Jekleni ognjecevni kotel.

Požarni kotel skupaj z dimnim kotlom sta predstavnika starodavnih kotlovskih konstrukcij. Takšne toplotne strukture so bile zelo priljubljene v 18. stoletju. Nato so na parnih lokomotivah opazili glavno uporabo univerzalnih dimnih kotlov z ognjevarnimi cevmi. Danes je priljubljenost nekoliko upadla, vendar v zasebnem sektorju ta tip toplotna opremaše naprej v povpraševanju. Razlogi so očitni – preprosta zasnova ognjecevnega kotla ali kotla na ogenj prihrani pri gradnji. In učinkovitost obeh sistemov je za končnega uporabnika povsem zadovoljiva.

Osnova zasnove dveh toplotnih sistemov sta:

• peč na gorivo,
• kotlovski modul,
• kanal za izpust plina.

Kotlovski modul je vgrajen v sistem odvodnih kanalov za plin in je kombinacija vodno-parne posode, znotraj katere je nameščen večredni cevni sistem.

To je nekakšna cevna enota za izmenjavo toplote, skozi katero v peči prehajajo produkti zgorevanja goriva.

Zasnova opreme za kurjenje dima za industrijsko uporabo: 1 - nadzorna plošča; 2 - plamenska komora; 3 - gorilnik; 4 - spiralne valovite cevi; 5 - pretok toplote; 6 - ekonomizator; 8 - izolacijski sloj

To je način izdelave cevnega sistema enote za izmenjavo toplote, ki v prvi vrsti razlikuje ognjecevne in dimne kotle. Ker sta tehnično gledano skoraj enaki dizajni, z izjemo enega detajla.

Požarni kotli so opremljeni s cevno shemo izmenjevalnika toplote, s pomočjo katere se para dodatno pregreje. Dimni kotli so opremljeni s cevno shemo za ogrevanje vode za naravno izhlapevanje (brez pregrevanja).

Še eno izmed oblikovnih značilnosti obeh je treba omeniti njihove sorte, ki temeljijo na smeri gibanja produktov zgorevanja. Uporabljata se dve vrsti izvedbe kanalov za odvajanje toplote:

1. Letenje.
2. Po dogovoru.

Očitno je, da v prvem primeru toplotni tok neposredno (skozi) sledi skozi notranjo regijo cevastega toplotnega izmenjevalnika.

V drugem primeru se pot prehoda vročih plinov spremeni iz neposrednega v obratni hod zaradi spremembe konfiguracije izstopnega kanala za plin. V tem primeru lahko shema gradnje kanala vključuje več potez.

Kako deluje sistem ognjecevnega kotla?

Načelo delovanja ognjecevnih kotlov je tako preprosto kot konstrukcijska shema. Ko gorivo zgori v notranjosti peči, produkti zgorevanja hitijo skozi plinski kanal do izstopa.

Shema ognjecevnega kotla: 1 - rešetka; 2 - majhen plamen; 3 - velik plamen; 4 - varnostni ventil; 5 - parna kupola; 6 - izhod nasičene pare; 7 - izhod ogljikovega monoksida; 8 - glava pregrevalnika; 9 - cevi pregrevalnika; 10 - izhod pregrete pare

Na poti ogrevanih plinov so kovinske cevi toplotnega izmenjevalnika. Toplota prehaja skozi notranjost cevi in ​​segreva kovino.

ogrevane cevi velik premer so potopljeni v vodo od zunaj, oziroma vodijo toploto. Voda se segreje do vrelišča in se začne spreminjati v paro.

Nastala para se zbira pod streho posode, od koder se dovaja v sekundarni cevni sistem, sestavljen iz cevi majhnega premera, ki potekajo skozi prve plamenske cevi večjega premera.

Tako toplota, ki prehaja skozi cevi, opravi dvojno delo - segreje vodo in pregreje paro. Pregrevanje poteka s prehodom skozi sekundarno in že v pregretem stanju se para odvaja za potrebe potrošnika.

Pravzaprav je treba ognjecevne kotle uvrstiti med parne kotle, poleg tega proizvajajo pregreto (suho) paro.

Kako deluje požarni kotel?

Načelo delovanja kotla na ogenj dejansko ponavlja zgoraj navedeno. Vendar je cevni sistem v tej izvedbi izdelan na običajen način- cevni list brez uvedbe majhnih notranjih cevi za pregrevanje pare.

Shema požarnega kotla: 1 - peč; 2 - ogrevan dim in plin; 3 - požarne cevi; 4 - izhod nasičene pare; 5 - posoda za shranjevanje vode in pare; 6 - izhod ogljikovega monoksida

Zato se uporabljajo požarne cevi manjših premerov in manjše debeline sten. Vendar se število cevi običajno poveča v primerjavi z zasnovo požarne cevi.

S povečanjem volumna cevne pločevine se dosežejo višji kuriščni kotli. Vendar pa tukaj obstajajo tehnološke omejitve, ki pogosto ne omogočajo maksimalne rasti rešetke:

• porast dimenzije kotel;
• zmanjša se moč končnih plošč cevnega lista;
• območje prehoda za parne mehurčke se zmanjša.

Ne glede na vrsto dimnega kotla se para vedno loči od vode in se kopiči v parnem prostoru. Hlapi, nabrani nad vodno gladino, ostanejo v stanju nasičenosti s tekočino, saj je nenehno v stiku z vodno površino.

Zasnova kotla na ogenj vsebuje posodo, v kateri se voda pod tlakom segreje na višjo temperaturo od tiste, pri kateri voda vre pri zračni tlak(100ºС).

Shema za tri poteze z vodnim plaščem: 1 - gorilnik (peč); 2 - prvi korak; 3 - druga poteza; 4 - tretja poteza; 5 - posoda z vodo; 6 - območje pare; 7 - izhod pare T = 150 stopinj; 8 - proizvodnja produktov zgorevanja; 9 - vodni jopič

V postopku normalno delovanje voda zavzema spodnji del kotlovske posode zaradi lastno moč gravitacija. Parni mehurčki, ki nastanejo v stiku s stenami cevi, se dvigajo skozi vodni stolpec in se zbirajo na vrhu - pod pokrovom posode.

Ko se količina pare poveča zaprta posoda, se tlak v notranjosti poveča, kar vodi do povečanja vrelišča vode. Ta dejavnik neposredno vpliva na hitrost proizvodnje pare, ki se zmanjša.

Tako kurišče "samo po sebi" nadzoruje in uravnava tlak znotraj posode. Z drugimi besedami, požarni kotel je toplotna oprema, ki deluje pod tlakom in jo nadzoruje tlak.

Oblikovne značilnosti

Voda se dovaja v kotlovski sistem dimovodnega (kurilnega) kotla tradicionalen način- skozi dovodni cevovod iz centralnega vodovoda.

Ker sta para in voda prisotni v isti posodi, je zelo težko dobiti visokotlačno paro.

Običajno je največji tlak pare te vrste kotlov dosegljiv na ravni, ki ne presega 15-17 kg / cm 2. Produktivnost ni višja od 10 m 3 /uro.

Sistem kotla je med delovanjem vedno pod tlakom. Zato je kotlovska oprema te zasnove precej visoka.

Toplotna oprema se lahko razlikuje glede na lokacijo sistema peči - zunanja peč ali notranja. Izvedba se razlikuje tudi po postavitvi delovne posode.

Obstajajo modeli z vodoravno oz navpična razporeditev. Izvedba z vodoravno razporeditvijo plovila najde več široka uporaba na gospodarskem področju.

Sheme zaščite: 1, 7 - vodno okolje; 2, 8 - termični kanal; 3, 9 - dvosmerne cevi; 4, 10 - voda; 5, 11 - območje pare; 6 - "suha" vzvratna komora; 12 - "mokra" vzvratna komora

Konstrukcija kotlov vam omogoča, da ste pozorni na pomembno podrobnost - oklop. Obstajata dve možnosti za toplotno zaščito:

1. Suha.
2. Mokra.

Za opremo, kjer je stena povratnega kanala za odvajanje toplote v neposrednem stiku z zunanjim okoljem, je predvidena suha zaščita. V tem primeru je stena kanala obložena z ognjevzdržnim materialom.

Vendar se zdi, da je "mokra" različica, ko povratni kanal ni izklopljen, učinkovitejša zaščita. Tu je prostor od stene kanala do zunanje stene kotla zaseden z vodnim "slopom". Oblikuje se učinkovit zaslonski pufer, ki omogoča opustitev ustvarjanja ognjevarne zaščite.

Vse o dimnikih za kotlovsko opremo

Oznake:

Ogrevalni kotli srednje in velike zmogljivosti so glede na vrsto konstrukcije razdeljeni v dve veliki skupini - vodne in plinske (požarne cevi).

Plinska cev- parni ali toplovodni kotel, pri katerem je ogrevalna površina sestavljena iz cevi majhnega premera, znotraj katerih se premikajo vroči produkti zgorevanja goriva. Izmenjava toplote poteka s segrevanjem hladilne tekočine (vode), ki se nahaja zunaj cevi.

V skladu z GOST 23172-78 obstajajo požarna cev, kurjenje dima in požarna cev-dim kotli: zgorevanje poteka v dimnih ceveh, produkti zgorevanja se premikajo le v dimnih ceveh. Plamenske cevi so običajno debelejše in jih je manj.

Glede na smer gibanja dimnih plinov lahko ognjecevne kotle razdelimo na razponske kotle, pri katerih vroči plini, ki prehajajo skozi kurišče in ognjene cevi, ne spreminjajo svoje smeri, in na obtočne kotle, pri katerih se plini vrtijo v ognju. komora.

Najpogostejša zasnova plinskih kotlov je valjasto telo, ki je nameščeno vodoravno. Znotraj telesa toplovodnih kotlov je vroča voda, imajo prostornine parne vode in pare. Kot peč se uporablja ognjevarna cev, ki se nahaja v središču kotla ali spodaj. Na sprednjem koncu plamenske cevi je nameščen napihljiv gorilnik, ki je zasnovan za kurjenje plinastih ali tekočih goriv. Nad pečjo so snopi dimnih cevi, skozi katere poteka nadaljnje gibanje vročih plinov, ki mu sledi izstop v dimnik.

Kotli te zasnove so dvosmerni in trosmerni. Dvoprehodni kotli uporabljajo reverzibilno peč. V reverzibilni peči se dimni plini odbijajo od zadnje stene peči in se obrnejo za 180°C ter gredo na sprednjo steno kotla. Nadalje vroči plini spet spremenijo smer gibanja, se odbijejo od sprednje stene in prehajajo skozi požarne cevi, se odstranijo iz kotla.

Pri tropasovnem kotlu se dimni plini vračajo na sprednjo steno kotla skozi drugo plamensko cev ali skozi drugi sklad ognjevarnih cevi. Nadalje vroči plini spet spremenijo smer gibanja, se odbijejo od sprednje stene in prehajajo skozi požarne cevi, se odstranijo iz kotla.

Prednosti plinskega cevnega kotla vključujejo naslednje:

• enostavnost izdelave;
• možnost uporabe nizkokakovostnega jekla, kar zmanjša stroške;
• kompaktnost;
• enostavnost vzdrževanja.

