Что такое водогрейный котел

Водогрейные котлы разных типов

Водогрейный котел служит для получения горячей воды. Оборудование ориентировано на теплоснабжение промышленных и бытовых объектов. Приборы изготавливаются из стали, чугуна, комбинированных составов, отличаются производительностью и выдерживаемым давлением.

Особенности водогрейных котлов

Версия с жидкостным контуром представляет собой модернизированную модификацию стандартной установки.

В конструкцию входят:

Одноконтурные агрегаты предназначены для отопления жилья, двухконтурные аналоги дополнительно играют роль источника горячего водоснабжения.

В котел отопительный водогрейный топливо может загружаться механическим (ручным) либо автоматическим способом. Второй вариант предполагает наличие специального резервуара, требующего заполнения примерно 1 раз в 7 дней. Подобные приспособления дороже аналогов, что отрицательно влияет на их популярность среди населения.

Версии с электрическими ТЭН отслеживают массу сырья в топке, добавляя его при необходимости. Это позволяет обеспечить непрерывное функционирование системы.

Разновидности и устройство

КВР (котлы водогрейные с ручной топкой) подразделяются по следующим показателям (в зависимости от используемого топлива):

Чугунные секционные котлы

Рассматриваемый аппарат ГВС обладает средним параметром производительности тепла, используется преимущественно для жидкостного обогрева зданий с хладагентом температурой до 115 °C при предельном давлении 0,7 МПа. Дополнительно оборудование оснащается паровыми сборниками.

Большую часть таких котлов перестали выпускать. Конструкция прибора представляет собой несколько отдельных отсеков, соединенных посредством ниппельных вкладышей, притянутых стяжными болтами. Устройство дает возможность обслуживать площадь нагрева с заменой секций при необходимости.

Принцип работы заключается в поступлении жидкости через патрубок снизу по внутренним проходам вверх с последующим выходом через соответствующий отвод. Горючее подается через дверцу, а воздушные массы, поддерживающие процесс горения, мигрируют по воздуховоду через колосники. Отработанные газы перемещаются сначала вверх, после чего меняют траекторию на 180 °C, подаваясь по кирпичным ходам к дымоходу.

Продукты горения при перемещении охлаждаются, а теплота передается хладагенту, который нагревается до нужной температуры. Тяга корректируется при помощи шибера, агрегируемого со стальным канатом и противовесом.

Серия ТВГ

Агрегаты выпускаются с 2 параметрами тепловой производительности (до 9,4 МВт). Теплофикационный водоотрубной газовый котел (ТВГ) со сварными секциями ориентирован на работу с газом и нагретой до 150 °C жидкостью. Стандартная топочная поверхность радиационного типа с конвективным блоком. Конструкция состоит из горизонтальных и вертикальных трубок (51х2,5 мм). Рабочая часть включает в себя многосекционные экраны, некоторые из которых двойного действия.

Размещены горелки подового типа между радиационными секциями. Атмосферные массы от вентилятора поступают в специализированные гнезда. Отработанные продукты горения перемещаются вдоль труб, подаются в заднее топочное окошко, опускную секцию. При этом конвективный участок омывается поперечно.

Синхронно с этим процессом жидкость для подогрева идет в пару нижних коллекторов, по фронтальным трубкам перемещается в нижний экранный элемент. На следующем этапе вода проходит через боковой, 3 двухсветных и правый блок. КПД серии ТВГ достигает 92%.

Котлы КВР

В рассматриваемом оборудовании на угле топливо забрасывается вручную или при помощи механизированных средств. В конструкции предусмотрена загрузочная дверца, рабочий процесс происходит на слоевой поверхности. Отработанный шлак и зола доставляются в котельную секцию, откуда вручную транспортируются в золосборник.

Процесс обеспечивается за счет подачи воздушных масс вентилятором, газы удаляются через дымоход самостоятельной тягой. На модификациях с насосом эта манипуляция производится сетевым насосом подпитывающей помпы. Котлы водогрейные типа КВР изготавливаются из стальных трубок.

Горение происходит в топочной секции, где передается тепловая энергия со снижением температуры отводящих продуктов до 200 °C. Топливо используется на неподвижной топке, внешняя часть конструкции представляет собой каркас с теплоизоляцией, отделанный листовой сталью. В нижней части агрегата предусмотрены 2 зольных отсека и конвективная секция.

Котлы КВ-ТК

Котлы для отопления частного дома серии КВ-ТК на твердом топливе ориентированы на камерное сжигание с П-образной конфигурацией. Материал поставляется в 6 горелок с турбулентной конструкцией. Они размещены напротив друг друга на боковых частях топочного отсека. Система удаления шлака твердого типа.

Прочие конструкционные особенности:

Котел подвешивается на каркас за коллекторы, оборудуется облегченной обмуровкой, обогреватель воздуха фиксируется на персональном остове.

Серия ПТВМ

Устройства ГВС бывают средней и повышенной тепловой производительности (до 117 МВт). Они работают на жидком топливе и газе. В максимальном режиме температура хладагента составляет 104 °C, давление воды на входе – 25 кгс/кв.см. Пиковый вариант выполнен в П-образной компоновке, содержит топочный отсек, конвективную секцию и поворотный блок.

Котел ПТВМ оборудуется 6 соплами, номинальная производительность корректируется от 30 до 100%. Контроль производится путем изменения количества работающих горелок. За очистку наружных поверхностей отвечает дробеочистительное приспособление. Остаточные материалы удаляются пневматической лентой от воздуходувочного механизма. Обмуровка облегченная, крепление – к экранным трубкам, КПД – до 91%.

Котлы КВ-ГМ

Стальные модели с прямотоком на газе или мазуте делятся на 4 универсальных категории по тепловой производительности (от 4,7 до 117 МВт). Оборудование не подходит для центрального отопления, не оснащается несущим остовом, имеет трехслойную обмуровку (шламовый бетон, плиты из минеральной ваты, магнезиальный слой).

Согласно инструкции по ведению и обслуживанию котлов КВ-ГМ, они имеют топочную секцию, конвективный механизм. Рабочий отсек экранирован трубками (30х60 мм). Боковые части, верхняя и нижняя поверхности соединяются между собой посредством Г-образных труб. Среди дополнительных функций – огнеупорная кладка, ротационная горелка, воздушный короб.

ГОСТ: общие требования

В таблице приведены основные требования для рассматриваемого оборудования по ГОСТ 21563 93.

Прежде чем приступить к эксплуатации агрегата, необходимо изучить правила эксплуатации котлов.

Как выбрать подходящую серию

При выборе водогрейного котла обращают внимание на основные моменты, среди которых преимущественным считается вид используемого топлива. Учитывают техническое диагностирование и предполагаемые задачи: для частного дома подходящими считаются твердотопливные или газовые модификации типа 3 КД.

Промышленные агрегаты на солярке сходны по параметрам с газовыми аналогами. Они могут работать на 2 видах горючего, что облегчает эксплуатацию и составление плана технологической защиты. Версии на угле и дровах ориентированы на получение горячей воды для систем отопления. Для этой же цели используют промышленный газовый котел.

Популярные фирмы производители

Лучшие изготовители твердотопливных моделей:

Лучшие газовые вариации:

Котел горячего водоснабжения – универсальный агрегат, на рынке представлен различными модификациями, среди которых несложно выбрать подходящий вариант для поставленных целей.

Для обеспечения надежной работы устройств производители, как правило, предъявляют требования к воде для водогрейных котлов.

Источник

Водогрейный котёл

Содержание

Применение

Водогрейные котлы применяются в основном для нужд теплоснабжения в частных домах, на котельных различной мощности и на ТЭЦ. В последнем случае они обычно используются как пиковое оборудование в дни максимальных тепловых нагрузок, а также для резервирования тепла от отборов турбины (их установленная мощность в умеренном и холодном климате значительно превосходит мощность отборов, но коэффициент её использования невелик).

Капитальные вложения в водогрейные котлы гораздо ниже, чем в установку комбинированной выработки теплоты той же тепловой мощности, однако при этом не вырабатывается электроэнергия и нет возможности осуществить привод механизмов котельной паром.

Классификация [1]

Характеристики

Водогрейные котлы бывают малой (4—65 кВт), средней (70—1750 кВт) и большой (от 1,8 МВт) мощности. [3]

Водогрейные котлы большой мощности производства СССР

Система обозначений

По ГОСТ 21563-82*, обозначение состоит из букв КВ (котёл водогрейный) и индексов:

Пример: КВ-ГМ-100С — котёл водогрейный газомазутный мощностью 100 Гкал/ч, в сейсмостойком исполнении.

