Естественная циркуляция воды в паровом и водогрейном котле отопления: схема, ошибки котла Бакси

Естественная циркуляция воды в паровом и водогрейном котле отопления. Отсутствие циркуляции в котлах Бакси и других

Циркуляция воды в котлах

Циркуляцией воды называется движение воды по замкнутому контуру. В состав контура циркуляции, в общем случае, входят такие конструктивные элементы котлов, как барабаны, коллекторы, обогреваемые и необогреваемые трубы поверхностей нагрева. Вода может проходить по контуру многократно либо однократно, двигаясь через поверхности нагрева от входа к выходу.

В зависимости от причин, которые вызывают движение воды циркуляция подразделяется на естественную и принудительную.

Естественная циркуляция осуществляется в паровых котлах, так как движущий напор в контуре создается разностью плотностей воды и пара. При этом каждый кг воды может постепенно превращаться в пар, многократно проходя через контур, либо превращаться в пар за один проход через поверхность нагрева.

Принудительная циркуляция воды производится с помощью насоса. Она применяется в водогрейных котлах и водяных экономайзерах и является прямоточной.

При любом виде циркуляции и способах ее организации вода и пар, образующийся в контуре, должны надежно охлаждать металл, что необходимо для безаварийной работы котлов.

Естественная циркуляция воды в паровых котлах. Рассмотрим принцип действия естественной циркуляции на примере контура циркуляции бокового экрана топки (рис. 10).

Рис. 10. Схема простейшего контура естественной циркуляции:

1 – коллектор; 2 – опускная труба; 3 – верхний барабан; 4 – экранные (подъемные ) трубы.

Питательная вода вводится в верхний барабан котла 3. Из него вода опускается по опускной трубе 2 и входит в коллектор 1. На этом участке контура теплота к воде не подводится (труба теплоизолирована шамотной стенкой) и температура воды остается ниже температуры насыщения при данном давлении пара в котле.

Из коллектора вода поступает в обогреваемые трубы экрана 4 и, поднимаясь по ним, нагревается до кипения, кипит и частично превращается в пар. Образовавшаяся пароводяная смесь вводится в барабан, где разделяется на воду и пар. Пар покидает котел, а вода смешивается с питательной водой и вновь поступает в контур циркуляции.

Участок подъемных труб, где вода нагревается до кипения, называется экономайзерным, а содержащий пар – паросодержащим. Высота последнего в несколько раз превышает высоту экономайзерного участка.

На экономайзерном участке вода движется с постоянной скоростью, а на паросодержащем участке она постоянно возрастает, так как количество образующегося пара в подъемных трубах непрерывно увеличивается. Скорость, которую вода имеет на экономайзерном участке, называется скоростью циркуляции. По причине своего постоянства скорость циркуляции является одной их важных характеристик естественной циркуляции. Ее величина составляет, примерно, 0,5 – 1,5 м/с.

Наличие в контуре участков со средами, имеющие разные плотности, создает в контуре разность давлений или движущий напор циркуляции. Давление в опускных трубах создается столбом воды с плотностью rВ, а в подъемных трубах – столбом воды и пароводяной смеси с плотностью rСМ. Поэтому более плотная среда вытесняет менее плотную и в контуре создается круговое движение воды. Величина движущего напора определяется зависимостью вида:

где hПАР – высота паросодержащего участка подъемных труб; g – ускорение свободного падения.

Из выражения движущего напора следует, что для циркуляции недостаточно иметь среды с разной плотностью. Необходимо также, чтобы паросодержащие трубы располагались вертикально.

За один проход по контуру только часть воды превращается в пар. Поэтому для характеристики интенсивности испарения воды используется понятие кратности циркуляции:

где М – расход воды через опускную трубу, кг/ч; Д – количество пара, образующегося в обогреваемых трубах, кг/ч.

Таким образом, кратность циркуляции показывает, сколько раз один кг воды должен пройти через контур, чтобы превратиться в пар. Для экранов k = 50 – 70, для конвективных пучков k = 100 – 200.

Величина, обратная кратности циркуляции, характеризует степень сухости влажного пара х = 1/k. Отсюда можно сделать вывод о том, что в экранах образуется пароводяная смесь, содержащая не более 0,02 или 2 % пара. Поэтому даже самые теплонапряженные поверхности нагрева котлов, которыми являются экраны, надежно смачиваются и охлаждаются водой.

