Вид тяги — что это такое?
Все устройства, работающие на природном или сжиженном газе, могут быть на естественной тяге или принудительной.
Агрегаты с естественной тягой
Газовые настенные двухконтурные котлы Естественная тяга подразумевает потребление необходимого для горения газа воздуха непосредственно из помещения, где установлен газовый котел.
При сгорании газа образуется вода в виде пара и прочие химические вещества, которые отводятся за пределы помещения при помощи вертикального дымохода. Наверняка, многие могли наблюдать в зимнее время струйки дыма над крышами домов, хотя печного отопления в таких домах давно уж не существует, если не считать модных каминов. Это не дым, а горячий пар, выделяющийся в процессе сгорания газа.
Устройства с таким способом отвода продуктов сгорания топлива называют еще атмосферными котлами. Их стоимость по сравнению с другими аналогами невелика, и по своей конструкции они более простые.
Преимущества атмосферных устройств:
- энергонезависимость
- низкая стоимость
- бесшумность работы
К недостаткам можно отнести то, что в периоды спада давления в газопроводах работа устройств оставляет желать лучшего. При этом существует риск прогорания газовых горелок, поскольку пламя при низком давлении может уходить внутрь горелки или вовсе затухнуть. Нестабильное давление в магистралях ведет к перерасходу топлива, что, несомненно, отражается на кошельках потребителей.
Устройства с принудительной тягой
Их еще называют вентиляторными, или наддувными котлами. Они оборудованы закрытой камерой сгорания, а продукты, образующиеся в результате горения газа, отводятся при помощи встроенных вентиляторов.
Эти устройства имеют пока недолгую историю, поскольку появились на рынке не так давно. Однако их преимущества уже оценили многие потребители во всем мире. Дело в том, что отведение продуктов горения производится не через традиционный вертикальный дымоход, а через специальный отвод, называемый коаксиальным. К тому же из помещения не забирается кислород, так необходимый для сгорания газа. Он поступает снаружи дома благодаря работе вентилятора, встроенного в коаксиальный дымоход.
Конструкция коаксиального дымохода, называемого «труба в трубе», представляет собой две трубы разного диаметра, вставленных одна в другую.
Преимущества таких устройств:
- Они не сжигают кислород в доме, поэтому нет постоянного сквозняка.
- Не требуется возводить вертикальный дымоход.
- Стабильная работа даже при понижении давления в магистральных газопроводах.
- Уменьшение затрат на монтаж и эксплуатацию.
- Возможность установки в любом помещении.
К недостаткам такого оборудования относится шума в результате работы вентиляторов, относительно высокая стоимость и зависимость от электроснабжения.
Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы
Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.
В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.
Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:
- Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
- Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
- Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.
Можно ли вычислить вероятность возникновения конденсата
Да, если он появляется из-за перегрева стенок вследствие слишком большого выброса пара. В таком случае реально определить, какова должна быть мощность работающего оборудования.
В общем случае норма выделения тепла (на 10 м2 площади помещения) составляет 1 кВт. Если потолки в комнате не выше 3 метров, формула выглядит следующим образом:
MK = S*УМК/10, где
МК – это расчетная мощность котла в кВт; S – площадь помещения, в котором функционирует отопительный агрегат; УМК – удельный показатель, зависящий от климатической зоны проживания и равный:
- 0,9 – для юга;
- 1,2 – для средней полосы;
- 2 – для северных широт.
Если используется двухконтурный котел, полученную цифру МК нужно помножить на 0,25 (дополнительный коэффициент).
Устройство парового котла
Конструктивно паровой котел – это емкость, в которой происходит процесс преобразования воды в пар. Емкость обычно выполняется из трубы, диаметр которой может варьироваться в достаточно широких пределах. Помимо заполненной трубы, схема парового котла включает в себя топочную камеру, предназначенную для сжигания топлива.
Топка может иметь определенные особенности, которые напрямую зависят от используемого вида топлива. Например, твердотопливные топочные камеры в нижней части оборудуются колосниковой решеткой, сквозь которую в камеру поступает кислород. В верхней части конструкции устанавливается традиционный дымоход, создающий тягу и обеспечивающий нормальное горение. В случае использования жидких энергоносителей или газа топочная камера снабжается горелкой.
