Как классифицируют котельные установки по назначению. Общие сведения о котельных установках, типы котлов для теплоснабжения здания. Виды энергии и способы её производства

Теплоснабжение

Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев : теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплопотребления (теплоиспользования) отдельных зданий и сооружений.

При использовании органического топлива источником тепловой энергии может быть котельная установка или ТЭЦ, на атомных станциях теплоснабжения для получения тепловой энергии используется ядерное топливо, в ряде случаев в качестве вспомогательных используются возобновляемые источники теплоты – геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и др.

Виды топлива

По определению Д. И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».

Общеизвестны основные разновидности топлива -дрова, торф, уголь, сланцы, нефтяные остатки, газ. Все они представляют собой органические соединения, способные при высоких температурах вступать в реакцию с кислородом воздуха, при чем происходит выделение тепла.

Топливо добывается в большом количестве, запасы его в природе весьма значительны. Требующийся для реакции кислород берется из окружающего воздуха. В результате реакции получаются сильно нагретые газообразные продукты сгорания, тепло которых используется в котельной установке. Охлажденные газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Для сжигания может использоваться как естественное топливо, так и искусственное , полученное после переработки естественного топлива с целью выделения из него ценных продуктов, к которым относятся смолы, бензины, бензолы, минеральные смазочные масла, краски, фармацевтические продукты, сернокислый аммоний, идущий для нужд сельского хозяйства, и др.

Твердое топливо:

а) естественное - дрова, каменный уголь, антрацит, торф;

б) искусственное - древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.

Жидкое топливо:

а) естественное - нефть;

б) искусственное - бензин, керосин, мазут, смола.

Газообразное топливо :

а) естественное - природный газ;

б) искусственное - генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.

Виды котельных установок

Стационарная котельная уже давно не является единственной возможностью для автономного отопления. Для оборудование необходимо помещение – но расположение его может быть любым.

Блочные котельные можно например, расположить как в подвале, так и на крыше (если соблюсти ряд условий). Кроме того сами котельные стали гораздо надежнее. Связано это прежде всего с тем, что заводы-изготовители начали предлагать установки, сделанные «под ключ»: все необходимое оборудование уже смонтировано в блоки или в модуле и можно запускать установку. Соответственно есть два типа котельных установок: блочные и модульные котельные . И тот и другой тип конструкций удобен в плане транспортировки (как правило, транспортируют его с помощью железнодорожного или автотранспорта).

Основное оборудование котельной : котел, водяной насос, емкость для жидкости, трубы, горелочное устройство. Некоторые приобретают также и дополнительное оборудование, которое помогает сэкономить: энергонезависимые котлы, котлы с функцией электророзжига, двухходовые и комбинированные чугунные котлы.

Относительно недавно на рынке теплового оборудование появились ТКУ – транспортабельные котельные установки. Потребность в них появилась с возникновением новых производств, которые расположены в зданиях, не подключенных к центральной системе теплоснабжения. Преимущество новинки в том, что ее достаточно просто транспортировать (модульная конструкция имеет колеса), она проста в обращении и не требует постоянного присутствия оператора. Кроме того, как правило, ТКУ полностью автоматизированы, поэтому управлять ими достаточно просто. В то же время она способна вырабатывать достаточное количество тепла и не требует подключения к коммуникациям.

Классификация котельных.

В зависимости от того, где располагается установка, выделяются:

· Крышные;

· Встроенные в здание;

· Блочно-модульные;

· Рамные.

В системе каждого отопления главным ее элементом является котел. Он выполняет основную функцию – нагревание. В зависимости от того, на какой основе работает вся система и котел в частности, существуют следующие типы котлов :

§ Паровые котлы

§ Водогрейные;

§ Смешанные;

§ Котлы на диатермическом масле.

Любая отопительная система работает, как ранее было замечено, от того или иного типа сырья, топлива или природного ресурса. В зависимости от этого котлы делятся на:

· Твердотопливные. Для этого используются дрова, уголь и другие виды твердого топлива.

· Жидкотопливные – масло, бензин, мазут и другие.

· Газовые.

· Смешанные или комбинированные. Предполагается использование различных видов и типов топлива.

По назначению котлы делятся на:

1) Энергетические (для ТЭС)

2) Отопительно-производственные.

По расположению топок бывают:

1) C внутренней топкой (напр. МЗК)

2) С внешней (нижней) топкой (напр. ДКВР)

3) С выносной топкой (напр. ДЕ)

По способу сжигания топлива:

1) Cлоевые (колосниковые) ― для сжигания твердого кускового топлива.