В конвективных пучках все трубы обогреваются газами, температура которых при прохождении через пучок непрерывно снижается. Поэтому в кипятильных трубах по ходу движения газов паросодержание также уменьшается, а плотность пароводяной смеси возрастает. Наличие в трубах пучка пароводяной смеси с разной плотностью создает движущий напор, который движит воды по следующей схеме: из верхнего барабана вода поступает в задние трубы пучка и по ним поступает в нижний барабан котла; из барабана вода входит в остальные трубы пучка и вместе с паром поступает в верхний барабан.

Принудительная циркуляция. Принудительная циркуляция применяется в водогрейных котлах, а также в экономайзерах паровых котлов. Движение воды по трубам поверхностей нагрева производит насос. Вода входит в поверхности нагрева холодной, а покидает ее горячей, совершая в котле прямоточное движение. Кратность циркуляции воды равна единице.

Для создания прямоточного движения воды поверхности нагрева котлов изготавливаются в виде отдельных панелей, которые соединяются между собой последовательно или параллельно. Панель выполняется из одного ряда труб, концы которых замкнуты на нижний (распределительный) и верхний (собирающий) коллекторы. При этом трубы могут иметь как прямую (в основном), так и змеевиковую конфигурацию.

При параллельном подсоединении труб к коллекторам вода проходит по трубам неодинаковыми расходами, что обусловлено различиями в гидравлических сопротивлениях труб и неравномерным обогревом труб газами. Поэтому в отдельные трубы воды поступает меньше, чем это нужно для надежного охлаждения металла. Возможно даже вскипание воды в отдельных трубах, что еще в большей степени уменьшает поступление воды в такие трубы.

Движение воды в трубах может быть как подъемным, так и опускным. Однако во избежание вскипания воды ее скорость принимается не менее 0,5–1 м/с. По тем же причинам перепад давления воды в котлах не должен быть более 0,2 МПа.

обо всём • отопление • парогенераторы

Рюкзаки Марк Райден – будь всегда на стиле

Mark Ryden – это бренд английского происхождения, который занимается производством и реализацией сумок и аксессуаров для транспортировки гаджетов, школьных принадлежностей, в качестве модного дополнения к современному городскому луку и дорожных …

Крепежный винт — простое и гениальное изобретение

Резьбовые соединения успешно используются человеком вот уже несколько веков и не теряют актуальности даже в наше высокотехнологичное время. А самым простым их элементом является винт. Это металлический стержень с резьбой …

Что такое груминг

Все животные нуждаются не только в любви и внимании, но и в уходе. Об этом знают все, но не всем известно, что привычные процедуры по уходу за кошками, собаками, шиншиллами, …

Подсоединение котла к источникам питания

Если котёл работает на газовом топливе, то к нему нужно организовать подачу газа. При магистральном газоснабжении это должен сделать работник газовой службы. Если отопление от баллонов, нужно заключить договор аренды с Газтехнадзором, а монтаж поручить компании, имеющей разрешение на данный вид работ. Все работы, связанные с газом, потенциально опасны и это не тот момент, когда стоит экономить и выполнять работу своими руками.

 1. Подача отопления. 2. Горячая вода для бытовых нужд. 3. Газ. 4. Холодная вода к контуру ГВС. 5. Обратка отопления

 При использовании баллонного газа обязательно используется редуктор, объединяющий группу баллонов

Электрокотёл нужно присоединить к сети. Котёл и клеммная коробка должны быть заземлены, все соединения выполняются медной проводкой с сечением не меньше указанного в техническом паспорте к оборудованию.

Котёл на твёрдом топливе всегда автономен и требует только присоединения труб отопления и горячего водоснабжения. Подключения к электрическим цепям питания требуют только блоки автоматического управления, если они задействованы.

Отсутствие циркуляции воды в котле Бакси

На российском рынке климатической технике пользуются спросом итальянские настенные газовые котлы BAXI. Они выпускаются в диапазоне от 14 до 24 кВт с открытой/закрытой камерой сгорания, как одноконтурными, так и двухконтурными для подогрева систем отопления и ГВС.

Агрегат имеет ЖК-дисплей и самодиагностику работы котлового оборудования. Все возможные сбои в работе котла отопления высвечиваются на рабочем экране, пользователю не составит труда понять, чем они вызваны.

Ошибка “е25” наиболее часто встречающийся сбой на устройстве Бакси, вызванная ростом температур в отопительном контуре. Автоматическая система агрегата фиксирует динамику температурного роста при помощи первичных термодатчиков, и когда повышение она превосходит 1 С в секунду, заблокирует работу котлоагрегата.

