Вспомогательное оборудование. Состав котельной.

Продолжаем серию образовательных публикаций по строительству котельных и мини-ТЭЦ. Сегодня мы с вами поговорим о вспомогательном оборудовании. Почему без него нельзя обойтись в промышленной котельной, его функции и от чего оно оберегает сердце любого предприятия — котельную.

Компоновка котельной и состав оборудования зависят от назначения котельной, вида топлива и теплопроизводительности. Для эффективной работы котла в зависимости от вида используемого топлива, в состав котельных входит различное котельно-вспомогательное оборудование. Основной набор применяемого оборудования перечислен ниже.

Горелка – устройство для ввода в топку котла топлива, необходимого для его сжигания воздуха и обеспечение устойчивого сжигания топлива.

Топка – устройство стационарного котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы.

Пароперегреватель – устройство для получения перегретого пара;

Экономайзер (чугунный или стальной) – устройство для подогрева питательной воды паровых котлов, использующее теплоту уходящих газов;

Воздухоподогреватель – устройство для предварительного подогрева воздуха перед топочным устройством;

Вентилятор – устройство для подачи воздуха к горелочному устройству;

Дымосос – устройство для удаления дымовых газов из топки котла.

Примерный состав вспомогательного оборудования котельной на твердом топливе:

1. Топочное устройство: для слоевого сжигания (топки ТЛЗМ, ТЛПХ, ПТЛ – РПК, ТЧЗМ); вихревого сжигания; пылеугольные горелки и т.д.

2. Хвостовые поверхности нагрева могут быть как встроенные, так и отдельно стоящие:

3. Устройства для очистки дымовых газов: циклонные батареи, золоуловители, фильтры очистки и т.д.

4. Тягодутьевые машины:

• устройство возврата уноса служит для возврата в топку несгоревшего топлива;

• устройство острого дутья служит для подачи воздуха в верхний слой факела для улучшения сгорания летучих веществ, выделяющихся при нагреве топлива.

Примерный состав вспомогательного оборудования котельной на газообразном топливе:

1. Газовые горелки (количество зависит от конструкции котла и горелочного устройства)

2. Хвостовые поверхности нагрева могут быть как встроенные, так и отдельно стоящие:

• экономайзер (чугунный или стальной)

3. Тягодутьевые машины:

Общекотельное оборудование котельной, без которого также не может нормально она функционировать, включает в себя:

1. ХВП или ХВО – комплекс устройств, обеспечивающих приготовление воды необходимых параметров, используемой в котлах. Состоит из фильтров и баков различного назначения, деаэраторов, подогревателей исходной воды, сепаратора непрерывной продувки для паровых котлов.

2. Насосы различного назначения (питательные, сетевые, подпиточные, ГВС, циркуляционные, солевые и т.д.)

3. Подогреватели и теплообменники различного назначения (отопления, ГВС и т.д.)

4. Устройства топливоприготовления (дробилки, грейфера, мельницы – для твердого топлива; ГРУ – для газообразного;

5. Станции мазутоприготовления с емкостями, фильтрами, насосами, подогревателями – для мазута; емкости и насосы – для дизельного топлива)

6. Устройства топливоподачи (транспортеры шнековые, скребковые, ленточные, ковшовые и т.д.), топливопроводы (пылепроводы, мазутопроводы, газопроводы) с распределительными коллекторами и арматурой и т.д.

7. Трубопроводы (сетевые, ГВС, паропроводы, дренажные, продувочные и т.д.) с распределительными коллекторами, барбатерами, колодцами и т.д.

8. Воздуховоды и газоходы

9. Дымовая труба или трубы: отдельностоящие самонесущие, на растяжках или в каркасе.

Для нормальной работы котла также необходима автоматика управления и безопасности и контрольно-измерительные приборы (КИП и А).

Система автоматизации позволяет автоматизировать процессы контроля и регулирования технологических параметров котла, деаэратора, вспомогательного и общекотельного оборудования, а также остановить котел или отключить котельное оборудование, если эти параметры вышли за пределы нормы.

Система автоматизации состоит из щита управления и силового оборудования, которое может устанавливаться либо внутри щита управления (для маломощных котлов), или в отдельном силовом щите.

