Газовые промышленные котлы отопления
Обзор современных промышленных газовых котлов
Содержание:
- Классификация промышленных котельных установок
- Устройство и принцип работы
- Заключение
Любое промышленное предприятие, независимо от его профиля и размеров, нуждается в тепле для обогрева производственных площадей. Больше того, многие технологические процессы зависят от наличия тепловой энергии, для вырабатывания которой традиционно применяются промышленные газовые котлы. Тепловая энергия поступает на производство в двух видах: горячая вода или пар.
Классификация промышленных котельных установок
Тепловые генераторы для нужд промышленных предприятий можно условно разделить на такие группы:
- Водогрейные агрегаты малой мощности (до 500 кВт) для обслуживания небольших производств. Сюда же следует отнести и конденсационные котлы с высоким КПД (до 96%).
- Теплогенераторы средней мощности (до 2 МВт). Применяются в небольших городских котельных и для нужд децентрализованного теплоснабжения предприятий.
- Газовые установки большой мощности (до 20 МВт и более), снабжающие теплом целые городские районы и крупные промышленные объекты.
- Парогенераторные установки для производства сухого и насыщенного пара на технологические нужды средних и крупных производств.
- Газовые когенерационные агрегаты, вырабатывающие в последовательном режиме тепловую и электрическую энергию.
Невзирая на большую производительность промышленных котлов, принцип их действия мало чем отличается от бытовых водогрейных агрегатов. Они оборудованы камерой сгорания и газогорелочным устройством, которые являются основными элементами технологического процесса. Теплота сжигания природного газа передается теплоносителю посредством теплообменников различных конструкций. По способу теплопередачи последние делятся на водотрубные и жаротрубные.
В водотрубном теплообменнике вода циркулирует внутри металлических труб, а продукты горения топлива движутся сквозь пучки этих трубопроводов. При этом тепловая энергия дымовых газов передается теплоносителю, после чего они выходят наружу. В жаротрубных агрегатах среды, участвующие в процессе обмена теплотой, расположены наоборот. В трубах (газоходах) движутся раскаленные газы, а сами газоходы погружены котловой бак с водой.
Движение продуктов горения через теплообменник во всех промышленных теплогенераторах – принудительное, обеспечивается тремя способами:
- С помощью дутьевых машин (вентиляторов), нагнетающих воздух в топку.
- Вентилятором, установленным на выходе газовоздушного тракта, — дымососом.
- Комбинированным способом, в этом случае газовый агрегат снабжен обоими видами вентиляторов.
Устройство и принцип работы
Агрегаты малой мощности, как правило, обеспечивают отопление небольших производственных зданий и цехов. Они снабжаются горелочными устройствами стержневого типа, представляющие собой несколько параллельных стержней с множеством отверстий для выхода топливовоздушной смеси. Смешивание топлива с воздухом частично происходит внутри стержней, другая часть воздуха подается прямо в топку. Пламя распространяется по всей площади равномерно, раскаленные газы от него поднимаются и нагревают водотрубный теплообменник, выполненный из чугуна или стали. Такие теплогенераторы считаются низкотемпературными, поскольку теплоноситель в них нагревается до максимальной температуры 90 ºС.
Стержневыми горелками оборудуются агрегаты мощностью до 100 кВт, в более мощных установках используются газогорелочные устройства факельного типа. Их отличие в том, что вся конструкция вместе с вентилятором вынесена наружу, на фронтальную панель котла. Внутри находится только сопло, из которого на все пространство камеры сгорания распространяется факел пламени.
Пламя горелки прогревает водяную рубашку агрегата напрямую, а отходящие продукты сжигания попадают в газоходы жаротрубного теплообменника. Сама камера сгорания изготавливается круглого сечения с гофрированными стенками, придающими топке дополнительную прочность. Перед тем как выйти в канал дымохода, разогретые газы могут 2 или 3 раза совершить путь по газоходам в противоположных направлениях, активно передавая тепло водяной рубашке. Соответственно, котел для отопления подобной конструкции считается двухходовым или трехходовым и способен разогревать воду до температуры 115 ºС или производить пар, поэтому является высокотемпературным.
