10.10.2020

Котел трубный – схема котла на твердом топливе, размер самодельного котла отопления, конструкция, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Содержание

Водотрубный котёл — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 июня 2017; проверки требуют 7 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 июня 2017; проверки требуют 7 правок.

Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы. По конструкции является противоположностью газотрубному котлу (жаротрубному).

В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова.

Циркуляция воды в прямоточном котле
1 Питательный насос
2 Экономайзер
3 Испарительные трубы
6 Пароперегреватель
7 В турбину

Прямоточный котёл, как правило, представляет собой змеевик, помещённый в топку. Вода (или другой теплоноситель) прокачивается через него при помощи насоса.

Прямоточные котлы не имеют барабана. Через испарительные трубы вода проходит однократно, постепенно превращаясь в пар. Зона, где заканчивается парообразование, называется переходной. После испарительных труб пароводяная смесь (пар) попадает в пароперегреватель. Прямоточный котел является разомкнутой гидравлической системой. Такие котлы работают не только на докритическом, но и на сверхкритическом давлении.

Прямоточный котел на твердом топливе. Стадия сборки котла

Кроме нагревательных экранов из кипятильных трубок, производятся нагревательные экраны из плоских кипятильных поверхностей. Дело в том, что нагревательные экраны из сваренных в решетки труб не могут быть сделаны сплошными по технологическим причинам, и коэффициент экранирования топки у таких решеток из кипятильных труб составляет от 0,6 до 0,7, то есть, чтобы полностью экранировать топку и улавливать всю лучистую энергию горения, приходится ставить два экрана из труб друг за другом. Однако в прямоточных котлах соединить в одну последовательную схему 8-10 решетчатых кипятильных экранов очень трудно, и последовательная прокачка воды в ней крайне затруднена. Поэтому не так давно

[когда?] для экранирования топок в прямоточных котлах начали использоваться плоские кипятильные панели, которые полностью экранируют своею поверхностью весь периметр топки и полноценно улавливают всю лучистую энергию горения топлива. Такие котлы имеет более высокую мощность по теплу при умеренном весе и объеме.

Вода в этом котле, пройдя экономайзер, попадает в барабан (находится вверху котла), из которого под действием силы тяжести (в котлах с естественной циркуляцией) попадает в опускные необогреваемые трубы, а затем в подъёмные обогреваемые, где происходит парообразование (подъёмные и опускные трубы образуют циркуляционный контур). Из-за разницы температур, а следовательно и плотностей среды, в опускных и подъёмных трубах вода поднимается обратно в барабан. В нём происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Вода заново идёт в опускные трубы, а насыщенный пар уходит в пароперегреватель. В котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции воды по циркуляционному контуру — от 5 до 30 раз. Котлы с принудительной циркуляцией оснащены насосом, который создаёт напор в циркуляционном контуре. Кратность циркуляции составляет 3—10 раз. Котлы с принудительной циркуляцией на территории постсоветского пространства распространения не получили. Барабанные котлы работают при давлении меньше критического.

схема, виды и принцип работы

Жаротрубные котлы являются одними из самых распространённых отопительных агрегатов благодаря своей простой конструкции, надёжности, возможности улучшения эксплуатационных характеристик. При компактных размерах они вырабатывают высокую тепловую мощность и при этом полностью безопасны. Кроме того, доступны для выбора несколько типов конструкций, среди которых можно подобрать оптимальный вариант под доступное топливо и экономить на обогреве.

Устройство и принцип работы

Жаротрубные водогрейные котлы работают по принципу передачи тепловой энергии от сгораемого топлива теплоносителю, циркулирующему в теплообменниках. При этом для парообразования достаточно температуры до +1150С и рабочего давления до 0,7 кгс/см2. Средняя мощность теплового потока составляет 1,3 МВт/м3.

Сгорание топлива происходит в топочной, которая со всех сторон, кроме лицевой, охлаждается водяной рубашкой. Для выхода дыма установлен пучок труб, которые позволяют его вывести за пределы котла. В качестве топлива может использоваться газ, дрова, уголь, мазут, дизель.

При нагреве воды часть объёма переходит в пар, который скапливается в верхней части ёмкости в специальной камере, подключённого к отопительной системе.

Благодаря простому принципу работы жаротрубного котла он имеет относительно простую конструкцию. Корпус может иметь практически любую форму, но большинство производителей изготавливают его в основном в виде цилиндров. В торцевой части расположена топочная, а с противоположной стороны – система отвода дыма. Воздух для поддержания горения нагнетается при помощи электровентилятора, расположенного фронтально.

Над топочной камерой расположены по периметру теплообменники, которые заполнены теплоносителем и имеют плотный контакт с дымоотводом. Они выполнены в виде горизонтальных трубок небольшого сечения для увеличения эффективности нагрева воды.

