3.4. АГГБ

1. 4.Котельные установки, основное и вспомогательное оборудование

2. Основное и вспомогательное оборудование отопительных котельных установок Котельная:комплекс зданий и сооружений с котельными установками и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для выработки тепловой энергии в целях теплоснабжения.Котельная установка: котел (котлоагрегат) совместно с горелочными, топочными тягодутьевыми устройствами, механизмами для удаления продуктов горения и использования тепловой энергии уходящих газов (экономайзерами, воздухоподогревателями и т.д.) и оснащенный средствами автоматического регулирования, контроля и сигнализации процесса выработки теплоносителя заданных параметров. Котельная блочно-модульная: отдельно стоящая котельная, состоящая из блоков технологического оборудования, размещенных в строительном модуле. Газифицированная котельная помещения, где размещены один и более котлов при суммарной тепловой мощности установленного оборудования 360 кВт и более. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ "котел паровой"- устройство, предназначенное для выработки пара с давлением выше атмосферного, используемого вне этого устройства; "котел водогрейный" - устройство, предназначенное для нагрева воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне этого устройства; Котел-бойлер— паровой котел, в барабане которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ  На оборудование наносится маркировка в виде четких и нестираемых надписей, содержащих следующую информацию: а) наименование и (или) обозначение типа, марки, модели оборудования; б) параметры и характеристики, влияющие на безопасность; в) наименование материала, из которого изготовлено (произведено) оборудование (элементы); г) товарный знак изготовителя (при наличии); д) заводской номер; е) дата изготовления (производства). На каждом котле должна быть прикреплена заводская табличка с маркировкой паспортных данных, нанесенных ударным способом. Допускается маркировка механическим, электрографическим или электрохимическим способом, обеспечивающим четкость и долговечность изображения, равноценные ударному способу На табличке парового котла должны быть нанесены следующие данные: а) наименование, товарный знак организации-изготовителя; б) обозначение котла; в) номер котла по системе нумерации организации-изготовителя; г) год изготовления; д) номинальная паропроизводительность Dп в т/ч; е) рабочее давление на выходе в МПа (кгс/см2); ж) номинальная температура пара на выходе в °С. На табличке водогрейного котла должны быть нанесены следующие данные: а)-г) ка на паровом д) номинальная теплопроизводительность Q в МВт (Гкал/ч); е) рабочее давление на выходе в МПа (кгс/см2); ж) номинальная температура воды на выходе в °С.

4. КПД котла В котле при сжигании органического топлива происходит преобразование химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания. Выделившаяся теплота за вычетом потерь передается рабочему телу — теплоносителю, в результате получается полезная продукция, например, водяной пар или горячая вода. Эффективность сжигания топлива в котле характеризуется КПД, для определения которого составляют тепловой баланс – соотношение тепла полученного от сжигания топлива, полезно использованного тепла и потерь. Коэффициент полезного действия котла КПД- отношение полезно использованной в котле теплоты к затраченной (в процентах) Q1 ηбрутто = ----- 100% = = 100 - (q2 +q3+ q5) QH Потери теплоты с уходящими газами q2 (5-6% ) являются неизбежными, т.к. tух >> tокр.в.Зависят от вида сжигаемого топлива, нагрузки котла, температуры и объема уходящих газов, температуры воздуха, подаваемого в топку. Рост q2 может быть по причине: — повышения температуры уходящих газов из-за загрязненности поверхностей нагрева со стороны теплоносителя накипью и грязью, со стороны продуктов сгорания — золой и сажей, что ухудшает теплопередачу от газов к воде; —прососы воздуха в газоходы (для котлов, работающих под разрежением). Для снижения q2 необходимо: —поддерживать в чистоте наружные поверхности нагрева: —соблюдать требования к питательной и подпиточной воде; —не допускать присосов воздуха в топку и газоходы; —поддерживать оптимальный режим работы горелок (форсунок) при заданных минимальных коэффициентах избытка воздуха ее, —использовать теплоту уходящих газов (экономайзеры, воздухоподогреватели).

