Котел для производства или цеха: как выбрать

Подбор котла для какого-либо производства обязательно должен осуществляться после предварительных расчетов. Высчитываются параметры самой эксплуатации агрегата, учитываются его функциональные особенности (мощности, тип энергоресурса или теплоносителя). Важно знать размеры помещения в каждом из строений, принадлежащих предприятию (например, учитывается каждый цех), количество сезонных дней для обогрева, желаемую потребительскую температуру на выходе и т.д. Только после учета всех нюансов можно уже приступать к выбору котла.

Выбор по виду топлива

Газ является малозатратным и менее дорогостоящим продуктом, несущим полезную энергию. Но у него имеются также и свои продукты сгорания. Поэтому обязательно следует делать отдельный патрубок для вывода гари наружу (за пределы здания) из котла. Есть два варианта исполнения котельных на данном сырье:

1. С подключением к центральным магистралям;
2. С применением баллонов.

В первом случае условие достаточно простое. Есть рядом проходящий газопровод – можно без проблем подключать котел для обогрева предприятия. Нет – тогда либо используются баллоны, либо отказываются вовсе от данного вида горючего материала.

Причиной перехода на другой энергоресурс является существенный фактор – слишком дорого обойдётся компании прокладка и монтаж труб газопровода, подключенного к центральным магистралям. Да и применять в баллонах газ – не выход. Закупка сжиженного сырья, отдельное хранилище для него – всё это слишком затратно по деньгам. Вывод следующий – котел для производства следует устанавливать на газу там, где есть поблизости магистральное потребительское прохождение.

• Дизель – жидкое топливо, не всегда доступное по деньгам предприятию. Его требуется обычно в больших количествах, а конструкции агрегатов не всегда предусматривают загрузку жидкостных сред в камеру сгорания. Но если такие модели и продаются на рынке, то к ним следует присматриваться с особой тщательностью. Вывод патрубка с продуктами сгорания обязателен. Отдельно оборудовать ангар под хранение баков также обязательно. Нужно исключить максимально то самовозгорание, которое может случайно произойти.

Для твердотопливных материалов также всегда нужен отдельный склад. Среди таких разновидностей сырья обычно применяются следующие варианты.

• Дрова – тоже одно из недорогих по закупке горючих материалов. Но здесь обязательно следует смотреть, каких пород деревьев древесина должна использоваться именно для технических котлов. Обычно это варианты с высокой плотностью, менее рыхлые. Не такие как сосна, но такие как дуб. Берёзовые дрова чаще всего используются в быту, а не для котельных на производстве.
• Пеллеты (брикеты, гранулы) – относят к производным древесных видов топливных материалов. Они изготавливаются прессованием из разных видов отходов процесса деревообработки. К сожалению, среди них есть масса экземпляров, в составе которых встречаются смолы и химические вещества. Они попадают в брикеты после обработки ДСП, ОДСПА, ДВП и прочих материалов, где встречается ламинат и иное. Такой фактор говорит о том, что различные включения в составе горючего может испортить всю систему котельной, сильно и часто загрязняя её. Придётся слишком часто чистить дымовые проходы.
• Уголь – твердотопливные вид энергоресурса, используемый уже давно для различных видов котлов. У него имеются свои марки и сорта. Например, «АК» не подходит для использования для котельных, хоть это и самый дорогой уголь. Чтобы создать свою котельную с использованием такого материала в качестве источника розжига и обогрева, необходимо подготовить место, где уголь будет всю зиму храниться. Сегодня есть в продаже котлы, которые имеют автоматическое управление приемника, куда загружается в камеру сгорания уголь.

Использование различных котлов на производстве:

Теплоноситель для котла

Во многом большую роль в подборе установки играет монтаж с присоединением к самой отопительной системе. Ключевым элементом в системах является теплоноситель, который принимается котлом, подвергается нагреву, а затем, отпускается течь по трубам и радиаторам. В таких точках потребления нагретый агент отдаёт тепло непосредственно батареям и трубам, которые и обогревают помещение.

Промышленные модели могут быть универсальными в отношении приемки и обработки тепловой энергией конкретного теплоносителя. Но для применения в производстве часто встречаются котлы, способные принимать лишь один вид теплоносителя. Выбор обычно представляется между тремя основными разновидностями жидкостно-перегонной среды:

Добавляются к таким жидкостям также и ингибиторные смеси, позволяющие максимально нейтрализовать агрессивность сред, протекающих по металлическим трубам. Делается это во избежание коррозии металла. При использовании пластиковых труб такие средства необходимы для исключения накипи. В особенности это касается воды или пара.

Расчет топлива на 1000 кв.м.