Жаротрубные котлыТрёхходовой жаротрубный котёл ТТ-100

Наибольшее распространение получил трёхходовой жаротрубный котёл, отличие которого от описанной конструкции (одноходовой) состоит в наличии трёх ходов для отвода дыма, расположенных над топочной. Первым ходом является сама камера сгорания, вторым и третьим – ходы, расположенные сверху друг над другом. Тяга в каналах обеспечивается при помощи вентилятора и/или за счёт естественных воздушных потоков через вентиляционные отверстия или колосники.

Трёхходовой жаротрубный котёл позволяет понизить температуру нагретого дымового газа с +10000С до +2500С, то есть основная часть тепла будет передана теплоносителю. По этой причине уровень воды весьма нестабилен и его достаточно сложно контролировать. Поэтому в устройстве используется сепаратор, отделяющий воду от пара, в результате чего капли не попадают в отопительный коллектор.

Для улучшения эксплуатационных характеристик и автоматизации процесса нагрева теплоносителя производители устанавливают следующие узлы:

  • воздухоотводы;
  • манометр, показывающий давление пара;
  • термометр для индикации температуры нагрева;
  • блок управления нагревом;
  • датчики давления теплоносителя;
  • система защиты от перегревов и аварийных режимов работы.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные паровые котлы по типу нагрева теплоносителя подразделяются на следующие виды:

  • паровые, в которых для подогрева используется пар, накапливаемый в отдельном специальном резервуаре;
  • водогрейные, использующие для нагрева теплоносителя воду, применение пара недопустимо из-за необходимости предотвращения перегрева и деформации стенок корпуса котла.
Схема водогрейного жаротрубного котлаСхема водогрейного жаротрубного котла

Преимущества и недостатки

Котлы с жаротрубной конструкцией обладают следующими преимуществами:

  • высокий КПД, достигающий 92-93% благодаря эффективному распределению тепла и полному отбору мощности от создаваемого теплового потока при сгорании топлива;
  • отсутствие нагрева внешней поверхности корпуса благодаря использованию водяной рубашки;
  • высокая теплоёмкость котла и минимальная инерционность нагрева при работе;
  • стабильные температурные параметры за счёт полного контроля процесса сгорания топлива;
  • безопасность при эксплуатации: риск взрыва по причине высокого роста давления минимален;
  • возможность внесения модификаций с целью изменения технических характеристик;
  • простота конструкции, позволяющая проводить обслуживание и ремонты без привлечения специалистов;
  • компактные размеры, по сравнению с другими типами котлов с аналогичными характеристиками;
  • надёжность и долговечность по причине использования жаростойкой стали и минимальному количеству сварных швов;
  • возможность применения для обогрева объектов, эксплуатируемых в суровых климатических условиях;
  • средний срок службы от 20 до 50 лет;
  • отличная ремонтопригодность;
  • доступность конструкций под использование различных видов топлива.
Жаротрубные котлы
Жаротрубные котлы имеют высокий КПД, достигающий 92-93% благодаря эффективному распределению тепла

К недостаткам жаротрубной конструкции относятся:

  • в случае применения жёсткой воды на внутренних поверхностях образуется неравномерная накипь, которую удалять можно только после разборки, что весьма трудоёмко;
  • высокое потребление воды;
  • появление застойных зон теплоносителя из-за малой скорости его циркуляции;
  • необходимость постоянного контроля состояния и периодического обслуживания, для недопущения аварийных ситуаций;
  • сложность очистки ходов для отвода продуктов сгорания из топочной камеры;
  • наличие непрогреваемых участков внутри теплообменников из-за низкой скорости циркуляции теплового потока.

Особенности эксплуатации

В жаротрубных котлах принцип работы основан на подогреве воды и образовании пара, поэтому необходимо использовать воду без примесей и постоянно следить за показаниями датчиков с целью обеспечения стандартных режимов работы. Для подготовки воды рекомендуется применять двухступенчатые натрий-катионные фильтры или обратный осмос с натрий-катионированием.

Кроме того, необходимо выполнять деаэрирование для получения необходимого pH уровня, а также введение специальных химических средств, предотвращающих коррозию металла. Связана эта мера с тем, что при пониженной кислотности воды в ней образуются сульфиты и фосфаты железа, которые стимулируют отложения накипи на внутренних поверхностях. Слой накипи опасен в первую очередь для топочной трубы одно- или трёхходового жаротрубного котла, так как она охлаждается только водяной рубашкой.

Периодичность проверки качества воды через каждые 3-4 суток. Это делает встроенная автоматика или лаборатория. Контролируются следующие параметры:

  • жёсткость;
  • электропроводимость;
  • содержание щёлочи, кислорода и кислородного связующего компонента;
  • уровень pH.

В этот же период следует проводить частичную или полную продувку объёма для удаления шлама. Для этого в устройстве жаротрубных котлов предусмотрена запорная арматура, расположенная в его нижней части. Некоторые конструкции предполагают не периодическую, а постоянную продувку с количеством удаляемой воды 5-10% от общего объёма.