5. Потери теплоты от химической неполноты сгорания q3нежелательны, характеризуются содержанием в продуктах сгорания горючих газов СО, Н2, СН4, и сажи, зависят от вида топлива, способа сжигания, коэффициента избытка воздуха αв топке. ГОСТ 21204-97 (в ред 13) 4.4.3. Потери тепла от химической неполноты сгорания, определенные на основании анализа проб продуктов сгорания, в диапазоне рабочего регулирования горелки не должны быть более 0,4 %. Для газовой части газомазутных горелок, предназначенных для мощных котлов, потери тепла от химической неполноты сгорания не должны превышать 0,2 %. Высокое содержание углекислого газа или небольшое остаточное содержание кислорода в дымовых газах означает низкие потери тепла и, следовательно, высокий КПД. Необходимо увеличивать КПД, соответствующим образом установив количество поступающего для сгорания воздуха. В режиме стенд-бай таких потерь нет. Потери теплоты в окружающую среду q5зависят от качества и состояния обмуровки (ограждающих конструкций), размеров и взаимного расположения котлов, степени экранирования топки, наличия хвостовых поверхностей нагрева, увеличиваются при наличии сквозняков в котельной. Среднегодовой КПД. Для объективной оценки эффективности различного типа котельного оборудования в Германии, а затем и ряде других европейских стран был введен показатель «среднегодового КПД», показывающий фактический КПД, с которым котел работает во время отопительного периода и вне его. Благодаря этому показателю можно увидеть фактическую разницу в эффективности работы между разными видами отопительного оборудования. Методика, по которой определяется среднегодовой КПД, изложена в немецком стандарте DIN 4702 (часть 8), который был введен в действие еще в 1990 году Методика определения среднегодового КПД позволила произвести объективную оценку эффективности работы теплогенерирующего оборудования и предпринять практические шаги по внедрению эффективного котельного оборудования в Европейском сообществе. Как на техническом, так и на законодательном уровне. В целом это привело и продолжает при водить в Европе к снижению потребления энергоносителей и выбросов вредных веществ в окружающую среду. А для потребителя это снижение затрат на энергоносители

6. Элементы конструкции котла  Топка — устройство котла, предназначенное для сжигания в нем органического топлива и получения теплоты. В зависимости от вида используемого топлива и способа его сжигания используются котельные установки с:- камерными топками для сжигания газообразного и жидкого топлива;- камерными топками для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии;- слоевыми топками для сжигания твердого топлива в слое; -топками специальной конструкции для сжигания дров, древесных отходов, торфа. Обмуровка котла – ограждающие конструкции топки и газоходов, отделяющие его внутреннюю высокотемпературную часть от внешней среды. Служит для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду; придания необходимого направления потоку продуктов сгорания; предотвращения присосов воздуха в топку и газоходы (применительно к топкам, работающим под разрежением) или предотвращения выбивания продуктов сгорания в помещение (применительно к топкам, работающим под наддувом). Виды обмуровок: тяжелая, облегченная, натрубная облегченная. Футеровка – внутренняя часть обмуровки, подверженная воздействию высоких температур, выполняется из огнеупорного кирпича. Гарнитура — устройства, предназначенные для обслуживания котла со стороны движения продуктов сгорания и наблюдения за его работой. Это — лазы, лючки, гляделки, взрывные предохранительные клапаны, обдувочные аппараты, воздушные заслонки и шиберы, фронтовая плита для монтажа горелки. Поверхность нагрева котла — поверхность металлических стенок (барабанов, коллекторов, камер, труб), теплообменников обогреваемых с одной стороны пламенем или продуктами сгорания и омываемых с другой стороны котловой водой. Радиационная поверхностьнагрева воспринимает теплоту в основном за счет излучения факела, огнеупора, продуктов сгорания. Большая часть этой поверхности, расположенная в топке, называется экранами, которые разделяются на боковые, фронтовые, подовые, задние, двусветные (поворотные), потолочные. Конвективная поверхностьнагрева располагается вне топки, в газоходах котла и воспринимает теплоту от продуктов сгорания при соприкосновении (конвекции) с ними

7. Вспомогательное оборудование котла: Экономайзер— устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для нагрева питательной воды, поступающей в паровой котел, или нагрева теплофикационной воды. Воздухоподогреватель— устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку. Газовая горелка — устройство, обеспечивающее устойчивое сжигание газового топлива и возможность регулирования процесса горения. Предназначена для подачи к месту горения раздельно газа и воздуха или их смеси, частично или полностью подготовленной. Форсунка— устройство для подачи, распыливания и распределения в воздушном потоке жидкого топлива, поступающего в топку котла. К арматуре относятся устройства, устанавливаемые на трубопроводах, и предназначенные для управления потоками рабочей среды путем изменения проходных сечений с помощью перемещения или поворота рабочего органа (затвора) — запорная, регулирующая, предохранительная, контрольная, обратного действия и т.д.. Контрольно-измерительные приборы — специальные технические устройства (манометры, термометры, уровнемеры, расходомеры, газоанализаторы и т.д.), предназначенные для определения значения измеряемого параметра (давления, температуры, уровня жидкости, расхода среды, состава газов) в форме, доступной для восприятия наблюдателем (показывающие, самопишущие, сигнализирующие, интегрирующие). Автоматизация (средства автоматизации) — это комплекс технологических мероприятий, позволяющих вести процессы без непосредственного участия в них персонала

