2.1. Конструкции котлов м компоновочные решения котельных для систем децентрализованного теплоснабжения

Для систем децентрализованного теплоснабжения применяются паровые или водогрейные котлы, устанавливаемые соответственно в паровых и водогрейных котельных. Выбор типа котлов зависит от характера тепловых потребителей и требований к виду теплоносителя /8/.

Производственно-отопительная котельная обеспечивает потребителей как паром с требуемыми параметрами, так и горячей водой /19/. В них устанавливаются паровые котлы, которые более надежны в эксплуатации, так как их хвостовые поверхности нагрева не подвержены такой значительной коррозии дымовыми газами как водогрейные /45/.

Особенностью водогрейных котельных является отсутствие пара, в связи с чем ограничивается обеспечение промышленных потребителей, а для дегазации подпиточной воды необходимо применять вакуумные деаэраторы, более сложные в эксплуатации по сравнению с обычными атмосферными. Однако схема обвязки котлов трубопроводами в этих котельных значительно проще, чем в паровых. Ввиду сложности предотвращения выпадения конденсата на хвостовых поверхностях нагрева из водяных паров, находящихся в дымовых газах, возрастает опасность выхода из строя водогрейных котлов в результате коррозии.

В качестве источников при автономном (децентрализованном) и местном теплоснабжении могут выступать квартальные и групповые теплогенерирующие установки, предназначенные для снабжения теплотой одного или нескольких кварталов, группы жилых домов или одиночных квартир, общественных зданий /Мельк.,Сотн./. Эти установки являются, как правило, отопительными.

Местное теплоснабжение используется в жилых районах с тепловой потребностью не более 2,5 МВт для отопления и горячего водоснабжения небольших групп жилых и производственных зданий, удаленных от города, или как временный источник теплоснабжения до ввода основного во вновь застраивающихся районах /44/.

При достаточно сильном износе существующих тепловых сетей централизованного теплоснабжения и отсутствии необходимого финансирования работ по их замене более короткие тепловые сети децентрализованного (автономного) теплоснабжения перспективнее и экономичнее. Переход на автономное теплоснабжение стал возможным после появления на рынке высокоэффективных котлов малой теплопроизводительности с КПД не ниже 90% /38/.

На рис.2.1-2.3 приведена котельная с котлами фирмы "Есошах" и общий вид котла (см. паспорт котла).

Эти котлы работают под наддувом, у них герметичная камера сгорания, для которой характерны низкое теплонапряжение топочного объема и минимальный уровень шума горения. Факел устойчив, с равномерным и чистым пламенем. Для

Рис.2.1. Блочная котельная с котлами фирмы "Ecomax"

Рис.2.2-2.3. Общий вид котлов фирмы "Ecomax"

таких топок характерен низкий уровень вредных выбросов, особенно окислов азота, так как горение происходит при температуре, при которой подавляется генерирование оксидов азота /59-60/.

Топки имеют двухступенчатое или плавное регулирование, сбалансированный теплообмен, что позволяет работать котлам как при максимальной, так и минимальной тепловых нагрузках (до 25% нагрузки от максимальной). В данных котлах имеются антиконденсационные насосы, которые включаются при холодных запусках и низких нагрузках, что исключает образование конденсата на поверхностях котла.

Котлы модели "Ecomax НТ" имеют эффективную теплоизоляцию дымовой камеры, съемный шумопоглощающий кожух для звукоизоляции горелки.

В камерах сгорания (топках) имеется газовая горелка с 2-х ступенчатой или плавной регулировкой мощности, с моноблочной и скоммутированной газовой рампой в комплекте с фильтром и стабилизатором.

В отечественном котлостроении появились эффективные аналогичные котлы, например, Борисоглебского завода.

На рис.2.5 приведена заводская схема монтажа водоподогревателя с системой отопления (см. паспорт котла).

В комплект поставки котлов "Хопер" входит импортное оборудование: насос циркуляционный, клапан безопасности, электромагнит, автоматический воздушный вентиль, расширительный бак с арматурой.

Для модульных котельных особенно перспективны котлы типа "КВа" производительностью до 2,5 МВт. Они обеспечивают тепло - и горячее водоснабжение нескольких многоэтажных домов жилого комплекса /9,19/.

"КВа" автоматизированный водогрейный котлоагрегат, работающий на природном газе низкого давления под наддувом, предназначен для нагрева воды, используемой в системах отопления, горячего водоснабжения и вентиляции. В состав котлоагрегата входит собственно водогрейный котел с утилизатором теплоты, блочная автоматизированная газовая горелка с системой автоматики,

Рис.2.4. Общий вид котла "Хопер" (см. паспорт котла): 1 - глазок, 2 - датчик тяги, 3 - трубка, 4- котел, 5 - блок автоматики, 6 - термометр, 7- датчик температуры, 8 - запальник, 9 - горелка, 10 - терморегулятор, - 11 - разъем, 12 - клапан горелки, 13 - газопровод, 14 - клапан запальника, 15 - сливная пробка, 16- пуск запальника, 17 - газоотвод, 18 - патрубки отопления, 19 - панели, 20 - дверка, 21 - шнур с евровилкой.