Типичные причин формирования неполадки “е25” может быть две: плохая циркуляция греющей воды или повреждение базовых элементов автоматики: термодатчика либо электронной платы.

В случае фактического перегрева воды, сбой сопровождается специфическим треском вскипающей воды в теплообменном аппарате. Такой перегрев происходит, в том случае, когда вода движется медленно и нагревается до опасной температуры.

Причины перегрева воды в газовом котлоагрегате Бакси:

• неисправность циркуляционного насоса;
• неисправность запорной арматуры;
• загрязненные фильтрующие устройства;
• большое гидравлическое сопротивление в отопительном контуре;
• завоздушивание контура отопления.

Для восстановления данной поломки, прежде всего, нужно проверить контур отопления, сбросить лишний воздух, проверить исправность запорной арматуры, прочистить фильтры и грязевики на обратном трубопроводе перед котлом.

В случае, когда забит теплообменник накипью рекомендуется выполнить промывку с химическими реагентами, по методике указанной заводом-изготовителем.

Если потребуется замена или ремонт котловых агрегатов, насоса или теплообменника, лучше обратится за помощью в сервисную организацию, особенно в том случае, когда котел находится на гарантийном обслуживании.

Принудительная циркуляция[править]

Принудительной циркуляцией называют движение воды и пароводяной смеси в трубах котла и в других поверхностях теплопередачи котла, вызванное действием насоса или разностей давлений пара в барабане и пароперегревателе.

Поверхность нагрева паровых котлов состоит из большого числа параллельно работающих труб, из которых многие из-за неравномерности обогрева и неодинаковости гидравлического сопротивления имеют различные тепловые и гидродинамические характеристики. Распределение воды по таким трубам не может быть равномерным, вследствие этого энтальпия рабочего тела на выходе из отдельных витков может значительно отличаться от среднего значения.

Отношение наибольшего приращения энтальпии в каком-либо витке ∆hв к среднему приращению энтальпии по всей поверхности нагрева ∆hср называют тепловой разверкой:

i = ∆hв / hср

Величина тепловой разверки является оценкой как тепловой, так и гидравлической неравномерности.

Тепловая неравномерность параллельно включенных труб обусловлена неодинаковыми условиями их обогрева, зависящими от эксплуатационных факторов (зашлаковывание отдельных групп витков, смещение ядра факела и возникновение температурных перекосов в топке и газоходах и пр.) и от конструктивных особенностей и компоновки отдельных элементов котельного агрегата (топочной камеры, горелочных устройств и пр.).

Гидравлическая неравномерность обусловлена неодинаковыми гидравлическими сопротивлениями вследствие различной степени шероховатости стенок труб, неодинаковой их длины, конфигурации и изменением их тепловой нагрузки по эксплуатационным причинам.

Для надежной работы котла необходимо сделать характеристику трубных пучков устойчивой. Для этого используют дополнительное сопротивление в виде дроссельных шайб, устанавливаемых на входе в трубы. Гидравлическое сопротивление шайбы суммируется с сопротивлением витка и гидродинамическая характеристика его становится устойчивой. Влияние установки шайб на изменение гидродинамической характеристики показано на рис. 7.16.

Рис. 7.16. Влияние установки шайб на изменение гидродинамической характеристики трубы.: 1 – обогреваемая труба без шайбы; 2 – обогреваемая труба при установке шайбы, d = 10 мм; 3 – то же d = 7 мм; 4 – то же d = 5 мм

Дроссельные шайбы устраняют также пульсацию потока, вызывающую образование кольцевых трещин в трубах. Для устранения пульсации потока применяют большее дросселирование по сравнению с тем, которое требуется для стабилизации гидродинамической характеристики витка.

Виды систем отопления с циркуляцией

В процессе развития теплоснабжения применялись различные варианты обвязки радиаторов отопления. Первоначально все они работали с естественной циркуляцией воды (гравитационного типа), за счет разности плотностей горячего и холодного теплоносителя. Подключение котла в таких системах выполнялось в нижней точке сети.

Позже, в конце прошлого века, с развитием электротехники и появлением доступных недорогих малогабаритных центробежных насосов, стали обустраивать отопление с принудительной циркуляцией, не имеющих связи с атмосферой.

Виды систем отопления с циркуляцией

Движение теплоносителя в них обеспечивается циркуляционным насосом. Несмотря на то, что последняя схема отопления, является в теплоэнергетическом плане эффективнее, из-за скорости циркуляции, гравитационная схема также остается востребованной, поскольку энергонезависима и способна работать автономно без потребления электроэнергии.