8. Вспомогательное оборудование котельной: • Оборудование химводоподготовки (ХВП)— устройства, предназначенные для химической и термической обработки исходной (сырой) воды с целью доведения ее до заданных проектом параметров (температуры, давления и химического состава). • В состав оборудования газовоздушного тракта входит: дымовая труба; тягодутьевые машины (дутьевые вентиляторы, дымососы, турбины); а также распределительные воздухопроводы; воздухоподогреватели (если они предусматриваются); регулирующие устройства (шиберы, воздушные заслонки, направляющие аппараты); предохранительные взрывные клапаны. • Дутьевые вентиляторы служат для подачи воз­духа, необходимого для сгорания топлива (применительно к горелкам с принудительной подачей воздуха). • Дымосос предназначен для удаления продуктов сгорания в атмосферу и преодоления сопротивлений газового тракта котла: отсасывая газы из газоходов, он нагнетает их дымовую трубу (для топок, работающих под разрежением). • Для регулирования подачи воздуха и тяги устанавливаются поворотные заслонки (шиберы) или осевые направляющие аппараты. • Насос — устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) жидкости в результате сообщения ей внешней энергии, благодаря чему осуществляется ее поток. • Теплообменник (теплообменный аппарат) — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от одной среды к другой (от греющей к нагреваемой). • Бойлер (водоподогреватель)— теплообменный аппарат, использующий теплоту пара, сетевой или котловой воды для получения горячей воды других параметров. Бойлер может быть встроенным в котел или отдельно стоящим. • К оборудованию топливоподачи относятся: • при использовании природного газа в качестве топлива — ГРУ (ШРП), внутренние газопроводы, газовое оборудование, арматура и приборы;

9. КЛАССИФИКАЦИЯ КОТЛОВ • По виду вырабатываемого теплоносителя: паровые, водогрейные, пароводогрейные. • По параметрам теплоносителя: • паровые котлы с рабочим рпболее 0,7 кгс/см2 и водогрейные с tв выше 115оС –котлы «высоких» параметров. • паровые котлы с рабочим рпне более 0,7 кгс/см2 и водогрейные с tв не выше 115оС —котлы «низких» параметров • По применяемому материалу: • стальные; • чугунные; • специальные (конденсационные), сконструированные с использованием нержавеющих сталей или биметаллов (композитные, биферральные) • IV.По принципу теплообмена: • поверхностные, в которых передача теплоты от продуктов сгорания к котловой воде происходит через разделительную стенку (поверхность нагрева). • поверхностно-контактные, в которых топочная часть выполнена по типу поверхностного газотрубного котла, а в контактной насадке передача теплоты осуществляется при непосредственном контакте (смешении) продуктов сгорания и воды с использованием теплоты конденсации продуктов сгорания. • V.По степени использованиятеплоты продуктов сгорания поверхностные котлы подразделяются на: • - традиционные (стандартные) • - без регулирования температуры воды на входе • - конденсационные • VI По перемещению продуктовсгорания и водыповерхностные котлыделятся на: • - водотрубные,в которых котловая вода перемещается по трубам, а продукты сгорания движутся и омывают их снаружи; • - газотрубные, с жаровой трубой (топкой) и пучком дымогарных труб — продукты сгорания движутся внутри труб, омываемых снаружи водой. • - водотрубно-газотрубные

10. VIIIПо характеру движения котловой воды(пароводяной смеси) в водотрубных котлах: • -с естественной циркуляцией; • - с принудительной циркуляцией, в которых вода движется за счет напора, создаваемого насосами: • VIIIПо типу топки(способу удаления продуктов сгорания): • работающие под разрежением; могут иметь тягу и подачу воздуха естественную или принудительную. В газовом тракте (и в топке) давление ниже атмосферного (тяга); • работающие с противодавлением (по наддувам); топка и газоходы находятся под избыточным давлением по отношению к окружающему воздуху. Подача воздуха и удаление продуктов сгорания производится принудительно от дутьевого вентилятора. топка и газоходы находятся под избыточным давлением по отношению к окружающему воздуху. Наддув создается принудительно за счет работы дутьевого вентилятора блочной горелки, он же обеспечивает подачу в топку воздуха, необходимого для сгорания газа. • Также бытовые отопительныекотлы могут быть • - настенного • - или напольного исполнения. • В зависимости от мощности и функционала они могут быть установлены как в отдельном помещении, так и в кухне или ванной. • А также могут различаться по количеству контуров • -одно • -и двухконтурные(для таких котлов отопления характерно то, что они являются частью сразу двух отдельных систем: системы отопления и системы горячего водоснабжения) • и по способу розжига.