Чтобы правильно подсчитать, какой мощности котёл следует поставить для обслуживания предприятия, следует учесть общие показатели теплопотерь, которые принятые за стандарт. Очень важно, чтобы само строение было отлично утеплено. Для примера можно рассмотреть помещение объемом в 5500 куб.м. и площадью 1000 кв.м. В таком пространстве потеря тепла будет состоять в следующем:

15,3 кВт будет уходить через крышу;

• 7,4 кВт – стены;
• 5,2 кВт – окна;
• 10,8 кВт – пол;
• 0,5 кВт – дверь.

Используя калькуляторы, можно добиться довольно серьезных результатов вычислений, пригодных для использования в проектировании систем отопления по конкретному объекту. Рассмотрим в специальной таблице пример, как можно посчитать на 1000 кв.м. площади расход того или иного топлива. Входные данные для калькулятора будут следующими (склад):

Системы отопления и котлы для обогрева промышленных зданий

Обогрев производственных зданий имеет свои особенности и требует особого подхода к вопросу, причем индивидуального в каждом конкретном случае. Источниками тепла при различных способах обогрева чаще всего служат промышленные котлы, работающие на разных энергоносителях. Цель данной статьи – рассмотреть существующие системы отопления производственных помещений, требования к ним и виды котельных установок для производства тепловой энергии.

Промышленные системы отопления

Чтобы организовать обогрев промышленных помещений, надо учитывать кардинальные отличия производственных зданий от жилых и административных. Они заключаются в следующем:

• большие габариты и высота потолков;
• низкая степень утепления;
• наличие множества сквозняков или постоянно открывающихся проемов ворот;
• наличие технологического оборудования, выделяющего тепло;
• выбросы в пространство цехов вредных веществ, которые надо удалять;
• стоимость энергоносителей для промышленности, как правило, выше, чем для населения.

Кроме перечисленных особенностей, промышленные системы отопления при обогреве зданий должны обеспечивать оптимальные температуры на рабочих местах либо поддерживать микроклимат, требуемый для хранения той или иной продукции.

Примечание. Значения температур на рабочих местах прописаны в нормативной документации, в разных странах постсоветского пространства эти данные могут отличаться. Что касается условий хранения продукции или оборудования, то все их перечислить невозможно, здесь требуется индивидуальный подход.

В настоящее время для создания тех или иных условий в помещениях используются такие системы отопления промышленных зданий:

Традиционные одно – и двухтрубные системы, где в качестве теплоносителя применяется вода, успешно функционируют в зданиях небольшой и средней площади с высотой потолков до 5 м. Хотя следует отметить, что однотрубные схемы внедряются нечасто, поскольку большая протяженность сетей и большое количество батарей делают водяное промышленное отопление неэффективным. Обычно роль отопительных приборов играют стальные регистры из гладких труб либо конвекторы.

В зданиях, чьи потолки находятся на высоте 5 м и более, водяной обогрев регистрами становится нецелесообразным. Теплый воздух, нагреваемый батареями, поднимается в верхнюю зону цеха, оставляя нижнюю часть, где работают люди, холодной. На металлургических и химических предприятиях водяное отопление промышленных помещений также не будет эффективным, даже невзирая на малую высоту корпусов.

Причина – большое количество вредностей, выделяющихся во время технологических процессов. Их удаляют с помощью приточно-вытяжной вентиляции, из-за чего воздух в цеху обновляется 4—10 раз в час, быстро прогреть его радиаторами невозможно. На практике 2 системы объединяются в одну и организовывается воздушное отопление зданий. Причем весь объем помещения не прогревается, воздух нормированной температуры подается сверху вниз в зону, где находятся и работают люди.

Примечание. Чтобы избежать выхолаживания цеха через открывающиеся ворота, около них устанавливаются воздушные завесы.

Крупные промышленные предприятия, например, трубные или металлургические цеха протяженностью 500 м и более, судостроительные верфи и ангары с высотой 60 м, не могут обогреваться полностью по причине экономической нецелесообразности. В таких гигантских корпусах принято осуществлять местное отопление с помощью переносных или стационарных тепловентиляторов. Кроме того, с недавних пор в производственных цехах стали внедрять инфракрасный электрический обогрев. Настенные или подвесные приборы нагревают не воздух, а расположенные в радиусе их действия предметы и поверхности.

Виды промышленных котлов

Чтобы нагреть промышленные радиаторы отопления или подать горячую воду в теплообменники для подогрева воздуха, на предприятиях устанавливаются теплогенераторы средней и большой мощности. Чаще всего на предприятиях используются такие виды агрегатов:

• газовые водогрейные;
• газовые паровые;
• твердотопливные водогрейные;
• дизельные.

Примечание. Дизельные теплогенераторы встречаются на заводах крайне редко ввиду значительной стоимости топлива.

