Как устроены промышленные газовые котлы большой мощности

1. Паровой котел МЗК-7АГ

Вертикально-цилиндрический паровой котел МЗК-7АГ Московского завода котлоагрегатов — это котел с естественной циркуляцией. Котел состоит из верхнего (рис. 3.1) и нижнего кольцевых коллекторов, соединенных между собой вертикальными трубами расположенными по концентрическим окружностям в шахматном порядке.

Внутренний кольцевой ряд образует цилиндрическую топочную камеру. Шаг труб обеспечивает их крепление в трубных решетках вальцовкой или сваркой. Для обеспечения работы котла под наддувом при избыточном давлении 200…500 Па (20…50 кгс/м2) топочная камера выполняется газоплотной за счет применения плавниковых труб, сваренных между собой по плавникам.

https://www.youtube.com/watch?v=2M_qMJoszUs

Экранные трубы, между которыми выходят ПГ, установлены более редко и не имеют плавников. Радиационная поверхность топки и последующие ряды труб, образующие конвективную поверхность, выполнены из труб с наружным диаметром 38 мм.

Верхний кольцевой коллектор имеет съемную крышку обеспечивающую доступ для осмотра, очистки и ремонта поверхностей нагрева и коллекторов. Нижний кольцевой коллектор образован нижней трубной решеткой и штампованным упорным кольцом. Питательная вода поступает в верхний коллектор, опускается по менее обогреваемым конвективным трубам в нижний коллектор, а образующаяся пароводяная смесь поступает по экранным трубам в верхний коллектор, где происходит отделение пара от воды.

Отвод пара осуществляется из верхнего коллектора через парозапорный вентиль, установленный на крышке котла. Там же установлены два пружинных предохранительных клапана. На боковой поверхности верхнего коллектора установлены два водоуказательных прибора и манометр. Продувка котла из нижней кольцевой камеры проводится через вентиль

Котел снабжен питательным насосом и дутьевым вентилятором. Воздух для горения подается вентилятором через патрубок в воздушный кольцевой канал, образованный внутренней жаростойкой и наружной обшивками, являющийся одновременно и тепловой изоляцией котла.

Нагретый воздух из кольцевого канала через воздухопровод и воздушный регистр 8 подается в горелку котла. На. воздушном регистре предусмотрена поворотная заслонка осуществляющая двухпозиционное регулирование расхода подаваемого в горелку воздуха в зависимости от расхода топлива.

Рис. 3.1. Паровой котел МЗК-7АГ:

крышка; поворотная заслонка; горелка; 4, 5, 7 электроды соответственно верхнего, нижнего аварийного уровней воды; уровнемернаяколонка; воздушный регистр; вентиль продувки котла; 10, 13нижнийи верхний кольцевые коллекторы; — трубы; топочная камера

Короткофакельная смесительная газовая горелка состоит из центральной трубы, по которой подается газ, запального устройства и двух электродов. Продукты горения через два окна, образованные трубами, двумя потоками расходятся по газоходу кольце- ‘ образной формы в противоположные стороны.

4. Паровые котлы серии ДКВр

Используемые для выработки насыщенного и перегретого пара с температурой 250, 370 и 440 °C вертикально-водотрубные котлы серии ДКВр имеют несколько типоразмеров с рабочим давлением пара 1,4; 2,4; 3,9 МПа и номинальной паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5; 10; 20; 35 т/ч.

Котлы серии ДКВр являются унифицированными и представляют собой двухбарабанные вертикальноводотрубные котлы с естественной циркуляцией. В зависимости от длины верхнего барабана котлы серии ДКВр могут иметь два типоразмера — с длинным барабаном и укороченным.

Рис. 3.3. Вертикально-водотрубный паровой котел Е-1-9Р:

1, 10 — верхний и нижний барабаны; 2 – главный паровой вентиль; 3 — боковой экран; 4 – потолочный экран; 5 – фронтальный экран; 6 – коллектор фронтального экрана; 7 — окно для загрузки топлива; 8 – бункер для сбора золы; 9 – колосниковая решетка; 11 — котельный пучок труб; 12 —дымовая труба; ПГ – продукты горения

Рис. 3.4. Паровой котел ДКВр-6,5-13:

1 – топочная камера; 2, 13 – верхний и нижний барабаны; 3 – манометр; 4 — предохранительный клапан; 5 – питательные трубопроводы; 6 – сепарационное устройство; 7- легкоплавкая пробка; 8 — камера догорания; 9 – перегородка; 10 — пучок кипятильных труб; 11 – трубопровод непрерывной продувки; 12 – обдувочное устройство; 14 — трубопровод периодической продувки;

пичная стенка; 16 —коллектор

Для работы на том или ином топливе котлы серии ДКВр комплектуются соответствующими топочными устройствами. Котлы ДКВр-2,5-13; -4-13 и -6,5-13 имеют одинаковое конструктивное оформление. В конструкции парового котла ДКВр-6,5-13, работающего на газообразном топливе, имеются два барабана, изготовленные из стали 16ГС, верх-

1 ний (рис. 3.4) и нижний одинакового внутреннего диаметра 1 000 мм. Нижний барабан укорочен на размер топки. Котел имеет экранированную топочную камеру и развитый пучок кипятильных труб. Топочные экраны и пучок кипятильных труб выполнены из труб диаметром 51×2,5 мм.