В процессе эксплуатации, чтобы избежать ремонта жаротрубных котлов, важно следить за их внутренним давлением. Большие объёмы поступающей в ёмкость воды благоприятно сказываются на стабильности давления при резких изменениях потребления пара отопительной системой. Однако термоаккумулирующие свойства жидкости даже при небольших колебаниях давления стремятся привести термодинамическую систему в стабильное состояние за счёт стремительного парообразования. В итоге, получаем опасный рост давления пара, который может привести к взрыву котла.

При использовании твёрдого топлива, в дымоходе образуется сажа, которая ухудшает отдачу тепла водяной рубашке и снижает тягу. Поэтому существенно повышается расход топлива при нагреве до заданной температуры и вырастает инерционность системы. По этим причинам необходимо проводить очистку каналов дымоотвода через 25-30 дней непрерывной эксплуатации.

Ремонт котлов

В случае нарушения герметичности, ремонтируем жаротрубные котлы в такой последовательности:

  1. Изучаем документацию и схемы устройства.
  2. Выполняем поиск проблемного участка и локализуем его.
  3. Проводим зачистку поверхности возле трещины до чистого металла на ширину 15-20 мм.
  4. Выполняем сварочные работы при температуре окружающей среды выше +50С. Применяем электроды толщиной 2,5 мм или 3 мм. Навариваем шов со стороны барабана на 2-4 мм больше, чем от трубы. Направление сварки от середины трещины к краям одновременно с применением двух сварочных аппаратов.
  5. Зачищаем шов до блеска и смотрим на его качество. При необходимости устраняем недоделки: не проваренные участки и раковины.
  6. Проводим испытания котла.
Жаротрубные котлыЖаротрубные водогрейные котлы применяют в котельных, для отопления частных домовладений, в промышленности и других сферах

Иногда в устройстве жаротрубных котлов из-за неправильной эксплуатации возникает необходимость замены повреждённого участка. Для этих целей применяют газопламенный способ. При этом размеры повреждённой части должны быть не менее 200 мм или диаметра трубы. Сначала локализуют участок, затем вырезают его болгаркой до сохранившегося по толщине и свойствам металла, после чего зачищают и приваривают латку из такой же по составу стали.

Жаротрубные водогрейные котлы применяют в котельных, для отопления частных домовладений, в промышленности и других сферах. Это обусловлено их высокой эффективностью нагрева и экономным расходом топлива, надёжностью и неприхотливостью в эксплуатации. Устройство жаротрубных котлов относительно простое, поэтому их легко можно отремонтировать даже самостоятельно без привлечения специалистов.

Газотрубный котёл — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 июня 2018; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 июня 2018; проверки требуют 3 правки.

Котёл газотрубный — паровой или водогрейный котёл, у которого поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра, внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива.Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя (как правило, это вода или масло), который находится снаружи трубок.

По конструкции является противоположностью водотрубному котлу.

Согласно ГОСТ 23172-78, различают жаротрубные[1], дымогарные и жаротрубно-дымогарные котлы: в жаровых трубах происходит горение, в дымогарных только движутся продукты сгорания. Обычно жаровые трубы толще и их количество меньше.

Жаротрубные котлы очень часто использовались на паровом транспорте, на паровозах и на пароходах с машинами малой мощности. По направлению движения дымовых газов жаротрубные котлы можно разделить на пролётные, где проходящие огневую камеру и жаровые трубы горячие газы не меняют своего направления, и на оборотные, где газы совершают поворот в огневой камере. Наиболее распространенная конструкция жаротрубных котлов — цилиндрический корпус, расположенный горизонтально. Внутри корпуса у водогрейных котлов находится горячая вода, у паровых водяной и паровые объемы.

В переднем торце каждой жаровой трубы устанавливается надувная горелка, рассчитанная на сжигании газообразного или жидкого топлива. Таким образом, жаровая труба является топочной камерой, в которой сгорает почти все топливо.

Широкое применение таких котлов в XX—XXI столетиях объясняется простотой обслуживания, ремонтопригодностью, а также способностью работать при давлении в газовом тракте выше атмосферного (под наддувом).

Самый известный в быту газотрубный котёл — самовар, а также дровяной водонагреватель (титан или водогрейная колонка).

Газотрубные (жаротрубные) котлы применялись на паровозах вплоть до окончания их производства.

Исторические типы газотрубных котлов[править | править код]

  1. ↑ раньше назывались огнетрубными
  • Брюханов О. Н. Газифицированные котельные агрегаты. Учебник. ИНФРА-М. — 2007. — С. 88—94. — ISBN 978-5-16-002442-4

Водотрубные котлы: варианты самодельных котлов отопления

Содержание статьи

Котел – это стационарный мощный нагреватель для пара или воды. Отопительные системы, которые используются в промышленности, по принципу действия не отличаются от тех, которые устанавливают для отопления частного дома. Давайте разберемся: чем водотрубные котлы отличаются от газотрубных, какой котел лучше поставить в своем жилище и можно ли его сделать своими руками.