11. Способы создания разрежения в топках По особенностям газовоздушного тракта различают котлы с естественной тягой, с принудительной (или уравновешенной) тягой и под наддувом. Внешняя побудительная сила, которая обеспечивает беспрерывную подачу в топку воздуха, необходимого для горения, движение по газоходам и отвод в атмосферу газообразных продуктов сгорания, называется силой тяги. Отношение силы тяги к площади сечения дымовой трубы называется тягой. Естественная тяга создается дымовой трубой и зависит от ее высоты и разности плотностей наружного (холодного) воздуха и горячих продуктов сгорания. Естественная тяга тем больше, чем ниже температура окружающего воздуха, выше температура дымовых газов и выше дымовая труба. Уходящие газы, которые находятся в дымовой трубе, значительно легче, чем окружающий воздух. Наружный воздух, как более тяжелый, беспрерывно давит на столб газообразных продуктов сгорания в дымовой трубе и выталкивает их в атмосферу. Вследствие этого возникает непрерывное движение воздуха и дымовых газов в котлоагрегате. дымосос • Принудительная тяга создается вытяжным вентилятором (дымососом), установленным на газоходе после котла (экономайзера), при этом газовый тракт перед дымососом находится под разрежением, а за ним – под избыточным давлением. 1– соединительная муфта 2 – ходовая часть 3 – термометр 4 – корпус улиткообразной формы 5 – рабочее колесо с лопатками 6 – консольный вал 7 – нагнетательный патрубок 8 – всасывающий патрубок 9 – корпус осевого направляющего аппарата 10 – поворотные лопатки 11 – общий поворотный механизм 12 – рычажный привод 13 – электрический исполнительный механизм

12. В котлах с уравновешенной тягой разрежение создается за счет работы дымососа, а подача воздуха производится дутьевым вентилятором. • Поддержание в топке заданного разрежения является обязательным условием для того, чтобы избежать попадания продуктов сгорания в помещение, при этом местом отбора импульса разрежения в топке является ее верхняя часть. • В котлах, работающих под наддувом, в топке поддерживается давление выше атмосферного, и удаление продуктов сгорания производится принудительно за счет работы дутьевого вентилятора, он же обеспечивает подачу в топку воздуха, необходимого для полного сгорания газа. • Котлы, работающие под наддувом, оборудуются только автоматизированными газогорелочными блоками со встроенными вентиляторами. Ручной розжиг горелок не предусматривается. • В таких котлах: снижается металлоемкость, упрощается компоновка газовоздушного тракта (нет дымососа), повышается экономичность за счет отсутствия присосов воздуха в газоходы, но при этом предъявляются повышенные требования к герметичности котла (исполнение обмуровки, конструкция гляделок должны быть в газоплотном исполнении). • Наддув – не регулируемый, показывающих приборов по давлению газов в топке нет, контролируемым в автоматике безопасности является параметр - «повышение давление газов в топке», вместо - «падение разрежения» - в котлах с тягой.

13. Схема вывода газов

14. Удаление продуктов сгорания настенных котлов В приборах с принудительной тягой выход отработанных газов осуществляется по средствам коаксиальных труб, которые конструктивно состоят из внешней части и внутренней. Большим преимуществом таких котлов можно назвать то, что они для горения не используют воздух внутри помещения, поэтому не нуждаются в постоянном проветривании отапливаемого помещения для запасания свежим воздухом

15. Отвод дымовых газов при использовании естественной тяги возможен и через ТЯГОПРЕРЫВАТЕЛЬ. Это устройство применяют для стабилизации тяги. Тягопрерыватель представляет собой конструкцию , герметично насаженную на котел в районе выхода газохода. В верхней части тягопрерывателя расположено продолжение газохода и дымовая труба, в нижней части , отверстие для подсоса воздуха из атмосферы. За счет разницы давления на высоте дымовой трубы и давления в районе отверстия для подсоса воздуха – в тягопрерывателе образуется устойчивый воздушный поток, который засасывает (инжектирует) дымовые газы из топки. В такой конструкции обязательна установка датчика контроля тяги или температурного датчика для исключения возможности выхода дымовых газов в помещение, при нарушении тяги. При общей длине дымохода более 1 метра необходимо на выходе продуктов сгорания из котла устанавливать конденсатоотводчик