В любом случае, выделяемый при сгорании топлива газ подступает к заполненной водой емкости, отдает ей свое тепло и выводится в атмосферу дымоходом. Вода в определенный момент начинает кипеть и превращаться в пар, который направляется в верхнюю часть емкости, а потом – в трубы.
Твердотопливные котлы
Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.
Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле
В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.
Плюсы и минусы
К достоинствам данных агрегатов можно отнести:
- Недорогое (относительно) отопление.
- Простая и надежная конструкция котлов.
- Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.
Недостатки серьезные:
- Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
- Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
Принцип работы обычного твердотопливного котла - Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
- Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.
Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.
Котлы длительного горения
Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:
- Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Принцип работы пиролизного котла - Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.
Котел с верхним горением
Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.
Что из себя представляет экономайзер для котла
Экономайзер котла (утилизатор теплового выхлопа) – это теплообменный агрегат, который повышает КПД устройства за счёт уже отработанной энергии.
Так выглядит стандартный простой экономайзер.
Фактически он принимает на себя тепло отводных продуктов горения (дымовых газов), которое выделяется в процессе работы практически любого котла (в т. ч. твёрдотопливного и газового), аккумулирует его и направляет изначальному теплоносителю для дополнительного полезного использования.
Так выглядит простой экономайзер для бытового котла
Что это такое и для чего нужен
По сути, экономайзер является опциональной деталью для котла, которая добавляет возможность предварительного нагрева теплоносителя без использования основной (высвобождаемой при сгорании топлива) тепловой энергии оборудования, что помогает максимально оптимизировать его работу:
- избежать загрязнения воздуха – предотвращение выброса перегретых (угарных) газов способствует сохранению экологической и гигиенической чистоты;
- продлить срок службы оборудования – быстрый нагрев и поддержание тепла позволяет не допускать пагубных для котла резких перепадов температуры;
- уменьшить затраты на отопление – снижение потребления энергоносителей (на 4–18 %) в конечном итоге приводит к заметной экономии денежных средств.
Таким образом, в связке с автономными котлами большой мощности стоимость экономайзера окупается уже через 2–3 года постоянного использования.
Конструкция и принцип работы
В базовом исполнении устройство экономайзера представляет собой многоступенчатую систему трубок змеевидной или зигзагообразной формы. Эти трубки объединяются по несколько секций (общей конфигурации) в один блок, который в целях безопасности обшивается теплоизоляционным каркасом.
В нижней части конструкции находится впускная труба для подачи воды, а сверху – выпускная труба для забора теплоносителя. Также, непосредственно перед впускной линией монтируется предохранительный клапан: его главное назначение – защита мест соединения труб от резких скачков давления (гидроудара).
Выхлопные газы отдают тепло экономайзеру, встроенному в систему выхлопа.
Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы
Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.
В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.
Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:
- Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
- Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
- Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.
38 Почему схема ступенчатого испарения с выносным циклоном лучше, чем при установке перегородки внутри барабана.
Ступенчатое
испарение заключается в том, что в водном
объеме барабана котла создаются зоны
с различным содержанием солей в котловой
воде. Это достигается разделением
водяного объема барабана котла с его
поверхностями нагрева на отдельные
отсеки. Непрерывная продувка производится
из отсека с наиболее высоким солесодержанием,
а отбор пара с наименьшим. Верхний
барабан разделен перегородкой с
отверстием (переливной трубой) на два
отсека – чистый и солевой. Питательная
вода поступает в чистый отсек, а солевой
питается из чистого отсека через
переливную трубу. В чистом отсеке
образуется примерно 80% пара, в солевом
20%. Следовательно, из чистого в солевой
отсек поступает 20% котловой воды, которая
для чистого отсека является продувочной.
Поэтому продувка чистого отсека
происходит без тепловых потерь,
обеспечивая низкое солесодержание
котловой воды в нем.