Общие сведения о котлах

Котлы классифицируются по разным критериям: по теплоносителю, по типу топлива и по температурному уровню. В свою очередь каждый из типов делится на подтипы. При выборе котла для собственного дома определитесь, какой вид топлива для вас приемлем. Узнайте, есть ли поблизости термальный источник, чтоб задействовать энергию воды. Если рядом проходит газовая магистраль, то выбор очевиден. Также взвесьте потребности семьи в горячей воде, квадратуру и теплопотери дома. Эти показатели дадут возможность рассчитать мощность нужного вам котла.

Котел – это стационарный мощный нагреватель для пара или воды

Паровые и водогрейные

По теплоносителю котлы делятся на водогрейные и паровые. Паровой огнетрубный котел производит пар. В зависимости от того, какой пар он вырабатывает, выделяют промышленные и энергетические котлы.

Паровой котел производит пар

Пар энергетических котлов используют в паровых турбинах для выработки электроэнергии. Поэтому их используют в связке с турбогенераторами на ТЕС и ТЕЦ.

Насыщенный пар промышленных котлов используют для технологических нужд. Его применяют в деревообрабатывающей отрасли (для сушки дорогих пород) и в медицине (для стерилизации инструментов или спецодежды).
Водогрейные котлы нагревают воду под давлением. Это значит, что температура воды до кипения не доходит, ее давление во всех точках всегда выше атмосферного. Применяются такие котлы в ТЕЦ, котельных и в жилых домах.

Газотрубные и водотрубные

Как паровые, так и водогрейные системы отопления по конструктивным особенностям делятся на газотрубные и водотрубные котлы.

Газотрубный котел имеет поверхность нагрева из тонких трубок, по которым движется горячий продукт сгорания топлива. За счет воды, находящейся снаружи трубок, происходит теплообмен.
Водотрубный котел по конструкции более сложный, чем газотрубный. Поверхность его тоже состоит из трубок, только вода течет внутри них. Кипятильные трубки нагреваются горячим продуктом сгорающего топлива, за счет чего и происходит теплообмен.

Несмотря на множество узлов и агрегатов в конструкции, водотрубные котлы считаются безопасными и транспортабельными. Они легко регулируются и выдерживают высокие нагрузки. Поэтому на них чаще делают ставку собственники домов.

Принципы конструирования котла

Когда речь идет о котле для частного дома, выбор часто зависит от его цены. Значительно сэкономить бюджет можно за счет изготовления отопительной системы из подручного сырья. Специальное оборудование для этого не понадобится. Котел из трубы своими руками изготовить не сложно. Главное – определиться, чем будете топить: дровами, электричеством или нефтепродуктами.

Необходимые материалы

Для изготовления котла из труб понадобятся инструменты, имеющиеся у каждого хозяина. Это дрель, сварочный аппарат, отвертки и гаечные ключи. Материалы тоже можно подобрать из того, что есть в гараже. Для работы понадобятся:

  • листовой металл или труба большого диаметра;
  • стальные трубы;
  • профильные трубы;
  • радиаторы;
  • болты и гайки;
  • дверцы и заслонки.

Металлическая бочка из толстого металла или старая печь заменит трубу, а заслонки и дверцы изготавливаются самостоятельно. В крайнем случае, можно купить готовые. Желательно оснастить трубный котел датчиками контроля и измерения температуры.

Датчики контроля и измерения температуры – это важный элемент для самодельного нагревателя

При выборе материалов, обращайте внимание на их качество. Не используйте металл, если на нем есть ржавчина, коррозия и дыры. Такой котел прослужит недолго. Идеальный материал – это жаростойкая сталь.

Это важно знать!

Изготавливая самодельный котел из трубы учитывайте будущий или имеющийся способ циркуляции теплоносителя в СО. При гравитационной циркуляции водяной бак необходимо поднимать высоко. При этом для подачи воды и ее обрата использовать трубы для разводки больших диаметров. Если по каким-то причинам установлены трубы малого диаметра, урегулировать сопротивление потоку теплоносителя можно с помощью циркуляционного насоса.

Оснащения котла насосом имеет положительные и отрицательные стороны. Плюсы – это экономия денежных средств на трубах меньших диаметров и возможность установить бак не высоко. Минус один: во время отключения электропитания циркуляционный насос тоже отключается. Температура воды очень быстро увеличивается, а скорость ее перемещения по трубам замедляется. Котел перегревается и разрывается под давлением пара. Не всегда, но в 70% случаев.

Чтоб избежать таких ситуаций, патрубки и контуры отопления желательно делать из оцинкованных труб диаметром 32 мм и более. А резьбу герметично зашивать льняной паклей и суриком.

Варианты самодельных котлов отопления

Самодельные водотрубные котлы делятся по видам топлива. Основные типы – дровяные, пиролизные, печные.

Дровяные котлы

Их устанавливают часто. Причина тому – простота конструкции и доступность необходимых материалов. Достоинство таких котлов – универсальность. Дело в том, что топить их можно не только дровами. Идеально нагоняет температуру уголь, торфяные брикеты и другое твердое топливо. Недостаток данной отопительной системы – это низкий КПД.