Жаротрубные и водотрубные теплообменники имеют свои достоинства и недостатки, при этом одинаково успешно применяются в промышленном теплосиловом оборудовании. На вопрос, – какой тип теплообменника лучше, нет однозначного ответа, все зависит от каждого отдельно взятого случая.
Например, промышленный газовый котел Ferroli, мощность которого достигает 8 МВт при давлении теплоносителя до 10 Бар, традиционно изготавливается жаротрубной конструкции с тремя ходами газов. Изделия этого производителя превосходно зарекомендовали себя эффективной и надежной работой на различных предприятиях по всему миру. В то же время множество других итальянских производителей предлагают парогенерирующие установки с водотрубными теплообменниками, обладающими большой производительностью.
В целях повышения КПД теплосиловых установок для отбора тепловой энергии отходящих газов в котельных промышленных предприятий применяются дополнительные устройства – экономайзеры. Как правило, они поставляются производителем комплектно с теплосиловым оборудованием. Например, экономайзеры промышленных газовых котлов Viessmann Vitomax 200HS Тип М237 встроены в конструкцию самого агрегата. По сути, это еще одно жаротрубное устройство, находящееся в самом конце тракта и значительно понижающие температуру дымовых газов. За счет этого КПД установки возрастает на 3—6%, что при больших потребляемых объемах природного газа является значительной экономией.
Заключение
Современные газовые котлы для отопления промышленных зданий и сооружений – это сложные и высокотехнологичные устройства. Эффективность их работы лежит в пределах 83—96% в зависимости от технологического процесса и режима работы. Такие значения КПД показывает теплосиловое оборудование ведущих зарубежных производителей.
cotlix.com
Бытовые
описание, виды, функции. Промышленная экспертиза котлов
Оборудование для выработки тепловой энергии уже несколько столетий используется человеком. На протяжении этого времени конструкции агрегатов менялись, позволяя владельцам получать все более высокие эксплуатационные показатели. В наше время этот сегмент промышленной техники представлен множеством вариантов, которые отличаются по размерам, рабочим характеристикам, виду используемого топлива и другим параметрам. В новом поколении промышленные котлы также обзаводятся автоматическими системами управления с функциональными реле и панелями контроля. Такие дополнения способствуют повышению эргономики и надежности агрегатов.
Особенности промышленных котлов
В отличие от бытовых моделей промышленное оборудование рассчитывается на обслуживание производительных объектов, требующих высоких показателей тепловой мощности. На выполнение этой задачи и ориентируются производители котлов. Обычно это массивные конструкции, представляющие собой сложную многокомпонентную систему из механизмов и коммуникаций. В классических агрегатах используются устройства, обеспечивающие выработку водяного пара или горячей воды. В традиционный набор элементов, которыми располагают промышленные котлы, входят топочные камеры, дымососы, водоподготовительные и питательные установки, а также защитные устройства. По мере повышения требований к производственным показателям этот перечень расширяется, дополняясь новыми компонентами рабочей инфраструктуры.
Какие функции выполняют промышленные котлы?
Традиционный агрегат такого типа служит для генерации пара, который в дальнейшем используется как среда для привода двигателей. В частности, такие задачи выполняются в силовых агрегатах паровозов и турбин электростанций. Для современной промышленности производство пара менее актуально, и на первый план выходит функция снабжения тепловой энергией. Своего рода техническое тепло требуется для нужд разных отраслей, среди которых текстильное производство и сельское хозяйство. В коммунальном обслуживании также используются промышленные котлы отопления, которые обеспечивают и подготовку горячей воды. В зависимости от условий эксплуатации и требований к оборудованию подбирается котел с теми или иными свойствами и возможностями. Для понимания различий между вариациями таких агрегатов следует ознакомиться с их классификацией.
