Все о котельном оборудовании

Крупные частные дома и особенно многоэтажные жилые здания, целые их комплексы, нередко нуждаются в изощренных коммунальных системах. Необходимо знать все о котельном оборудовании и о других тонкостях, нюансах. Эти аппараты отличаются по методу установки, материалам изготовления, порядку эксплуатации. Все эти тонкости следует уточнять заранее.

Для начала надо рассказать, что такое котельное оборудование и установки. Такие аппараты нужны, чтобы подавать тепло в жилые дома и микрорайоны. Используют их также в общественных банях, на индустриальных и сельскохозяйственных объектах, на строительных площадках. Возможности применения котельных в различных технологических схемах очень велики. Востребованность подобного оборудования по мере освоения труднодоступных местностей неуклонно растет.

Современные аппаратные комплексы могут работать на самом разном, в том числе и на «бросовом» топливе. Кроме котлов, в них могут входить и другие устройства:

• горелки;
• теплообменные аппараты;
• дымоходы;
• насосы (в жидкостной конфигурации);
• ряд иных систем и блоков, повышающих эффективность, безопасность либо удобство применения техники.

Первостепенным направлением развития котельного оборудования сейчас становится модернизация систем автоматизации. «Выжать» что-либо за счет механических, гидравлических, термических процессов получается уже достаточно редко и мало. Именно управляющие системы, обеспечивающие наиболее рациональные варианты и режимы эксплуатации, помогают экономить ресурсы и управлять дистанционно.

Существует и целый ряд других преимуществ, недостижимых без электроники вообще. Общий принцип остался, однако, неизменным с глубокой древности: сжигаемое топливо выделяет тепло, которое передается циркулирующему с различными целями теплоносителю.

Ранее действовал СНиП II-35-76. Однако сейчас ему на смену пришел другой норматив — СП от 2016 года. Этот акт регулирует:

• проектные работы;
• сооружение и последующую реконструкцию;
• капитальный ремонт;
• переоснащение в различных случаях;
• основные требования к содержанию и практическому применению.

Конечно же, в список основного котельного оборудования входят сами котлы. Если не оборудовать комплекс таким техническим средством, никакого смысла использовать прочие системы нет. Водогрейные котлы могут прогреть теплоноситель максимум до 150 градусов. В паровых системах генерируется различная масса насыщенного либо перегретого пара под давлением не менее 1 МПа. Котел тесно связан с топкой (в профессиональном применении это отдельная конструкция).

Чтобы сам источник тепла не терял излишнее количество энергии, применяется обмуровка. Она также увеличивает газовую плотность установки. Металлическая каркасная конструкция поддерживает все используемые части и механизмы в заданном положении, без смещения. Также в разряд основных систем входят:

• пароперегревательный блок;
• экономайзер (внутри которого, в зависимости от конструкции, вода непрерывно прогрета до 100 градусов либо не достигает этой точки);
• подогреватель воздуха;
• арматура для регулировки (включая всевозможные задвижки);
• гарнитура (лазы, люки, заслонки для воздуха, взрывные клапаны).

Но чтобы промышленное котельное оборудование основного ряда работало нормально, нужна различная вспомогательная аппаратура. Ведь топливо, вода и даже воздух перед подачей в котел должны быть тщательным образом подготовлены. Если подать их в исходном виде, неизбежны проблемы и даже выход из строя ряда дорогостоящих аппаратов. Подсобное звено состоит из:

• комплексов подачи топлива;
• аппаратов очистки дыма;
• насосов, обеспечивающих подкачку и оборот воды;
• тягодутьевых систем;
• сепарационных сегментов котла;
• оборудования для подготовки воды.

Под названием «тягодутьевая техника» скрываются вентиляторы, обеспечивающие нормальную работу газовоздушных магистралей. Также в эту группу входят и дымососы. Сепарационные аппараты помогают отделить пар от воды. Паровые котлы обязательно оборудуют парой электрических насосов, которые развивают давление минимум на 25% выше, чем в водяной магистрали котла.