Дровяной котел можно топить не только дровами

Простейший вариант такого котла воспроизводится из двух труб: одной толстостенной с большим диаметром, другой – с меньшим диаметром. В широкую трубу вставляется более узкая, которая в дальнейшем будет топкой. Свободное пространство между толстостенной трубой и топкой заполняется теплоносителем.

Пиролизный котел из трубы

Он гораздо экономней предыдущего варианта. Процесс горения дерева происходит при высокой температуре (от 200 до 800 градусов) и при нехватке кислорода. Во время сгорания дрова разлагаются на древесный кокс и пиролизный газ. Если к пиролизному газу добавить немного воздуха, он тут же воспламеняется и выделяет тепло в больших количествах. КПД такой конструкции возрастает до 92%. Одна закладка топлива (дров) горит около 12 часов – это в три раза больше, чем в обычном котле.

КПД пиролизной конструкции возрастает до 92%

Конструкция пиролизного котла простая. Его топка разделена на две части. В одну закладывается топливо и медленно горит, пиролизуясь в газ, который догорает во второй части. Таким образом, минимизируется отвод тепла из первой камеры. Разделяются части топки колосником, на котором и лежит топливо. Воздух сквозь него проходит сверху вниз. Чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление, необходимо создать принудительную тягу. Для этого устанавливают дымосос. Если котел небольшой, то достаточно поставить дутьевой вентилятор.

Требование к топливу – его влажность не должна превышать 30%, иначе полученный газ смешивается с водяным паром и плохо горит. Такой котел обойдется дороже предыдущего, но за пару отопительных сезонов перерасход денежных средств окупится.

Печной трубный котел

Печное отопление устанавливают в домах без газа

Чаще устанавливается в загородных домах, где нет газа. Данная отопительная конструкция рационально распределяет тепло по всему помещению, благодаря теплообменнику, вмонтированному в топливник печи. Энергия сгоревшего топлива, кроме воды в системе, нагревает стенки печи и дымоходные каналы, которые отдают потом тепло в дом.

Печной котел имеет высокий КПД. Его теплообменник бывает разных форм, в зависимости от используемого материала и дизайнерских задумок. Изготавливают его из труб или листового металла. Главное, при выборе конструкции учитывать то, что количество энергии равно площади поверхности теплообменника. Большую роль играет теплопроводность материала.

Независимо от формы теплообменника, алгоритм монтажа печи остается неизменным. На месте установки котла делается разметка и заливается фундамент. Из красного кирпича выкладывается внешний контур печи. Раствор используют песчано-глиняный. После крепления дверцы выкладывается контур поддувала. Далее в кирпичную коробку устанавливается теплообменник и возводится дымоход. Все, печной котел готов.

Разобравшись, какие бывают водотрубные котлы и как своими руками сделать отопление в доме, можно правильно сэкономить средства. Успехов вам!

Видео: устройство водотрубного котла

Понравилась статья? Поделитесь ей:

Жаротрубный котел: принцип работы

Жаротрубное водогрейное оборудование достаточно распространено во всем мире. Впервые котлы жаротрубные появились еще в 19 веке. Конструкция была создана для того, чтобы увеличить показатели производительности парового оборудования без увеличения размера агрегата и его формы.

Их широкое применение в настоящее время объясняется удобством эксплуатации, простотой выполнения ремонтных и обслуживающих работ, а также возможностью использования при наличии давления внутри конструкции выше атмосферного.

Принцип работы и особенности конструкции

Котел жаротрубный являет собой подвид газотрубного оборудования, у которого поверхность состоит из определенного количества жаровых труб, внутри которых движется конкретный вид топлива.

Выделяют два основных класса оборудования:

  • Жаротрубные паровые котлы. Они предвидят нагревание теплоносителя при помощи использования пары. Внутри для этих целей размешаются специальные резервуары.
  • Жаротрубные водогрейные котлы. В отличие от предыдущего варианта, где запрещено обогревать при помощи газов паровое пространство агрегата, чтобы не допустить высокого уровня нагревания стенок, этот тип механизма предвидит обогревание всего корпуса при помощи воды.

Чаще всего жаротрубное оборудование имеет достаточно простую конструкцию – цилиндрический корпус, которой расположен горизонтально. В зависимости от типа и класса внутри у агрегата может быть расположена горячая вода или объемы и резервуары парового и водяного класса.

Принцип работы жаротрубного котла достаточно прост. На переднем торце всех жаровых труб расположена горелка надувочного типа, которая может сжигать газ или жидкое топливо. Благодаря этому жаровая труба становиться особой топочной камерой, где сгорает практически все идущее в прибор топливо.

Рис. 1 Жаротрубный котел

Что касается паровых жаротрубных котлов, то подобные модели часто имеют трехходный теплообменник. Это означает, что перед непосредственным выбросом наружу газы совершают три хода по жаровым трубам, которые омываются водой. Первым ходом выступает камера сгорания.