2) Камерные ― газообразное, жидкое и твердое пылеобразное топливо сжигается во взвешенном состоянии.

По перемещению уходящих газов и воды котлы делятся на:

1) Газотрубные, где продукты сгорания проходят по трубам или паровой трубе, а вокруг труб и паровой трубы движется вода.

2) Водотрубные котлы, в которых вода (пароводяная смесь) проходит по трубам поверхности нагрева котла, а продукты сгорания омывают эти трубы и передают свое тепло воде.

По конструктивным особенностям котлы делятся на:

1) Цилиндрические

2) Горизонтально-водотрубные

3) Вертикально-водотрубные с одним или несколькими барабанами

По движению водяного или пароводяного потока внутри котла:

1) Естественная циркуляция ― осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

2) Принудительное движение теплоносителя (осуществляется с помощью искусственных побудителей – насосов), которое в свою очередь осуществляется многократной принудительной циркуляцией и по прямоточной схеме.

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды ― котлы с принуди- тельным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых “подъемными трубами” , обогревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно необогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название “опускные трубы” . В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан). Кратность циркуляции (отношение расхода воды, проходящего через циркуляционный контур, к расходу пара, производимого в нем) в таких котлах изменяется от 10 до 100.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Кратность циркуляции в этих котлах изменяется от 5 до 10.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар. В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

Котельная – это специализированное сооружение, здание или помещение, предназначенное для выработки тепловой энергии . Транспортировка тепловой энергии до потребителей осуществляется по магистральным сетям – теплотрассам и паропроводам. Котельные могут использоваться как для централизованного тепло- и пароснабжения, так и для снабжения локальных объектов.

Общий принцип работы котельных заключается в нагреве теплоносителя до высоких температур для последующего применения в системах пароснабжения и отопления.

На примере работы паровой и водогрейной котельной выработка тепловой энергии начинается с обязательного процесса подготовки рабочей жидкости (воды). Для этого применяют специальные , очищающие воду от примесей и защищающие котельное оборудование от образования накипи и минеральных отложений. Далее подготовленная вода по системе труб поступает в основной элемент котельной установки – котел, где в результате нагрева в вода превращается в пар, а в водогрейных котлах – нагревается до требуемой температуры.

В зависимости от типа теплоносителя котельные подразделяются на:

• Производственные котельные – производят пар, используемый для осуществления технологических процессов на промышленных предприятиях;
• Отопительные котельные – нагреваемая до +95° +115° вода используется для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и промышленных объектов;
• Комбинированные котельные – одновременное применение паровых и водогрейных котлов, позволяет вырабатывать тепловую энергию в виде пара и горячей воды;
• Котельные на диатермическом масле – в отличии от паровых и водогрейных котельных в качестве теплоносителя используется минеральное или синтетическое диатермическом масло. в основном применяются на высокоответственных промышленных предприятиях, рабочий процесс которых зависит от поддержания постоянной температуры теплоносителя.

По виду используемого топлива различают следующие виды котельных:

• Газовые котельные – в настоящее время большинство котельных работают на природном газе, так как голубое топливо является самым экономически и экологически выгодным. широко распространены в качестве источников отопления и снабжения горячей водой объектов гражданского и промышленного назначения;
• Твердотопливные котельные – в зависимости от применяемого оборудования в качестве топлива может использоваться: уголь, торф, дрова, спрессованные отходы лесозаготовительной и сельскохозяйственной промышленности. Очевидным недостатком таких котельных является необходимость установки систем подачи топлива и золошлакоудаления. Наиболее распространенными котельными данного типа являются и ;
• Жидкотопливные котельные – являются самыми распространенными из независимых источников теплоснабжения. В качестве топлива используются различные виды нефтепродуктов: бензин, дизельное топливо, смазочные материалы (в т.ч. отработанные);
• Электрические котельные – котельные данного типа являются самыми дорогостоящими в эксплуатации. Положительной стороной таких котельных является безопасность, экологичность, доступность.