Существенным
недостатком является возможность
обратного перетока воды в чистый отсек
при «вялой» циркуляции. Для устранения
этого недостатка применяют ступенчатое
испарение с выносными циклонами, которые
являются солевыми отсеками (ДКВР-20). При
использовании выносных циклонов в
качестве сепарационного объема разность
уровней в отсеках может быть выбрана
достаточной по условиям предотвращения
обратного перетока воды. Поэтому схемы
с выносными циклонами предпочтительны,
особенно при небольшой производительности
солевого отсека.
Питательная
вода поступает в барабан, который служит
чистым отсеком. Продувочная вода из
барабана поступает в циклоны, для которых
эта вода является питательной. Циклон
имеет отдельный контур циркуляции и
выдает пар в барабан котла. Пар проходит
через сепарационное устройство чистого
отсека и дополнительно очищается.
Непрерывная продувка осуществляется
только из циклона, если он есть. При
ступенчатом испарении уменьшаются
потери тепла с продувкой и повышается
качество пара
Эффективность
ступенчатого испарения возрастает с
увеличением числа ступеней испарения,
однако это нарастание с ростом числа
ступеней затухает. Наибольшее
распространение получили двух- и
трехступенчатые схемы. При этом вторая
ступень испарения может быть организована
либо внутри барабана, либо вне его — в
выносных циклонах. В трехступенчатой
схеме обычно первую и вторую ступени
выполняют в барабане, а третью — в
выносном циклоне.
Ступенчатое
испарение позволяет повысить чистоту
пара при заданном качестве питательной
воды и данном значении продувки. Оно
позволяет также получить удовлетворительную
чистоту пара при воде более низкого
качества, что упрощает и удешевляет
водоподготовку. Ступенчатое испарение
позволяет также повысить экономичность
паротурбинной установки вследствие
уменьшения продувки без заметного
снижения качества пара.
Теория котла[1]
Рабочая характеристика котла (БСЭ)
Основными технико-экономическими показателями работы котла являются:
- его КПД (отношение теплоты, унесённой с паром, к теплоте, развитой при сжигании топлива),
- удельная паропроизводительность в кг/час с 1 м² поверхности теплообмена,
- удельные капитальные затраты на паропроизводительность 1 т/час.
Наиболее наглядно работа котла может быть проанализирована по его рабочей характеристике, которая показывает теплообмен в котле на разных участках его рабочей поверхности. Характеристика показывает, что чем ближе к топке находится квадратный метр поверхности теплоообмена, тем бо́льший тепловой поток проходит сквозь неё (поскольку разница температур между газами и водой в котле больше). На участках в конце дымохода, с небольшой разностью температур газов и воды, для получения того же количества теплоты необходимы бо́льшие поверхности теплообмена, таким образом, не всегда котёл с наибольшим КПД является экономически наиболее целесообразным: порой желание добрать последние несколько процентов теплоты газов обходится слишком дорого. Поэтому в конце дымоходов устраивают экономайзеры для подогрева питательной воды и воздухоподогреватели, но не дорогостоящие испарительные поверхности.
Что считается поверхностями нагрева котлов?
Система, расположенная непосредственно в корпусе котла, над топкой и по ее сторонам и представляющая собой, в большинстве случаев, конструкцию из металлических трубок, по которым проходит теплоноситель (вода), представляет собой основную рабочую зону паровых котлов. Наружная площадь поверхности трубок, омываемых горячими газами, представляет собой поверхность нагрева паровых котлов.
Схема нагрева поверхности котла.
Более привычное неспециалисту название этой системы — теплообменник, так как именно благодаря ее устройству осуществляется непосредственная передача тепла от горящего топлива к воде.
Почему считаются поверхности, а не объем воды, находящейся в теплообменнике паровых котлов? При достаточной температуре горения топлива 1 л воды быстрее достигнет точки кипения, если нагревать его не в одном сосуде, а в нескольких, вокруг стенок каждого из которых проходят горячие газы. Таким образом, объем теплоносителя, разделенный на более узкие потоки, благодаря тому что в конструкции применены трубы малого диаметра, прогреется быстрее, что существенно повышает коэффициент полезного действия котла и способствует экономному расходу топлива. Кроме того, трубы малого диаметра можно использовать при довольно значительном повышении давления, которое может быть достигнуто в паровых котлах.