Ход движения Г1Г топлива в котле серии ДКВр схематично изображен на рис. 3.5 Продукты горения из топочной камеры выходят через окно, расположенное в правом углу ее стенки, и

поступают в камеру догорания. С помощью двух перегородок (см. рис. 3.4) — шамотной (первая по ходу ПГ) и чугунной — внутри котла образуются два газохода, по которым движутся ПГ, поперечно омывающие трубы конвективного пучка. После этого ПГ выходят через специальное окно, расположенное с левой стороны в задней стенке котельного агрегата.

Верхний барабан в передней части соединен с двумя коллекторами экранными трубами, т. е. трубами, образующими два боковых топочных экрана. Одним концом экранные трубы ввальцо- ваны в верхний барабан, а другим приварены к коллекторам диаметром 108×4 мм.

В задней части верхний барабан соединен с нижним барабаном пучком кипятильных труб, которые образуют развитую конвективную поверхность нагрева. Расположение труб коридорное с одинаковым шагом 110 мм в продольном и поперечном направлениях. Коллекторы соединены с нижним барабаном с помощью перепускных труб.

Питательная вода подается в котел по двум перфорированным (с боковыми отверстиями) трубам (питательные трубопроводы 5) под уровень воды в верхний барабан. По опускным трубам вода из барабана поступает в коллекторы а по боковым экранным трубам пароводяная смесь поднимается в верхний барабан, образуя таким образом два контура естественной циркуляции.

Третий контур циркуляции образуют верхний и нижний барабаны котла и пучок кипятильных труб. Опускными трубами этого контура являются грубы наименее обогреваемых последних по ходу ПГ рядов кипятильных труб пучка. Вода по опускным трубам поступает из верхнего барабана в нижний, а пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка, имеющим повышенную тепловую нагрузку, поднимается в верхний барабан.

Рис. 3.5. Схема движения продуктов горения в котлах серий ДКВр (а), ДЕ-4, -6,5, -10 (б) и ДЕ-16, -25 (в)

Г — газ; В — воздух; ПГ — продукты горения

В верхнем барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду.

Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство в виде жалюзи и дырчатого листа, улавливающее капли уносимой с паром котловой воды. При необходимости производства перегретого пара пароперегреватель устанавливают после второго или третьего ряда кипятильных труб пучка, заменяя часть его труб.

В нижней части верхнего барабана имеются трубопровод 77 непрерывной продувки котла, необходимой для снижения солесодержания котловой воды и поддержания его на заданном уровне, а также две контрольные легкоплавкие пробки 7, сигнализирующие об упуске воды.

Нижний барабан является шламоотстойником, кроме того, через перфорированную трубу в нижнем барабане проводится периодическая продувка котла (см. трубопровод периодической продувки) и, наконец, в нижнем барабане имеются линия для слива воды и устройство для подогрева паром в период растопки котла.

На верхнем барабане установлены две водоуказательные колонки, манометр предохранительные клапаны имеются патрубок для отбора пара на собственные нужды и парозапорный вентиль. Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения в случае возможных взрывов в котле в верхних частях топки и кипятильного пучка предусмотрены взрывные предохранительные клапаны.

Для очистки наружных поверхностей труб от загрязнений котел оборудуют обдувочным устройством 72 — вращающейся трубой с соплами. Обдувка ведется паром. Котел не имеет несущего каркаса. Трубно-барабанная система котла размещается на опорной раме, с помощью которой котел крепится к фундаменту.

Паровые котлы паропроизводительностью 10; 20; 30 т/ч имеют рабочее давление 1,4; 2,4 и 3,9 МПа и выполняются как с пароперегревателем, так и без него. Обмуровка котлов серии ДКВр выполняется из шамотного и обыкновенного кирпичей или облегченной из термоизоляционных плит.

Паровые котлы серии ДКВр для работы на твердом топливе комплектуются соответствующими топочными устройствами: топками для сжигания каменных и бурых углей, а также антрацитов; топками системы А. А. Шершнева для сжигания фрезерного торфа; топками скоростного горения ЦКТИ системы В. Е. Померанцева. Паровые котлы ДКВр-2,5-13; -4-13 и -6,5-13 имеют одинаковое конструктивное оформление. Паровой котел ДКВр-10-13

с топкой ЧЦР имеет два барабана — верхний (рис. 3.6) и нижний 5. Нижний барабан укорочен на размер топки. Котел имеет экранированную топочную камеру и развитый пучок кипятильных труб. Топочные экраны и кипятильные трубы пучка выполнены из труб диаметром 51 х 2,5 мм.

