плюсы газовых котлов таковы: экономичность, по сравнению с другими видами топлива, простота эксплуатации (эксплуатация котла полностью автоматизирована), высокая мощность (можно обогреть большую площадь), возможность установки оборудования на кухне (если мощность котла до 30кВт), компактные размеры, экологичность (в атмосферу выделятся мало вредных веществ).

Минусы газовых котлов: перед установкой необходимо получить разрешение Газгортехнадзора, опасность утечки газа, определённые требования к помещению, где установлен котел, наличие автоматики, перекрывающей доступ газа при утечке или недостатке вентиляции.

Преимущества электрических котлов: невысокая цена, простота монтажа, компактность и небольшой вес — электрокотлы можно вешать на стену и экономить полезное пространство, безопасность (нет открытого пламени), простота в эксплуатации, электрокотлы не требуют отдельного помещения (котельной), не требуют монтажа дымохода, не требуют особого ухода, бесшумны, экологичны — нет вредных выбросов и посторонних запахов.

Основными причинами, ограничивающими распространение электрических котлов, являются далеко не на всех участках, есть возможность выделить несколько десятков киловатт электроэнергии, достаточно высокая стоимость электроэнергии, перебои с электроснабжением.

Сначала выделим недостатки твердотопливных котлов: в первую очередь, твердотопливные котлы отопления используют твердое топливо, которое имеет сравнительно низкую теплоотдачу. Действительно, чтобы качественно протопить крупный дом, придется потратить очень немало топлива и времени. Кроме того, топливо будет сгорать довольно быстро — за два-четыре часа. После этого, если дом протоплен недостаточно, придется снова разжигать огонь. Причем для этого понадобится сначала очистить топку от образовавшихся углей и золы. Только после этого можно будет закладывать топливо и снова разжигать огонь. Все это делается вручную.

С другой же стороны, котлы, работающие на твердом топливе, имеют и некоторые плюсы. Например, не привередливость к топливу. Действительно, они могут эффективно работать на всех видах твердого топлива — дерево, торф, уголь и вообще, все, что может гореть. Разумеется, добыть такое топливо в большинстве регионов нашей страны можно быстро и не слишком дорого, что является серьезным аргументом в пользу твердотопливных котлов. Кроме того, эти котлы совершенно безопасны, так что их можно установить либо в подвале дома, либо просто неподалеку от него. При этом вы можете быть уверены, что из-за утечки топлива не произойдет страшного взрыва.

В настоящее время существует два основных типа паровых котлов, а именно: газотрубные и водотрубные. К газотрубным котлам относятся те котлы, в которых высокотемпературные газы протекают внутри жаровых и дымогарных труб, тем самым, отдавая тепло воде, которая окружает трубы. Водотрубные котлы отличаются тем, что по трубам протекает нагреваемая вода, а трубы снаружи омываются газами.

Список использованных источников

Беззубцева М.М., Волков B.C.,Фокин С.А. Электротехнологии. Практикум по электротехнологиям расчетам — СПб: СПбГАУ, 2010г.

Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В., Обухов К.Н. Инновационные электротехнологии в АПК: учебное пособие, 2015. – СПб.: СПбГАУ. – 148 с.

Беззубцева М.М. Специальные виды электротехнологии. СПб: СПбГАУ, 2008г.

Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В. Энергоэффективные электротехнологии в агроинженерном сервисе и природопользовании — учебное пособие , 2012. – СПб.: СПбГАУ. – 260 с.