Система автоматизации предназначена для управления котлом, обеспечивает запуск, контроль и регулирование технологических параметров котла, а также его защиту, и остановку при отклонении этих параметров от нормы. Она различается в зависимости от марки и типа котла (паротрубный, жаротрубный), вида топлива, на котором он работает (твердотопливный – уголь, древесные отходы, шелуха или пеллеты, газовый, жидкотопливный – мазут, нефть, дизтопливо), способа подачи топлива (горелка, шурующая планка, топливозабрасыватель, шнек и т.д.), тип теплоносителя (паровой или водогрейный).

Система автоматизации по уровням и функциональному исполнению делятся на:

1. Систему управления с диспетчеризацией (управление по верхнему уровню, где автоматизированы защита, контроль и регулирование всех технологических процессов, вся информация выводятся на персональный компьютер оператора, с которого он может контролировать и регулировать работу автоматики).

2. Автоматическую систему управления (автоматизирована защита котла и регулирование технологических процессов, оператор необходим лишь для запуска и наблюдения за работой автоматики).

3. Полуавтоматическую систему управления (автоматизирована защита котла и часть регулируемых технологических процессов, в ряде регулирующих процессов принимает участие оператор, производя регулирование некоторых параметров вручную).

Таким образом, в этой статье мы с вами рассмотрели основной состав котельной и вспомогательного оборудования. Безусловно, в зависимости от поставленных перед котельной задач, набор оборудования может отличаться. Это задача проектировщиков — на первом этапе правильно составить техническое задание на котельную и уже потом выполнить проект котельной. По нему уже строится сама котельная и сдаётся потом в органы Ростехнадзора.

Далее мы будем продолжать публикации на тему строительства и эксплуатации котельных, из которых вы, уважаемые коллеги, сможете почерпнуть для себя полезную информацию. Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить важные статьи!

Перечень необходимого оборудования для систем отопления. Балансировка отопительной системы

Систему отопления невозможно назвать инженерной коммуникацией, которая проста в устройстве и балансировке. Каждый ее узел выполняет определенную функцию, при этом отсутствие какого-либо элемента может привести к перебоям в работе отопительного оборудования, а также к значительному снижению его энергоэффективности. В нашем проекте «ДОМ ЗА ГОД» можно увидеть, как мы делали систему отопления. В этой статье, в том числе, мы будем разбираться с основными принципами балансировки отопительной системы при помощи специалистов компании ГРУНДФОС.

Что касается балансировки: она обеспечивает стабильную работу системы и гарантирует соблюдение заданного температурного режима во всех отапливаемых помещениях.

Наличие профессионального проекта на отопительную систему является залогом ее эффективного функционирования. Тем же, кто не собирается тратить время и деньги на проектирование отопления, мы дадим несколько рекомендаций по ее созданию и правильной настройке.

В статье рассмотрим следующие вопросы:

• Какие элементы должны входить в обвязку простых и многоконтурных систем отопления.
• Правила установки и последовательность расположения основных элементов обвязки.
• Какими функциями должен обладать современный циркуляционный насос.
• Как можно произвести балансировку домашней системы отопления.

Перечисленные темы будут рассмотрены на примере закрытых систем отопления. Ведь именно они обладают сложной обвязкой и большим количеством элементов, которые позволяют обеспечивать устойчивый тепловой режим в помещении.

Обвязка простых систем отопления

Систему отопления можно назвать простой, если она содержит один прямой контур. Под прямым контуром подразумевается магистраль, в которую теплоноситель подается из котла без изменения начальной температуры. Простыми являются некоторые системы радиаторного отопления. Они могут быть однотрубными, двухтрубными и смешанными. Наиболее практичной разновидностью простого радиаторного отопления является двухтрубная система, базирующаяся на подающей и обратной магистрали.

И если её балансировка выполнена правильно, такая система обеспечит равномерный прогрев радиаторов по всему периметру отопления.

Несбалансированная система отопления почти сразу даст о себе знать. Трубы будут шуметь из-за неоптимальной скорости потока, в помещениях будет либо слишком жарко, либо слишком холодно, а счета за отопление будут каждый раз завышены на 20%.

Рассмотрим основные элементы системы и их функции.

Расширительный бак

Расширительный бак закрытого типа – резервуар, оснащенный резиновой мембраной, которая разделяет устройство на две части (в нижней половине находится теплоноситель, а в верхней – инертный газ). При повышении температуры в системе отопления в него поступает часть теплоносителя, тем самым, сглаживая разницу давлений в подающей и обратной магистрали.