Plinski cevni kotli imajo številne operativne "slabosti", prečrtajo vse njihove "pluse". in sicer:

• Visoke zahteve (v primerjavi z vodnimi cevnimi kotli) do kakovost kotlovne vode. Strožje zahteve za kakovost napajalne vode so razložene z zelo nizkimi hitrostmi (za red velikosti manj v primerjavi z vodnocevnimi kotli) toplotnega nosilca v ognjecevnih kotlih. V ognjecevnem kotlu je hitrost vode tako nizka, da je tako rekoč precipitacijski filter. Takšni kotli se ne smejo vklopiti eno vezje za delo s starim ogrevalnim omrežjem, ki ima dolgotrajno kopičenje blata v spodnjem delu radiatorjev, omrežnih cevovodov. Zaradi sedimentacije suspendiranih snovi in ​​njihovega oblaganja dela ognjevarnih cevi se temperatura teh cevi poveča, pritisk pregretih cevi na cevni list in napetosti v zvarih močno narastejo. Kar vodi do deformacije toplotnega izmenjevalnika in lomljenja šivov.
• Požarni kotel je eksploziven . Pri velik volumen segreta voda z nenadnim znižanjem tlaka v kotlu na atmosfersko (odprtina šiva), se v trenutku sprosti ogromna količina pare in pride do eksplozije.
• Požarnocevni kotli imajo večji aerodinamični upor kot vodnocevni kotli.
• Omeniti je treba še eno, čeprav daleč od glavnega problema ognjecevnih kotlov. Zaradi velike količine vode se kotel "počasi" odziva na potrebo po toploti. Značilno za takšne kotle dolgo časa ogrevanje v praksi vodi do potrebe po vzdrževanju visoka temperatura velika masa vode v določenem časovnem obdobju v pričakovanju povpraševanja po toploti. In stroški goriva, uporabljenega za vzdrževanje te "vroče rezerve", lahko dosežejo precejšnjo vrednost.

Po zasnovi je plinski cevni kotel nasprotje kotla z vodo.

Vodocevni kotli - parni ali toplovodni kotel, pri katerem grelno površino (zaslon) sestavljajo cevi (kotlovske cevi), znotraj katerih se giblje hladilno sredstvo (voda). Izmenjava toplote poteka s segrevanjem cevi z vročimi produkti gorenja goriva.

Najpreprostejši toplotni izmenjevalec z vodno cevjo je struktura dveh vzporednih cevi, povezanih z velikim številom prečnih cevi. Ta dizajn se nahaja v peči kotla in dimni plini, ki potekajo med cevmi, segrevajo hladilno tekočino. Za povečanje ogrevalne površine se uporabljajo rebraste cevi.

Primer je radiator avtomobilskega hladilnega sistema. Pravzaprav gre za sekundarni toplotni izmenjevalec z vodno cevjo.

Posebnosti vodnih cevnih kotlov od plinskih cevnih kotlov so manjši volumen vode in visoka hitrost pretok hladilne tekočine. To ima za posledico naslednje prednosti:

• nizka eksplozivnost;
• hitro segrevanje vode;
• manjša teža kotla;
• izboljšano odvajanje toplote;
• večja vzdržljivost konstrukcije;
• nižje zahteve glede kakovosti vode.

Slabosti takšnih kotlov vključujejo:

• visoke zahteve na kakovost povezav;
• kompleksnost oblikovanja;
• težave pri vzdrževanju.

Večina kotlov na ruskem trgu je ognjecevnih kotlov. To je posledica enostavnejše proizvodne tehnologije in enostavnega vzdrževanja teh kotlov. Vodocevni kotli srednje in velike zmogljivosti so kljub svojim prednostim manj priljubljeni pri potrošnikih, vendar še vedno zasedajo svoj tržni delež. oprema za ogrevanje.

Pomemben obseg novogradnje v Rusiji, vključevanje malih podjetij in zasebnih vlagateljev v gradnjo ter ustrezno oblikovanje naložbene politike so privedli do uporabe avtonomnih kotlov za ogrevanje v večini objektov v gradnji - od stanovanja in koče do RTS, kot je npr. kot tudi viri toplote v rekonstruiranih objektih, predvsem s toplovodnimi kotlovnicami nizke moči (do 20 MW). Članek obravnava značilnosti glavnih vrst kotlov na ruskem trgu - vodne in požarne cevi.

Najpomembnejša značilnost kotlov z nizko močjo so toplotni režimi peči in z njimi povezani fizikalno-kemijski procesi zgorevanja, ki jih povzroča obsežni prehod na majhne geometrijske dimenzije peči z zmanjšanjem moči kotla. To spremeni razmerje med površino peči in njeno prostornino v obratnem sorazmerju z njeno značilno velikostjo. Posledica tega je dejstvo, da je v majhnih kotlih vidno toplotne napetosti prostornine peči so nekajkrat večje od tistih, ki so značilne za močne kotlovske enote, dosegajo qv = 2 MW/m3 in več (za plin in tekoče gorivo), medtem ko so toplotne napetosti grelnih površin v peči (qн = ~200 kW /m2) približno ustrezajo vidnim toplotnim napetostim ogrevalnih površin močnih kotlov.

Oprema kotlov za ogrevanje vode je na ruskem trgu zastopana z dvema glavnima vrstama kotlov: vodne in ognjecevne.

Vodocevni kotli določen čas so bili glavna vrsta opreme za toplo vodo. Na področju nizke moči se to stanje ni upravičilo: iz proizvodnje so bili odstranjeni zastareli kotli TVG, TG, NR 18, ZiO 60 itd. Vendar pa so bili številni modeli kotlov majhne moči KV GM serije se še naprej proizvajajo. Domači razvoj toplovodne kotle predstavljajo predvsem vodni cevni kotli, katerih proizvodnjo obvladujejo tako velike tovarne (Dorogobuzhkotlomash, Biysk Boiler Plant, Wolf Energy Solution itd.) kot mala podjetja za gradnjo kotlov.

Ne glede na vrsto kotla je treba opozoriti, da toplotni režim kovinske stene kotla določa stanje notranja površina(s strani hladilnega toplotnega nosilca), prisotnost usedlin, njihova debelina in lastnosti. Zunanja žlindra, saje in bitumenske usedline (kot tudi notranje) vplivajo predvsem na učinkovitost prenosa toplote s toka plina na hladilno tekočino in s tem povečajo temperaturo dimnih plinov, zmanjšajo moč in izkoristek kotla.

Vendar pa je največja težava pogosto povezana s povečanjem aerodinamični upor plinska pot kotla, sprememba in izkrivljanje značilnosti zgorevanja, poslabšanje okoljske učinkovitosti.

Vodna cev kotli za toplo vodo

Glavne prednosti vodnocevnih toplovodnih kotlov so posledica organiziranega hidravličnega režima v cevnih vodnih krogih, ki omogoča, da z uporabo prisilnih visokohitrostnih cirkulacijskih črpalnih shem (vključno s tistimi z recirkulacijo) zagotovimo sprejemljivo toplotno (temperaturno) pogoji, zmanjšajo negativne procese onesnaženja površin za prenos toplote iz hladilne tekočine, zmanjšajo splošne zahteve glede togosti krožeča voda. Hkrati je treba pri vodnih cevnih kotlih strogo upoštevati hidravlični način gibanja hladilne tekočine, ki izključuje njeno vrenje na grelnih površinah, kar je, kot je navedeno, za kotle z nizko močjo še posebej pomembno pri toplotno obremenjena območja ogrevalnih površin peči. Pri utemeljitvi režima visoke hitrosti se je treba osredotočiti na cevi s sprostitvenim gibanjem hladilne tekočine, v katerih, ko določene pogoje izmenjava toplote (qn = ~200 kW/m2), mora biti hitrost hladilne tekočine najmanj 1,25–1,35 m/s glede na znane odvisnosti.

Takšen hidravlični režim povzroča dovolj visok hidravlični upor vodnocevnega kotla (običajno v območju 0,5–1,5 bara). Pa ne samo v načrtovalnem načinu, ampak tudi v vseh vmesnih načinih delovanja z delno ali celo minimalno močjo. Stalni hidravlični način je morda najbolj pomemben dejavnik zagotavljanje zanesljivo delovanje celoten cevni sistem vodnocevnega kotla za ogrevanje vode.

Številne izvedbe vodnih cevnih kotlov proizvajalec dobavlja v obliki več povečanih blokov, kar zahteva dodatne stroške za dostavo kotla, njegovo montažo in namestitev na gradbišču.

Zadnja pomanjkljivost je brez ognjecevnih kotlov, ki so v celoti izdelani v tovarni in dobavljeni v obliki kompaktne monobločne izvedbe, pogosto z že nameščeno toplotno izolacijo, zunanjo lupino, nosilnim okvirjem itd. Zaradi tega je dizajn privlačnejši za potrošnika. , močno poenostavi namestitev opreme v kotlovnici.

Požarni kotli

Uporaba ognjecevnih kotlov s tlačno neprepustno pečjo, katerih princip temelji na uporabi avtomatiziranih gorilnikov, opremljenih z vgrajenimi (ali celotnimi) vlečnimi ventilatorji, omogoča delovanje brez odvodov dima z regulacijo zgorevanja. parametrov pri spremenljivih obremenitvah, hkrati pa ohranja visok izkoristek z izkoristkom 92–95%.

Proizvajalci prehajajo na velike količine ognjevodnih kotlov, aktivno obvladujejo tuje tehnologije, kupujejo in predelujejo po ruskih standardih tehnično dokumentacijo znana podjetja, katerih izdelki so iskani in so se dobro izkazali na trgu. na primer triprehodni kotli FR-10, FR-16, proizvedeni po tehnologiji podjetja Finrail (Finska), GKS Dynaterm, Eurotwin kotli proizvajalca Wolf Energy Solution po tehnologiji podjetja WOLF (Nemčija).

Konstrukcijske sheme skoraj vseh ognjecevnih toplovodnih kotlov vključujejo postavitev cilindrične peči in ognjevarnih cevi konvektivnih površin v prostornini vode znotraj zunanje trdne lupine kotla. Postavitev kotlov je običajno razvrščena kot dvosmerna in trismerna. V obeh primerih se razvoj gorilnika in gibanje produktov zgorevanja v prostornini peči šteje za prvi prehod tako za peči z aksialnim razponom (brez obračanja gorilnika) gibanjem plinov kot za slepe reverzibilne peči (z gorilnik, ki se obrne za 180° v zadnjem delu v notranjosti peči proti sprednjemu delu kotla). ) (slika 2). Torej 2 tekoče sheme predpostavimo en prehod produktov zgorevanja skozi konvektivne plamenske cevi in ​​3 tekoče - dva prehoda z obratom produktov zgorevanja med snopi dimnih cevi za 180°

Najpomembnejše pomanjkljivosti ognjecevnih konstrukcij so posledica nizke hitrosti hladilne tekočine v notranji prostornini vode kotla, ki ima precejšnjo prostornino (specifični volumen vode od ~0,5 do ~1,5 m3/MW) in veliko izračunan prosti prerez za gibanje kotlovske vode. To vodi do neorganiziranih hidravličnih režimov notranjega kroženja s hitrostmi, ki ustrezajo naravni konvekciji reda 0,01–0,02 m/s, v številnih conah volumna vode pa še nižje. Zaradi tega je vrednost toplotnih napetosti grelnih površin kotla v pogojih preprečevanja obstenskega vrenja vode veliko nižja kot pri vodnih kotlih in je glavni dejavnik, ki določa zanesljivo in brezhibno delovanje kotla. delovanje kotla (skupaj s površinsko kontaminacijo z vodne strani z nanosom kamna in blata itd.) .