Все котлы серии ДКВр работают на химически очищенной и деаэрированной воде. При сжигании газа и мазута КПД этих котлов 90%, а при сжигании твердых топлив — 75…85,4%.

Рис. 3.6. Паровой котел ДКВр-10-13 с топкой ЧЦР:

1 – топочная камера; 2, 5 -верхний и нижний барабаны; 3 – камера догорания; 4 – пучок кипятильных труб; 6 – наклонный свод; 7 шлакосниматель; 8 – шлаковая шахта; 9 – коллектор; 10 – секции для подачи воздуха; 11 — колосниковая решетка прямого хода; 12 – регулятор высоты слоя топлива; 13 — топливный бункер

5. Паровые котлы серии ДЕ

Марка вертикально-водотрубных котлов серии ДЕ указывает на Д-образный агрегат с естественной циркуляцией, который предназначен для выработки насыщенного и перегретого пара с температурой 225 °C. Паровые котлы этой серии имеют несколько типоразмеров, обеспечивающих рабочее давление пара 1,4 МПа и номинальную паропроизводительность 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч.

Котлы специализированы на сжигании газа и мазута, что дает возможность более полно реализовать преимущества этих высокотеплотворных топлив. Характерной конструктивной особенностью котлов серии ДЕ является расположение топочной камеры (рис. 3.7) сбоку от конвективного пучка труб, что предотвращает обогрев верхнего барабана и значительно уменьшает площадь ограждающих поверхностей.

Топочная камера котла полностью экранирована и отделена от конвективного пучка труб газоплотной перегородкой 7, выполненной, как и все тепловоспринимающие поверхности котла, из труб диаметром 51 х 2,5 мм. В задней части перегородки имеется окно (фестон)

для прохода ПГ в конвективный пучок, который образован коридорно-расположенными вертикальными трубами. Трубы правого экрана покрывающего также пол и потолок топочной камеры, а также левого бокового экрана (перегородка 7 и фестон) и конвективного пучка ввальцованы непосредственно в верхний и нижний барабаны. Трубы заднего экрана крепятся методом сварки к нижнему и верхнему коллекторам диаметром 159 х 6 мм.

Фронтальный экран паровых котлов ДЕ-4; -6,5; -10 аналогичен заднему экрану и отличается лишь отсутствием части труб в средней части (для размещения амбразуры горелки и лаза, совмещенного со взрывным клапаном). У паровых котлов ДЕ-16 и ДЕ-25 фронтальный экран образован четырьмя трубами, замкнутыми непосредственно на верхний и нижний барабаны.

Под топочной камеры закрыт слоем огнеупорного кирпича. На фронтальной стене паровых котлов серии ДЕ установлено по одной газомазутной горелке: на котлах ДЕ-4; -6,5 и -10 — вихревые горелки ГМ-2,5; ГМ-4,5; ГМ-7 тепловой мощностью соответственно 2,5; 4,5 и 7 Гкал/ч [I]; на котле ДЕ-16 используется горелка ГМ-10 с цилиндрической амбразурой и тепловой мощностью 10 Гкал/ч;

на котле ДЕ-25 — камера двухступенчатого сжигания с горелкой ГМ-16 тепловой мощностью 16 Гкал/ч.

Движение ПГ в паровых котлах серии ДЕ схематично показано на рис. 3.5 Дымовые газы, т. е. продукты горения топлива, из топочной камеры поступают через окно в перегородке в конвективный пучок труб. Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч имеют в конвективных пучках труб продольную перегородку (см. рис. 3.

5 что обеспечивает разворот ПГ в пучке и их выход через заднюю стенку котла. Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч такой перегородки не имеют (см. рис. 3.5 Переброс ПГ с фронтальной части котлов к расположенному сзади экономайзеру осуществляется газовым коробом, размещенным над топочной камерой.

Контуры боковых экранов и конвективного пучка труб всех котлов (а также фронтального экрана котлов паропроизводительностью 16 и 25 т/ч) замкнуты на барабаны непосредственно, а контуры заднего экрана всех котлов и фронтального экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч — через промежуточные коллекторы, причем нижний расположен горизонтально, а верхний — наклонно.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч не имеют ступенчатого испарения, а котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч снабжены ступенчатой системой испарения с внутрибарабанным солевым отсеком (см. рис. 3.7).

Во вторую ступень испарения выделены первые по ходу ПГ ряды труб конвективного пучка. Опускная система контура солевого отсека состоит из необогреваемых труб диаметром 159 х 4,5 мм (две трубы котла паропроизводительностью 16 т/ч и три трубы у котла паропроизводительностью 25 т/ч). Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов труб конвективного пучка.