Классификации оборудования
Выделяется два подхода к разделению промышленных котлов – на основе видов теплоносителя и применяемого топлива. Что касается первого признака, то в качестве рабочей среды чаще всего используется вода, хотя и пар также не утрачивает своей актуальности. Реже используется ртуть, различные антифризы и другие смеси, которые в основном выполняют функции технологического обеспечения целевых объектов. Конструкционные особенности, которыми обладают промышленные котлы, ярче проявляются в классификации агрегатов по виду используемого топлива. В данном случае выделяется оборудование, работающее на твердотельных ресурсах, газовых смесях, электричестве и т. д.
Паровые агрегаты
Представители данной категории, как видно из названия, предназначены для выработки пара. Агрегаты промышленного типа производят его для нужд технического обеспечения. В частности, такое оборудование используют на деревообрабатывающих предприятиях. Паровое воздействие позволяет сохранять оптимальные параметры влажности в сушильных камерах. В медицине промышленные паровые котлы служат для стерилизации спецодежды и рабочего инвентаря, а сельское хозяйство использует их в изготовлении удобрений и комбикорма. При этом важно разделять пар насыщенный и перегретый. В перечисленных выше отраслях используется как раз насыщенный теплоноситель. Перегретый пар, в свою очередь, находит применение в специальных турбинах электростанций. Поэтому котлы такого типа также называются энергетическими. Нередко агрегаты, вырабатывающие перегретый пар, используют в едином комплексе с генераторами насыщенных тепловых сред. Этот нюанс и позволяет относить энергетические установки к промышленным котлам.
Водогрейные котлы
Это одна из самых обширных категорий промышленных котлов. Водогрейные модели используют для подготовки рабочих сред под высоким давлением. Кипение воды в оборудовании не допускается, а показатели давления во всех точках не превосходят пороговые значения для создания условий насыщения теплоносителя. Водогрейные установки преимущественно используют с целью теплоснабжения. В частности, они применяются в коммунальных хозяйствах для обслуживания районных котельных. Распространены и промышленные водогрейные котлы, предназначенные для обеспечения функции тепловых электростанций. Это так называемые пиковые агрегаты, функции которых сводятся к выделению дополнительного нагрева. При этом котлы данного типа также подразделяются на водо- и газотрубные модели. Водотрубные установки имеют экранную поверхность нагрева, в состав которой входят кипятильные элементы с содержанием жидкого теплоносителя. Процесс теплообмена реализуется посредством нагрева трубок продуктами сгорания. Газотрубные модели также на рабочей поверхности нагрева содержат трубы небольшого размера, но в качестве теплоносителя используют непосредственно продукты сгорания.
Газовые котлы
Инженерно-коммунальное оборудование, работающее на газовом топливе, традиционно считается наиболее экономным в плане затрат на эксплуатацию. Кроме того, полный цикл переработки продуктов сгорания отражается и на минимальном выбросе вредных частиц в атмосферу. Также к преимуществам таких котлов можно отнести высокую скорость нагрева, что позволяет обслуживать большие площади без задержек. Пока еще не по всей стране, но в целом наблюдается тенденция стабильного газоснабжения, поэтому возрастает и актуальность такого оборудования. Но промышленные газовые котлы имеют и серьезные недостатки. Главным из них является безопасность. Все-таки эксплуатация газа в виде топливного компонента и отчасти теплоносителя теоретически представляет угрозу взрыва. Понимая этот нюанс, производители стремятся максимально снизить подобные риски. В таких целях совершенствуются системы автоматического управления котлами, а их корпуса изготавливаются из высокопрочных современных материалов.
Твердотопливное оборудование
Такие котлы в качестве топливного ресурса используют дрова, торф, пеллеты, уголь и т. д. Конструкция агрегата предусматривает наличие зольника, в который по мере сгорания топлива направляются переработанные продукты. В необходимости постоянного обслуживания оборудования с уборкой и чисткой зольников и загрузкой твердотопливных компонентов заключается один из главных недостатков таких моделей. Впрочем, именно промышленные агрегаты в этом смысле не так проблематичны, поскольку снабжаются автоматическими механизмами выполнения задач содержания. Кроме того, промышленные твердотопливные котлы отличаются автономностью. В то время как большинство аналогов предполагают подключение к основным инженерным коммуникациям, такой агрегат полностью независим и требует лишь своевременной доставки топлива. Продолжительность работы с отдачей тепловой энергии при этом небольшая, что ограничивает сферы применения твердотопливного котла.