Мощности котлов назначались по рядам: 4; 6,5; 10; 15; 20; 30 Гкал/ч — для работы в основном режиме; 50, 100, 180 Гкал/ч — для работы в основном или пиковом режиме. [5]

Типы котлов

Все водогрейные котлы большой мощности — водотрубные, с наддувом воздуха вентиляторами; большинство имеет уравновешенную тягу (снабжено также дымососами).

До Великой Отечественной войны советская промышленность выпускала чугунные и редко стальные секционные котлы небольшой мощности. [6]

Перевод паровых котлов в водогрейный режим

Промышленные паровые котлы (мощностью 1—40 МВт), если получение от них пара более не требуется, можно переоборудовать в водогрейные. При этом основная часть поверхностей нагрева котла сохраняется, но порядок их включения по воде изменяется. Котёл может быть переведён на любую из вышеназванных схем циркуляции; при этом барабан заполняется водой доверху, часто в него помещаются перегородки или какие-либо распределлительные устройства; экономайзер может быть переключён по сетевой воде параллельно или последовательно бывшей испарительной поверхности.

Источник

Что такое водогрейный котел

Общие сведения. Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Промышленность выпускает широкий ассортимент унифицированных по конструкции водогрейных котлов. Их характеризуют по теплопроизводительности, температуре и давлению воды, а также по роду металла, из которого они изготовлены. Чугунные котлы выпускаются теплопроизводительностью до 1. 1,5 Гкал/ч, давлением 0,7 МПа, с температурой горячей воды до 115°С. Стальные котлы изготовляются в соответствии со шкалой теплопроизводительности на 4; 6,5; 10; 20; 30; 50; 100; 180 Гкал/ч (4,5; 7,5; 11,6; 23,2; 35; 58; 116 и 210 МВт).

Водогрейные котлы до 30 Гкал/ч обычно обеспечивают работу только в основном режиме с подогревом воды до 150 °C при давлении воды на входе в котел 1,6 МПа. Для котлов мощностью выше 30 Гкал/ч предусматривается возможность работы как в основном, так и в пиковых режимах с подогревом воды до 200 °С при максимальном давлении ее на входе в котел 2,5 МПа.

Водогрейные котлы типа ТВГ. Теплофикационные водогрейные котлы (ТВГ) выпускаются теплопроизводительностью 4 и 8 Гкал/ч. Это секционные сварные котлы и предназначены для работы на газе с нагревом воды не более 150 °С. На рис. 10.22 приведен котел ТВГ-8. Радиационная поверхность топки 12 и конвективная поверхность II нагрева состоят из отдельных секций, выполненных из труб ∅ 51 х 2,5 мм. Трубы в секциях конвективной поверхности расположены горизонтально, а в секциях радиационной поверхности — вертикально. Радиационная поверхность состоит из фрон- тально-потолочного экрана и пяти секций экранов, три из которых двойного облучения (двухсветные экраны 14).

Котел оборудован подовыми горелками 15, которые размещены между секциями радиационной поверхности. Воздух от вентилятора поступает в воздушный канал 13, из которого подается в подподовые каналы 16, соединенные с горелками. Продукты сгорания топлива движутся вдоль труб радиационной поверхности, проходят через окно в задней части топки и поступают в опускную шахту, омывая конвективную поверхность поперечным потоком.

Вода для подогрева поступает в два нижних коллектора / конвективной поверхности, пройдя последнюю, она собирается в верхних коллекторах 2 конвективной поверхности и далее по нескольким потолочно-фронтальным

Рисунок 10.22 — Водогрейный котел ТВГ-8

трубам 3 направляется в нижний коллектор 4 потолочного экрана, откуда по потолочно-фронтальным трубам 5 поступает в верхний коллектор 6этого экрана. После этого вода последовательно проходит экраны: левый боковой 7, три двухсветных 8 и правый боковой 9. Нагретая вода через коллектор правого бокового экрана выходит в теплосеть 10. КПД этого типа котлов составляет 91,5 %.

Водогрейные котлы типа ПТВМ. Котлы данного типа выпускаются средней и большой теплопроизводительности (30, 50 и 100 Гкал/ч), работают на газообразном и жидком топливах. Конструкция котлов типа ПТВМ бывает с П-образной компоновкой и башенной. Давление воды на входе в котел 2,5 МПа (25 кгс/см2). Температура воды на входе в котел в основном режиме 70 °С, в пиковом режиме — 104 °С. На выходе температура воды 150°С

Водогрейный котел ПТВМ-30 (КВГМ-30- 150М). Пиковый теплофикационный водогрейный газомазутный котел (рис. 10.23) теп- лопроизводительностью 30 Гкал/ч имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры 5, конвективной шахты 2 и соединяющей их поворотной камеры 6.

Все стены топочной камеры котла, а также задняя стенка и потолок конвективной шахты экранированы трубами ∅ 60 x 3 мм с шагом £=64 мм. Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами 0 84×4 мм с шагом 5= 128 мм.

Рисунок 10.23 — Водогрейный котел ПТВМ-30 (КВГМ-30-150М)

Конвективная поверхность нагрева 3 котла, выполненная из труб 0 28 х 3 мм, состоит из двух пакетов. Змеевики конвективной части собраны в ленты по шесть-семь штук, которые присоединены к вертикальным стойкам.

Котел оборудован шестью газомазутными горелками 4, установленными по три встречно на каждой боковой стенке топки. Диапазон регулирования нагрузки котлов — 30. 100 % номинальной производительности. Регулирование производительности осуществляется путем изменения числа работающих горелок. Для очистки внешних поверхностей нагрева предусмотрено дробеочистительное устройство 1. Дробь поднимается в верхний бункер с помощью пневмотранспорта от специальной воздуходувки. Тяга в котле обеспечивается дымососом, а подача воздуха — двумя вентиляторами.

Трубная система котла опирается на рамку каркаса. Облегченная обмуровка котла общей толщиной 110 мм крепится непосредственно к экранным трубам. КПД котла 91 % при работе на газе и 88 % при работе на мазуте. Циркуляционная схема котла приведена на рис. 10.24.

Рисунок 10.24 — Циркуляционная схема водогрейного котла ПТВМ-30

Топка котла ПТВМ-50 оборудована двенадцатью газомазутными горелками 4 с индивидуальными дутьевыми вентиляторами 5. Горелки расположены на боковых стенках (по шесть штук на каждой стороне) в два яруса по высоте. Котел ПТВМ-100 имеет шестнадцать газомазутных горелок с индивидуальными вентиляторами.

Над каждым котлом установлена дымовая труба /, обеспечивающая естественную тягу. Труба опирается на каркас. Котлы устанавливаются полуоткрыто, поэтому в помещении размещается лишь нижняя его часть (горелки, арматура, вентиляторы и т.д.), а все остальные элементы котла расположены на открытом воздухе.

Вода в котле циркулирует с помощью насосов. Расход воды зависит от режима работы котла: в зимний период применяется четырехходовая схема циркуляции воды и режим работы принят как основной (рис. 10.26, а), а в летний период — двухходовая и режим работы — пиковый (рис. 10.26. б).

При четырехходовой схеме циркуляции вода из теплосети подводится в один нижний коллектор и последовательно проходит через все элементы поверхности нагрева котла, совершая подъемно-опускное движение, после чего также через нижний коллектор отводится в тепловую

сеть. При двухходовой схеме вода поступает одновременно в два нижних коллектора и, перемещаясь по поверхности нагрева (как показано стрелками на рис. 10.26, б), нагревается и затем направляется в тепловую сеть.

При двухходовой схеме циркуляции через котел пропускается почти в два раза больше воды. Это объясняется тем, что при этом режиме работы котла нагревается большее количество воды (чем в зимний период) и она поступает в котел с более высокой температурой (110 вместо 70 °С).

На левой боковой стенке котла имеется лаз 4 в топочную камеру. Часть труб заднего экрана своим верхом выдвинуты в топку и сварены между собой при помощи вставок для устранения попадания в топку дроби при работе установки 3 дробеочистки, используемой для очистки конвективных поверхностей от загрязнения.

Все трубы экранов выведены в верхние и нижние коллекторы 0 159х 7 мм, внутри которых имеются глухие перегородки, направляющие воду. Топка отделена от конвективной части перегородкой из огнеупорной кирпичной кладки. Продукты сгорания поступают в верхнюю часть топки, откуда через фестон — в конвективную часть, проходят ее сверху вниз и через боковой отвод уходят из котельного агрегата.