В качестве сепарационных устройств первой ступени испарения используют установленные в верхнем барабане щитки и козырьки, направляющие пароводяную смесь из экранных труб на уровень воды. Для выравнивания скоростей пара по всей длине барабан котла снабжают дырчатым пароприемным потолком.

Для осуществления внутрикотловой обработки воды по трубопроводу в верхний барабан вводится водный раствор тринатрийфосфата, который вступая в химическую реакцию с растворенными в котловой воде солями, переводит их в нерастворимое состояние. Образующийся шлам по опускным трубам поступает в нижний барабан.

Рис. 3.7. Паровой котел серии ДЕ;

1, 10 — верхний и нижний барабаны; 2 — трубопровод для фосфатирования; 3 — трубопровод для подвода питательной воды; 4 — солевой отсек барабана; 5 — трубопровод для продувки; 6 — горелка; 7 — газоплотная перегородка; 8 — правый экран; 9 — топочная камера; 11 — конвективный пучок труб; 12 — обдувочное устройство

В нижнем барабане расположены перфорированные трубы (трубопровод для продувки), через которые для котлов паропроизводительностыо 4… 10 т/ч осуществляется вся продувка котла. На котлах паропроизводительностыо 16…25 т/ч через эти трубы осуществляется только периодическая продувка котла, тогда как непрерывная продувка осуществляется из солевого отсека верхнего барабана.

Для контроля за работой котла в верхнем барабане размещены котловой манометр и две водоуказательные колонки. Кроме того, на верхнем барабане установлены два предохранительных клапана, главный парозапорный вентиль, трубопроводы отбора пара на собственные нужды.

Котлы оснащены обдувочными устройствами для очистки поверхностей нагрева от загрязнений. Обмуровка боковых стен котла выполнена натрубной и состоит из ша- мотобетона по сетке и изоляционных плит. Для уменьшения подсосов воздуха в газовый тракт котла натрубиая обмуровка снаружи покрыта металлической обшивкой, приваренной к обвязочному каркасу.

Хвостовыми поверхностями нагрева паровых котлов серии ДЕ являются отдельно стоящие стандартные чугунные экономайзеры. Коэффициент полезного действия данных котлов зависит от производительности и колеблется в пределах 90,3… 92,8 % при работе на газовом топливе и 88,7…91,4% при работе на мазуте.

6. Паровые коталы серии КЕ

Марка паровых котлов серии КЕ указывает на двухбарабанные агрегаты с естественной циркуляцией, слоевыми топками паропроизводительностыо 2,5… 25 т/ч, которые предназначены для выработки насыщенного и перегретого пара давлением 1,4 и 2,4 МПа. Данные паровые котлы работают на каменных и бурых углях, в комплекте котлов предусмотрены полумеханические топки КЕ-2,5-13 или механические топки ТЛМЗ и ТЧЗ (паровые котлы КЕ-4-13; -6,5-13; -10-13).

Паровые котлы серии КЕ паропроизводительностыо 4; 6,5 и 10 т/ч имеют низкую компоновку с топочной камерой (рис. 3.8), образуемой боковыми экранами из труб диаметром 51×2,5 мм, фронтальной и задней неэкранированными стенками из кирпича.

Рис. 3.8. Паровой котел серии КЕ паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч:

1 — топочная камера; 2 — верхний барабан; 3 — кирпичная стенка; 4 — камера догорания; 5, 6 — соответственно огнеупорная и чугунная перегородки; 7 — обдувочное устройство; 8 — нижний барабан; 9 — секция для подачи воздуха; 10 — колосниковая решетка обратного хода; 11 — шлаковая шахта; 12 — пневмомеханический забрасыватель топлива

Между топочной камерой и конвективным пучком труб расположена камера догорания. Дымовые газы из топочной камеры и камеры догорания поступают в конвективный пучок труб, омывая его поперечным потоком и совершая при движении благодаря наличию шамотной и чугунной перегородок повороты в горизонтальной плоскости.

Паровые котлы КЕ-25 выполняются в высокой компоновке с полностью экранированной топкой. Задний экран образует фестон и соответственно камеру догорания. Правый боковой экран Г-образного вида переходит в потолочный. Котлы оборудуются системой возврата уноса топлива и острым дутьем (высокоскоростным потоком воздуха).

Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру. Воздух дутья вводится в топочную камеру через заднюю стенку с помощью сопл, расположенных на высоте 500 мм от уровня колосникового полотна.

В котле применена схема одноступенчатого испарения. Питательная вода подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. Очистка пара от влаги осуществляется в горизонтальном жалюзийном сепараторе и пароприемником в виде дырчатого щита с отверстиями.

Хвостовые поверхности нагрева состоят из одноходового воздухоподогревателя, обеспечивающего подогрев воздуха до 145 °C. За воздухоподогревателем установлен водяной экономайзер.

7. Паровые котлы К-50-40-1 К-50-40/14

Данные паровые котлы предназначены для сжигания пылевидных бурых и каменных углей и фрезерного топлива. Котлы К-50-40/14 производят насыщенный пар с давлением 1,4 МПа или перегретый

Рис. 3.9. Паровой котел К-50-40/14:

1 — конвективная поверхность; 2 — дополнительный барабан; 3 — стальной водяной экономайзер; 4 — трубчатый воздухоподогреватель; 5 — чугунный водяной экономайзер; 6 — фестон; 7 — пароперегреватель; 8 — основной барабан

пар такого же давления с температурой 250 °C, а котлы К-50-40-1 — перегретый пар давлением 3,92 МПа и температурой 440 °C.

Паровой котел К-50-40/14 (рис. 3.9) имеет вертикальную ориентацию и П-образную компоновку поверхностей нагрева. Обмуровка котла накаркасная. Топочная камера полностью экранирована. В зависимости от вида сжигаемого топлива котлы оборудуют различными пылеприготовительными устройствами.

Горелки расположены на фронтальной стене топки. Трубы заднего экрана в верхней части топки разведены и образуют четырехрядный фестон Непосредственно за фестоном расположен небольшой пароперегреватель 7. Конвективная поверхность нагрева расположена в поворотной камере, которая выполнена из наклонных труб, соединенных с предвключенным дополнительным барабаном и представляет собой самостоятельный контур циркуляции.

Основной барабан объединяет восемь самостоятельных контуров циркуляции. Каждый экран, расположенный на боковой стене топки, состоит из трех контуров (всего у двух боковых экранов шесть контуров), задний и фронтальный экраны выведены в самостоятельные контуры.

В опускной шахте котла расположены двухступенчатые трубчатый воздухоподогреватель и водяной экономайзер. Питательная вода поступает в первую ступень чугунного водяного экономайзера 5, затем во вторую ступень стального водяного экономайзера откуда направляется в предвключенный дополнительный барабан В последнем происходит разделение пароводяной смеси, поступающей из области конвективного теплообмена, на пар и воду.

Холодный воздух вентилятором подается в трехходовую по воздуху первую ступень воздушного подогревателя, откуда по воздушному коробу направляется в одноходовую вторую ступень воздушного подогревателя.

3.8,Паровой котел БМ-35

Приведенный на рис. 3.10 паровой котел БМ-35 производства Белгородского завода энергетического машиностроения является современным котлом с естественной циркуляцией, предназначенным для работы на природном газе и мазуте. Рабочие характеристики котла следующие: паропроизводительность 50 т/ч; давление перегретого пара 3,9 МПа; температура перегретого пара 440 °C.

Топочная камера экранирована трубами диаметром 60 х 3 мм. Опускные трубы расположены вне топки и имеют диаметр 83×4 мм. На фронтальной стене котла установлены четыре газовые горелки 7 диффузионного типа.

Рис. 3.10. Паровой котел БМ-35:

1 — барабан; 2 — регулятор температуры перегрева пара; 3 — ступени паропере-гревателя; 4 — водяной экономайзер; 5 — воздухоподогреватель; б — топочная камера; 7 — горелки; 8 — фестон; 9 — выносной циклон

Смесеобразование газа с завихренным потоком воздуха осуществляется в амбразуре горелки и заканчивается в топке. Горизонтальный под топочной камеры не экранирован и выполнен из огнеупорного кирпича, уложенного на слой теплоизоляционного материала.

Задний экран на выходе из топочной камеры разведен и образует трехрядный фестон В горизонтальном газоходе котла уста-. новлен двухступенчатый пароперегреватель (см. поз. а в опускной шахте — водяной экономайзер состоящий из четырех пакетов, и воздухоподогреватель 5.

Двухступенчатый пароперегреватель выполнен из труб диаметром 38 х 4 мм. Расположение труб коридорное. Насыщенный пар из барабана по потолочным трубам поступает в первую по ходу пара ступень пароперегревателя и движется в ней противоточно по отношению к потоку ПГ.

Далее пар поступает в коллектор, где расположен регулятор температуры перегрева пара — пароохладитель поверхностного типа, в который поступает охлаждающая питательная вода из питательной магистрали. Из регулятора температуры перегрева пара последний поступает во вторую по ходу ступень пароперегревателя, где входные змеевики включены противоточно, а выходные — прямоточно по отношению к направлению движения ПГ. Над выходным коллектором пароперегревателя расположена главная паровая задвижка.