Практически все современные котельные работают на газовом топливе – оно экономично, практично и экологично. Но приходится считаться с высокими взрывными рисками. Впрочем, это в значительной мере уравновешивается существенной пожарной опасностью от всех остальных видов горючего. Нормальная работа котельных, однако, немыслима и без электрооборудования, а это не только насосы, но и вентиляторы, и управляющая автоматика.

Если не ограничиваться одним газом, то стоит упомянуть, что котельное топливо может включать (в различных пропорциях):

• легкий газойль;
• топочный мазут;
• остатки продуктов крекинга;
• отходы производства масел;
• печное топливо;
• технологическое экспортное горючее.

Критическое значение для нормальной работы имеют:

• полноценность сжигания;
• характеристики по сливу и заливу;
• соответствие топлива устройству потребительского оборудования.

«Топливом» с энергетической точки зрения можно считать еще и электричество. Однако оно стоит весьма дорого. Электропитание мощного котла может быть организовано только с помощью кабелей большого сечения, которые должны подключаться к сетевым ЛЭП или электростанциям.

Перемещаемые котельные — это блок-модули (иное название – «контейнерный модуль»). Это одноэтажные комплексы, изготавливаемые из несгораемых материалов. По умолчанию может ставиться все используемое оборудование в единый блок-бокс. В этом случае часто дают рекомендацию использовать окна либо проемы. Котельные установки мощностью не более 30 кВт можно ставить в комнатах загородных домов.

Если производительность выше, понадобится обособленная постройка. Такие системы ставят на первом этаже, в постройке вместимостью не менее 15 м3, а лучше 20 м3.

Еще применяют деление на следующие варианты котельного оборудования:

• крышные;
• предназначенные для подвалов;
• встраиваемые в здания;
• обособленные;
• транспортируемые.

Все ключевые материалы основного оборудования котельных работают в режиме высокой температуры и давления. На них воздействует прямое механическое усилие и неблагоприятная среда в целом. Даже второстепенные компоненты могут подвергаться воздействию высокой влажности, температуры. Однако несмотря на ограниченный круг веществ, способных перенести соответствующие нагрузки, у них есть внутреннее деление. Самым распространенным материалом в котельном оборудовании является листовая сталь с низким содержанием углерода.

Ее привлекательность обусловлена:

• отличными пластическими свойствами;
• легкостью обработки в горячем и холодном состояниях;
• простотой сварки;
• приличной стойкостью к коррозии;
• относительной устойчивостью к «хрупкому разрушению».

Углеродистую сталь принято делить на сплавы стандартного качества, качественные и отличающиеся особым качеством. В свою очередь, сталь обыкновенного качества может иметь гарантированный химический состав, механические параметры – то и другое вместе (обозначается буквами А, Б и В соответственно). Марки от 0 до 6 сгруппированы в порядке возрастания прочности (и одновременного ухудшения пластичности и технологических параметров). Марки стали определяют также то, может ли конкретный металл применяться для нагреваемых или холодных частей котельного оборудования.

Теплообменники могут изготавливаться из:

• стали;
• чугуна;
• меди.

Выработка горячей воды производится не во всех котлах. Достаточно широко распространено паровое котельное оборудование, которое позволяет получать преимущественно или исключительно пар с различными характеристиками. Именно такие системы ставятся на тепловых электростанциях и на ряде промышленных объектов.

Производственно-тепловое оборудование наряду с паром успешно вырабатывает горячую воду, снабжает паром системы отопления и вентиляции.

Востребована продукция работающего с 1942 года бийского котельного завода. В пользу предприятия свидетельствует отправка части товаров на экспорт. В ассортименте есть как котлы, так и теплообменники для них.

Котельные агрегаты высокого давления делает также завод в Барнауле. Его продукция еще включает:

• арматуру для запирания и регулировки воды;
• глушители шума;
• приборы, охлаждающие пар;
• управляющие шкафы и ряд других устройств.

Стоит обратить внимание на изделия следующих предприятий:

• «Ижевский котельный завод»;
• «Красноярский котельный завод»;
• «Восточно-Сибирский Котельный завод»;
• «Нижнетагильский котельно-радиаторный завод»;
• АО «БКМЗ» (выполняет также установочные и гарантийные работы);
• «Новомосковский котельно-механический завод»;
• «Росэнергопром»;
• «Доробужкотломаш».