Бак можно устанавливать в непосредственной близости от отопительного котла. Дополнительная запорная арматура (шаровый кран), установленная перед входом в бак, позволит легко отсоединить резервуар от системы, если возникнет необходимость в его ремонте или замене.

Группа безопасности

Группа безопасности состоит из трех элементов, подключенных последовательно, либо к одному корпусу:

1. Аварийный предохранительный клапан, позволяющий сбрасывать излишки теплоносителя при повышении давления в системе. Сброс можно вывести в прозрачную емкость (например, в пластиковую бутылку). Это сделает работу устройства более безопасной и уведомит о том, что имела место аварийная ситуация (даже если дома никого не было).
2. Автоматический воздухоотводчик – избавляет теплоноситель от воздуха, который при наличии в системе отопления может привести ее в нерабочее состояние.
3. Манометр – позволяет осуществлять визуальный контроль над давлением теплоносителя в подающей магистрали.

Группа безопасности врезается в подающую магистраль сразу на выходе из котла отопления. Делается это для того, чтобы в первую очередь защитить котел, который обладает самой высокой температурой.

Группа безопасности устанавливается строго вертикально, при этом она должна находиться выше уровня отопительного котла.

Незнание, невнимательность, спешка, усталость и другие человеческие факторы могут привести к аварийным ситуациям. Например, поменял манометр, а кран повернуть забыл и т. п.

В самой высокой точке системы следует установить дополнительный клапан автоматического сброса воздуха. Воздух обязательно будет попадать в систему во время ее заправки (дозаправки), а это устройство поможет стабилизировать работу системы, избежать застоя теплоносителя по причине скопления воздуха и продлит срок эксплуатации циркуляционного насоса.

Воздухоотводчик ставим в верхнюю точку системы. Он необязательно должен быть на группе безопасности.

Насос

Циркуляционный насос – устройство, обеспечивающее принудительную циркуляцию теплоносителя по системе отопления. В простых одноконтурных системах насос, как правило, врезается в обратную магистраль и устанавливается перед котлом отопления.

На входе в насос, а также на выходе из него ставятся шаровые краны. Благодаря кранам устройство можно снять, не сливая теплоноситель из системы.

Подпитка системы

Системы отопления закрытого типа оснащаются отводами для подпитки контура теплоносителем. Если в качестве теплоносителя используется вода, то обратный контур отопления можно подключить непосредственно к водопроводу. Подпитка будет производиться через запорную арматуру и фильтр-грязевик (также не лишним здесь будет фильтр-умягчитель).

Манометр поможет отследить перепад давления в прямой и обратной магистрали.

Если в качестве теплоносителя используется антифриз, то в контуре делается специальное ответвление для закачки антифриза. Также не следует забывать о кранах для слива теплоносителя, которые врезаются в нижнюю точку системы.

Регулировочная и запорная арматура радиаторов

Отопительные радиаторы оснащаются полуоборотными шаровыми кранами, позволяющими полностью перекрыть или, наоборот, открыть подачу теплоносителя в радиатор. Краны ставятся на входе в устройство. Иногда вместо них используются термостатические радиаторные клапаны (без преднастройки), автоматически перекрывающие подачу теплоносителя, когда температура в помещении превышает заданные значения.

Фильтры

Фильтры-грязевики – обязательные элементы современных систем отопления. Выполняя монтаж фильтров-грязевиков, важно учитывать правила их установки, поскольку именно при монтаже очень часто допускаются ошибки. Важно также время от времени не забывать их чистить. В замкнутую систему отопления иногда бывает достаточно вмонтировать один грязевой фильтр. Устанавливается он на участке магистрали, через который проходит весь теплоноситель. Таким местом может быть, например, участок перед главным циркуляционным насосом.

Основные правила установки фильтров-грязевиков:

1. Фильтр предпочтительнее всего устанавливать на горизонтальных участках трубопровода.
2. Устанавливая фильтр, важно обратить внимание на то, чтобы направление движения теплоносителя совпало с метками, нанесенными на корпус устройства.
3. Ответвление крана, оснащенное сеткой, гайкой (или сливным краном), должно располагаться внизу.
4. Фильтр-грязевик должен быть установлен в легко доступном для обслуживания месте.
5. На входе в фильтр, а также на выходе из него следует установить запорную арматуру (полуоборотные краны).