Водяной экономайзер кипящего типа выполнен из стальных труб диаметром 32 х 3 мм, расположенных в шахматном порядке. Отвод пароводяной смеси из верхнего коллектора, последнего по ходу воды пакета, осуществляется по четырем трубопроводам, подведенным к барабану.

В горизонтальном и вертикальном направлениях змеевики пакетов экономайзера дистанцированы специальными планками и подвесками, изготовленными из жаропрочной стали. В периоды растопки и останова котла экономайзер может быть включен в линию рециркуляции воды, что обеспечивает надежное его охлаждение в эти периоды.

Воздухоподогреватель 5 — стальной трубчатый (диаметр труб 40×1,5 мм) двухходовой по воздуху, состоит из шести секций. Верхняя трубная доска воздухоподогревателя соединена с газоходом линзовым компенсатором, что обеспечивает его плотность с воздушной и газовой сторон при термических расширениях труб и кожуха. Воздухоподогреватель обеспечивает подогрев воздуха до 200…250°C.

Обмуровка котла облегченного типа закреплена на каркасе котла и выполнена в два слоя. Первый слой, обращенный внутрь газохода, выложен из шамотного кирпича, второй — из изоляционной керамзитовой плитки. Уплотнение обмуровки осуществляется с помощью металлической обшивки.

Испарительная система котла выполнена по схеме двухступенчатого испарения. Испарительные контуры первой ступени включены непосредственно в барабан. Разделение пароводяной смеси, поступающей из контура первой ступени испарения, осуществляется в циклонах, установленных в барабане.

Для очистки пара от влаги на выходе из барабана установлены жалюзийные сепараторы и за ними дырчатые распределительные щиты. Пар из выносных циклонов второй ступени испарения подается в паровое пространство барабана под жалюзийные сепараторы и смешивается с основным потоком пара. Питательная вода подается через распределительные жалюзи под уровень воды в барабане. Питание

водой второй ступени испарения каждого выносного циклона осуществляется из торцов барабана по двум трубам. Непрерывная продувка котла осуществляется из выносных циклонов.

Котел имеет восемь контуров естественной циркуляции: фронтальный, задний, два основных боковых экрана, расположенных в средней части боковых стен, и четыре экрана, расположенных с обеих сторон основных экранов. Основные боковые экраны включены в выносные циклоны второй ступени испарения. Все остальные контуры циркуляции включены в барабан и образуют первую ступень испарения.

Внутренние устройства газового котла

Внутренние устройства котельного оборудования можно разделить на две группы:

1. Обязательные;
2. Дополнительные.

К обязательным конструктивным элементам газового котла относятся:

1. Горелочное устройство;
2. Теплообменник;
3. Наружная обшивка (кожух);
4. Элемент управления температурой теплоносителя;
5. Газовый клапан.

Горелочное устройство состоит из группы труб с перфорацией по диаметру, воздухозаборной решеткой (атмосферные горелки). В закрытые камеры сгорания воздух нагнетается вентилятором. Наддувные горелки оборудованы вентилятором повышенной производительности.

Теплообменный аппарат – трубчатый змеевик с пластинами оребрения. Выполняется из чугуна или стали.

Стальные теплообменники отличаются высокой прочностью, более высокими показателями теплопередачи. Сталь несколько легче чугуна, поэтому все настенные агрегаты имеют теплообменник из этого материала. Сталь более подвержена коррозии, срок службы изделий из нее меньше чугунных аналогов.

Чугунные теплообменные аппараты тяжелее, но меньше подвержены коррозии. Чугун отрицательно реагирует на гидроудары и резкое изменение температуры. При резком вбросе холодной воды (в процессе подпитки системы) горячий теплообменник может лопнуть.

Наружная обшивка выполняется из стали или пластика, под ней иногда оборудуется слой тепловой изоляции.

Элемент управления температурой имеет различные модификации – от механической до дистанционного управления режимом работы.

Газовый клапан осуществляет процесс подачи газа, регулирует величину объема подаваемого на горение топлива. Работа его напрямую зависит от терморегулятора температуры теплоносителя.

К дополнительным элементам относятся:

1. Циркуляционный насос;
2. Расширительный бак (экспанзомат);
3. Вентилятор системы удаления дыма и забора воздуха;
4. Теплообменник ГВС;
5. Трехходовой клапан ГВС;
6. Система управления и автоматики.

Циркуляционные насосы всегда приблизительно соответствуют по производительности тепловой мощности котла. Объем встроенного расширительного бака довольно мал, рекомендуется проводить проверочный расчет его соответствия смонтированной системе отопления.

Вентиляторами оборудуются настенные котлы с закрытой камерой сгорания. Система ГВС входит в состав двухконтурного котла, как настенного, так и напольного типа.

Системы управления отличаются степенью сложности и наполненности функциями. Простейшие системы осуществляют управление температурой, имеют ряд блокировок безопасности (от закипания, наличие протока и так далее).