Универсальные котлы
Концепция универсального оборудования сегодня наиболее полно раскрывается на примере твердотопливных и биокотлов. Актуальность моделей, способных работать на нескольких видах топлива, обусловлена стремлением производителей популяризировать биотопливо. Далеко не все потребители готовы переходить на топливные гранулы, поэтому разработчики едва ли не в качестве опции снабжают классические промышленные котлы камерами для работы с теми же пеллетами. В итоге получаются гибридные конструкции, отличающиеся многофункциональностью и финансовой экономичностью.
Экспертиза промышленных котлов
Уже отмечалось, что газовые котлы считаются наиболее опасным оборудованием в своем классе, но определенные риски предполагает и эксплуатация агрегатов других видов. Для предотвращения нежелательных ситуаций на предприятиях проводятся специальные экспертизы, целью которых является проверка состояния оборудования и качества выполнения нормативов технического обслуживания. Проводится экспертиза промышленной безопасности котлов в следующих случаях:
- После выработки назначенного ресурса агрегата.
- После восстановления от последствий аварии.
- После ремонтных операций или модернизации оборудования.
Также необходимость проведения экспертизы может быть вызвана сомнениями в качестве исполнения правил эксплуатации. Особенно если были выявлены нарушения инструкции или дефекты в самом котле.
Производители
Сегмент достаточно широк и практически для любых задач можно найти подходящий вариант. Например, под маркой Byworth выпускаются надежные и долговечные водогрейные котлы мощностью 1000–5000 кВт. В линейке представлены и модели для работы на твердом топливе, и на дизеле. Если требуется высокая промышленная безопасность котлов, то есть смысл обращаться к продукции De Dietrich Thermique. Компания выпускает семейство надежных в эксплуатации комбинированных агрегатов с чугунными корпусами, которые можно использовать в обслуживании коммунальных хозяйств и производственных предприятий. Для менее масштабных задач стоит рассмотреть турецкие модели водогрейных котлов Erensan. Агрегаты подходят и для работы на газовом топливе, и для жидкостного снабжения.
Заключение
Кроме принципа работы и конструкционного исполнения, котельное оборудование отличается и эксплуатационными показателями. Вместительность топки, вырабатываемая мощность, а также объемы тепловой энергии – не менее важные параметры, характеризующие работу агрегата. В последнее время повышается и значимость вопросов безопасности такого оборудования. Регулярная промышленная экспертиза котлов позволяет своевременно выявить неисправности техники, а также отклонения от нормативов ее обслуживания. Впрочем, и сами производители в разных направлениях повышают безопасность своей продукции. Достаточно отметить совершенствование систем контроля и управления котлами, дополнительное укрепление корпусов и повышение требований к техобслуживанию.
Бытовые газовые котлы отопления промышленного назначения
Повышенный спрос на промышленные и бытовые газовые котлы отопления достаточно высок. Они очень популярны, особенно в силу их экономичности, что особенно важно для постоянного роста цен на энергоносители.
Котлы, работающие на газу, прекрасно отапливают как домовладения, так и промышленные объекты. Они одновременно могут обогревать и сами теплоносители, и помещения. С помощью газовых котлов происходит нагрев и поступление горячей воды. Котлы отопления подразделяются на промышленные и бытовые газовые котлы отопления. Промышленные газовые котлы более интенсивно потребляют газ и вырабатывают тепловую энергию. В отличие от бытовых котлов, они имеют более сложное устройство. Благодаря своим особенностям устройства промышленных котлов они более практично отрабатывают газовое топливо.
Промышленные газовые котлы
Также используются электрокотлы бытовые для отопления. Однако электричество – дорогое удовольствие. Поэтому электродные котлы отопления бытовые применяются как резервный вариант или если нет газа.
Предназначение и работа газовых котлов
Промышленные газовые котлы отопления, концентрируя большой объем тепловой энергии, в состоянии нагреть и больший объем воды, и более обширные помещения. Природный газ считается наиболее недорогим топливным ресурсом, на основе сжигания которого и образуется тепло. Газовые промышленные котлы – источник обогрева административных корпусов и коммунальных служб.