Статья по теме: Применение игольчатого валика для монтажа наливного пола
В паровых котлах в качестве теплообменника, разделяющего воду (теплоноситель) и нагревающие ее газы и одновременно, почти без потерь, передающего через стенки металлических трубок жар от топки к воде, используются трубы малого диаметра. Изготавливаются эти трубы из чугуна, стали, нержавеющей стали или меди. Материалы приведены в порядке возрастания стоимости и относительного увеличения срока службы котла, за исключением первых двух позиций (чугунные трубы долговечнее, но более хрупкие, боятся ударов, а стальные трубы боятся коррозии).
Выбор котла
Котлы отопления для частного дома можно разделить на несколько групп по типу используемого топлива, мощности, способа установки и функциональных возможностей. Учитывая их разнообразие выбор того или иного типа необходимо осуществлять из особенностей эксплуатации и вида системы обогрева.
По типу потребляемого топлива выделяют электрические, дизельные, твердотопливные и газовые. Нагревательные котлы перечислены в порядке снижения затрат на энергоносители, т.е. газовые самые экономичные. Естественно, что выбор в пользу того или иного типа в первую очередь зависит от этой характеристики.
Несмотря на то, что отопление в своем доме можно создать, используя любой источник энергии, чаще всего имеется доступ к газу. По этой причине отопительный газовый котел более всех пользуется популярностью. Поэтому именно эту группу мы рассмотрим более подробно.
Газовые котлы для отопления могут быть двух типов исполнения напольные и настенные.
Напольные обладают большой мощностью и способны обогреть дом площадью более 150 кв.м. По устройству они более просты и могут работать как в системе гравитационного, так и закрытого типа. Большинство моделей энергонезависимы, т.е. не требуют подключения к электричеству.
Рис.8. Напольный газовый котел.
Настенные котлы отопления обладают меньшей мощностью и более компакты. Они имеют эстетичный внешний вид и могут быть установлены в любом месте. В основном они предназначены для использования в закрытой схеме. По этой причине настенные газовые котлы уже снабжены циркуляционным насосом, расширительным баком и всей необходимой автоматикой. Они энергозависимы, но благодаря электронному управлению способны полностью автоматизировать обогрев загородного дома.
Рис.9. Навесной котел.
Они могут быть с открытого и закрытого типа. Разница между ними в том, что с открытой камерой для работы берут воздух из помещения. Это накладывает требования по вентиляции и устройству дымохода. Котлы с закрытой камерой сгорания снабжены специальным вентилятором (турбиной), благодаря которой воздух нагнетается с улицы, а отработанные газы удаляются через коаксиальный дымоход, который очень прост в установке.
Настенный газовый котел может быть одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурный работает только на обогрев помещения. Двухконтурные газовые котлы обеспечивают еще и горячее водоснабжение. Однако они хорошо справятся с задачей если имеется не более 2-х потребителей г.в.
Если же число точек водоразбора, которые могут использоваться одновременно больше, то целесообразно выбирать одноконтурный котел и устанавливать бойлер косвенного нагрева. Бойлер — это бочка в которой установлен змеевик, через который циркулирует теплоноситель и тем самым нагревает воду.
Рис.10. Схема установки настенного газового котла.
Самой важной характеристикой газового котла является его мощность. Проектирование отопления дома начинают с расчета мощности котла с учетом множества параметров. Однако при высоте потолков до 3 м и хорошем утеплении стен и кровли можно руководствоваться простым правилом: 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м
площади дома
Однако при высоте потолков до 3 м и хорошем утеплении стен и кровли можно руководствоваться простым правилом: 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м. площади дома.
ВОДОТРУБНЫЕ КОТЛЫ
Водотрубный котел был разработан в связи с непрерывно растущими требованиями повышения паропроизводительности и давления пара. Дело в том, что, когда пар и вода повышенного давления находятся в трубе не очень большого диаметра, требования к толщине стенки оказываются умеренными и легко выполнимыми. Водотрубные паровые котлы по конструкции значительно сложнее газотрубных. Однако они быстро разогреваются, практически безопасны в отношении взрыва, легко регулируются в соответствии с изменениями нагрузки, просты в транспортировке, легко перестраиваемы в проектных решениях и допускают значительную перегрузку. Недостатком водотрубного котла является то, что в его конструкции много агрегатов и узлов, соединения которых не должны допускать протечек при высоких давлениях и температурах. Кроме того, к агрегатам такого котла, работающим под давлением, затруднен доступ при ремонте.