Более сложные системы обладают возможностями самодиагностики, интегрирования с системами погодозависимой автоматики, программирования режимов работы, дистанционное управление.

Изготовление парового котла своими руками

Паровой котел – устройство повышенной опасности в доме. Ведь в нем присутствует избыточное давление пара, которое может привести к взрыву котла, а также высокая температура и открытый огонь, которые могут привести к возникновению пожара.

Именно поэтому для кустарного изготовления котла в домашних условиях понадобятся:

• точные расчеты;
• высокотехнологичные жаропрочные материалы;
• различные инструменты и оборудование.

Не стоит забывать и о различных системах контроля, которыми должен оснащаться котел в целях обеспечения его безопасной эксплуатации.

Предположим, чисто теоретически, что все, что нужно для самостоятельного изготовления парового котла у вас есть. Тогда порядок работ будет следующий:

1. Определитесь с габаритами будущего котла и его функциональной нагрузкой.
2. Найдите готовые чертежи такого устройства, которое полностью соответствует вашим исходным данным.
3. Тщательно изучите всю документацию и разберитесь в нюансах создания котла.
4. Приобретите необходимые расходные материалы: стальной лист толщиной 1 мм; трубы из нержавеющей стали, диаметр которых лежит в пределах от 100 мм до 120 мм; трубки из нержавеющей стали диаметром от 10 мм до 30 мм.
5. Из стальной трубы диаметром 100 мм необходимо нарезать двенадцать штук кусков трубы, которые будут использованы, как дымогарные. Из 120 мм трубы необходимо изготовить жаровую трубу. Длина всех трубок напрямую зависит от габаритов котла. Стальной лист вам пригодится для изготовления стенок и переборок.
6. Дымогарные и жаровые трубы вставляются в специальные отверстия соответствующего диаметра, которые выполняются на стенках котла.
7. После этого концы дымогарных трубок необходимо развальцевать и приварить к основанию котла, воспользовавшись аргоновой сваркой.
8. Сваркой же фиксируете на корпусе котла коллектор для забора пара и предохранительный клапан для автоматического сброса избыточного давления в котле. Ваш котел может работать с максимальным давлением от 4 до 6 кг/см2!
9. Утеплите готовый котел для увеличения его КПД с помощью асбеста листового типа.
10. Готовую установку по производству пара закрепите с помощью разнообразных хомутов.
11. Основанием парового котла может быть небольшой кусок стальной трубы диаметром 120 мм. Однако толщина стенок такой трубы должна быть не менее 2,5 мм.

Исходя из этого, я не думаю, что у вас что-нибудь получится. Поэтому не тратьте зря свое время и средства, а просто посетите специализированный магазин и приобретите готовый отопительный прибор, который вас устроит по цене, виду используемого топлива и функциональному назначению.

В заключительной части хотелось бы уделить немного внимания особенностям эксплуатации котлов.

Котел своими руками, принцип устройства и расчет оборудования

Марки котлов на твердом топливе российского производства

Анализ технических характеристик поможет составить общее представление о твердотопливных котлах длительного горения. Отзывы потребителей на независимых форумах дают объективную оценку отечественных разработок.

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск):

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск)

• КПД котлов модельного ряда Zota Mix — 80%, Pellet — 90%;
• комбинированные стальные твердотопливные котлы Zota Mix работают на любом виде топлива (сжиженный или природный газ, электричество, жидкое топливо);
• камера сгорания и зольный ящик расположены внутри водяной рубашки;
• регулируемая заслонка дымохода, механический тягорегулятор и подсос воздуха эжектором, который установлен в топочной дверце, обеспечивают полное сгорание топлива при минимальной тяге;
• внешняя поверхность корпуса покрыта антикоррозийным полимерным составом;
• съемная дверца за передней панелью обеспечивает доступ для чистки газохода;
• возможность ремонта.

Конструкция котла Zota Mix

• нужен запас топлива и место для его хранения;
• затраты по доставке, выгрузке и складированию дров, угля, брикетов;
• снижение производительности котлов Zota Mix при использовании некачественного топлива (бурый уголь на 10÷20%, сырые дрова на 60÷70%);
• для Zota Mix — ручная загрузка топлива, очистка зольника, стенок топки, газоходов и дымового патрубка;
• обязательная подготовка котловой воды (жесткость до 2 мг-экв/л);
• установка в отдельном помещении;
• для котлов линии Zota Mix необходима установка теплоаккумулятора, дымососа, бойлера.

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск):

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск)

• бюджетный вариант твердотопливных котлов с водяным контуром для дома (цена 11000÷25000 рублей);
• компактный размер;
• водяной теплообменник охватывает топку со всех сторон (кроме фронта);
• выдвижной зольный ящик;
• монтажное гнездо для регулятора тяги;
• возможность подключения к дымовой трубе любой конфигурации;
• стальной теплообменник позволяет упрощенное подключение к отопительной обвязке (без подмеса);
• конструкция адаптирована для работы на газу и электричестве.