Самые распространенные среди всех – это газовые промышленные котлы, греющие воду. Они полностью автоматизированы, имеют несколько ступеней безопасности и обладают самым высоким КПД – более 90%. Для повышения эффективности эти агрегаты снабжаются водяными экономайзерами, отбирающими теплоту дымовых газов и повышающими КПД установки еще на 3—5%. Количество персонала для обслуживания газовых котлов требуется минимальное, как и периодичность обслуживания.

Газовые паровые котлы не устанавливают специально для отопления, их задача – производить пар заданных параметров на технологические нужды. Но если уж такой агрегат есть в наличии, то он параллельно обеспечивает цех теплом. Для этого пар пропускают через пластинчатый или кожухотрубный теплообменник, где от него нагревается вода, подаваемая в систему отопления. Котел для производства пара сложнее водогрейного, к нему предъявляются самые высокие требования.

В последние годы все большую популярность приобретают твердотопливные промышленные котлы. Невзирая на относительно низкий КПД (зависит от типа агрегата), эти установки пользуются спросом на предприятиях деревообработки, сельского хозяйства и других, связанных с наличием недорогой древесины или угля. Теплогенераторы не столь удобны в эксплуатации, как газовые, и нуждаются в постоянном надзоре со стороны обслуживающего персонала. В настоящий момент для обогрева производственных помещений используются такие промышленные котлы на твердом топливе:

• сжигающие древесину и уголь с ручной загрузкой;
• угольные с автоматической подачей топлива;
• пеллетные.

Для зданий небольшой и средней площади можно применять агрегаты с ручной загрузкой. Там, где нет возможности или желания содержать лишний персонал, принято ставить промышленные водогрейные котлы с автоматической подачей угля, пеллет или щепы. Хотя перечисленные теплогенераторы все равно необходимо чистить от золы не реже 1 раза в неделю.

Для справки. Зачастую котлы большой мощности, работающие на твердом топливе, загружаются с помощью трактора или вилочного погрузчика.

Заключение

По стоимости монтажа дешевле всего обойдется инфракрасный обогрев, так как для него не нужен котел. Но эксплуатация подобного отопления имеет свои нюансы, да и цена электроэнергии немаленькая. Вторая по стоимости – водяная система, для которой нужен котел и мощные циркуляционные насосы для отопления. Самый дорогой монтаж – у воздушной схемы, в ней помимо перечисленного оборудования еще используется приточно-вытяжная вентиляционная установка.

Лучшие твердотопливные промышленные котлы

Производители котлов предлагают широкий спектр котлов, различающихся по характеристикам, назначению, виду топлива и качеству. Промышленные котлы могут быть газовыми, электрическими, твердотопливными, газомазутными, комбинированными, водогрейными и паровыми.

Промышленные котлы на твёрдом топливе используются предприятиями для нужд отопления и горячего водоснабжения. Такое оборудование применяется в производственных, административных, торговых, сельскохозяйственных зданиях. Поскольку такие помещения, как правило, большие по площади, то там применяется мощное оборудование, работающее на твёрдом топливе (пеллетах, брикетах, угле), мощностью от 100 кВт и выше.

Плюсы и минусы промышленных твердотопливных котлоагрегатов

Промышленные твердотопливные водогрейные котлы, являются хорошей альтернативой газовым установкам, тем более, когда газовая магистраль пролегает слишком далеко.

Большинство таких предприятий, выполнив экономический расчёт затрат на проектно-сметную документацию, закупку и установку газового оборудования, уверенно выбирают котлы на твёрдом топливе.
Такие тепловые установки имеют как преимущества, так и недостатки.

К преимуществам можно отнести:

• автономность;
• автоматическая система управления;
• высокая теплопроизводительность и коэффициент полезного действия (за исключением угольных печей);
• вариативность в выборе твёрдого топлива;
• простая эксплуатация и обслуживание;
• быстрый и не сложный монтаж систем отопления;
• система регулирования горения;
• наличие систем безопасности.

Однако стоит выделить и недостатки:

• создание условий для хранения запасов топлива;
• более частое техническое обслуживание оборудования (чистка топки, дымохода);
• регулярный контроль процессов горения и поступления топлива;
• отсутствие надёжной системы контроля температуры.

Типы промышленных котлов на твердом топливе

Паровые котлы

Котловые агрегаты производящие насыщенный и перегретый пар необходимы для теплоснабжения, горячего водоснабжения и для работы паровых двигателей.

Температура насыщенного пара составляет 100ºC под давлением 100 кПа. Температура перегретого пара достигает 500ºC с давлением выше 26 МПа. Назначение этих видов пара различное: насыщенный используется для снабжения теплом жилых домов, а перегретый – промышленными предприятиями, в энергетическом комплексе.
Принцип работы парового котла заключается в образовании пара путём нагрева воды при сжигании топлива.