По типу размещения выделяют следующие виды котельных:

• Крышные котельные – применяются при строительстве и реконструкции объектов в стесненных городских условиях при отсутствии возможности размещения котельной на земельном участке или в случае нехватки или невозможности использования мощностей централизованного теплоснабжения. Совершенствование технологического оборудования и повышение норм пожарной безопасности позволяют размещать практические на любых зданиях;
• Блочно-модульные котельные – благодаря высокой степени заводской готовности применение данного вида котельных позволяет выполнить монтаж и ввод в эксплуатацию котельной в кратчайшие сроки. Повышение мощности достигается с помощью добавления дополнительного блока. В зависимости от места размещения котельные могут быть отдельностоящими, пристроенными, встроенными, крышными;
• Рамные котельные – котельное оборудование размещается на несущей раме в виде раздельных блоков для последующего монтажа в существующем помещении;
• Стационарные котельные – применяются, когда требуемая мощность превышает 30 МВт. представляют собой капитальное строение, предполагающее устройство фундаментов, несущих конструкций, перегородок и кровли.

По степени автоматизации процессов различают следующие виды котельных:

• Ручные котельные – представляют собой небольшие котельные, в которых подача топлива и золошлакоудаление происходит вручную обслуживающим персоналом;
• Механизированные котельные – котельные оснащаются механическими средствами подачи топлива (транспортерами или скиповыми подъемниками), предварительной подготовки топлива (угледробилки, метало- и щепоуловители и т.д.), золошлакоудаления;
• Автоматизированные котельные – к данному виду относятся котельные с высоким уровнем автоматизации процесса. К таким котельным относятся .

С нашими специалистами по одному из представленных на сайте телефонов. Они проконсультируют вас, а также помогут подобрать оборудование в соответствии с вашими потребностями. , вы также сможете получить бесплатный расчёт стоимости вашей будущей котельной.

· Энергетические котельные предназначены для выработки пара для паротурбинных установок.

· Производственно-отопительные вырабатывают пар и горячую воду для удовлетворения технологических потребностей производства, а также систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

· Производственные котельные предназначены для снабжения предприятия паром и горячей водой.

· Отопительные котельные вырабатывают пар и горячую воду для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Принципиальная схема производственно-отопительной котельной с паровым и водогрейным котлом

ПК – паровой котёл Д - деаэратор НС – насос сетевой воды

ВК – водогрейный котёл ХВО – хим.водоочистка НП – насос питательной воды

НХ – насос холодной воды НР – насос рециркуляционный П – подогреватель воды

НПП – насос подпиточной воды

Классификация котлов по организации движения воды и пара

Схема с естественной циркуляцией.

Замкнутый контур естественной циркуляции состоит из двух систем труб: обогреваемых и необогреваемых, объединенных вверху в барабан, внизу в коллектор. Объем котла, заполненный водой, называется водяным объемом, а верхняя часть, занятая паром, – паровым объемом. Поверхность, разделяющую водяной и паровой объемы называют зеркалом испарения.

При создании в топке высоких температур, в обогреваемых трубах вода закипает и заполняет трубы пароводяной смесью, имеющей плотность ρ см. Необогреваемые трубы заполнены водой, имеющей плотность ρ’. Следовательно, нижняя точка контура – коллектор – с одной стороны подвержена давлению столба воды, заполняющей необогреваемые трубы, равному ρ’gН, а с другой давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному ρ см gН. Создающаяся в результате этого разность давлений

S дв = ρ см gН – ρ’gН = gН(ρ’-ρ см) вызывает движение воды в контуре и называется движущим напором естественной циркуляции.

В формуле: Н – высота контура, м

ρ’ и ρ см – плотность воды и пароводяной смеси, кг/м 3

g – ускорение свободного падения, м/с 2

S дв – движущий напор, Па

Движение воды в циркуляционном контуре многократное. Это значит, что в процессе одного цикла прохождения через парообразующие трубы вода испаряется частично. При естественной циркуляции массовое паросодержание на выходе из парообразующих труб составляет 3-25%. При паросодержании на выходе, например, 10% для полного испарения оставшегося объема воды она должна совершить движение через контур еще 9 раз, а всего 10 раз. Таким образом, имеет место 10-ти кратная циркуляция пароводяной смеси. Поэтому процесс образования и отвода пара из контура происходит непрерывно. В барабан также непрерывно поступает питательная вода, смешиваясь в барабане с кипящей водой из парообразующих труб и поступая в опускные трубы. Поэтому в контуре все время циркулирует вода в неизменном количестве. Для уменьшения гидравлических сопротивления подъёмные трубы размещают вертикально или круто наклонно.

Отношение массового количества воды Ĝ 0 (кг/с), циркулирующей по контуру, к количеству пара Д(кг/с) образовавшегося в нём в единицу времени, называют кратностью циркуляции: К= Ĝ 0 /Д

Для котлов с естественной циркуляцией К=4..30

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота 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 теплоту 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.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят 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 бывают 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 теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами 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.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13.

Рис. 14.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования