Oceľový teplovzdušný kotol.

Žiaruvzdorný kotol spolu s dymovým kotlom sú predstaviteľmi starých kotlových konštrukcií. Takéto tepelné stavby boli veľmi obľúbené v 18. storočí. Potom bolo zaznamenané hlavné použitie univerzálnych žiaruvzdorných kotlov na parné lokomotívy. Dnes popularita trochu klesla, ale v súkromnom sektore tento typ tepelné zariadenia je naďalej žiadaný. Dôvody sú zrejmé - jednoduchá konštrukcia teplovodného kotla alebo kotla na oheň šetrí na konštrukcii. A účinnosť oboch systémov je pre koncového užívateľa celkom uspokojivá.

Základom návrhov dvoch tepelných systémov sú:

• sporák na palivo,
• modul kotla,
• výstupný kanál plynu.

Modul kotla je zabudovaný do systému kanálov odvodu plynu a je kombináciou nádoby voda-para, vo vnútri ktorej je umiestnený viacradový potrubný systém.

Ide o druh rúrkovej jednotky výmeny tepla, cez ktorú prechádzajú produkty spaľovania paliva v peci.

Konštrukcia zariadenia na spaľovanie dymu pre priemyselné použitie: 1 - ovládací panel; 2 - plameňová komora; 3 - horák; 4 - špirálové vlnité rúry; 5 - prúdenie tepla; 6 - ekonomizér; 8 - izolačná vrstva

Je to spôsob konštrukcie potrubného systému teplovýmennej jednotky, ktorý rozlišuje predovšetkým teplovzdušné a dymové kotly. Pretože technicky ide o takmer identické prevedenia, s výnimkou jedného detailu.

Rúrkové kotly sú vybavené potrubnou schémou výmenníka tepla, pomocou ktorej sa para dodatočne prehrieva. Dymové kotly sú vybavené schémou potrubia na ohrev vody na prirodzené odparovanie (bez prehrievania).

Ďalšou z konštrukčných vlastností oboch je potrebné poznamenať ich odrody, založené na smere pohybu produktov spaľovania. Používajú sa dva typy vyhotovenia kanálov na odvod tepla:

1. Lietanie.
2. Obchodovateľné.

Je zrejmé, že v prvom prípade prúdenie tepla priamo (cez) nasleduje cez vnútornú oblasť rúrkového výmenníka tepla.

V druhom prípade sa dráha prechodu horúcich plynov mení z priameho na spätný zdvih v dôsledku zmeny konfigurácie výstupného kanála plynu. V tomto prípade môže schéma konštrukcie kanála zahŕňať niekoľko pohybov.

Ako funguje systém teplovodného kotla?

Princíp činnosti teplovodných kotlov je rovnako jednoduchý ako konštrukčná schéma. Keď sa palivo spaľuje vo vnútri pece, produkty spaľovania prúdia cez plynový kanál k výstupu.

Schéma teplovodného kotla: 1 - rošt; 2 - malý plameň; 3 - veľký plameň; 4 - poistný ventil; 5 - parná kupola; 6 - výstup nasýtenej pary; 7 - výstup oxidu uhoľnatého; 8 - hlava prehrievača; 9 - rúrky prehrievača; 10 - výstup prehriatej pary

Na ceste ohriatych plynov sú kovové rúrky výmenníka tepla. Teplo prechádza vnútornou oblasťou rúr a ohrieva kov.

vyhrievané potrubia veľký priemer sú zvonka ponorené do vody, respektíve odovzdávajú teplo vode. Voda sa zahreje na bod varu a začne sa meniť na paru.

Výsledná para sa zhromažďuje pod strechou nádoby, odkiaľ je privádzaná do sekundárneho potrubného systému, pozostávajúceho z rúrok malého priemeru, prechádzajúcich cez prvé plamence s väčším priemerom.

Teplo prechádzajúce potrubím teda koná dvojnásobnú prácu – ohrieva vodu a prehrieva paru. Prehrievanie sa uskutočňuje prechodom cez sekundárnu a už v prehriatom stave je para vyvedená pre potreby spotrebiteľa.

V skutočnosti by mali byť teplovodné kotly klasifikované ako parné kotly, navyše vyrábajú prehriatu (suchú) paru.

Ako funguje systém požiarneho kotla?

Princíp činnosti kotla na spaľovanie ohňa v skutočnosti opakuje princíp uvedený vyššie. Avšak potrubný systém v tomto uskutočnení je vyrobený obvyklým spôsobom- rúrkovnica bez zavedenia malých vnútorných rúrok na prehrievanie pary.

Schéma požiarneho kotla: 1 - pec; 2 - vyhrievaný dym a plyn; 3 - požiarne trubice; 4 - výstup nasýtenej pary; 5 - zásobník vody a pary; 6 - výstup oxidu uhoľnatého

Preto sa používajú požiarne rúry s menším priemerom a menšou hrúbkou steny. Počet rúrok je však zvyčajne zvýšený v porovnaní s dizajnom požiarnej rúry.

Zväčšením objemu rúrkovnice sa dosahujú vyššie ohniská. Existujú tu však technologické obmedzenia, ktoré často neumožňujú pestovanie mriežky na maximum:

• zvýšiť rozmery kotol;
• pevnosť koncových panelov rúrkovnice je znížená;
• plocha prechodu pre bubliny pary sa zmenšuje.

Bez ohľadu na použitý typ dymového kotla sa para vždy oddelí od vody a hromadí sa v parnom priestore. Para nahromadená nad povrchom vody zostáva v stave nasýtenia kvapalinou, pretože je neustále v kontakte s povrchom vody.

Konštrukcia kotla na horenie obsahuje nádobu, kde sa tlaková voda ohrieva na vyššiu teplotu, než pri ktorej voda vrie pri atmosferický tlak(100ºС).

Schéma pre tri ťahy s vodným plášťom: 1 - horák (pec); 2 - prvý ťah; 3 - druhý ťah; 4 - tretí ťah; 5 - nádoba s vodou; 6 - parná oblasť; 7 - výstup pary T \u003d 150 stupňov; 8 - výstup produktov spaľovania; 9 - vodný plášť

V procese normálna operácia voda zaberá spodnú časť nádoby kotla v dôsledku vlastnou silou gravitácia. Parné bubliny vytvorené v kontakte so stenami potrubia stúpajú cez vodný stĺpec a zhromažďujú sa na vrchu - pod vekom nádoby.

So zvyšujúcim sa množstvom pary uzavretá nádoba, tlak vo vnútri sa zvyšuje, čo vedie k zvýšeniu bodu varu vody. Tento faktor priamo ovplyvňuje rýchlosť produkcie pary, ktorá sa znižuje.

Ohnisko teda „sám od seba“ riadi a reguluje tlak vo vnútri nádoby. Inými slovami, požiarny kotol je tepelné zariadenie pracujúce pod tlakom a riadené tlakom.

Dizajnové prvky

Voda je privádzaná do kotlového systému dymovodu (žiaruvzdorného) kotla tradičným spôsobom- cez vstupné potrubie z centrálneho zásobovania vodou.

Pretože para a voda sú prítomné v tej istej nádobe, je dosť ťažké získať vysokotlakovú paru.

Typicky je maximálny tlak pary tohto typu kotlov dosiahnuteľný na úrovni nie vyššej ako 15-17 kg / cm2. Produktivita nie je vyššia ako 10 m 3 /hod.

Kotolový systém je počas prevádzky neustále pod tlakom. Preto je kotlové vybavenie tohto dizajnu pomerne vysoké.

Tepelné zariadenia sa môžu líšiť v umiestnení systému pece - vonkajšej pece alebo vnútornej pece. Taktiež sa prevedenie líši v umiestnení pracovnej nádoby.

Existujú modely s horizontálnym resp vertikálne usporiadanie. Prevedenie s horizontálnym usporiadaním nádoby nachádza viac široké uplatnenie v ekonomickej oblasti.

Schémy tienenia: 1, 7 - vodné prostredie; 2, 8 - tepelný kanál; 3, 9 - obojsmerné potrubia; 4,10 - voda; 5, 11 - plocha pary; 6 - "suchá" reverzná komora; 12 - "mokrá" reverzná komora

Konštrukcia kotlov núti dbať na dôležitý detail - tienenie. Existujú dve možnosti tepelného tienenia:

1. Suché.
2. Mokrý.

Suché tienenie je určené pre zariadenia, kde stena spätného kanála odvodu tepla je v priamom kontakte s vonkajším prostredím. V tomto prípade je stena kanála obložená žiaruvzdorným materiálom.

Avšak „mokrá“ verzia, keď spätný kanál nie je vyvedený, sa zdá byť účinnejším tienením. Tu je priestor od steny kanála po vonkajšiu stenu kotla obsadený vodným "plášťom". Vytvorí sa efektívny ochranný nárazník, ktorý umožňuje opustiť vytváranie protipožiarnej ochrany.

Všetko o komínoch pre kotlové zariadenia

Značky:

Vykurovacie kotly stredného a veľkého výkonu podľa typu konštrukcie sú rozdelené do dvoch veľkých skupín - vodorúrové a plynové (žiarovrubné).

Plynové potrubie- parný alebo teplovodný kotol, v ktorom vykurovaciu plochu tvoria rúrky malého priemeru, vo vnútri ktorých sa pohybujú horúce produkty spaľovania paliva. K výmene tepla dochádza zahrievaním chladiacej kvapaliny (vody), ktorá sa nachádza mimo rúrok.

Podľa GOST 23172-78 existujú požiarna trubica, pálenie dymu a požiarna trubica-dym kotly: horenie prebieha v plameňových trubiciach, produkty horenia sa pohybujú iba v dymových trubiciach. Plameňové trubice sú zvyčajne hrubšie a ich počet je menší.

Podľa smeru pohybu spalín možno krbové kotly rozdeliť na kotly na rozpätie, kde horúce plyny prechádzajúce ohniskom a plameňovými rúrami nemenia svoj smer a kotly cirkulačné, kde plyny robia v ohni obrátky. komora.

Najbežnejšou konštrukciou plynových kotlov je valcové teleso umiestnené vodorovne. Vo vnútri telesa teplovodných kotlov je horúca voda, majú objemy pary vody a pary. Ako pec sa používa požiarna rúra umiestnená buď v strede kotla alebo pod ním. Na prednom konci plameňovej trubice je inštalovaný nafukovací horák určený na spaľovanie plynných alebo kvapalných palív. Nad pecou sú zväzky dymovodov, cez ktoré dochádza k ďalšiemu pohybu horúcich plynov s následným výstupom do komína.

Kotly tejto konštrukcie sú dvojcestné a trojcestné. Dvojťahové kotly používajú reverzibilnú pec. V reverzibilnej peci sa spaliny odrážajú od zadnej steny pece a otáčajú sa o 180°C a idú na prednú stenu kotla. Ďalej horúce plyny opäť menia smer pohybu, odrážajú sa od prednej steny a prechádzajú cez požiarne trubice sú odstránené z kotla.

U trojťahového kotla sa spaliny vracajú do prednej steny kotla cez druhý plameňák, prípadne cez druhý komín. Ďalej horúce plyny opäť menia smer pohybu, odrážajú sa od prednej steny a prechádzajú cez požiarne trubice sú odstránené z kotla.

Medzi výhody plynového kotla patria:

• jednoduchosť výroby;
• možnosť použitia nekvalitnej ocele, čo znižuje náklady;
• kompaktnosť;
• jednoduchosť údržby.

Plynové kotly majú množstvo prevádzkových "zápory", preškrtnutím všetkých ich „plusov“. menovite:

• Vysoké požiadavky (v porovnaní s vodnými rúrovými kotlami) do kvalita kotlovej vody. Prísnejšie požiadavky na kvalitu napájacej vody vysvetľujú veľmi nízke rýchlosti (rádovo menšie v porovnaní s vodnými kotlami) nosiča tepla v teplovodných kotloch. V teplovodnom kotli je rýchlosť vody taká nízka, že ide prakticky o zrážací filter. Takéto kotly sa nesmú zapínať jeden okruh pracovať so starou tepelnou sieťou, na ktorej sa dlhodobo hromadí kal v spodnej časti radiátorov, sieťových potrubí. V dôsledku usadzovania nerozpustených látok a ich obalovania časti požiarnych rúr sa teplota týchto rúrok zvyšuje, tlak prehriatych rúrok na rúrovnicu a napätia vo zvaroch sa prudko zvyšujú. Čo vedie k deformácii výmenníka tepla a prasknutiu švíkov.
• Požiarny kotol je výbušný . o veľký objem ohriata voda s náhlym poklesom tlaku vo vnútri kotla na atmosférický (otvorenie švu), okamžite sa uvoľní obrovské množstvo pary a dôjde k výbuchu.
• Žiaruvzdorné kotly majú vyšší aerodynamický odpor ako kotly s vodnými rúrami.
• Je potrebné poznamenať ešte jeden, aj keď zďaleka nie hlavný problém teplovodných kotlov. Prítomnosť veľkého objemu vody spôsobuje, že kotol „pomaly“ reaguje na potrebu tepla. Typické pre takéto kotly dlho vykurovanie vedie v praxi k potrebe udržiavať vysoká teplota veľké množstvo vody počas určitého časového obdobia v očakávaní potreby tepla. A náklady na palivo použité na udržanie tejto „horúcej rezervy“ môžu dosiahnuť významnú hodnotu.

Konštrukčne je plynový rúrový kotol opakom kotla na vodu.

Vodné rúrkové kotly - parný alebo teplovodný kotol, v ktorom výhrevnú plochu (sieto) tvoria rúrky (kotlové rúrky), vo vnútri ktorých sa pohybuje chladiaca kvapalina (voda). K výmene tepla dochádza zahrievaním potrubí horúcimi produktmi horiaceho paliva.

Najjednoduchší výmenník tepla s vodnými rúrkami je konštrukcia dvoch paralelných rúrok spojených veľkým počtom priečnych rúrok. Tento dizajn sa nachádza v peci kotla a spaliny prechádzajúce medzi potrubiami ohrievajú chladiacu kvapalinu. Na zvýšenie vykurovacej plochy sa používajú rebrované rúrky.

Príkladom je chladič chladiaceho systému automobilu. V skutočnosti ide o sekundárny vodno-rúrkový výmenník tepla.

Charakteristickými znakmi vodnorúrových kotlov od plynových rúrových kotlov je menší objem vody a vysoká rýchlosť prietok chladiacej kvapaliny. Výsledkom sú nasledujúce výhody:

• nízka výbušnosť;
• rýchly ohrev vody;
• nižšia hmotnosť kotla;
• zlepšený odvod tepla;
• väčšia trvanlivosť konštrukcie;
• nižšie požiadavky na kvalitu vody.

Nevýhody takýchto kotlov zahŕňajú:

• vysoké požiadavky na kvalitu pripojenia;
• zložitosť dizajnu;
• ťažkosti s údržbou.

Väčšina kotlov na ruskom trhu sú teplovodné kotly. Je to dané jednak jednoduchšou výrobnou technológiou a jednak jednoduchou údržbou týchto kotlov. Napriek svojim výhodám sú kotly s vodnými rúrami strednej a veľkej kapacity u spotrebiteľov menej obľúbené, ale stále zaberajú svoj podiel na trhu. vykurovacie zariadenia.

Značné objemy novej výstavby v Rusku, zapojenie malých podnikov a súkromných investorov do výstavby a tomu zodpovedajúca tvorba investičnej politiky viedli k použitiu autonómnych vykurovacích kotlov vo väčšine budov vo výstavbe - od bytu a chaty až po RTS, as ako aj zdroje tepla na rekonštruovaných objektoch, prevažne s teplovodnými kotlami malého výkonu (do 20 MW). Článok pojednáva o vlastnostiach hlavných typov kotlov na ruskom trhu - vodnej trubice a požiarnej trubice.

Najdôležitejšou vlastnosťou kotlov s nízkym výkonom sú tepelné režimy pecí a s nimi spojené fyzikálno-chemické spaľovacie procesy spôsobené rozsiahlym prechodom na malé geometrické rozmery pece s poklesom výkonu kotla. Tým sa mení pomer plochy povrchu pece k jej objemu v opačnom pomere k jej charakteristickej veľkosti. Dôsledkom toho je skutočnosť, že v malých kotloch viditeľné tepelné namáhania objemu pece niekoľkonásobne prevyšujú charakteristiky charakteristické pre výkonné kotlové jednotky, dosahujú qv = 2 MW/m3 a vyššie (pre plyn a kvapalné palivo), pričom tepelné namáhania vykurovacích plôch v ohnisku (qн = ~200 kW /m2) približne zodpovedajú viditeľným tepelným namáhaniam vykurovacích plôch výkonných kotlov.

Zariadenia kotlov na ohrev vody sú na ruskom trhu zastúpené dvoma hlavnými typmi kotlov: vodnou rúrou a požiarnou rúrou.

Kotly na vodu určitý čas boli hlavným typom zariadení na prípravu teplej úžitkovej vody. V oblasti malého výkonu sa tento stav neospravedlňoval: z výroby boli vyradené zastarané kotly TVG, TG, NR 18, ZiO 60 atď.. Množstvo prevedení nízkovýkonových kotlov KV GM séria pokračuje vo výrobe. Domáci vývoj teplovodné kotly sú zastúpené najmä vodnými rúrovými kotlami, ktorých výrobu ovládajú veľké závody (Dorogobuzhkotlomash, Biysk Boiler Plant, Wolf Energy Solution atď.), ako aj malé kotolne.

Bez ohľadu na typ kotla je potrebné poznamenať, že tepelný režim kovu steny kotla je určený štátom vnútorný povrch(zo strany chladiaceho tepelného nosiča), prítomnosť usadenín, ich hrúbka a vlastnosti. Vonkajšia troska, sadze a bitúmenové usadeniny (ako aj vnútorné) ovplyvňujú najmä účinnosť prenosu tepla z prúdu plynu do chladiacej kvapaliny a tým zvyšujú teplotu spalín, znižujú výkon a účinnosť kotla.

Najväčší problém je však často spojený s nárastom aerodynamický odpor plynová cesta kotla, zmena a skreslenie charakteristík spaľovania, zhoršenie environmentálnych vlastností.

Vodná trubica teplovodné kotly

Hlavné výhody vodorúrových teplovodných kotlov spočívajú v organizovanom hydraulickom režime v potrubných vodných okruhoch, ktorý umožňuje pomocou schém čerpania s núteným vysokorýchlostným obehom (vrátane tých s recirkuláciou) zabezpečiť prijateľnú tepelnú (teplotu) podmienky, znížiť negatívne procesy znečistenia teplovýmenných plôch chladivom, znížiť celkové požiadavky na tuhosť cirkulujúca voda. Zároveň je v kotloch s vodnými rúrami potrebné prísne dodržiavať hydraulický režim pohybu chladiacej kvapaliny, čo vylučuje jej vykypenie na vykurovacích plochách, čo, ako už bolo uvedené, pre kotly s nízkym výkonom je obzvlášť dôležité v tepelne namáhané oblasti výhrevných plôch pece. Pri zdôvodňovaní vysokorýchlostného režimu je potrebné zamerať sa na potrubia s uvoľňovacím pohybom chladiacej kvapaliny, v ktorých pri špecifikované podmienky výmene tepla (qn = ~200 kW/m2), rýchlosť chladiacej kvapaliny by mala byť podľa známych závislostí minimálne 1,25–1,35 m/s.

Takýto hydraulický režim spôsobuje dostatočne vysoký hydraulický odpor vodorúrového kotla (zvyčajne v rozmedzí 0,5–1,5 bar). A to nielen v dizajnovom režime, ale aj vo všetkých medzirežimoch prevádzky s čiastočným alebo dokonca minimálnym výkonom. Trvalý hydraulický režim je snáď najviac dôležitým faktorom poskytovanie spoľahlivý výkon celý potrubný systém vodno-výhrevného vodorúrového kotla.

Množstvo prevedení teplovodných vodorúrových kotlov dodáva výrobca vo forme niekoľkých zväčšených blokov, čo si vyžaduje dodatočné náklady na dodávku kotla, jeho montáž a inštaláciu na stavbe.

Poslednou nevýhodou sú teplovodné kotly, kompletne vyrábané v továrni a dodávané vo forme kompaktného monoblokového prevedenia, často s už nainštalovanou tepelnou izoláciou, vonkajším plášťom, nosným rámom atď. To robí dizajn atraktívnym pre spotrebiteľa. , výrazne zjednodušuje inštaláciu zariadení v kotolni.

Požiarne rúrkové kotly

Použitie teplovodných kotlov s pretlakovým plynotesným ohniskom, ktorého princíp je založený na použití automatizovaných horákov vybavených vstavaným (alebo kompletným) odťahovým ventilátorom, umožňuje prevádzku bez odsávačov dymu s reguláciou horenia. parametre pri premenlivom zaťažení, pri zachovaní vysokej účinnosti s účinnosťou 92–95 %.

Výrobcovia prechádzajú na veľké objemy výroby teplovodných kotlov, aktívne ovládajú zahraničné technológie, nakupujú a spracovávajú podľa ruských noriem technická dokumentácia známe spoločnosti, ktorých produkty sú žiadané a osvedčili sa na trhu. Napríklad, trojťahové kotly FR-10, FR-16, vyrábané podľa technológie firmy Finrail (Fínsko), GKS Dynaterm, kotly Eurotwin vyrábané firmou Wolf Energy Solution podľa technológie firmy WOLF (Nemecko).

Konštrukčné schémy takmer všetkých teplovodných teplovodných kotlov zahŕňajú umiestnenie valcovej pece a ohniskových rúr konvekčných plôch vo vodnom objeme vo vnútri vonkajšieho pevného plášťa kotla. Rozloženie kotlov je zvyčajne klasifikované ako dvojcestné a trojcestné. V oboch prípadoch je vývoj horáka a pohyb spalín v objeme pece považovaný za prvý priechod tak pre pece s axiálnym rozpätím (bez otáčania horáka) pohybom plynov, ako aj pre slepé reverzibilné pece (s tzv. horák otočený o 180° v zadnej časti vnútri pece k prednej časti kotla) (obr. 2). Takže 2 bežiace schémy predpokladajú jeden prechod produktov spaľovania cez konvekčné plameňové trubice a 3 prebiehajúce - dva prechody s otočením produktov spaľovania medzi zväzkami dymových trubíc o 180°

Najdôležitejšie nevýhody požiarnych konštrukcií sú spôsobené nízkou rýchlosťou chladiva vo vnútornom vodnom objeme kotla, ktorý má značný objem (merný objem vody od ~0,5 do ~1,5 m3/MW) a veľký vypočítaný voľný prierez pre pohyb kotlovej vody. To vedie k neorganizovaným hydraulickým režimom vnútornej cirkulácie s rýchlosťami zodpovedajúcimi prirodzenej konvekcii rádovo 0,01–0,02 m/s, v mnohých zónach objemu vody aj nižšími. Z tohto dôvodu je hodnota tepelného namáhania výhrevných plôch kotla v podmienkach zamedzenia blízkostenného varu vody oveľa nižšia ako u kotlov na vodu a je hlavným faktorom určujúcim spoľahlivosť a bezporuchovosť kotla. prevádzka kotla (spolu s povrchovou kontamináciou z vodnej strany usadeninami vodného kameňa a kalu a pod.) .

Konštrukčné vlastnosti teplovodných kotlov

Konštrukcia trojťahového kotla v porovnaní s dvojťahovým kotlom väčšiny výrobcov má veľkú konvekčnú výhrevnú plochu (dymovody) a vďaka tomu umožňuje zväčšiť hĺbku chladenia spalín a zvýšiť účinnosť kotla o 1- 3 %. Vyššiu hodnotu účinnosti je možné dosiahnuť inštaláciou agregátového alebo blokového ekonomizéra (vrátane kondenzačného) za teplovodný kotol.

Pri hodnotení kvality teplovodného kotla je potrebné vziať do úvahy ako Konštruktívne rozhodnutia a dokonalosť výrobnej technológie.

Prítomnosť tuhého telesa a nekompenzovaného tepelného predĺženia koncových plôch (rúrkových dosiek) s tvrdým zváraním rovných plameňových rúrok a pevným upevnením pece, tesné umiestnenie plameňových rúrok k vonkajšiemu nevyhrievanému plášťu pece. kotla vedú k zvýšenému namáhaniu v dôsledku nekompenzovanej tepelnej deformácie, ako pri studených štartoch a pri premenlivých prevádzkových podmienkach. V tejto súvislosti je veľmi dôležité mať informáciu o konštrukčnej hodnote pre nízkocyklovú únavu kovu, ktorá určuje počet cyklov studeného štartu, merané od niekoľkých stoviek až po desiatky tisíc cyklov. Okrem konštrukcie kotla je táto hodnota ovplyvnená kvalitou kovu plameňových rúr a rúrok, technológiou a kvalitou zvárania, použitím tepelného popúšťania na uvoľnenie vnútorných pnutí vo zváranej konštrukcii pri výrobe. kotla.

Kotly s nízkym usporiadaním plameňových rúrok, ktoré sú najintenzívnejšie plnené kalom, sa ukazujú ako menej spoľahlivé, v dôsledku čoho sa zhoršuje prenos tepla, zvyšuje sa teplota steny potrubia, čo vedie k dodatočnému lokálnemu prehrievaniu, zvýšenému zaťaženiu zvarov a rúrková doska. Na vyrovnanie a zintenzívnenie prestupu tepla v konvekčných plochách sa často používajú rôzne druhy prietokových turbulátorov, ktoré sa vkladajú do plameňových rúrok tretieho ťahu alebo do koncových častí druhého ťahu 2-bežného kotla.

Tu je dôležité poznamenať, že krbové kotly s reverzibilnou pecou, ​​vzhľadom na uvedené vlastnosti tepelných procesov, zabezpečujú zosilnenie konvekčného prenosu tepla v ohnisku pri otáčaní plameňa (tým sa dosiahne vyrovnanie tepelných tokov na vykurovacích plochách v pec). Umožňujú tiež, vďaka aktívnej recirkulácii časti produktov spaľovania v koreni plameňa horáka, znížiť emisie oxidov dusíka. V tomto prípade však dochádza vo veľkej miere k zosilneniu prestupu tepla na rúrovnici a počiatočné úseky požiarnych rúrok v zóne plameňa sa otáčajú v blízkosti prednej šamotovej tvárnice s prihliadnutím na jej sekundárne vyžarovanie. V dôsledku týchto faktorov je rúrkovnica v extrémne nútenom tepelnom režime, čo často vedie k jej prehriatiu.

S prihliadnutím na naznačené vlastnosti tepelných režimov prednej rúrovej dosky veľká väčšina zahraničných výrobcov teplovodných teplovodných kotlov obmedzuje rozsah reverzibilných pecí na kotly s výkonom do 2,5 MW.

Pre všetky pece teplovzdušných kotlov, najmä pre reverzibilné, je potrebné správne vybrať horák nielen z hľadiska výkonu, ale aj v súlade s konfiguráciou a veľkosťou plameňa horáka do kotla. Malo by sa vylúčiť aj miestne "prepätie" horáka na studenej stene pece vo všetkých režimoch jej prevádzky, berúc do úvahy potrebný tlak na prekonanie aerodynamického odporu plynovej cesty kotla a spôsob riadenia záťaže. .

Nízke prietoky chladiva, veľké objemy vody vedú k intenzívnemu zrážaniu suspendovaných častíc kalu ako v spodnej časti kotla (tvoriace zóny intenzívnej podkalovej korózie), tak aj na horná rodiaca čiara požiarne trubice. Aj na „čistom“ potrubí, keď je kotol v prevádzke, sú konštrukčné parametre vody s teplotou +95 ° C maximálne hodnoty miestne teploty vody môžu byť ~130 °C a pri +105 °C - ~145 °C. Pod poréznymi kalmi (a vodným kameňom) sú teploty kovu steny potrubia a vody ešte vyššie, čo vedie k lokálnemu varu, zintenzívneniu procesu tvorby vodného kameňa a prehrievaniu steny potrubia. Okrem toho je potrebné poznamenať, že vriaca voda nielenže nezmýva usadeniny kalu na hornej tvoriacej priamke plameňových rúrok, ale tiež zintenzívňuje tvorbu miestnych usadenín vodného kameňa a v skutočnosti zväčšuje veľkosť a zhutňuje tieto usadeniny. Z tohto dôvodu je žiaduce neznižovať hydrostatický tlak v kotle pod 4,5–5 bar, čo však nedokáže tieto procesy úplne potlačiť. „Sadna“ hydrodynamika teplovodných kotlov vysvetľuje potrebu hlbokého zmäkčovania vody na zvyškovú celkovú tvrdosť nie vyššiu ako 0,01–0,02 (mg-ekv.) / l.

Maximálne zníženie kalových usadenín je zabezpečené pri použití nezávislého zapojenia kotlového okruhu do okruhu zásobovania teplom, čím sa vylúči vnik kalu z vykurovacích sietí a spotrebiteľských vykurovacích sústav. Je potrebné obmedziť používanie magnetickej a komplexotvornej úpravy aj pri prítomnosti odlučovačov kalu v okruhu a používaní periodické čistenie, ktorého frekvencia a čas je od spodných bodov kotla určený vodno-chemickým režimom prevádzky kotla.

Je potrebné udržiavať hydraulický režim prevádzky kotla s odhadovaným prietokom chladiacej kvapaliny, určeným pri konštrukčnom zaťažení prípustným teplotným rozdielom na vstupe a výstupe kotla. Zabezpečte požadovanú recirkuláciu chladiacej kvapaliny kontrolou vo všetkých prevádzkových režimoch, aby sa vylúčila nízkoteplotná korózia na zadných výhrevných plochách kotla, ktorá sa vypočíta za podmienky, že teplota vody na vstupe do kotla prekročí teplotu rosného bodu spalín o 5 °C.

Uvažované otázky sa netýkajú len konštrukcie a organizácie prevádzky teplovodných kotlov, ale priamo súvisia s prevádzkovými režimami z hľadiska zabezpečenia technologických procesov. Polohová regulácia výkonu dodávaného spotrebiteľom v režime prevádzky horáka „zapnuté-vypnuté“ teda objektívne výrazne znižuje životnosť kotla, berúc do úvahy únavu kovu z cyklu. Niekedy však použitie modulačných horákov, najmä v reverzibilných peciach, pri nízkych zaťaženiach môže spôsobiť predčasné otočenie plameňa v blízkosti horáka a následne prehriatie jednotlivých sekcií pece a prednej rúrkovej dosky. Podobný proces sa vyvíja s výrazným riedením v dymovode za kotlom. V niektorých prípadoch pri nízkom aerodynamickom odpore kotla sa tento efekt prejaví pri riedkosti ~25 Pa.

Porušenia prevádzkových režimov kotlov sú neprijateľné:
- s nevhodnou alebo znefunkčnenou chemickou úpravou vody (aj pri jej krátkodobom odstavení);
- so zavedením štrukturálnych zmien v kotle - pri odstraňovaní turbulátorov, zmene schémy zapojenia pre vstup-výstup pre chladiacu kvapalinu atď.;
— s vypnutými recirkulačnými čerpadlami;
- bez regulácie teploty spalín, aerodynamického odporu a hydraulických tlakových strát v kotle;
— bez kontroly netesností vo vykurovacích sieťach a bez čistenia sieťovej vody od kalu, bez pravidelného odkalovania.

Požiarny kotol je zariadenie, ktoré si medzi užívateľmi získalo veľkú obľubu. V prvom rade zaujme jednoduchosť zariadenia a dostupnosť jeho nastavení. Použitie takéhoto kotla nie je také ťažké a účinnosť zariadenia je mnohonásobne vyššia.

Jednoduché používanie by však nemalo vylučovať bezpečnostné požiadavky. Napriek tomu vykurovací systém netoleruje jeho zanedbávanie.

Podoba takéhoto zariadenia pochádza z 19. storočia. Prekvapivo dodnes zostáva populárny a žiadaný dizajn, ktorý prešiel prirodzenými zmenami.

Kotly podobného dizajnu sú široko používané v súkromných domácnostiach aj v priemyselnom meradle. Ak plánujete organizovať vykurovací systém v dome by sa nemala odpisovať taká možnosť, ako je teplovzdušný kotol.

Keď vznikali prvé teplovodné kotly, ich hlavnou úlohou bolo zvýšiť produktivitu parných zariadení bez výrazných zmien v ich konštrukcii a rozmeroch. Dnes si môžete kúpiť moderný teplovzdušný kotol turbotherm

Ruská výroba na webovej stránke spoločnosti http://kep-project.ru/.

Dnes je konštrukcia požiarnej trubice poddruhom zariadenia s plynovou trubicou, ktorá pozostáva z niekoľkých potrubí, v ktorých je palivo.

Existujú dva hlavné typy takýchto kotlov, z ktorých každý má svoj vlastný princíp činnosti:

• teplovodné parné kotly;
• teplovodné teplovodné kotly.

V závislosti od výrobcu môže mať dizajn týchto kotlov svoje vlastné charakteristiky. Vlastnosti kompletnej sady komponentov žiadnym spôsobom neovplyvňujú účinnosť zariadenia. Účel kotla ovplyvňuje aj vybavenie, rozmery a vlastnosti práce.

Výhody a nevýhody teplovodných vykurovacích kotlov

Začnime, samozrejme, výhodami, ktoré nám takéto zariadenia poskytujú. Požiarne rúrkové kotly si získali obľubu v rôznych priemyselných odvetviach kvôli zvláštnostiam ich použitia.

Konštrukcia kotla je jednoduchá a užívateľsky prívetivá v súkromnom aj priemyselnom meradle.

Okrem toho si kotly získali popularitu vďaka rôznym typom uvedeným vyššie.

• Požiarne rúrkové kotly poskytujú celkom optimálnu úroveň bezpečnosti používania.
• Kompaktnosť zariadenia neobmedzuje jeho silu a výkon.
• Prevádzka kotla môže byť organizovaná automaticky jeho vybavením prídavnými ovládacími zariadeniami.
• Na systém môžete nainštalovať teplomer, odvzdušňovač, snímač tlaku, manometer, aby kotol vykonával svoju prácu automaticky. Zároveň počas prevádzky nemá horák problém s pulzovaním ohňa, ktorý môžeme pozorovať pri prevádzke iných zariadení používaných na vykurovanie.
• Vďaka moderné materiály Používa sa na výrobu, teplovzdušné kotly nepodliehajú korózii a hrdzi. To znamená, že vykurovací systém môže fungovať dlhé roky bez ohrozenia vykurovanej miestnosti.

Nevýhody kotlov, najmä v podmienkach priemyselné využitie, je vysoko výbušný. Čo sa však vysvetľuje organizáciou nedostatočne bezpečných prevádzkových podmienok.

Preto pri výbere teplovodného kotla na prevádzku je potrebné zohľadniť základné požiadavky na jeho použitie. Vzhľadom na prítomnosť plameňových trubíc sú bezpečnostné požiadavky obzvlášť prísne. Prevádzka takýchto kotlov sa líši takto:

• v teplovodných kotloch na ohrev pary a vody sa chladivo pohybuje oveľa nižšou rýchlosťou ako v iných vykurovacích zariadeniach, čo vedie k vzniku stagnujúcich zón vo vnútri zariadenia, ktoré sú nebezpečné pre prevádzku;
• ďalším dôvodom, prečo sú takéto kotly výbušnejšie, je prítomnosť v zariadení viac voda;
• veľké množstvo voda spôsobuje ďalší problém – tvorbu vodného kameňa a usadenín na stenách vo vnútri zariadenia.

Tvorba vodného kameňa je nebezpečná pre každé zariadenie. Čo sa týka teplovodných kotlov, vodný kameň sa v nich tvorí dosť nerovnomerne, čo narúša chod zariadenia a môže viesť k vážnym problémom.

To znamená, že aby sa predišlo problémom s prevádzkou kotla a zabezpečili ho bezpečná prevádzka, je potrebné zariadenie pravidelne kontrolovať a v prípade problémov opravovať.

Včasná výmena poškodených komponentov umožní obnoviť bezpečnosť kotla a samotnému zariadeniu vrátiť energiu a účinnosť.

V každom prípade, aby ste zaistili bezpečnosť zariadenia, nemali by ste prekračovať rozsah prevádzky, dodržiavať bezpečnostné opatrenia a technické pokyny výrobca.

Zariadenia na ohrev vody pomocou požiarnych rúrok sú na celom svete úplne bežné. Požiarne rúrkové kotly sa prvýkrát objavili v 19. storočí. Konštrukcia bola vytvorená za účelom zvýšenia výkonu parných zariadení bez zväčšenia veľkosti jednotky a jej tvaru.

Ich rozšírené použitie je v súčasnosti spôsobené jednoduchosťou použitia, jednoduchosťou opráv a údržbárskych prác, ako aj možnosťou použitia v prítomnosti tlaku vo vnútri konštrukcie nad atmosférickým tlakom.

Princíp činnosti a konštrukčné prvky

Požiarny kotol je poddruhom plynového zariadenia, ktorého povrch tvorí určitý počet plameňových rúrok, v ktorých sa pohybuje určitý druh paliva.

Existujú dve hlavné triedy zariadení:

• Požiarne rúrkové parné kotly. Počítajú s ohrevom chladiacej kvapaliny pomocou pary. Vo vnútri sú na tieto účely umiestnené špeciálne nádrže.
• Teplovodné teplovodné kotly. Na rozdiel od predchádzajúcej verzie, kde je zakázané ohrievať parný priestor jednotky plynmi, aby sa zabránilo vysokej úrovni vykurovania stien, tento typ mechanizmu zabezpečuje ohrev celého tela vodou.

Najčastejšie má vybavenie požiarnej trubice dostatok jednoduchý dizajn- valcové teleso, ktoré je umiestnené vodorovne. V závislosti od typu a triedy môže mať jednotka vo vnútri horúcu vodu alebo objemy a nádrže triedy pary a vody.

Princíp činnosti teplovodného kotla je pomerne jednoduchý. Na prednom konci všetkých plameňových trubíc sa nachádza horák tlakového typu, ktorý dokáže spaľovať plyn, resp kvapalné palivo. Vďaka tomu sa plameňová trubica stáva špeciálnou spaľovacou komorou, kde dohorí takmer všetko palivo prichádzajúce do zariadenia.

Ryža. jeden

Pokiaľ ide o parné kotly, tieto modely majú často trojcestný výmenník tepla. To znamená, že plyny pred priamym vypustením von urobia tri prechody cez plameňové trubice, ktoré sa premyjú vodou. Prvým krokom je spaľovacia komora.

Teplotný index je tam najvyšší. V oblasti komory plyny menia svoju cestu a vstupujú do plameňových rúrok druhého priechodu a odtiaľ do plameňových rúrok tretieho priechodu. Schéma pohybu sa vykonáva a usmerňuje v dôsledku prevádzky ventilátora vo vnútri konštrukcie jednotky, ako aj prirodzeného ťahu komín.

Ryža. 2

Hladina vody v nádrži podobného modelu teplovodného parného kotla je nestabilná. Počas prevádzky časť vody vrie a vo forme pary sa dostáva do vnútra konštrukcie, kde sa pomocou špeciálneho komponentu - separátora oddeľujú malé kvapky. Tento proces je povinný. AT inak dôjde k vodnému rázu, ktorý nepriaznivo ovplyvní prevádzku parných zariadení.

Konštrukcia teplovodného teplovodného kotla pozostáva z telesa, predného a zadného krytu, potrubia na odvod spalín z agregátu a podpier. Samotná konštrukcia telesa obsahuje komoru reprezentovanú plameňom so zaobleným dnom, konvekčnú zónu, prednú komoru jednotky a podpery. Teplovodný teplovodný kotol je navyše pokrytý tepelnoizolačnými materiálmi.

Plyny, ktoré vznikajú v plameňovej trubici pri spaľovaní určitého druhu paliva, menia svoj smer pohybu a vracajú sa do prednej časti vykurovacieho zariadenia. Po odovzdaní tepla chladiacej kvapaline sú vyvedené von komínom.

Konštrukcia parného alebo teplovodného teplovodného kotla môže byť odlišná. Umiestnenie a vybavenie rôzne komponenty vybavenie vrátane plameňových trubíc sa môže líšiť od rôznych výrobcov, ako aj v závislosti od účelu a rozmerov jednotky.

Vlastnosti a výhody

Rozšírené v rôznych oblastiach teplovzdušné kotly boli získané vďaka týmto vlastnostiam:

• Prítomnosť jednoduchého dizajnu a jednoduchého použitia s ním.
• Dostupnosť niekoľkých typov zariadení vrátane horúcej vody a pary.
• Prítomnosť oblastí s vysokou mierou tepelného stresu.
• Optimálna úroveň bezpečnosť teplovzdušných kotlov.
• Vysoký výkon s kompaktnými rozmermi.
• Dostupnosť vykurovacieho zariadenia zabezpečiť automatická prevádzka. To sa dosiahne použitím prídavných zariadení: tlakomer, odvzdušňovač, teplomer, snímač tlaku vody atď.
• Stabilná prevádzka horáka na ohniskách kotla bez problému s pulzovaním plameňa.
• Použitie ocele pre tepelný výmenník umožňuje ochranu parných a teplovodných kotlov pred koróziou a extrémnymi teplotami.

Napriek určitej kontroverzii, tento druh vykurovacie zariadenia, parné aj teplovodné, sú široko používané v európskych krajinách v priemyselnom sektore.

Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú tento ukazovateľ, možno rozlíšiť:

• Veľký objem vody použitej v teplovzdušných kotloch umožňuje udržiavať stabilnú výstupnú teplotu.
• Nízky hydraulický odpor parných alebo vodoohrevných teplovodných jednotiek priamo ovplyvňuje zníženie prevádzkových nákladov.
• Plameň kotla zaisťuje takmer 100% spaľovanie paliva, čo zaisťuje vysoký faktor účinnosti, dosahujúci viac ako 90%.
• Vysoký stupeň tepelný výkon zariadenia na ohrev pary alebo vody umožňuje znížiť množstvo tepelných strát konštrukcie v prípade nepriaznivých klimatických podmienok.

Ryža. 3

Pokiaľ ide o nevýhody požiarnych trubicových jednotiek, možno to pripísať ich relatívne vysokej výbušnosti, čo sa vysvetľuje konštrukčnými vlastnosťami jednotky, najmä požiarnych trubíc. Pri dodržaní všetkých pravidiel a predpisov pre používanie zariadení však budú parné a teplovodné teplovodné kotly v prevádzke absolútne bezpečné a spoľahlivé.

Prevádzkové vlastnosti

> Vzhľadom na vysoké bezpečnostné požiadavky na teplovodné kotly, ktoré sú priamo ovplyvnené ich konštrukciou s prítomnosťou plameňových rúrok, je pri prevádzke parných a teplovodných teplovodných kotlov potrebné vedieť nasledovné:

• Prítomnosť plameňových rúrok vedie k tomu, že rýchlosť chladiacej kvapaliny v parných a teplovodných požiarnych rúrových jednotkách je malá, čo vedie k tvorbe stagnujúcich zón vo vnútri jednotky.
• Množstvo vody v teplovodných kotloch je oveľa väčšie ako v zariadeniach na ohrev vody vo vodnom potrubí. Vďaka tomu je jednotka výbušnejšia.
• Hlavným dôvodom rozpadu jednotiek na ohrev vody alebo pary je tvorba rôznych usadenín a vodného kameňa. Berúc do úvahy dizajnové prvky zariadenia, najmä prítomnosť plameňových trubíc, vodný kameň sa v jednotkách hromadí nerovnomerne, čo spôsobuje prehrievanie výmenníka tepla.

Ryža. štyri

Aby sa predišlo výbuchu, musia byť tieto jednotky včas opravené a udržiavané. Všetky nepoužiteľné časti vrátane plameňových trubíc je potrebné včas vymeniť. Počas používania nesmiete prekročiť prevádzkové limity a prísne dodržiavať všetky pokyny predpísané v návode a Technické špecifikácie požiarne rúrkové kotly.

Možnosť prerobenia zariadenia na plyn

Na zásobovanie sa najčastejšie používajú parné alebo vodou ohrievacie požiarne trubice horúca voda obytné budovy a podnikmi. Pomerne často sa tento typ zariadenia používa v priemyselných podnikoch a organizáciách. Zároveň, aby sa zvýšila účinnosť, teplovzdušné kotly často prechádzajú na plyn.

Na implementáciu tejto možnosti musia byť vo vnútri zariadenia nainštalované ďalšie komponenty. Povinné prvky sú plynové horáky nízky tlak ktorý môže byť nahradený špeciálnym typom horáka typu stredotlakového vstrekovania. Budete tiež musieť odstrániť rošt. Jeho hlavným účelom v teplovodných kotloch je horieť tuhé palivo ale keďže to nie je potrebné, keď je prítomný plyn, môže sa odstrániť.

Nevyhnutným momentom je aj demontáž predného obkladu a montáž novej verzie. Tomuto procesu sa dá vyhnúť inštaláciou vstrekovacích horákov so stabilizátorom.

Čo sa týka rozumnosti prechodu teplovodného kotla na plyn, medzi odborníkmi neexistuje jednoznačný názor. Niektorí považujú túto možnosť za celkom prijateľnú a spoľahlivú, zatiaľ čo iní ju odporúčajú nahradiť alternatívnymi jednotkami. V každom prípade pri riadne opitej práci bude zariadenie fungovať spoľahlivo a s optimálnym technickým výkonom.

Jedinou nevýhodou takýchto manipulácií je, že po prechode na plyn môže dôjsť k zahrievaniu dýzy horáka, čo je sprevádzané pulzáciou horenia, jemným praskaním, praskaním a vystreľovaním plameňa.

Keďže prestavba teplovodného kotla na plyn je zložitý proces, ktorý si vyžaduje znalosti a určité zručnosti a vzhľadom na to, že prípadné chyby v prevádzke môžu viesť k vytvoreniu výbušnej situácie, všetky práce musia vykonávať odborníci s príslušnou kvalifikáciou. Neoprávnený zásah môže spôsobiť nebezpečnú situáciu pre majiteľa zariadenia a jeho príbuzných.

Požiarne rúrkové kotly sú široko používané v rôznych oblastiach. Majú dobrý výkon, ľahko sa inštalujú, obsluhujú a udržiavajú a tiež sa jednoducho vyrábajú opravárenské práce. Rôzne modely vám umožňujú vybrať si možnosť pre každú miestnosť a pre väčšinu rozdielne podmienky. Hlavná vec je vybrať si možnosť kvality a prísne dodržiavajte návod na použitie.