Схема нагрева воды и образования пара следующая:

1. Подготовленная вода направляется при помощи насоса в ёмкость в котле.
2. Далее вода попадает в коллектор.
3. После коллектора вода поднимается снова наверх в зону горения топлива.
4. В трубах образуется пар, который поднимается вверх.
5. Пар следует далее в сепаратор, где происходит разделение пара и воды, после чего пар переходит в паропровод.

Структура парового котла включает в себя ёмкость, где происходит превращение воды в пар, топку, где сжигается топливо, дымоход, системы водоподготовки и безопасности.
Паровые котлы классифицируются по нескольким характеристикам.

• бытовые;
• промышленные;
• энергетические;
• утилизационные.

Водогрейные

Водогрейные котлы используются для обогрева и снабжения горячей водой. Несмотря на основное назначение таких котлов в последнее время их всё чаще используют на промышленных предприятиях для обеспечения технологических нужд, где не требуется общая теплопроизводительность более нескольких мегаватт.

Схема работы водогрейных котлов – прямоточная. Она представляет собой последовательные теплообменники, расположенные в топочной камере и газоходах.
В предыдущие десятилетия производители изготавливали котлы из чугуна мощностью, как правило, до 1,7 МВт и температурой теплоносителя до 115°С при давлении 0,4 МПа. Конструкция таких котлов предусматривала сборку из литых чугунных секций, количество которых определяло теплопроизводительность.
Сейчас выпускаются преимущественно стальные водотрубные котлы с большим выбором по мощности – от 30 кВт до котлов большой мощности 120 МВт и температурой воды до 200°С при давлении от 0,75 до 2,4 МПа.

Требования к помещению для установки промышленного ТТ котла

Для установки твердотопливного котла необходимо следовать требования к помещению, куда он устанавливается:

1. Высота. Помещение для твердотопливного котла должно иметь высоту потолка от 2,5 метров.
2. Расстояние от верхней части котла до потолка необходимо выдержать не меньшим, чем 70 см.
3. Для удобства загрузки топлива необходимо выдержать расстояние от передней части котла до противоположной стены не меньшим, чем 2 метра.
4. Между котлом и боковой стеной или соседними котлами должно быть расстояние не менее 1 метра.
5. Стены помещения должны соответствовать классу огнестойкости EI45 (45 минут) во избежание пожара в остальных помещениях при возникновении загорания котла. Материал стен – кирпич, покрытый штукатуркой.
6. Двери котельной желательно должны выходить на улицу, если это условие невозможно, то нужно устанавливать противопожарные двери с классом огнестойкости EI30 (30 минут). Двери и окна должны быть герметичными во избежание распространения газов и дыма. Ширина дверного проёма должна быть не менее 800 мм – это условие нормальной эвакуации людей в случае аварии и необходимость при перемещении оборудования и топлива.

Блочные котельные на твердом топливе

Блочная котельная – малогабаритное модульное помещение, в котором происходит процесс сжигания топлива и нагрев воды в теплообменниках для обеспечения нужд отопления и ГВС. Иногда для строительства котельной требуется использовать несколько таких блоков, каждый из которых выполняет функции предусмотренные проектом. Каждый объект требует индивидуального расчёта блочно-модульной котельной.

Сфера применения таких твердотопливных котельных весьма широкая. Их применяют при отоплении производственных, административных, торговых, сельскохозяйственных объектов площадью до 10 тыс. кв.м.

Преимуществом использования блочно-модульной котельной является высокая автономность, экономичность, высокий КПД, неприхотливость в работе, небольшой счёт затрат на установку, возможность транспортировать котельную на другой объект.

БМК довольно просты в эксплуатации не требуют постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала. Подача топлива осуществляется автоматическими средствами. При проектировке предусматривается установка противопожарных защитных средств и датчиков обеспечивающих высокую надёжность.

Требования к ТТ котельным

Размеры котельной должны удовлетворять условию свободного доступа ко всем частям оборудования, так как эксплуатация котельного оборудования предусматривает регулярные его осмотры и обследования.

Исходя из этого рассчитана минимальная площадь котельного помещения:

• для оборудования общей мощностью до 30 кВт – не менее 3 кв.м.;
• для оборудования общей мощностью от 30 кВт до 60 кВт – не менее 5,5 кв.м.;
• для оборудования общей мощностью от 60 кВт – не менее 6 кв.м.;
• высота котельной от пола до потолка должна быть не менее 2,5 м.

Конструкция котельной и материалы стен, окон и дверей должны обеспечивать герметичность и огнестойкость не менее 45 минут. Для выполнения этого требования стены котельной покрываются огнестойкой штукатуркой слоем не менее 3 мм. Под котлами укладывают стальной лист толщиной 0,8 мм и более.
Эти требования едины для любого оборудования любой марки. И даже при наличии лучших твердотопливных котлов с надёжной защитой и качественным изготовлением выполнение условий оборудования помещения котельной является обязательным.