Современная классификация систем отопления выглядит следующим образом:

1. По способу создания циркуляции — естественная и принудительная.
2. По схеме подключения трубопроводов к радиаторам — двухтрубные и однотрубные.
3. По высоте прокладки с верхним и нижним месторасположением подающей магистрали.
4. По направлению движения теплоносителя — тупиковые и с попутным течением теплоносителя.

Системы водяного отопления делятся на 2 ключевые разновидности — однотрубные и двухтрубные. Различия данных схем состоит в методе установки приборов нагрева к внутридомовому трубопроводу.

Открытая система с самотеком

Гравитационные системы отопления применимы для жилых домов до 200 м2 и на объектах которые имеют мало отопительных контуров. Сети собираются из труб диаметра от 40 до 50 мм, которые прокладывают под углом наклона, чтобы теплоноситель мог перемещаться под действием веса.

Открытая самотечная схема

Подобные схемы достаточно сложно поддаются регулировки, тем не менее, они имеют большое преимущество — энергонезависимость.

Циркуляция греющей воды по контуру происходит благодаря разнице плотности нагретого и остывшего теплоносителя. Непременным условием работоспособности системы, несомненно, является монтаж расширительного бачка открытого вида в высшей точке сети. Подающая и обратная линия выполняются с уклоном: подача в сторону радиаторов, обратка — к котлу.

Преимущества открытой системы с самотеком:

• энергонезависимость, работа без использования циркуляционного насоса;
• высокий уровень самонастройки;
• низкая стоимость;
• простота монтажа;
• надежность в эксплуатации, не требующей участие оперативного персонала.

Минусы:

• онтаж труб большого сечения;
• возможность применения для небольших объектов теплоснабжения.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

Мало кто из пользователей знает, что самотек хорошо работает в схеме закрытого типа. Это несколько отличается от стандартной формулировки, которая считает, что закрытая система отопления, может быть только принудительной.

Закрытая система с самотеком

На самом деле это не так, учитывая стремление пользователей к энергонезависимым схемам отопления и возможности промышленности, которая наладила выпуск инновационного теплосилового оборудования.

В последнее время стали использовать в схемах автономного отопления закрытые самотечные системы, вместо насоса в систему интегрируется мембранный закрытый расширительный бак.

По сравнению с принудительной схемой циркуляции, такой вариант будет обладать меньшими скоростями движения воды по трубам, но он является прогрессивным по отношению к открытой системе отопления, при этом вобрав в себя преимущества двух подходов организации циркуляции теплоносителя.

Схема отопления с расширительным сборником мембранного вида не имеет доступа к атмосфере воздуха, поэтому является замкнутой гидравлической сетью.

Гидроаккумулирующий бак допускается интегрировать в произвольной точке системы, обычно, его монтируют на обратке, рядом с котлом, для лучшего обслуживания.

Такая схема теплоснабжения отличается наличием небольшого избыточного давления, в связи, с чем неотъемлемым компонентом является группа безопасности. В нее входят: воздухоотводчик, манометр и предохранительно-сбросной клапан для снижения аварийного давления в сети.

Группа устанавливается на подаче за котлом в верхней точке сети, комплектуется запорными вентилями, чтобы можно было отключить в случае ремонта. Схема не работает в режиме ГВС, для организации горячего водоснабжения потребуется установка независимого бойлера косвенного нагрева.

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Движение греющей среды в такой схеме выполняется по 2-м трубопроводам — подаче и обратке. Первая предназначена для транспортировки горячей воды от источника отопления к теплоотдающим приборам, вторая — отводит холодную воду к источнику для следующего цикла нагрева.

В такой схеме радиаторы включаются параллельно, в связи, с чем горячий теплоноситель попадает в отдельную батарею из горячего контура и они получают одинаковую температуру. Прибор отопления отдает тепло окружающему воздуху, охлаждая теплоноситель, который попадает в общую обратку.

При том, что подобная схема предполагает двойное число сантехнических соединительных элементов и труб, тем не менее она даёт возможность организовывать сложные разветвления и снижает общие затраты на теплоснабжения, благодаря индивидуальной температурной регулировке приборов нагрева. Двухтрубная система результативно обогревает большие площади и высотные дома.

Однако есть особенность, которую важно учитывать при выборе этой схемы теплоснабжения и обвязке котла — радиаторы, которые будут размещаться с источником нагрева на одинаковом уровне или ниже — работать не будут вообще.