Котлы «Каракан» от производителя ООО «Сибтеплоэнергомаш»

• устаревшая конструкция, примитивная автоматика низкого качества;
• заявленные производителем технические характеристики (мощность, отапливаемая площадь и КПД) по отзывам потребителей не соответствуют фактическим показателям.

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома):

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома)

• обеспечивает стабильное горение топлива любой сортности и степени влажности;
• эффективная работа котла с одной закладки в течение 8 часов;
• экономный расход топлива;
• совместимость генератора с системами естественной или принудительной циркуляции;
• экологичный агрегат, топливо проходит цикл полного сгорания, не образуя вредных выбросов в атмосферу;
• конструкция топки обеспечивает выход на эффективный режим работы за 40 минут.

Твердотопливные пиролизные котлы «Буржуй & К»

• сложный монтаж: подключение должны производить работники специализированных предприятий, имеющих лицензию на данный вид деятельности (в противном случае гарантия от завода-изготовителя на агрегат не распространяется);
• ручная закладка топлива и чистка камеры сгорания;
• большой вес.

Установка и эксплуатация твердотопливных котлов должны производиться в соответствии с правилами пожаробезопасности

Для обогрева загородной дачи. гаража или теплицы возможно изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками. Видео с материалами на эту тему можно найти в интернете. Но помните, что главным условием использования отопительного оборудования, является пожаробезопасность.

От теории к практике

Чаще желающие смастерить оборудование своими руками останавливают выбор на вертикальном твёрдотопливном котле. Процесс изготовления будет рассмотрен на примере твёрдотопливного котла для отопления дома площадью 100 м2. Эта система состоит из семи радиаторов и разводки системы водопровода.

Итак, делаем теплообменник:

1. изготавливаем вертикальные основания теплообменника. Для этого берём четыре профильные трубы длиной по 30 см каждая, которые будут располагаться со стороны камеры сгорания;
2. в них газовым резаком делаем по четыре отверстия диаметром 5 см. Неровности убираем угловой шлифовальной машинкой (болгаркой). Должно получиться восемь отверстий;
3. в трубах, которые будут находиться в задней части оборудования, проделываем четыре отверстия диаметром 40 мм и четыре диаметром 50 мм. Все они должны располагаться со стороны соединения с передними стойками. В результате должно получиться по восемь отверстий;
4. в профильной трубе длиной 500 мм вырезаем отверстие для крепления патрубка, через который будет происходить вывод отработанной воды;
5. в верхней части задней стойки делаем отверстие для подачи воды в систему.

После чего приступаем к сборке теплообменника. Вертикальные основания соединяются профильной трубой. Для этого её кладём на установленные перпендикулярно поверхности основания. Места соединения провариваем сваркой. Всю эту конструкцию с обратной стороны соединяем профильной трубой с отверстиями для отвода воды. В результате получаем переднюю стенку теплообменника.

Далее вертикальные основания устанавливаем перпендикулярно, и свариваем четырьмя трубами круглого сечения. Получается задняя стенка теплообменника. Переднюю и заднюю стенки соединяем между собой. Для этого надо подвести продольные трубы к отверстиям и проварить их, а затем к конструкции привариваем патрубки для подачи и вывода воды. Стыки завариваем с использованием кусочков металла и проверяем прочность теплогенератора.

После проверки прочности сварки закрываем пробкой патрубок для отвода воды, а в отверстие для подвода заливаем воду. Проверяем герметичность сварочных соединений на видимые протечки.

Изготовление корпуса тоже потребует усилий. Для этого из листов жаропрочной стали вырезаем восемь стенок – 2 передние, 2 задние и 4 боковые. Площадь каждой из них должна быть 850 х 300 мм. Все замеры производим метровой линейкой, отрезаем материал болгаркой. После чего вырезаем две пластины размером 450 х 450 мм: одну для днища, другую для верхней плиты котла.

Делаем два отверстия под дверки в передней стенке: первое — на уровне колосника для поджигания топлива и очистки камеры сгорания, а второе – немного выше по уровню для загрузки топлива. В работе используем дрель и болгарку. Из листа нарезаем рёбра жёсткости длиной 80 см.

Технические характеристики водогрейного котла «нейтрон» серии нт.

Дополнительные комплектующие в составе котла

Арматура и фурнитура котла Автоматизированный комплекс управления котлом (контроллер погодо — зависимый с сенсорным управлением и полным отображением актуальной информации о котле) 

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

• паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
• паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
• паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
• утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь.

Схема работы парового котла

Как разобраться, какая лучше чугунная печь камин длительного горения? Все можно тут.