Konstrukcijske značilnosti ognjecevnih kotlov

Zasnova trihodnega kotla v primerjavi z dvohodnim kotlom večine proizvajalcev ima veliko konvektivno ogrevalno površino (dimne cevi) in zaradi tega omogoča povečanje globine hlajenja dimnih plinov in povečanje učinkovitosti kotla za 1- 3 %. Večjo vrednost učinkovitosti lahko dosežemo z vgradnjo agregatnega ali blokovnega ekonomizatorja (vključno s kondenzacijskim) za toplovodnim kotlom.

Pri ocenjevanju kakovosti ognjecevnega kotla je treba upoštevati, kako Konstruktivne odločitve, ter popolnost proizvodne tehnologije.

Torej, prisotnost togega telesa in nekompenziranega toplotnega raztezanja končnih površin (cevnih plošč) s trdim varjenjem ravnih plamenskih cevi in ​​togega pritrjevanja peči, bližina ognjevarnih cevi na zunanjo neogrevano lupino peči. kotla povzročajo povečane napetosti zaradi nekompenzirane toplotne deformacije, kot pri hladnem zagonu in v spremenljivih pogojih delovanja. V zvezi s tem je zelo pomembno imeti podatke o projektni vrednosti za nizkociklično utrujenost kovine, ki določa število ciklov hladnega zagona, merjeno od nekaj sto do deset tisoč ciklov. Poleg zasnove kotla na to vrednost vplivajo tudi kakovost kovine plamenskih cevi in ​​cevnih listov, tehnologija in kakovost varjenja, uporaba termičnega kaljenja za razbremenitev notranjih napetosti v varjeni konstrukciji med izdelavo. kotla.

Kotli z nizko razporeditvijo plamenskih cevi, ki so najbolj intenzivno napolnjene z blatom, se izkažejo za manj zanesljive, zaradi česar se prenos toplote poslabša, temperatura stene cevi se poveča, kar vodi do dodatnega lokalnega pregrevanja, povečane obremenitve zvarov. in cevno ploščo. Za izravnavo in intenziviranje prenosa toplote v konvektivnih površinah se pogosto uporabljajo različne vrste pretočnih turbulatorjev, vstavljenih v plamenske cevi tretjega prehoda ali v končne odseke drugega prehoda 2-tekovnega kotla.

Pri tem je pomembno omeniti, da kotli z reverzibilno pečjo zaradi opaženih značilnosti toplotnih procesov zagotavljajo intenziviranje konvektivnega prenosa toplote v peči ob obračanju plamena (s tem dosežemo izenačitev toplotnih tokov na grelnih površinah v peč). Prav tako omogočajo, da zaradi aktivnega kroženja dela produktov zgorevanja v korenu plamena gorilnika zmanjšajo emisijo dušikovih oksidov. Vendar pa v tem primeru pride do intenziviranja prenosa toplote v veliki meri na cevni plošči in začetni odseki ognjevarnih cevi v območju plamena se obrnejo v bližini sprednjega šamotnega bloka, ob upoštevanju njegovega sekundarnega sevanja. Zaradi teh dejavnikov je cevna plošča v izjemno prisilnem toplotnem režimu, kar pogosto vodi do njenega pregrevanja.

Ob upoštevanju navedenih značilnosti toplotnih režimov sprednje cevne plošče velika večina tujih proizvajalcev toplovodnih ognjecevnih kotlov omejuje obseg reverzibilnih peči na kotle z zmogljivostjo do 2,5 MW.

Za vse peči ognjecevnih kotlov, zlasti za reverzibilne, je treba gorilnik pravilno izbrati ne le glede na moč, temveč tudi v skladu s konfiguracijo in velikostjo plamena gorilnika do kotlovske peči. Celo lokalni "napetost" gorilnika na hladni steni peči v vseh načinih njenega delovanja je treba izključiti, ob upoštevanju potrebnega tlaka za premagovanje aerodinamičnega upora plinske poti kotla in metode nadzora obremenitve .

Nizki pretoki hladilne tekočine, velike količine vode vodijo do intenzivnega obarjanja suspendiranih delcev blata tako v spodnjem delu kotla (tvorijo cone intenzivne korozije pod blatom) kot na zgornja generatriksa požarne cevi. Tudi na "čisti" cevi, ko kotel deluje, so konstrukcijski parametri vode s temperaturo +95 ° C največje vrednosti lokalne temperature vode so lahko ~130 °C, pri +105 °C pa ~145 °C. Pod poroznimi usedlinami (in vodnim kamnom) so temperature kovine stene cevi in ​​vode še višje, kar vodi do lokalnega vretja, intenziviranja procesa nastajanja vodnega kamna in pregrevanja stene cevi. Poleg tega je treba opozoriti, da vrenje vode ne samo, da ne spere usedlin blata na zgornji generatriki plamenskih cevi, ampak tudi intenzivira nastanek lokalnih usedlin in dejansko poveča velikost in zgosti te usedline. Zaradi tega je zaželeno, da hidrostatičnega tlaka v kotlu ne znižamo pod 4,5–5 barov, ki pa teh procesov ne more popolnoma zatreti. "Počasna" hidrodinamika ognjecevnih kotlov pojasnjuje potrebo po globokem mehčanju vode do preostale skupne trdote ne več kot 0,01–0,02 (mg-eq) / l.

Največje zmanjšanje usedlin blata je zagotovljeno z uporabo neodvisne povezave kotlovskega kroga v krogu oskrbe s toploto, kar izključuje vdor blata iz ogrevalnih omrežij in sistemov za ogrevanje potrošnikov. Omejiti je treba uporabo magnetne in kompleksne obdelave tudi ob prisotnosti separatorjev blata v tokokrogu in uporabi periodično čiščenje, katerega frekvenco in čas od spodnjih točk kotla določa vodno-kemični način delovanja kotla.