Обвязка многоконтурной системы отопления

Если отопительная система имеет два и более контура (речь идет о системах с теплыми полами, с бойлером косвенного нагрева и т. д.), в дополнение к основному насосу каждый контур оснащается отдельным циркуляционным насосом и дополнительной запорной арматурой.

Отопительные контуры, которые нуждаются в регулировке температурного режима, оснащаются устройствами, представленными ниже.

Автоматические смесители

Трехходовые смесительные клапаны – устройства, позволяющие автоматически снижать/регулировать температуру в подающей магистрали, подмешивая в нее остывший теплоноситель из обратки. Дело в том, что котел посылает на все контуры отопления теплоноситель с одинаковой температурой. Теплые полы при этом имеют строгие требования к соблюдению температурного режима, а температура в контуре отопительных радиаторов, как правило, выше, чем в контуре теплых полов. Смесительные клапаны позволяют во всех контурах системы достичь заданной температуры.

Коллекторы

Коллекторные группы разделяют между собой основные контуры отопления, а также отдельные контуры системы теплых полов.

Так выглядит коллекторный узел теплого пола с трехходовым смесительным клапаном.

Помимо перечисленных случаев коллекторные узлы используются в системах отопления лучевого типа.

Много споров возникает по поводу того, куда ставить циркуляционные насосы в коллекторных, впрочем, как и в простых системах отопления – на подачу или на обратку? Вот что по этому поводу говорят специалисты.

По большому счету, нет разницы, куда встраивать циркуляционный насос – в подачу или в обратку. Важно, чтобы насос было удобно обслуживать – это, пожалуй, основной критерий выбора места установки. Исключением является случай, когда температура теплоносителя в системе отопления может превысить максимальную температуру, на которую рассчитан циркуляционный насос. В этом случае насос рекомендуется устанавливать на обратку, где температура теплоносителя ниже.

Многоконтурное отопление – это громоздкая инженерная коммуникация с множеством элементов, которые необходимо правильно рассчитать, установить и объединить в единую систему.

Для того чтобы сделать схему обвязки более простой, надежной и эстетичной, специалисты рекомендуют использовать насосные группы (группы быстрого монтажа), которые полностью готовы к установке и продаются уже в собранном виде. В их состав входят циркуляционные насосы и элементы обвязки, которые могут понадобиться в том или ином случае.

Насосные группы можно использовать в составе простых и сложных систем отопления.

Насосные группы просты в установке и эксплуатации. Все элементы обвязки, входящие в группу быстрого монтажа, уже подобраны по характеристикам и собраны в единую конструкцию. Более того, каждая выпущенная насосная группа обязательно проходит проверку опрессовкой на заводе, что делает её гораздо более надёжным решением, чем обвязка насоса, собранная «из россыпи» с рынка. Это существенно упрощает жизнь и монтажникам, и жильцам. Вдобавок компактные насосные группы, имея эстетичный внешний вид, идеально вписываются в интерьер современной котельной.

Балансировка системы отопления

Важный шаг на пути к эффективной балансировке – это правильный выбор циркуляционного насоса. Например, циркуляционные насосы, обладающие функцией автоматической регулировки напора и расхода, в постоянном режиме будут регулировать перепад давления между подающей магистралью и обраткой. Благодаря этому в систему не потребуется встраивать дополнительные элементы обвязки (перепускные клапаны-регуляторы перепада давления, байпасы, соединяющие подачу с обраткой и т. д.).

Чаще всего балансировка отопительных систем осуществляется тремя способами:

1. Расчетный – учитывает проектный расход теплоносителя на каждом участке системы.
2. Балансировка по реальной температуре отопительных приборов (радиаторов, контуров теплых полов и т. д.).
3. Электронная балансировка – наиболее точный способ, позволяющий с первого раза правильно настроить систему. Производится с помощью специального мобильного приложения, запорной арматуры и функций регулировки, встроенных в циркуляционный насос.

Балансировка по проектировочным расчетам

Проще всего произвести балансировку системы, используя данные, указанные в проекте отопления. Суть балансировки, независимо от выбранного способа, сводится к установке требуемого расхода теплоносителя на различных участках системы. Расход регулируется с помощью балансировочных клапанов, либо термостатических клапанов с преднастройкой.