обеспечивающей регулирование, управление, контроль параметров и противоаварийные защиты. Он оснащен автономной водопроводной системой с

запорной арматурой и предохранительными клапанами, что позволяет легко

Рис.2.5.

Котлоагрегат имеет улучшенные экологические характеристики: снижено содержание оксидов азота в продуктах сгорания по сравнению с нормативными требованиями, наличие оксида углерода практически близко к нулю.

К такому же типу относится автоматизированный газовый котел "Флагман'78/. Он имеет два встроенных теплообменника из оребренных труб, один из которых может подключаться к системе отопления, другой - к системе горячего водоснабжения. Оба теплообменника могут работать на совместную нагрузку.

Перспективность последних двух типов водогрейных котлов заключается в том, что у них достаточно снижена температура уходящих газов за счет применения теплоутилизаторов или встроенных теплообменников с сребренными трубами. Такие котлы имеют КПД на 3-4% выше по сравнению с другими типами котлов, у которых отсутствуют теплоутилизаторы.

Находит применение и воздушное отопление. С этой целью используются воздухонагреватели типа ВРК-С производства ООО "Теплосервис", г. Каменск- Шахтинский Ростовской области, совмещенные с топкой на газообразном топливе мощностью 0,45-1,0 МВт. Для горячего водоснабжения устанавливается в этом случае проточный газовый водонагреватель типа MORA-5510.

При местном теплоснабжении котлы и оборудование котельных выбирают исходя из требований, предъявляемых к температуре и давлению теплоносителя (подогретой воды или водяного пара). В качестве теплоносителя для отопления и горячего водоснабжения принимается, как правило, вода, а иногда пар давлением до 0,17 МПа. Ряд производственных потребителей обеспечивается паром давлением до 0,9 МПа. Тепловые сети имеют минимальную протяженность. Параметры теплоносителя, а также тепловой и гидравлический режим работы тепловых сетей соответствуют режиму работы местных систем отопления и горячего водоснабжения.

Достоинства такого теплоснабжения - небольшая стоимость источников теплоснабжения и тепловых сетей; простота монтажа и обслуживания; быстрый ввод в эксплуатацию; разнообразие типов котлов с большим диапазоном по теплопроизводительности.

При автономном теплоснабжении отсутствуют наружные тепловые сети, а теплопроводы местных распределительных систем отопления и горячего водоснабжения имеют минимальную протяженность /13/.

В последнее время находит применение поквартирное теплоснабжение. С этой целью используются перспективные конденсационные настенные котлы (рис.2.6), например, фирмы "BLUMAX" (см. паспорт котла).

Котлы серии BLUMAX представляют собой настенные конденсационные котлы с герметичной камерой сгорания, оборудованные горелкой предварительного смешивания, мощностью 45 и 60 кВт. Они предназначены только для отопления, но могут также использоваться в сочетании с внешним бойлером из серии Ecosanit.

Корпус и теплообменник выполняются из алюминиевого сплава, котел комплектуется газовой горелкой предварительного смешивания с регулируемой мощностью: котел управляется электронной микропроцессорной аппаратурой, которая наряду с повышенной комфортностью в помещении позволяет обеспечить максимальную безопасность и экономичность. Регулирование мощности происходит на основании значений температуры, определяемой датчиками, в свою очередь, подключенными к электронной плате. Регулирование происходит за счет изменения скорости вращения вентилятора. Электронная плата может подключаться к внешнему температурному датчику (дополнительная комплектация), который обеспечивает возможность работы оборудования в режиме "плавающей температуры", то есть, когда температура в подающем контуре котла изменяется автоматически в зависимости от температуры наружного воздуха.

Котлы BLUMAX - конденсационные, то есть при сгорании 1 мэ метана образуется 2 м3 водяного пара, при конденсации которого получается 1,6 кг воды. В результате используется скрытая теплота парообразования, часть которой рекуперируется теплообменником из алюминиевого сплава и возвращается в тепловую схему в виде горячего конденсата, подмешиваемого к воде в системе отопления.

Рис. 2.6.-2.7. Настенный модульный конденсационный котел с газовой горелкой предварительного смешивания /4/

Конденсационный котел, как правило, оптимален при относительно низких температурах системы отопления (30-50°С), то есть в сочетании с панельными либо радиаторными системами больших размеров, но он также эффективен при температуре воды в системе отопления равной 70 - 75°С.

Таким образом, по сравнению с традиционными котлами за счет уменьшения потерь физического тепла дымовых газов конденсационный котел более экономичен.

К достоинствам настенных конденсационных котлов можно отнести отсутствие внешних тепловых сетей. В то же время они обладают и существенным недостатком: отсутствие водоподготовки подпиточной воды, что ведет к осаждению солей жесткости на внутренних стенках котла, особенно в режиме его работы по горячему теплоносителю 70-75°С.

При децентрализованном теплоснабжении рекомендуется использовать электрическую энергию не только для приготовления пищи, но и для отопления и горячего водоснабжения. Особенно целесообразно использовать ее для снятия пиковых тепловых нагрузок. При этом резко снижаются трудовые затраты на устройство и эксплуатацию систем, упрощается схема систем отопления, улучшается микроклимат помещений, представляется возможным использование простых схем автоматических устройств наиболее комфортного панельно- лучистого отопления с греющими кабелями, укладываемыми в строительные конструкции /8,38/.