Газовые котлы для промышленности, как и бытовые котлы отопления, имея примерно аналогичное устройство, одинаково и функционируют.
Устройство включает газовую горелку, медный теплообменник. Горелка осуществляет обогрев воды, теплообменник способствует транспортировке теплоносителя.
Рекомендуем к прочтению:
Классификация промышленных газовых котлов
Промышленные котлы отопления бывают двух модификаций: навесные и стационарные. Как и модели котлов с навесным устройством выполняют две главные функции – отопление и снабжение водой. Навесные модели, в свою очередь, как и бытовые отопительные котлы, делятся на одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы отапливают помещения, двухконтурные, кроме отопления, производят нагрев воды. Некоторые газовые котлы с двухконтурным устройством обеспечены бойлерами, постоянно вырабатывающими горячую воду. Другие разновидности имеют проточную схему устройства.
Основные элементы промышленного котла
У стационарных котлов, работающих на газу, более специализированное назначение. В отличие от таких приборов, как бытовые газовые котлы отопления напольные, они применяются в системах отопления с конкретными техническими требованиями.
Существует как общность строения промышленных котлов, так есть и некоторые индивидуальные особенности у каждой модификации.
Отличия различных вариаций могут касаться мощности, объема, функций, составных частей устройства котлов. Соответственно, модели имеют разную производительность.
Виды промышленных котлов
Промышленные котлы могут иметь паровое или водонагревательное устройство. Все зависит от целевого предназначения. Водонагревательные котлы для отопления производственных помещений используются чаще. По сути, они представляют собой небольшую котельную с газовой горелкой, теплообменником, регулятором, насосами, баком, манометром, термометром. Современные модели снабжены надежной системой безопасности.
Принцип работы промышленного газового котла
Промышленные котлы работают следующим образом: под большим давлением нагревается вода, которую не нужно доводить до кипения. Вода движется прямоточным способом. Газовые промышленные установки по нагреву воды просты в эксплуатации. Они легко без потерь и последствий могут функционировать на различных видах топлива. В зависимости от погодных и климатических условий, специальные регуляторы контролируют эти изменения.
Рекомендуем к прочтению:
Как правило, газовые устройства вмонтированы в блочно-модульные котельные. Контрольно-измерительные устройства изначально входят в комплектацию.
Их корпус произведен из чугуна или стали. Промышленные газовые котлы представляют собой наиболее распространенные отопительные устройства, как и бытовой газовый котел отопления.
Преимущества водогрейных котлов:
- высокий коэффициент полезного действия, причем отдача тепловой энергии превышает ее потребление;
- движение газа по специальным магистралям под определенным давлением, что фиксируется регуляторами;
- компактность промышленных газовых котлов;
- доступность и экономичность газовых установок;
- отсутствие необходимости в электричестве.
Основные части водогрейного котла
Безопасность использования
Промышленные газовые устройства удобны и безопасны в использовании. Есть определенные требования к их эксплуатации, обязательное выполнение которых сократит риск появления производственных аварий и несчастных случаев. Возможно затухание газовой горелки, что может привести даже к взрыву газа. Такие ситуации могут возникнуть, если:
- давление в системе не соответствует определенным нормам;
- было внезапно отключено напряжение;
- произошла остановка тяги в дымоходе.
Во избежание данных ситуаций в производимые модели изготовители устанавливают вмонтированные системы безопасности. Сейчас на рынке газовых котлов можно закупить современное оборудование с системами самодиагностики, снабженное также термостатами, защищающими от перегрева воды, от блокировки насосов, контролером, регулирующим интенсивность пламени.
Кроме этих преимуществ, есть еще одна важная функция. В газовых установках срабатывает защитная система от накипи. Это происходит благодаря специальным предохранителям, вмонтированным в контур отопления. Многофункциональные газовые котлы являются более дорогостоящим оборудованием, но это увеличивает их стабильность и надежность, а главное – гарантию и безопасность.