17. двухконтурный настенный двухконтурный настенный котел с закрытой камерой сгорания котел с открытой камерой сгорания

18. Системы отопления Водяные системы водоснабжения разделяются на закрытые и открытые. Сети, в которых постоянно циркулирует одно и тоже количество воды без разбора её, называются закрытыми. В открытых системах вода разбирается потребителями на цели горячего водоснабжения. основные элементы закрытой системы отопления: Источник тепла (котел), трубопроводы (тепловая сеть), запорно-регулирующая и предохранительная арматура (в т. ч. предохранительные клапаны в соответствии с правилами РТН;,3-х и 4-х ходовые смесители), обезвоздушиватели, приборы КИП и автоматики, расширительные баки, насосы (циркуляционные, подпиточные, сетевые), теплообменные аппараты, системы водоподготовки. В высших точках трубопроводов тепловых сетей, в том числе на каждом секционном участке, должны быть установлены штуцеры с запорной арматурой для выпуска воздуха - воздушники. В тех случаях, когда теплопотребляющие устройства рассчитаны на параметры ниже, чем на источнике теплоты, предусматриваются автоматические устройства для понижения давления и температуры, а также соответствующие предохранительные устройства. Системы отопления частных домов можно разделить на три вида: В зависимости от расположения трубопроводов различают следующие варианты отопительных систем в частных домах: • с нижней и верхней разводкой; • с горизонтальной разводкой; • с одним стояком (однотрубные); • с прямым и обратным стояками (двухтрубные); • коллекторная или лучевая.

19. При однотрубной системе воды последовательно поступает от одной батареи к другой, что не позволяет выключить отдельные радиаторы и отрегулировать температуру. Двухтрубная система разводки труб для отопления дома Однотрубная схема разводки труб для отопления дома Двухтрубная схема предусматривает наличие 2-х труб, подходящих к отопительному прибору. По одной из них подводится горячая вода, другая отводит холодную.

20. Коллекторная, лучевая схема, при удобстве монтажа и эксплуатации обеспечивает контроль за температурой во всех помещениях частного дома. Схема включает коллектор, который монтируется рядом с главным стояком, и отходящие от него трубы. Коллектор регулирует поступление горячей воды в трубы и отвод охлажденной. Коллекторная система – многоконтурная, каждый контур запитан от коллектора через регулятор температуры, таким образом можно отключить или отрегулировать температурный режим в любом помещении. Коллекторная система отопления частного дома Для равномерного распределения тепла в доме, оснащенном автономной системой отопления, используют различные модели циркуляционных насосов. Основным назначением циркуляционного насоса является обеспечение принудительной циркуляции теплоносителя в пределах замкнутой отопительной системы. Данное оборудование обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по трубам и батареям. При этом прогрев радиаторов осуществляется одновременно во всех комнатах независимо от их удаленности от отопительного котла.

21. Расширительные устройства Расширительные устройства - это устройства для поддержания давления и для компенсации изменения объема воды при температурных изменениях. Рекомендуется устанавливать баки мембранного типа. Расширительные баки мембранного типа оборудуются: - предохранительными клапанами с организованным отводом воды от клапана, оборудованным видимым разрывом и сливом в канализацию; - автоматикой регулирования давления воды в системе.

24. Смесители 3-х и 4-х ходовые Важным элементом регулирования в системах потребления тепла являются трех- и четырехходовые смесительные клапаны. Для управления потоками применяют 3-х и 4-х ходовые смесители. В результате смешения стабилизируется температура воды в подающей линии отопительного контура. Всем процессом смешения управляет регулятор, постоянно измеряющий температуру наружного воздуха (ATS) и с помощью привода управляющий положением рукоятки смесительного клапана для получения заданной температуры воды в подающем трубопроводе отопительного контура, которая контролируется соответствующим датчиком (VTS). Положение рукоятки клапана указывает на степень смешения котловой воды с охлажденной обратной водой. Система регулирования со смесительным клапаном или смесительными клапанами в состоянии поставить ровно столько тепла, сколько требуется в данный момент времени. В результате потребитель получает гарантированный комфорт, повышается среднегодовой КПД котла и тем самым уменьшается потребление топлива и увеличивается срок эксплуатации котла. Четырехходовой смесительный клапан, кроме основной функции, обеспечивает также защиту котла от низ кой температуры обратного потока путем подмешивания к нему котловой воды, при условии, что смесительный клапан установлен возле котла.