Среди зарубежных поставщиков заслуживают внимания фирмы, отработавшие от 100 лет и более. Прежде всего это Buderus и Viessmann (ФРГ), а также шведская CTC. Менее совершенны, но и более выгодны экономически товары от:

• бельгийского концерна Saint Roch;
• бельгийского же поставщика ACV;
• немецкой фирмы Winter Warmetechnik;
• финской компании Kaukora Ltd (бренд Jaspi).

С самого начала стоит определиться, будет ли использоваться паровой или водогрейный котел. Этот момент зависит от цели использования котельной и уровня нагрузок на нее. Следующий принципиально важный шаг — определение мощности всех установок. Единичная мощность рассчитывается под наибольший зимний режим. Должны стабильно обеспечиваться технологическое теплоснабжение, горячее водоснабжение.

Для серьезных объектов обязательно проводится технико-экономический расчет. Но в идеале его следует проводить и для коттеджей, и для частных домов. Суммарное количество вырабатываемого тепла и воды вычисляют с учетом как потребностей, так и неизбежных потерь. Выбор вида топлива определяется соображениями как экономичности, так и легкости получения, а также экологичности.

В частных жилищах используют преимущественно газовое отопление.

Возвращаясь к видам котельных по топливу, нужно упомянуть про электрические котлы. Получить разрешение на установку таких систем не слишком просто. Придется документально доказывать свою готовность к выполнению работы. Именно поэтому для многих котельных как бытового, так и промышленного уровня используют газовое топливо.

Обращение с ним даже проще по многим показателям, чем с электрической техникой. КПД газового отопления достаточно велик. Однако следует тщательно готовить документацию на газораспределительные сети и подключение к ним. Придется использовать надежную, продуманную котельную автоматику. Стоит также учесть, что при падении давления в газовой магистрали котельная не сможет нормально работать.

Довольно популярны жидкотопливные (дизельные, изредка бензиновые) котлы. Оформлять их установку и подключение если и придется, то по минимуму. Расход горючего будет довольно велик.

Отдельно стоит остановиться на твердотопливных комплексах. Они общедоступны и позволяют применять дешевое, широко распространенное топливо. Однако уголь, дрова и так далее придется где-то хранить. В топку может поступать воздух даже без предварительной подготовки. Часть твердотопливных котельных может работать без поступления электричества.

Но надо помнить, что:

• дрова, уголь, пеллеты выделяют не слишком много тепла;
• придется закладывать горючее вручную;
• горение будет происходить неравномерно;
• вероятно неполное сгорание при малейшем отклонении от штатного режима;
• управление твердотопливными котлами достаточно трудоемко и требует постоянного контроля;
• точно поддерживать температуру в жилых и других обслуживаемых помещениях довольно сложно.

Теплообменники из чугуна весьма стойко сопротивляются коррозионным процессам. Однако такое оборудование сравнительно дорого. Стальной теплообменник может быть выполнен по самой разной схеме. Это устройство дешевле чугунного, требует менее сложного ухода.

Теплообменник из меди применяют в основном на котлах низкой мощности. Такое устройство крайне восприимчиво к поступлению жесткой воды. Котлы с одним контуром имеют лишь один теплообменник для подпитки ГВС и/или отопления. Двухконтурные устройства используют преимущественно в более мощных системах. Важно подобрать хороший экономайзер — он позволит использовать энергию существенно эффективнее.

Что касается воздухоподогревателей, то их стальные модели обычно делаются из 1-4 звеньев. При большем количестве ходов эффективность почти перестает расти и не оправдывает усложнение системы. Чугунный воздухоподогреватель можно встретить главным образом в крупных, мощных котельных. Подогреватели из стекла нужно выбирать для котлов, использующих сернистое горючее.

Дутьевые системы и аппараты подбирают сообразно необходимой мощности поступления воздуха. Должно быть как минимум 2 вентилятора, каждый из которых способен вытянуть полную нагрузку.

Внимание следует уделить и выбору насосных приспособлений. При оценке конкретного экземпляра учитывают вязкость, текучесть и теплоемкость перекачиваемого вещества. Производительность насосов рассчитывают очень тщательно. Запас мощности должен быть обязательно, чтобы гарантировать стабильность даже при повышенной нагрузке.