Водотрубный котел состоит из пучков труб, присоединенных своими концами к барабану (или барабанам) умеренного диаметра, причем вся система монтируется над топочной камерой и заключается в наружный кожух. Направляющие перегородки заставляют топочные газы несколько раз проходить через трубные пучки, благодаря чему обеспечивается более полная теплоотдача. Барабаны (разной конструкции) служат резервуарами воды и пара; их диаметр выбирается минимальным во избежание трудностей, характерных для газотрубных котлов (см. выше). Водотрубные котлы бывают следующих типов: горизонтальные с продольным или поперечным барабаном, вертикальные с одним или несколькими паровыми барабанами, радиационные, вертикальные с вертикальным или поперечным барабаном и комбинации перечисленных вариантов, в некоторых случаях с принудительной циркуляцией.
Особенности конструкции экономайзеров
Специфика конструкции экономайзера котла во многом зависит от характеристик самого котла. Для безопасной работы оборудования в конструкцию экономайзеров котлов вносятся изменения и усовершенствования, дающие возможность максимально использовать возможности.
Прежде всего, это касается устройств кипящего и некипящего типов. При нагреве воды до высокой температуры во внутреннем объеме теплообменника образовывается водяной пар. В высокотемпературных установках количество водяного пара может достигать 20-24% от объема воды. Такой экономайзер котла оборудуется клапанами сброса пара, и устройствами контроля давления. Кипящие экономайзеры изготавливаются из стали, чугунное литье для такого оборудования не используется.
Не кипящие устройства только прогревают воду перед подачей в котел, в них температура не повышается до критической, а пар выводится из системы.
Еще одним различием этих устройств выступает их назначение. Есть экономайзеры котлов паровые и водогрейные. Паровой экономайзер котла предназначен для прогрева воды до порога парообразования. Такой технологический прием используется в паровых котлах, где конечным продуктом выступает водяной пар высокого давления, а не вода. Водогрейный экономайзер котла отопления предназначен для предварительного прогрева воды. Это нужно для того чтобы нагреть воду и пройти «точку росы» еще до подачи ее в водогрейный котел.
Как работает типичный паровой отопительный котел
В топочной камере образуется тепло. В дальнейшем оно поступает на поверхности подогрева. Существует 2 разновидности поверхностей обогрева: конвективные и радиационные.
Принцип действия парового котла
В состав конвективных поверхностей входят следующие элементы:
- воздухоподогреватели;
- экономайзеры;
- теплообменные устройства.
Перечисленное дополнительное оборудование нужно для увеличения эффективности котла, рационализации расхода горючего и снижения уровня тепловых потерь.
Очищенная жидкость направляется в экономайзер. В этом ей помогает специальный насос. В экономайзере осуществляется подогрев жидкого теплоносителя под воздействием газов. Далее жидкость переходит в верхнее отделение барабанного отсека. Здесь котловая вода перемешивается с питательной жидкостью.
Некоторый объем воды переходит из верхнего отделения барабанного отсека в его нижнее отделение. Движение воды происходит по кипятильным трубкам.
Вверху парового котла газы имеют меньшую температуру, которая постепенно увеличивается по мере приближения к нижнему отсеку агрегата.
Вода подогревается и в совокупности со смесью пара с водой направляется в верхнюю камеру барабана.
Вторая же часть жидкости из верхнего барабанного отсека уходит на перераспределение. Осуществляется нагрев котловой воды. Создающиеся пузырьки пара идут в верхнее отделение барабанного отсека.
В верхней камере барабана за счет сепаратора происходит практически полное разделение смеси жидкости и пара. В результате создается насыщенный пар, что способствует дополнительному увеличению полезного действия котла. Именно этот насыщенный пар и используется конечным потребителем.
С целью увеличения эффективности котлов их работа организована так, что в верхней камере барабанного отсека уровень «низшей» и «высшей» воды колеблется. Между упомянутыми уровнями жидкости имеется резервный запас воды, предназначенный для поддержания работы отопительного агрегата в случае прекращения поступления жидкости в систему.