Potrebno je vzdrževati hidravlični način delovanja kotla z ocenjeno hitrostjo pretoka hladilne tekočine, določeno pri projektni obremenitvi z dovoljeno temperaturno razliko na vstopu in izstopu iz kotla. Zagotovite zahtevano recirkulacijo hladilne tekočine s preverjanjem v vseh načinih delovanja, da se izključi nizkotemperaturna korozija na zadnjih grelnih površinah kotla, ki se izračuna s pogojem, da temperatura vode na vstopu v kotel presega temperatura rosišča dimnih plinov za 5 °C.

Obravnavana vprašanja se ne nanašajo samo na načrtovanje in organizacijo delovanja ognjecevnih kotlov, ampak so neposredno povezana z načini delovanja z vidika zagotavljanja tehnoloških procesov. Tako pozicijski nadzor moči, ki se dovaja potrošnikom v načinu delovanja gorilnika "vklop-izklop", objektivno bistveno zmanjša življenjsko dobo kotla, ob upoštevanju ciklične utrujenosti kovine. Vendar pa včasih uporaba modulacijskih gorilnikov, zlasti v reverzibilnih pečeh, pri nizkih obremenitvah lahko povzroči prezgodnji obrat plamena v bližini gorilnika in posledično pregrevanje posameznih delov peči in sprednje cevne plošče. Podoben proces se razvije s precejšnjim redčenjem v dimniku za kotlom. V nekaterih primerih se pri nizki aerodinamični odpornosti kotla ta učinek pokaže pri redčenju ~25 Pa.

Kršitve načinov delovanja kotlov so nesprejemljive:
- z neustrezno ali onemogočeno kemično obdelavo vode (tudi ob njeni kratkotrajni zaustavitvi);
- z uvedbo strukturnih sprememb v kotlu - pri odstranitvi turbulatorjev, spremembi priključne sheme za vhod-izhod za hladilno tekočino itd.;
— z onemogočenimi obtočnimi črpalkami;
- brez regulacije temperature dimnih plinov, aerodinamičnega upora in izgub hidravličnega tlaka v kotlu;
— brez nadzora puščanja v ogrevalnih omrežjih in brez čiščenja omrežne vode iz blata, brez občasnega izpihovanja.

Požarni cevni kotel je naprava, ki je med uporabniki pridobila široko priljubljenost. Najprej je privlačna preprostost naprave in razpoložljivost njenih nastavitev. Uporaba takšnega kotla ni tako težka, učinkovitost naprave pa je večkrat višja.

Vendar pa enostavna uporaba ne sme izključiti varnostnih zahtev. Kljub temu ogrevalni sistem ne prenaša njegovega zanemarjanja.

Pojav takšne opreme sega v 19. stoletje. Presenetljivo je, da do danes dizajn, ki je doživel naravne spremembe, ostaja priljubljen in povpraševan.

Kotli podobne zasnove se pogosto uporabljajo tako v zasebnih gospodinjstvih kot v industrijskem obsegu. Če nameravate organizirati sistem ogrevanja v hiši takšne možnosti, kot je kotel na ognjevarne cevi, ne bi smeli odpisati.

Ko so bili ustvarjeni prvi ognjecevni kotli, je bila njihova glavna naloga povečati produktivnost parne opreme brez bistvenih sprememb v njeni zasnovi in ​​dimenzijah. Danes lahko kupite sodoben turbotermni ognjecevni kotel

Ruska proizvodnja na spletni strani podjetja http://kep-project.ru/.

Do danes je zasnova požarne cevi podvrsta opreme za plinske cevi, ki je sestavljena iz več cevi, znotraj katerih je gorivo.

Obstajata dve glavni vrsti takšnih kotlov, od katerih ima vsak svoje načelo delovanja:

• ognjecevni parni kotli;
• ognjecevni kotli za toplo vodo.

Glede na proizvajalca ima lahko zasnova teh kotlov svoje značilnosti. Lastnosti celotnega nabora komponent nikakor ne vplivajo na učinkovitost opreme. Namen kotla vpliva tudi na opremo, dimenzije in značilnosti dela.

Prednosti in slabosti ognjecevnih kotlov

Začnimo seveda s prednostmi, ki nam jih takšne naprave dajejo. Požarni kotli so zaradi posebnosti njihove uporabe pridobili priljubljenost v različnih panogah.

Zasnova kotla je preprosta in uporabniku prijazna, tako v zasebnem kot v industrijskem obsegu.

Poleg tega so kotli pridobili priljubljenost zaradi različnih zgoraj omenjenih vrst.

• Požarni kotli zagotavljajo dokaj optimalno raven varnosti uporabe.
• Kompaktnost naprave ne omejuje njene moči in zmogljivosti.
• Delovanje kotla je mogoče organizirati samodejno, tako da ga opremite z dodatnimi krmilnimi napravami.
• Na sistem lahko namestite termometer, zračnik, tlačni senzor, manometer, tako da kotel opravlja svoje delo samodejno. Hkrati gorilnik med delovanjem nima težave z utripanjem ognja, kar lahko opazimo pri delovanju drugih naprav, ki se uporabljajo za ogrevanje.
• Zahvale gredo sodobnih materialov Uporabljajo se za proizvodnjo, ognjecevni kotli niso izpostavljeni koroziji in rji. To pomeni, da lahko ogrevalni sistem deluje več let, ne da bi ogrožal ogrevan prostor.

Slabosti kotlov, zlasti v razmerah industrijska uporaba, je zelo eksploziven. Kar pa je razloženo z organizacijo premalo varnih pogojev delovanja.

Zato je treba pri izbiri ognjecevnega kotla za delovanje upoštevati osnovne zahteve za njegovo uporabo. Zaradi prisotnosti plamenskih cevi so varnostne zahteve še posebej stroge. Delovanje takšnih kotlov se razlikuje na naslednji način:

• v ognjecevnih kotlih za ogrevanje s paro in vodo se hladilna tekočina premika z veliko manjšo hitrostjo kot v drugih grelnih napravah, kar vodi do pojava zastojnih območij znotraj naprave, ki so nevarne za delovanje;
• še en razlog, zakaj so takšni kotli bolj eksplozivni, je prisotnost v napravi več voda;
• veliko število voda povzroča še eno težavo – nastanek vodnega kamna in usedlin na stenah v notranjosti naprave.

Nastajanje skale je nevarno za vsako napravo. Kar zadeva ognjecevne kotle, se v njih tvori vodni kamen precej neenakomerno, kar moti delovanje naprave in lahko povzroči resne težave.

To pomeni, da bi se izognili težavam z delovanjem kotla in ga zagotovili varno delovanje, je potrebno napravo redno pregledovati in popravljati, v primeru težav.

Pravočasna zamenjava poškodovanih komponent bo omogočila ponovno vzpostavitev varnosti kotla in vrnitev moči in učinkovitosti same naprave.

V vsakem primeru, da bi zagotovili varnost opreme, ne smete preseči obsega delovanja, upoštevati varnostne ukrepe in tehnična navodila proizvajalec.

Oprema za ogrevanje vode je precej pogosta po vsem svetu. Požarni kotli so se prvič pojavili v 19. stoletju. Zasnova je bila ustvarjena za povečanje zmogljivosti parne opreme brez povečanja velikosti enote in njene oblike.

Njihova široka uporaba je trenutno posledica enostavne uporabe, enostavnosti popravil in vzdrževalnih del, pa tudi možnosti uporabe ob prisotnosti tlaka v konstrukciji nad atmosferskim.

Načelo delovanja in oblikovne značilnosti

Požarni kotel je podvrsta plinske opreme, pri kateri je površina sestavljena iz določenega števila plamenskih cevi, znotraj katerih se premika določena vrsta goriva.

Obstajata dva glavna razreda opreme:

• Požarni parni kotli. Predvidevajo segrevanje hladilne tekočine s paro. Za te namene so v notranjosti nameščeni posebni rezervoarji.
• Ogrevalni kotli za toplo vodo. Za razliko od prejšnje različice, kjer je prepovedano segrevanje parnega prostora enote s plini, da bi preprečili visoko stopnjo ogrevanja sten, ta vrsta mehanizma omogoča ogrevanje celotnega telesa z vodo.

Najpogosteje ima ognjevarna oprema dovolj preprost dizajn- valjasto telo, ki je nameščeno vodoravno. Odvisno od vrste in razreda ima enota lahko notranjost vroče vode ali prostornine in rezervoarje za paro in vodo.

Načelo delovanja ognjecevnega kotla je precej preprosto. Na sprednjem koncu vseh plamenskih cevi je gorilnik tlačnega tipa, ki lahko gori plin oz tekoče gorivo. Zaradi tega plamenska cev postane posebna zgorevalna komora, kjer izgori skoraj vse gorivo, ki gre v napravo.

riž. eno

Kar zadeva parne ognjecevne kotle, imajo takšni modeli pogosto trismerni toplotni izmenjevalec. To pomeni, da pred neposrednim izpustom navzven plini trikrat preidejo skozi plamenske cevi, ki jih spere voda. Prvi korak je zgorevalna komora.

Tam je temperaturni indeks najvišji. V območju komore plini spremenijo svojo pot in vstopijo v plamenske cevi drugega prehoda, od tam pa v plamenske cevi tretjega prehoda. Shema gibanja se izvaja in usmerja zaradi delovanja ventilatorja znotraj strukture enote, pa tudi naravnega vleka dimnik.

riž. 2

Nivo vode v rezervoarju podobnega modela ognjecevnega parnega kotla je nestabilen. Med delovanjem del vode zavre in vstopi v notranjost konstrukcije v obliki pare, kjer se majhne kapljice ločijo s pomočjo posebne komponente - separatorja. Ta postopek je obvezen. AT drugače pojavilo se bo vodno kladivo, kar bo negativno vplivalo na delovanje parne opreme.

Zasnova toplovodnega kotla je sestavljena iz telesa, sprednjega in zadnjega pokrova, cevi za odvod dimnih plinov iz enote in nosilcev. Sama zasnova telesa vključuje komoro, ki jo predstavlja plamenska cev z zaobljenim dnom, konvekcijsko cono, sprednjo komoro enote in nosilce. Dodatno je ognjecevni toplovodni kotel prekrit s toplotnoizolacijskimi materiali.

Plini, ki nastanejo v plamenski cevi med zgorevanjem določene vrste goriva, spremenijo svojo smer gibanja in se vrnejo na sprednji del ogrevalne opreme. Ko se toplota prenese na hladilno sredstvo, se odpeljejo skozi dimnik.

Zasnova parnega ali toplovodnega ognjevodnega kotla je lahko drugačna. Lokacija in oprema različne komponente oprema, vključno z plamenskimi cevmi, se lahko razlikujejo od različnih proizvajalcev, kot tudi odvisno od namena in dimenzij enote.