На практике установлено, что для таких схем минимальный промежуток от устанавливаемого центра нагревательных приборов расположенных на 1-ом этаже и центра котлоагрегата, обязан быть не менее 3 м, то есть он фактически должен размещаться в подвале.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Вышеобозначенный недостаток для двухтрубных сетей, отсутствует в однотрубных вариантах. Поскольку гидростатическое давление, благодаря которому теплоноситель протекает по контуру, образовывается вследствие охлаждения в трубах, что создает двойной теплотехнический эффект:

1. Содействует образованию высокого гидростатического напора.
2. Создает вспомогательную поверхность нагрева за счет увеличенных диаметров, которые также участвуют в процессе теплопередачи тепла.

Благодаря такому эффекту в однотрубных сетях, трубы протягиваются в помещении открыто, без изоляции. Изолируют основную подающую магистраль, поскольку падение температуры теплоносителя увеличит плотность, и соответственно вызовет снижение гидростатического напора в сети.

Одно- и двухтрубная разводка системы отопления

Однотрубная система широко распространена в многоквартирных домах старой застройки. Температура воды от радиатора к радиатору постоянно понижается, что ведёт к неравномерному обеспечению теплом отдельных помещений. В двухтрубной системе теплоноситель распределяется равномерно по всем радиаторам, потерявший температуру, попадает во вторую трубу — «обратку». Таким образом, двухтрубная система обеспечивает дом теплом более равномерно.

 1. Однотрубная схема разводки. 2. Двухтрубная схема разводки

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

1. Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты. Воспользуйтесь для этого нашей инструкцией.
2. Подберите энергонезависимый котел – газовый либо твердотопливный.
3. Разработайте схему, приняв за основу один из предложенных здесь вариантов. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
4. Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.

Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.

Сразу отметим, что «ленинградку» разбить на 2 ветви не удастся. Это значит, что кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

1. Берем теплопотери всего здания (Q, Вт) и определяем массовый расход теплоносителя (G, кг/ч) в главной магистрали по приведенной ниже формуле. Перепад температур между подачей и «обраткой» Δt принимаем равным 25 °C. Затем переводим кг/ч в другие единицы – тонны за час.
2. По следующей формуле находим площадь сечения (F, м²) главного стояка, подставив значение скорости естественной циркуляции ʋ = 0.1 м/с. Пересчитываем площадь круга в диаметр, получаем размер основной трубы, подходящей к котлу.
3. Считаем тепловую нагрузку на каждую ветку, повторяем расчеты и выясняем диаметры этих магистралей.
4. Переходим в следующие комнаты, снова определяем диаметры участков по тепловым затратам.
5. Выбираем стандартные размеры труб, округляя полученные цифры в большую сторону.

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

1. Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = 0.86 х 10200 Вт / 25 °C = 350.88 кг/ч или 0.351 т/ч.
2. Площадь поперечника подающей трубы F = 0.351 т/ч / 3600 х 0.1 м/с = 0.00098 м², диаметр d = 35 мм.
3. Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = 0.86 х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или 0.189 т/ч, G2 = 0.86 х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или 0.163 т/ч.
4. Сечение правой ветви F1 = 0.189 / 3600 х 0.1 = 0.00053 м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = 0.163 / 3600 х 0.1 = 0.00045 м², d2 = 24 мм.
5. В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и 2.95 кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Для подключения небольших батарей можно использовать подводки DN15 (наружный d = 20 мм), на плане указаны размеры DN20

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).

Применение устройств

По назначению паровые котлы можно разделить на 3 основных типа:

• энергетические;
• промышленные;
• котлы-утилизаторы.

Энергетические устройства вырабатывают перегретый пар, который используют в дальнейшем для паровых турбин. Температура такого пара превышает температуру кипения.

Промышленные котлы вырабатывают пар, который применяется для технологических нужд и используются на различных предприятиях в производственных процессах.

Водный режим котла – поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.

О том, какие работают водогрейные котлы, читайте здесь.

Например, на деревообрабатывающих предприятиях котлы обеспечивают поддержание необходимого уровня влажности в сушильных камерах, в нефтяной промышленности – для подогрева нефтепродуктов при их транспортировке по трубопроводу. Промышленные котлы производят насыщенный пар, который имеет температуру кипения воды.

Особенностью паровых котлов-утилизаторов является отсутствие топки. Такое оборудование работает на вторичных энергетических ресурсах – той тепловой энергии, которая образуется в процессе технологического цикла производства.