Показатель температуры там самый большой. В зоне камеры газы меняют свой путь и попадают в жаровые трубы второго хода, а оттуда – в жаровые трубы третьего хода. Схема движения осуществляется и направляется за счет работы вентилятора внутри конструкции агрегата, а также естественной тяги дымовой трубы.

Рис. 2 Трехходовой котел

Уровень воды в баке подобной модели парового жаротрубного котла отличается нестабильностью. В процессе эксплуатации часть воды закипает и в виде пара поступает внутрь конструкции, где при помощи особого компонента – сепаратора отделяются небольшие капли. Этот процесс является обязательным. В противном случае будут возникать гидроудары, что негативно скажется на работе парового оборудования.

Конструкция жаротрубного водогрейного котла состоит из корпуса, передней и задней крышки, труб для отвода из агрегата дымовых газов и опор. Сама конструкция корпуса включает в себя камеру, представленную жаровой трубой с закругленным дном, конвективную зону, переднюю камеру агрегата и опоры. Дополнительно жаротрубный водогрейный котел покрывается теплоизоляционными материалами.

Газы, которые образовываются в жаровой трубе при сгорании конкретного вида топлива, меняют свое направление движения и возвращаются к фронтальной части отопительного оборудования. После отдачи тепла теплоносителю они выводятся наружу через дымоход.

Конструкция парового или водогрейного жаротрубного котла может быть другой. Расположение и комплектация разных компонентов оборудования, в том числе и жаровых труб, может отличаться у разных производителей, а также в зависимости от предназначения и габаритов агрегата.

Особенности и преимущества

Широкое распространение в разных сферах котлы жаротрубные получили благодаря следующим характеристикам:

  • Наличие простой конструкции и удобства работы с ней.
  • Наличие нескольких видов оборудования, в том числа водогрейного и парового.
  • Наличие участков с высоким показателем тепло напряжённости.
  • Оптимальный уровень безопасности котлов жаротрубных.
  • Высокий показатель мощности при компактных габаритах.
  • Наличие отопительного оборудования для обеспечения автоматической работы. Это достигается за счет использования дополнительных приборов: манометра, воздухоотводчика, термометра, датчика давления воды и др.
  • Стабильная работа горелки на жаровых трубах котла без проблемы пульсации пламени.
  • Использование стали для теплообменника позволяет паровым и водогрейным жаротрубным котлам быть защищенными от коррозии и температурных перепадов.

Несмотря на некоторые разногласия, данный вид оборудования для обогрева, как парового, так и водогрейного типа, широко используется в странах Европы в промышленной сфере.

Среди факторов, которые влияют на этот показатель, можно выделить следующие:

  • Большой объем используемой воды в котлах жаротрубных позволяет поддерживать стабильный показатель температуры на выходе.
  • Низкий показатель гидравлического сопротивления паровых или водогрейных жаротрубных агрегатов непосредственно влияет на снижение издержек эксплуатации.
  • Жаровая труба котла обеспечивает практически стопроцентное сгорание топлива, что обеспечивает высокий показатель КПД, достигающий выше 90%.
  • Высокий уровень тепловой мощности оборудования парового или водогрейного типа позволяет уменьшить количество теплопотерь сооружения при наличии неблагоприятных климатических условий.
Рис. 3 Промышленный котел

Что касается недостатков жаротрубных агрегатов, то сюда можно отнести их относительно высокую взрывоопасность, что объясняется особенностями конструкции агрегата, в частности жаровыми трубами. Однако при соблюдении всех норм и правил использования оборудования, паровые и водогрейные жаротрубные котлы будут абсолютно безопасны и надежны в работе.

Особенности эксплуатации

>Учитывая высокие требования безопасности, выдвигаемые к котлам жаротрубным, на что непосредственно влияет их конструкция с наличием жаровых труб, при эксплуатации паровых и водогрейных жаротрубных котлов необходимо знать следующее:

  • Наличие жаровых труб приводит к тому, что скорость движения теплоносителя в паровых и водогрейных жаротрубных агрегатах небольшая, что приводит к образованию застойных зон внутри агрегата.
  • Количество воды в котлах жаротрубных намного больше, чем у водотрубного водогрейного оборудования. Это делает агрегат более взрывоопасным.
  • Основная причина поломки водогрейных или паровых агрегатов – это образования разных отложений и накипи. Учитывая конструктивные особенности оборудования, в частности наличие жаровых труб, накипь в агрегатах скапливается неравномерно, вызывая перегрев теплообменника.
Рис. 4 Водогрейный котел

Чтобы не допустить взрыва, данные агрегаты должны вовремя подлежать ремонту и техническому обслуживанию. Все непригодные детали, в том числе и жаровые трубы, должны быть вовремя заменены. Во время использования нужно не выходить за пределы эксплуатации и точно следовать всем указаниям, прописанным в инструкциях и технических характеристиках котлов жаротрубных.