Конвективная поверхность 5 котла состоит из четырех пакетов, каждый из которых набирается из U-образных ширм, выполненных из труб ∅ 28×3 мм. Ширмы расположены параллельно фронтальной стене котла, образуя шахматный пучок труб. Боковые стены конвективной части экранированы трубами ∅ 83×3,5 мм, имеющими плавники, и являются коллекторами (стояками) для труб конвективных пакетов. Потолок конвективной части также экранирован трубами ∅ 83 х 3,5 мм. Задняя стена не экранирована и имеет лазы 4 вверху и внизу. Вес котла передается на нижние коллекторы, имеющие опоры.

КПД котла КВ-ГМ-4 90,5% при работе на газе и 86,4% при работе на мазуте. КПД котла КВ-ГМ-6,5 91,1 % при работе на газе и 87 % при работе на мазуте.

экраны, которые полностью (за исключением части фронтальной стены, где установлены взрывной клапан 2 и газомазутная горелка1с ротационной форсункой) покрывают стены и под топки. Экранные трубы привариваются к коллекторам, имеющим размер ∅ 219 х 10 мм. Промежуточный экран выполнен из расположенных в два ряда труб и образует камеру догорания 5.

Конвективная поверхность нагрева 8 включает в себя четыре конвективных пучка и расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками. Конвективные пучки набраны из U-образных ширм, расположенных в шахматном порядке, выполненных из труб ∅ 28 х 3 мм. Задняя и передняя стены шахты экранированы вертикальными трубами ∅ 60×3 мм, боковые стены — трубами ∅ 85×3 мм, которые служат стояками для ширм конвективных пакетов.

Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топки, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон 6. Трубы, образующие переднюю, боковую и заднюю стены конвективной шахты, вварены в камеры ∅ 219 х 10 мм.

Продукты горения из топки проходят в камеру догорания 5, откуда через фестон — в конвективную шахту и из нее через отверстие в верхней части покидают котел. Для очистки конвективных поверхностей предусмотрена установка 7 дробеочистки.

Котлы состоят из топочной камеры 2 и конвективной шахты. Топочная камера котлов и задняя стена конвективной шахты закрыты экранами из труб ∅ 60 x 3 мм. Конвективная поверхность 5 нагрева котлов состоит из трех пакетов, набираемых из U-образных ширм, выполненных из труб 0 28×3 мм.

Фронтальный экран снабжен коллекторами: верхним, нижним и двумя промежуточными, между которыми находятся кольца для формирования амбразур газомазутных горелок 1 с ротационными форсунками. Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами ∅ 83×3,5 мм, служащими стояками для ширм.

Продукты горения выходят из топки через проход 3 между задним экраном и потолком топочной камеры и движутся сверху вниз через конвективную шахту. Котел оборудован взрывными предохранительными клапанами, установленными на потолке топки. Для удаления воздуха из трубной системы при заполнении котла водой на верхних коллекторах установлены воздушники. Очистка поверхностей нагрева осуществляется с помощью дробеочистительной установки 4.

Нижние коллекторы фронтального и заднего экранов конвективной шахты опираются на портал 6 котла. Опора, расположенная в середине нижнего коллектора задней стенки топки, является неподвижной. Вес боковых экранов топки передается на портал через фронтальный и задний экраны.

КПД котла КВ-ГМ-100 составляет 92,5% при работе на газе и 91,3% при работе на мазуте.

Водогрейный котел KB-ГМ-180. Газомазутный котел КВ-ГМ-180 (рис. 10.30) выполнен по Т-образной сомкнутой схеме с двумя конвективными шахтами, в которых размещают по три конвективных пакета.

Котел по проекту должен выполняться для работы под наддувом с мембранными экранными панелями. Для котла в негазо- плотном исполнении в топочной камере 1 все стены топки закрыты панелями из труб ∅ 60 х 3 мм. Такими же экранными панелями закрыты стены конвективных шахт и потолок котла.

Конвективные пакеты набираются из U-образных ширм, выполненных из труб ∅ 28×3 мм, которые вваривают в стояки ∅ 83×3,5 мм. На боковых стенках топки под конвективными шахтами установлены по три-четыре газомазутных горелки 8, имеющих встречное расположение факелов. Для более глубокого регулирования теплопроизводительности котла без отключения отдельных горелок последние снабжаются паромеханическими форсунками с широким диапазоном регулирования.

Продукты горения проходят топку, два поворотных газохода 3 и далее направляются в конвективные шахты. Топка отделена от конвективных шахт с помощью разделительных экранов 4. Для очистки поверхностей нагрева конвективных шахт котлы оборудованы установками 2 дробеочистки.

Источник