Расположение оборудования зависит прежде всего от вида используемого горючего. Все сжигающие установки нормально работают лишь при стабильной вентиляции. Котлы требуется выставлять на подиум, там их обкладывают плиткой либо окрашивают стойкой к влаге краской. Подача оборудования в помещение котельной производится при помощи приемных окон либо дверных проемов. Сборка и размещение котлов, другой аппаратуры выполняется по нормативным схемам.

Подсоединение водопроводных магистралей и других коммуникаций производится только к зафиксированному на отведенном месте оборудованию. Подключать газовое котельное оборудование имеют право лишь прошедшие аккредитацию организации. В последней фазе работ подключают датчики и электронную аппаратуру, а также дымоходы. Когда все выполнено, оборудование, стыки требуется осмотреть и обследовать.

В сколько-нибудь серьезной котельной невозможно обойтись без систем водоподготовки. Среди них особую роль играют комплексы аэрации. Если приходится подавать жесткую воду, требуется использовать средства химической подготовки. Чаще всего это современные ионообменные устройства, аппараты удаления железа и марганца. Удаление вредных минералов и дистилляция производятся путем обратного осмоса; изначально требуется отвести места под такие аппараты.

Открытая схема монтажа котельной дешевле, чем закрытая, но само ее использование гораздо дороже. Причина проста: теплоноситель напрямую контактирует с воздухом, и потому существенно растут потери тепла. В каждом помещении, даже очень крупном, нельзя по техническим соображениям ставить больше 2-х котлов. Все конструкции помещения делаются из прочных несгораемых материалов, отделка тоже негорючая или сведена к минимуму.

Обязательно требуется систематическая очистка приточного воздушного отверстия. Перекрывать его категорически недопустимо. Даже при коротком недостатке воздуха топливо сжигается не полностью. Это не только вредно для здоровья, но и наносит ущерб самому оборудованию.

Атмосферный турбированный котел с герметичной топкой работает через общеобменную вентиляцию. Зато требуется отслеживать полноценное поступление воздуха снаружи. Процесс наладки включает прежде всего установку оптимального режима горения (или оптимального режима расходования электричества). После этого налаживают автоматику безопасности и средства технического регулирования.

В последнюю очередь настраивают контуры подачи топлива и вспомогательные технические средства.

На заземление котельной обязательно готовится отдельный проект. Без него принятие в эксплуатацию сколько-нибудь серьезных объектов не допускается. Общепринятые меры безопасности при обслуживании котельного оборудования подразумевают, что к такой работе могут допускаться только совершеннолетние люди с хорошими медицинскими показаниями и специальной подготовкой. На подобные требования стоит ориентироваться и в частном хозяйстве. Внутри котельной и на отдельном ее оборудовании непременно следует поддерживать идеальный порядок и чистоту.

При использовании газа перед началом топки помещение проветривают не менее 3 минут. Работа с креплениями на коммуникациях и устройствах, находящихся под давлением, не допускается. На крупных объектах к работе обязательно привлекают механиков, ответственных за состояние оборудования. Даже если они не участвуют непосредственно, то все равно должны присутствовать в процессе. Не допускается включение котлов, если:

• нарушена изоляция;
• не герметична топочная камера и специальные коммуникации;
• изоляция проводов прогрета более чем до 60 градусов;
• части котла и паропроводы, горячие трубопроводы не изолированы термически;
• в топке и под насосами скапливается мазут;
• отсутствуют положенные противопожарные средства.

Систематический инструктаж персонала котельных по технике безопасности проводится раз в 6 месяцев. После любого происшествия инструктаж повторяют, независимо от основных сроков. Пуск систем может проводиться только при полностью исправных управляющих и информационных аппаратах. Обязательно предусматривается стандартное и аварийное электрическое освещение. При работе обязательно требуется:

• использовать спецодежду;
• осматривать обслуживаемые устройства;
• применять только подходящий по всем нормам и правилам инструмент.

Наглядно о том, из каких элементов состоит современная котельная, вы можете узнать из видео ниже.