Возможность перевода оборудования на газ

Чаще всего паровые или водогрейные жаротрубные приборы применяются для снабжения горячей водой жилых домов и предприятий. Достаточно часто данный вид оборудования применяется и в промышленных предприятиях и организациях. При этом с целью повышения КПД, котлы жаротрубные часто переводит на газ.

Для осуществления подобного варианта внутри оборудования необходима установка дополнительных компонентов. Обязательными элементами являются газовые горелки низкого давления, которые могут быть заменены на особый вид горелок инжекционного типа со средним давлением. Нужно будет также убрать колосниковую решетку. Ее основной целью в котлах жаротрубных является сжигание твердого топлива, однако поскольку при наличии газа необходимость в этом отпадает, ее можно убрать.

Необходимым моментом также является демонтаж фронтальной плитки и установка нового варианта. Этого процесса можно избежать, если установить горелки инжекционного характера с наличием стабилизатора.

Что касается резонности перевода котла жаротрубного на газ, то однозначного мнения среди профессионалов нет. Одни считают такой вариант вполне приемлемым и надежным, а другие предлагают заменить его альтернативными агрегатами. В любом случае, при правильно выпоенной работе, оборудование будет работать надежно и с оптимальными техническими показателями.

Единственным недостатком подобных манипуляций является то, что после перевода на газ у котлов жаротрубных может наблюдаться нагревание насадки горелки, что сопровождается пульсацией горения, негромкими хлопками, потрескиванием и выбросом пламени.

Поскольку перевод котла жаротрубного на газ является сложным процессом, требующим знаний и определенных навыков, а также учитывая то, что возможные погрешности в работе могут привести к созданию взрывоопасной ситуации, все работы должны быть выполнены специалистами с соответствующей квалификацией. Самостоятельное вмешательство может создать опасную ситуацию для владельца оборудования и его близких.

Котлы жаротрубные широко используются в разных сферах. Они имеют хороший показатель мощности, просты в монтаже, эксплуатации и обслуживании, а также легко поддаются ремонтным работам. Разнообразие моделей позволяет подобрать вариант для любого помещения и для самых разных условий. Главное – это выбрать качественный вариант и четко следовать руководству по его эксплуатации.

Статьи по теме:

Пеллетные котлы российского производстваСамодельный котел для водяного отопленияКотел Зота (Zota)

Жаротрубный котел: принцип работы паровых и водогрейных моделей

Содержание статьи

Уже второй век служит человечеству жаротрубное оборудование. Мощные модели используют в обогревательных системах в животноводстве, на производстве, в строительных организациях и воинских частях, более компактные – в коттеджах, квартирах и на дачах. Модернизированный жаротрубный котел отличается усовершенствованной конструкцией, которая позволяет без изменения размеров агрегата увеличивать его производительность при условии, что внутреннее давление имеет параметры выше атмосферного.

Конструкция и назначение жаротрубных котлов

Внешний вид оборудования может быть различным, но чаще встречается горизонтальная конструкция цилиндрической формы. Одножаровый агрегат состоит из двух резервуаров-цилиндров, один из которых прячется внутри другого. Оба сегмента сообщаются между собой посредством паросборника и фланцев. На передней торцевой части находится топка, на задней – трубоотводы. Чтобы происходил процесс горения у паровых моделей, необходима принудительная подача воздуха. Воздух подается под колосник вентилятором, зафиксированным на фронтальной площадке. Оборудование, работающее на угле, дизельном топливе или газе, имеет горелку и трубу для отвода дыма.

Схема пеллетного жаротрубного трехходового котла

Самым лучшим теплообменником считается стальной, так как он не подвержен коррозийному разрушению и не деформируется со временем от температурных перепадов.

Видео:  Как выбрать котел для дома? Жаротрубный котел Roda RK2

В процессе работы котла получается пар, температура которого не превышает 110-115˚С, а давление – не более 0,07 МПа. Пар с такими показателями годится для обустройства обогревательной системы дома или для запуска производственных процессов, например, тепловой обработки продуктов. Выбор топлива зависит от модели котла и от удобства пользования. Такое топливо, как дрова или уголь, применяется все реже, чаще используют более дешевые виды – газ, мазут, дизель.

По данной схеме можно судить о размерах жаротрубных котлов, которые используются в промышленном производстве

Жаротрубное оборудование выбирают не только из-за простоты использования. Оно отличаются понятной конструкцией, и при возникновении поломки или износа можно оперативно произвести ремонт. Для многих важна безопасность – если действовать по инструкции, то неприятностей не произойдет. Однако не стоит забывать о том, что любое газовое или паровое оборудование требует соблюдения норм техники безопасности.

Так выглядит газоходный тракт в трехходовом жаротрубном котле

Главным преимуществом жаротрубных водогрейных и паровых моделей является высокая мощность при весьма скромных габаритах. Кроме того, функционирование агрегата можно автоматизировать, если подключить соответствующие приборы:

  • отводы воздуха;
  • датчики давления воды;
  • манометр;
  • термометр;
  • блок управления.

