Отопительные котельные

Отопительные котельные

Отопительные котельные установки представляют собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и предназначенных для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основными элементами отопительной котельной являются: котел, топка, питательные, подпиточные и тягодутьевые устройства. К вспомогательным элементам отопительных котельных относятся устройства для подачи топлива, подогрева воды, очистки дымовых газов, водоподготовки, приборы теплового контроля и средства автоматизации. В зависимости от вида применяемого теплоносителя котлы подразделяют на водогрейные и паровые.)

Паровой котел - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара c давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства.

Водогрейный котел - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Топочное устройство (топка) служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии а теплоту вырабатываемых газов. Основным топочным устройством отопительных котлов малой мощности на твердом топливе является простая колосниковая решетка с ручным обслуживанием. Для сжигания газа или жидкого топлива устраивается камерная топка и устанавливаются газовые горелки или форсунки.

Питательные и подпиточные устройства (насосы, баки, трубопроводы) предназначены для подачи воды в котел или тепловую сеть (систему отопления). Тугодутьевые устройства состоят из дутьевых вентиляторов, системы воздуховодов, газоходов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания (топочных газов) по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания топлива, перемещаясь по газоходам котла и соприкасаясь с его поверхностями нагрева, передают теплоту воде.

На рис. 9 приведена упрощенная технологическая схема отопительной котельной. Чугунный котел имеет простую колосниковую решетку, на которую забрасывается вручную топливо, доставляемое к котлу со склада передвижным топливным бункером 3. Дымовые газы, полученные от сгорания топлива в котле, по газоходу 5 направляются в золоуловитель 7, а затем по газоходу 6 в дымосос 9 и далее через дымовую трубу 8 выбрасываются в атмосферу. Золоуловители очищают дымовые газы от золы и мелких частиц пестревшего топлива, которые по трубопроводу 10 ссыпаются в канаву для шлакозолоудаления II и с помощью специального устройства - скрепера вывозятся из котельной.

Рис. 9. Упрошенная технологическая схема отопительной котельной малой мощности

Дымосос 9, устанавливаемый обычно при наличии золоуловителей, позволяет уменьшить высоту дымовой трубы. Для обеспечения подачи в топку необходимого для горения воздуха устанавливают дутьевой вентилятор 2, который по воздуховоду 4 забирает наиболее нагретый воздух из верхней зоны помещения котельной.

Производительность водогрейных котлов исчисляют н мегаваттах (МВт) или киловаттах (кВт), а также в килокалориях, вырабатываемых в 1 ч (ккал/ч), а паровых котлов - в кило-граммах или тоннах вырабатываемого в 1 ч пара (кг/ч или т/ч). В чугунных котлах для выработки пара над котлом устанавливают паросборник.

Котлы, вырабатывающие горячую воду не выше 115 °С и пар с давлением не более 0.07 МПа (0,7 кгс/см²) для бытовых целей, относятся к категории котлов низкого давления и называются отопительными. В книге рассматриваются отопительные котлы низкого давления тепловой мощностью свыше 0,058 МВт (50 тыс. ккал/ч) и не более 4,65 МВт. Устройство современной отопительной котельной установки с чугунными котлами, работающими на твердом топливе, приведено на рис. 10.

Рис 10. Отопительная котельная с чугунными котлами "Энергия-6" на твердом топливе

а - план, б - продольный разрез, в – поперечный разрез.

На нем изображены план и разрезы: отопительной котельной с шестью котлами "Энергия-6", оборудованными: ручными колосниковыми решетками для каменных углей. В котельной полуоткрытого типа дымосос 5 установлен на два котла, золоулавливающая установка 4, состоящая из двух циклонов, находится вне здания. Котлы 7 имеют общую обмуровку. Дутьевые вентиляторы 8 для каждого котла ; расположены перед их фронтом и подают воздух под решетку по подземному воздуховоду. Котельная имеет; кирпичную трубу 6 высотой 30 м. Потери в теплосети восполняются химически очищенной водой, приготавливаемой в фильтрах 9 по схеме Na-катнонирования. Котельная имеет открытый склад топлива, расположенный вблизи, куда топливо доставляют автотранспортом. Подачу топлива к котельной и загрузку в наружные  настенные бункера производят автопогрузчиком 11. Золу в шлак удаляют скрепером 2. Шлак через опрокидные колосники сбрасывают в  канал 10, расположенный под котлами и заполненный' водой. Золу, улавливаемую в циклонах, также сбрасывают в канал золошлакоудаления по  трубе 12. Скрепер 2 загружает шлак и золу в бункер 1, из которого очаговое остатки вывозят на автомашинах. Лебедка 3 скреперного подъемника работает периодически.