Lastnosti in prednosti

Razširjeno v različna področja ognjecevni kotli so bili pridobljeni zaradi naslednjih lastnosti:

• Prisotnost preprostega dizajna in enostavne uporabe z njim.
• Razpoložljivost več vrst opreme, vključno s toplo vodo in paro.
• Prisotnost območij z visoko stopnjo toplotnega stresa.
• Optimalna raven varnost ognjecevnih kotlov.
• Visoka izhodna moč s kompaktnimi dimenzijami.
• Zagotoviti je treba razpoložljivost ogrevalne opreme avtomatsko delovanje. To dosežemo z uporabo dodatnih naprav: manometer, zračnik, termometer, senzor tlaka vode itd.
• Stabilno delovanje gorilnika na ognjevarnih ceveh kotla brez problema utripanja plamena.
• Uporaba jekla za toplotni izmenjevalnik omogoča zaščito cevnih kotlov s paro in toplo vodo pred korozijo in temperaturnimi ekstremi.

Kljub nekaterim polemikam, to vrsto oprema za ogrevanje, tako na paro kot na toplo vodo, se v evropskih državah pogosto uporablja v industrijskem sektorju.

Med dejavniki, ki vplivajo na ta kazalnik, je mogoče razlikovati naslednje:

• Velika količina vode, ki se uporablja v ognjecevnih kotlih, omogoča vzdrževanje stabilne izstopne temperature.
• Nizka hidravlična upornost ognjecevnih enot za ogrevanje s paro ali vodo neposredno vpliva na znižanje obratovalnih stroškov.
• Plamenska cev kotla zagotavlja skoraj 100 % zgorevanje goriva, kar zagotavlja visok izkoristek, ki sega preko 90 %.
• Visoka stopnja toplotna moč opreme za ogrevanje pare ali vode omogoča zmanjšanje toplotne izgube konstrukcije v prisotnosti neugodnih podnebnih razmer.

riž. 3

Kar zadeva pomanjkljivosti požarnih cevi, je to mogoče pripisati njihovi relativno visoki eksplozivnosti, kar je razloženo z konstrukcijskimi značilnostmi enote, zlasti požarnih cevi. Vendar pa bodo ob upoštevanju vseh pravil in predpisov za uporabo opreme parni in toplovodni ognjecevni kotli popolnoma varni in zanesljivi pri delovanju.

Funkcije delovanja

> Glede na visoke varnostne zahteve za ognjecevne kotle, na katere neposredno vpliva njihova zasnova s ​​prisotnostjo plamenskih cevi, morate pri obratovanju parnih in toplovodnih ognjecevnih kotlov vedeti naslednje:

• Prisotnost plamenskih cevi vodi k dejstvu, da je hitrost hladilne tekočine v enotah ognjevarnih cevi s paro in toplo vodo majhna, kar vodi v nastanek zastojnih con znotraj enote.
• Količina vode v ognjecevnih kotlih je veliko večja od vodne opreme za ogrevanje vode. Zaradi tega je enota bolj eksplozivna.
• Glavni razlog za okvaro grelnih ali parnih enot je nastanek različnih usedlin in kamna. ob upoštevanju oblikovne značilnosti opreme, zlasti prisotnost plamenskih cevi, se kamen v enotah nabira neenakomerno, kar povzroča pregrevanje toplotnega izmenjevalnika.

riž. štiri

Da bi preprečili eksplozijo, je treba te enote pravočasno popraviti in vzdrževati. Vse neuporabne dele, vključno z plamenskimi cevmi, je treba pravočasno zamenjati. Med uporabo ne smete prekoračiti meja delovanja in strogo upoštevati vsa navodila predpisana v navodilih in Tehnične specifikacije ognjecevni kotli.

Možnost predelave opreme na plin

Najpogosteje se za oskrbo uporabljajo naprave za ogrevanje s paro ali vodo vroča voda stanovanjske stavbe in podjetja. Ta vrsta opreme se pogosto uporablja v industrijskih podjetjih in organizacijah. Hkrati za povečanje učinkovitosti kotli na ognjevarne cevi pogosto preidejo na plin.

Za izvedbo te možnosti je treba v opremo namestiti dodatne komponente. Obvezni elementi so plinski gorilniki nizek pritisk ki ga je mogoče nadomestiti s posebnim tipom gorilnika s srednjetlačnim vbrizgavanjem. Prav tako boste morali odstraniti rešetko. Njegov glavni namen v ognjecevnih kotlih je gorenje trdo gorivo ker pa to ni potrebno, kadar je prisoten plin, ga je mogoče odstraniti.

Potreben trenutek je tudi demontaža sprednje ploščice in namestitev nove različice. Temu procesu se je mogoče izogniti z vgradnjo vbrizgalnih gorilnikov s stabilizatorjem.

Kar zadeva smiselnost prenosa ognjecevnega kotla na plin, med strokovnjaki ni nedvoumnega mnenja. Nekateri menijo, da je ta možnost precej sprejemljiva in zanesljiva, drugi pa predlagajo zamenjavo z alternativnimi enotami. Vsekakor bo s pravilno pijanim delom oprema delovala zanesljivo in z optimalno tehnično zmogljivostjo.

Edina pomanjkljivost takšnih manipulacij je, da se pri ognjecevnih kotlih po prehodu na plin lahko segreje šoba gorilnika, kar spremlja pulziranje zgorevanja, mehko pokanje, prasketanje in izmet plamena.

Ker je pretvorba ognjecevnega kotla na plin zapleten proces, ki zahteva znanje in določene veščine, in glede na to, da lahko morebitne napake pri delovanju povzročijo nastanek eksplozivne situacije, morajo vsa dela opraviti strokovnjaki z ustrezno kvalifikacijo. Nepooblaščen poseg lahko povzroči nevarno situacijo za lastnika opreme in njegove sorodnike.

Požarni kotli se pogosto uporabljajo na različnih področjih. Imajo dobro moč, so enostavni za namestitev, upravljanje in vzdrževanje ter tudi enostavni za uporabo popravila. Raznolikost modelov vam omogoča, da izberete možnost za vsako sobo in za večino različni pogoji. Glavna stvar je izbrati kakovostna možnost in strogo upoštevajte navodila za uporabo.