Топливо в конструкциях трубчатого типа сгорает практически полностью, благодаря чему КПД аппарата достигает 92-93%. Агрегаты выгодно использовать в регионах с неблагоприятными климатическими условиями: тепловая мощность достаточно велика, а теплопотери минимальны.

Видео:  Обзор жаротрубного котла длительного горения ДТМ

Принцип работы водогрейного оборудования

Как и любая печь, котел работает на одном из видов топлива, которое загружается или поступает по трубам в топку. При сгорании топлива, например, угля или газа, выделяется тепловая энергия. У обычной печи отопления она отдается корпусу, нагревая окружающий воздух, у котла – теплоносителю (например, воде), причем посредником является теплообменник.

Топочная часть окружена водяной «рубашкой», которая является инструментом охлаждения. Дым, полученный в процессе сгорания топлива, поступает в пучок труб в задней торцевой части, поднимается вверх и выходит наружу.

Образец водогрейного котла для систем отопления – продукция компании «Уралтеплокомплект»

Нагреваясь, вода преобразуется в пар, поднимается в верхнюю часть резервуара, где расположена паросборная камера. Оттуда она по трубам, которые называют паропроводом, поступает в различных направлениях для обогревания жилья или участия в технологических процессах. Как видите, принцип работы жаротрубного котла прост и подчиняется законам физики.

Существует две категории жаротрубных устройств, одна из которых функционирует за счет нагретого пара, вторая нагревает теплоноситель – воду. В зависимости от назначения оба вида могут отличаться конструктивно и иметь особенности, влияющие на их использование.

Видео: Процесс работы водогрейного котла

Преимущества и недостатки

Главное достоинство жаротрубных водогрейных котлов в их автономности: с помощью доступного оборудования можно собрать простую в использовании и прекрасно функционирующую систему отопления. При необходимости устройство может нагревать объем воды, необходимый для горячего водоснабжения загородного дома или дачи. Конечно, многое зависит от выбора топлива, поэтому перед покупкой необходимо ориентироваться на модели, работающие на определенном виде, например, на жидком топливе.

Также топливо и материал изготовления влияют на гарантированный срок службы отопительного устройства – от 20 до 50 лет. Обычно это соответствует действительности, так как водогрейное оборудование легко поддается ремонту. Автоматика, которой оборудовано большинство современных моделей, позволяет регулировать температуру на выходе или поддерживать ее в одном постоянном значении.

Недостатком обычно считают необходимость в постоянном обслуживании: через определенное время приходится загружать новую порцию топлива. Особенно это касается моделей, работающих на угле, дровах, мазуте, дизеле. Время от времени приходится производить чистку – убирать золу и шлак, освобождать трубы от копоти.

Как работают паровые котлы

Основная часть паровых жаротрубных котлов имеет особое строение, в котором главную роль играет трехходовый теплообменник. Газы, продвигаясь по трубам внутри водяной «рубашки», делают три хода:

  • 1 – в камере сгорания, то есть в топочном отделении, где температура достигает максимума;
  • 2 – в жаровом трубопроводе второго хода, который может использоваться для отвода горячей воды в систему водоснабжения;
  • 3 – в жаровых трубах третьего хода, которые используются для отопительной системы.

Продвижение газов (пара) обеспечивают два фактора: работа вентилятора и тяга из дымохода. Владельцам паровых устройств необходимо контролировать уровень воды, который отличается нестабильностью. Некоторая часть испаряющейся воды оседает внутри конструкции в виде конденсата, для его сбора существует специальный собирающий элемент – сепаратор. Его работа защищает конструкцию от гидроударов и быстрого износа.

Продукты сжигания выходят через дымогарные трубы в каминную часть, затем в дымоход

Большая часть паровых устройств используется в промышленных технологических процессах, когда необходима высокая энергоэффективность: создает большое количество тепла для топливных баков, турбин или деаэраторов.

Процесс работы котла можно проследить по данной схеме

Особенности эксплуатации

Вовремя обслуживать жаротрубное устройство и следить за его стабильностью необходимо, в первую очередь, из целей личной безопасности и сохранения целостности оборудования. Требования безопасности обычно указаны в инструкции к использованию. Основными пунктами являются следующие:

  • Минеральные отложения и накипь – результат использования воды в качестве теплоносителя. Именно они являются причинами поломок и паровых, и водогрейных аппаратов. Из-за конструктивных особенностей строения трубопровода внутри конструкции отложения скапливаются неравномерно и вызывают перегрев теплообменника.
  • Жаротрубные котлы используют больший объем воды, чем, предположим, водотрубное оборудование, и это увеличивает их взрывоопасность.
  • Строение труб вызывает снижение скорости теплоносителя и в результате вызывает появление застойных зон.

Жаротрубный паровой котел способен обслужить небольшое предприятие или несколько жилых домов

Обслуживание заключается в своевременной замене стальных теплообменников, регулярной технической чистке и контроле над работой жаротрубного устройства. Следование инструкции позволяет сохранять изначальные технические характеристики котла и увеличивает срок службы.

Понравилась статья? Поделитесь ей:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о