Допустимый «высший» уровень жидкости в барабанном отсеке определяется с расчетом на то, чтобы вода не попадала в пароперегреватель.
Максимально допустимый «низший» уровень жидкости в барабане рассчитывают так, чтобы не допустить перегревания верхнего отделения барабана, а также кипятильного пучка
Для дополнительного увеличения эффективности конструкция оснащается воздухоподогревателем.
Жидкость в системе может циркулировать принудительно и естественно. В основе естественного движения лежит разность плотности жидкости и создающегося пара. Смесь воды с паром в подъемных трубках имеет меньшую плотность, чем аналогичный состав в опускных трубках. Однако показатель давления и значение температуры остаются одинаковыми по всей трубке. В итоге пар, по своей природе являющийся газом, устремляется кверху.
Принудительная же циркуляция обеспечивается специальным насосным оборудованием.
Принцип работы парового котла
Все паровые котлы работают по одинаковому принципу своего устройства:
- верхняя часть котла содержит резервуар барабанного типа, в который принудительно подается вода за счет применения электронасоса;
- из данного резервуара вода по специальным отводным трубам стекает в коллектор, расположенный в нижней части устройства;
- от коллектора к верхнему резервуару идут еще одни трубы, которые проходят в зоне горения топлива (топке котла).
Таким образом, данное устройство для получения пара можно сравнить с системой сообщающихся сосудов, в которой нагретая смесь воды и пара имеет меньшую плотность, чем холодная вода. В результате этой разницы вода постоянно выталкивает пароводяную смесь в верхнюю часть устройства, где с помощью сепаратора пар отделяется от воды.
После этого вода снова попадает в резервуар, а пар – в паропровод, который также находится в зоне сгорания топлива. В результате вода, находящаяся в газообразном состоянии, разогревается еще больше, что приводит к значительному увеличению давления пара. Теперь характеристики пара достигли нужных параметров. Далее он может использоваться либо для отопления помещений, либо для вращения турбин различных агрегатов, в том числе и для получения электрической энергии.
Промышленный газовый котел
Лучшие Российские производители
Среди российских производителей стоит выделить несколько предприятий:
- Борисоглебский котельно-механический завод. Предприятие выпускает жаротрубное оборудование, работающее на твёрдом, жидком топливе и газе. Оборудование комплектуется горелками и системами автоматического управления, безопасности. Приборы собственного производства. Котлы имеют трехступенчатое регулирование мощности, позволяющее обеспечить автономный режим эксплуатации.
- Промышленная группа «Генерация» (г. Березовский, Свердловская обл.). Линейка жаротрубных котлов состоит из оборудования производительностью от 1 до 2,5 тонн/ч. Данное оборудование служит для производства пара низкого давления в промышленности. Схема котлов – трёхходовая. В комплектацию входят горелки, которые выполняются в двух вариантах: автоматизированные однотопливные и двухтопливные. Достоинствами агрегатов выступает высокий КПД – до 91%, простая конструкция, высокая ремонтоспособность.
- АО «Завод котельного оборудования» (Белгородская область, Алексеевский район, г. Алексеевка). Предприятие выпускает жаротрубные котлы с высоким коэффициентом полезного действия. Паровые оборудование работает по трехходовой схеме. Котлы отличаются производятся в широком ассортименте с производством пара от 2 до 25 т/ч, и давлением до 25 бар.
- Российский завод энергетического машиностроения АО «Поликрафт энергомаш». Завод выпускает котлы паропроизводительностью от 0,5 до 5,0 тонн/ч, имеют 11 типоразмеров и работают на газообразном и дизельном топливе. Оборудование оснащено защитной автоматикой.
- АО «Шебекинский машиностроительный завод» (г. Шебекино, Белгородская обл.) изготавливает паровые жаротрубные котлы марок КП и КПа производительностью пара от 1 до 4 тонн/ч. Среди достоинств: спиральный турбулизатор, футеровка передней крышки огнеупорным бетоном. Котлы соответствуют требованиям Ростехнадзора.
