Стальные водогрейные котлы применяют для централизованного теплоснабжения поселков, городов и отдельных районов.
Стальные водогрейные котлы имеют следующие характеристики, определяющие их работу:
- теплопроизводительность - количество теплоты, получаемое водой в водогрейном котле в единицу времени, измеряется в Гкал/час, кВт, МВт;
- номинальную теплопроизводительность - наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечивать при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений.
Стальные водогрейные котлы бывают:
- малой мощности от 4 до 65 кВт;
- средней мощности от 70 до 1750 кВт;
- большой мощности от 1,8 МВт и выше.
Водогрейные котлы осуществляют нагрев воды до 115°C.
Существует две принципиальные конструктивные схемы стальных котлов: жаротрубные и гладкотрубные.
Жаротрубные стальные водогрейные котлы представляют собой горизонтальную конструкцию и состоят из цилиндров разного диаметра, вставленных один в другой и соединенных между собой фланцами. В котле есть топочная часть и конвективная. В топочной части происходит горение твердого или жидкого и газообразного топлива, в задней или верхней части выполняются конвективная часть.
Нагреваемая вода может двигаться в пространстве между цилиндрами и конвективных трубах, либо в конвективных трубах могут осуществлять движение горячие газы, а нагреваемая вода в межтрубном пространстве. Например, стальные жаротрубные котлы КВ-300.
Гладкотрубные стальные водогрейные котлы представляют собой прямоточные секционные теплогенераторы с принудительной циркуляцией воды.
Стальные прямоточные котлы собираются из коллекторов и труб. Существует огромное количество вариантов схем котлов. Диаметры коллекторов от 76 мм до 219 мм, и диаметры труб топочной и конвективной части от 28 мм до 159 мм. В коллекторах устанавливаются перегородки, для регулировки скорости движения потока нагреваемой воды и его направления движения. Скорость должна быть в пределах 0,8-1,5 м/с, ниже скорость воды не допустима так, как начинается интенсивное накипеобразование, скорость выше 1,5 м/с вызывает повышенное гидравлическое сопротивление котла. Различные варианты гидравлических схем котлов определяют скорость выхода на режим, отсутствие застойных зон и возможного перегрева поверхностей нагрева, интенсивность накипеобразования и в целом надежность его работы.
Для уменьшения присосов холодного воздуха в топку и конвективные пакеты котлов, а также уменьшения потерь через стенки котлов между труб ввариваются стальные пластины, экранирующие поверхности нагрева. Ширина ввариваемых между труб пластин может быть в пределах от 50 до 70 мм, соприкасаясь с трубами, охлаждаемыми водой трубами пластины не перегреваются и надежно обеспечивают газоплотность котла.
Компоновка прямоточных котлов может быть П-образная и башенная.
П-образная компоновка котлов предполагает расположение топки в передней части котла и выход горячих дымовых газов сзади и снизу конвективных пакетов. В качестве примера можно рассмотреть модель стального котла КВр-1,1, мощностью 1,1 Гкал.
Башенная компоновка котлов – это когда топочная часть котла располагается снизу, а над ней располагаются конвективные пакеты. Выход газов в таких котлах происходит сверху. К ним относятся стальные котлы КВр-0,15 и КВр-0,2 ГКал.
Стальные водогрейные котлы мощностью более 0,6 Гкал могут выполняться с ручной и механической топкой. Например КВр-1,4 и КВм-1,6.
Для работы котла также требуется большой перечень котельно-вспомогательного оборудования.