Балансировочный клапан имеет собственную градацию. При этом различные положения регулировочного вентиля соответствуют определенному объему теплоносителя, который способен пройти через устройство в единицу времени при заданном напоре.

Если у вас имеется проект на систему отопления, произвести ее правильную балансировку можно довольно просто: выставив расход теплоносителя в соответствии с имеющимися расчетами.

Но важно учитывать тот факт, что зачастую проектные расчеты отличаются от реальных параметров системы отопления. Например, гидравлическое сопротивление отопительного контура может быть легко изменено добавлением в систему или удалением из нее какого-либо элемента. А, в целом, хороший и правильный проект – большая редкость для частных домов.

Следовательно, даже при наличии проекта представленные ниже способы балансировки не теряют своей актуальности.

Балансировка по температуре

Для балансировки системы по температуре понадобятся уже знакомые нам балансировочные клапаны (или термоголовки с преднастройкой) и электронный термометр для бесконтактного измерения температуры поверхностей.

Балансировка начинается с того, что на последнем и предпоследнем радиаторе полностью открываются балансировочные клапаны. Расход теплоносителя на первом, а также на последующих от котла радиаторах устанавливается на минимальных значениях (с повышением расхода по мере удаления радиаторов от котла).

Например, если в системе установлено 8 радиаторов, а винт балансировочного клапана имеет регулировку в пределах 4,5 оборотов, то первый от котла радиатор вначале полностью перекрывается, затем его балансировочный клапан отвинчивается на 1,5 оборота. Регулятор второго радиатора отвинчивается на 2 оборота, третьего – на 2,5 и так далее. Расход теплоносителя на последнем и предпоследнем радиаторе в большинстве случаев остается максимальным. Регулировку по возможности производят только на тех радиаторах, которые ближе всего расположены к котлу (расстояние измеряется от начала подающей магистрали).

Более тонкая регулировка производится по показаниям термометра. Основная цель балансировки в данном случае состоит в том, чтобы добиться примерно одинаковой разницы температур на входе и на выходе каждого радиатора.

И еще: шум в радиаторе во время работы отопительной системы говорит о том, что расход теплоносителя следует уменьшить.

Электронная балансировка системы

Балансировка по температуре – процесс долгий и кропотливый. Осуществлять точную регулировку сложных систем отопления таким способом весьма затруднительно. Гораздо проще использовать смартфон со специальным мобильным приложением, дополнительную электронику и циркуляционный насос с функцией балансировки.

Стандартная балансировка с помощью тепловизоров, термометров и балансировочных клапанов отнимает очень много времени и сил. Кроме того, для правильного выполнения этой процедуры потребуются специальные навыки. При этом очень важно правильно выполнить балансировку с первого раза. Циркуляционный насос с функцией точной электронной балансировки автоматизирует и тем самым существенно упрощает процесс настройки системы. Такой способ даёт возможность откалибровать систему отопления в доме площадью до 200 м² примерно за один час. Более того, если обычные методы настройки предполагают использование громоздкого и дорогостоящего оборудования, то для балансировки с помощью специального насоса достаточно иметь легко помещающийся в кармане модуль связи и смартфон. Кстати, правильно выполнить электронную балансировку сможет даже тот человек, который ни разу до этого не проводил подобных процедур.

Устройства, которые понадобятся для электронной калибровки системы:

• циркуляционный насос с соответствующей функцией (в некоторых случаях на имеющийся насос устанавливается съемная голова насоса, предназначенного для балансировки системы);
• смартфон и специальное программное обеспечение;
• модуль беспроводной связи, устанавливаемый на голову насоса.

Электронная балансировка системы производится в четыре этапа:

1. Подготовительный – установка специального приложения на мобильное устройство и подключение модуля связи к насосу.
2. Ввод данных о системе (площадь отапливаемых помещений, количество отопительных устройств, температура теплоносителя и т. д.), измерение напора и расхода в каждом радиаторе или контуре теплого пола (выполняется с помощью мобильного приложения).
3. Балансировка системы по данным мобильного приложения – производится с помощью балансировочных вентилей (клапанов).
4. Демонтаж модуля связи и сохранение отчета по балансировке, сформированного мобильным приложением.

Вместо заключения: правильная балансировка позволяет точно настроить рабочие параметры отопления.

Это заметно снижает затраты на эксплуатацию системы и обеспечивает максимально комфортную температуру во всех помещениях.