В некоторых случаях (при расположении котельной внутри жилого массива) дутьевые вентиляторы и дымососы размещают-внутри зданий котельной. В мелких (домовых) котельных дымовые газы от котла можно отводить в трубу без дымососа - под действием естественной тяги. Иногда в указанных установках нет также и дутьевых вентиляторов для подачи в топку воздуха, необходимого для горения топлива. Образовавшиеся от сгорания топлива золу и шлак выгребают вручную из топки либо через топочную дверку на фронт котла, либо через зольниковую дверку, если в топке установлены поворотные колосники.

На рис. 11 изображена монтажная схема сетевых трубопроводов. Вода от потребителей по обратному трубопроводу 16 тепловой сети через грязевик 15 подается центробежными сетевыми насосами 14 в котел 9, где нагревается до требуемой температуры и по подающему трубопроводу 1 подается к потребителю. На подающей линии до задвижек установлен обратный затвор. На выходе из котлов предусмотрены обводные линии 12 с установкой обратных затворов для пропуска теплоносителя на тот случай, если задвижка будет закрыта. Сетевые насосы имеют обводную линию 13. На общем подающем коллекторе установлены предохранительные клапаны 11. Водопроводная вода, идущая на Na- катионитовые фильтры, подогревается в теплообменнике от 5 до 25 °С, для чего на подающем сетевом трубопроводе предусмотрен отвод 8 к теплообменнику. Обратная вода ид теплообменника по трубопроводу 6 поступает н обратный трубопровод 16, в который также врезан трубопровод от устройства химической очистки воды 7 для подпитки тепловой сети. Кроме того, на подающем и обратном трубопроводах сетевой воды расположены отключающие задвижки 2 и измерительная диафрагма 3. Котлы и трубопроводы сети имеют дренажную линию 5, по которой при ремонтах 22 воду сливают в канал золошлакоудаления

Рис. 11. Монтажная схема трубопроводов паровой котельной с водогрейными котлами "Энергия-6"

Для выкачивания воды из застойных зон трубопроводов установлен ручной насос 4. Воздухосборники 10 предназначены для удаления воздуха из системы. В зависимости от назначения схемы могут быть указаны размеры труб. Монтажная схема трубопроводов паровой котельной с котлами "Энергия-6" приведена на рис. 12. По паропроводу 2 пар вырабатываемый в котлах 11, направляется к потребителю.

Рис. 12. Монтажная схема трубопроводов паровой котельной с чугунными котлами "Энергия-6"

По конденсатопроводу 3 конденсат возвращается от потребителя в конденсатный бак 5 и смешивается с водой 9, прошедшей очистку в противонакипных магнитных устройствах 10, откуда насосами 6 подастся в паросборник котла 11. Ручной насос 4 служит для откачки воды из конденсатного бака в дренажную сеть. Подача воды осуществляется из водопровода с помощью насосов 8.

На паровых котлах установлены предохранительные клапаны, пар от которых (при их срабатывании) отводится по трубопроводу 12 в атмосферу. Для спуска воздуха на конце паропровода 2 установлен воздухосборник 13. Трубопровод 14 служит для конденсата. Удаление шлама из котла в канал шлакозолоудаления производится через сепараторный плазмоотделитель 15 и дренажную 16. На паропроводе 2 установлена измерительная диафрагма 7 для определения расхода пара. Ручной насос  служит для откачки воды из паропровода в дренажную сеть. Отопительные котельные предназначены для подачи горячей воды только на отопление в закрытую сеть теплоснабжения с параметрами воды 95—70 °С. Они оборудованы водогрейными чугунными или отопительными котлами.

Отопительные котельные, предназначенные для  горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, оборудуются либо только водогрейными, либо водогрейными и паровыми котлами. При оборудовании котельной только водогрейными котлами одна группа котлов работает только на отопление по отопительному графику.

Другая обеспечивает нагрузку горячего водоснабжения; горячая вода от этой группы котлов поступает в водяные подогреватели, установленные в котельной. Циркуляции воды в обоих контурах (сети отопления и сети водяных подогревателей) осуществляется сетевыми насосами, общими для обеих групп. Для обеспечения нагрева воды сети горячего водоснабжения до 65 С температура теплоносителя обычно поддерживается на уровне 95 °С. Такие отпительные котельные получили название котельных с единым теплоносителем. В них предусмотрена возможность в случае надобности переключать котлы из отопительной группы на работу в группе для горячего водоснабжения.

Наиболее распространенной схемой отопительной котельной для покрытия отопительной нагрузки и горячего водоснабжения является котельная с водогрейными и паровыми котлами. Здесь паровые котлы используют для централизованного горячего водоснабжения. Нагрев горячей воды производят в пароводяных подогревателях.