Коллекторная схема разводки отопительной системы

При большом количестве радиаторов отопления, расположенных на разных этажах, или при подключении «тёплого пола», лучшей схемой разводки является коллекторная. В контуре котла устанавливают минимум два коллектора: на подаче воды — раздающий, и на «обратке» — собирающий. Коллектор представляет собой отрезок трубы, в который врезаются отводы с вентилями для возможности регулирования отдельных групп.

 Коллекторная группа

 Пример подключения контура отопления и системы «тёплый пол» с помощью коллекторной группы

Коллекторную разводку называют также лучевой, так как трубы лучами могут расходиться в разные стороны по всему дому. Такая схема в современных домах одна из наиболее распространённых и считается практичной.

Устройство жаротрубного котла

Корпус жаротрубного котла может иметь практически любую форму, однако наиболее широко распространены цилиндрические корпуса. С фронтальной стороны размещается топочная камера — жаровая труба, с обратной — система дымоудаления (газоход). Процесс горения обеспечивается дутьевой горелкой.

Устройство котла «Вятич» отражено на схеме.

1. Жаровая труба 2. Поворотная дверца 3. Дымогарная труба 4. Турбулизатор 5. Наружная обечайка 6. Гляделка 7. Газоход 8. Выходной патрубок газохода

9. Люк очистки 10. Опора 11. Лоток 12. Фланец для крепления горелки 13. Теплоизоляция 14. Продувочный патрубок 15. Смотровой люк 16. Патрубок слива конденсата

Над топкой располагаются теплообменники — дымогарные трубы, которые контактируют с дымоотводящим каналом. В целях более эффективного теплообмена дымогарные трубы производятся из труб небольшого сечения.

В комплект основной поставки жаротрубных котлов АО «Ирбис» входит:

• котел в сборе (трубная часть котла на сварной опорной раме, дверца поворотная и газоход);
• комплект технической документации;
• теплоизоляция для уплотнения амбразуры горелки.

Возможна комплектация котла дополнительными опциями. Среди них:

• горелочное устройство;
• запорная арматура и КИП по воде в пределах котла;
• щит управления горелочным устройством;
• прочие принадлежности для монтажа и обслуживания.

Первично-вторичные кольца

Для котлов мощностью от 50 кВт или группы котлов, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения домов большой площади, применяется схема первично-вторичных колец. Первичное кольцо составляют котлы — генераторы тепла, вторичные кольца — потребители тепла. Причём потребители могут устанавливаться на прямой ветви и быть высокотемпературными, или на обратной — и называться низкотемпературными.

Для того чтобы в системе не было гидравлических перекосов и для разделения контуров, между первичным и вторичными кольцами циркуляции устанавливают гидроразделитель (стрелку). Он же защищает теплообменник котла от гидравлических ударов.

Если дом большой, то после разделителя устраивают коллектор (гребёнку). Чтобы система работала, нужно произвести расчёт диаметра стрелки. Выбор диаметра осуществляется на основании максимальной производительности (протока) воды и скорости потока (не выше 0,2 м/с) или как производная от мощности котла с учётом градиента температур (рекомендованное значение Δt — 10 °С).

Формулы для расчётов:

• G — максимальный расход, м3/ч;
• w — скорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с.

• Р — мощность котла, кВт;
• w — cкорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с;
• Δt — градиент температур, °С.

Схема обвязки парового котла

Схема обвязки. Источник фото: strangely.ru

Типовая схема обвязки ПК зависит от типа парогенератора и его рабочих параметров.

Для систем центрального теплоснабжения системы жилищно-коммунального хозяйства типовая схема состоит:

1. Парогенератор.
2. Деаэратор.
3. Умягчитель по схеме химической очистки.
4. Дозатор и бак реагентов.
5. Ресивер.
6. Регулируляторы давления.
7. Насос подачи питательной воды в котел.
8. Насос подачи воды из деаэратора в ресивер.

В конструкцию котла также могут входить:

• пароперегреватель — для повышения температуры насыщенного пара;
• сепаратор пара и внутрибарабанные устройства — для удаления влаги из пара.

Особенности устройства системы отопления в частном доме

Системы подобного типа имеют некоторые особенности, в частности речь идет о следующем:

На циркуляционный напор оказывают влияние следующие факторы:

• Расстояние по высоте между котлом и нижним радиатором. Здесь работает принцип сообщающихся сосудов: вода быстрее переливается в котел, расположенный ниже по отношению к самому нижнему прибору отопления. Этот параметр остается неизменным на протяжении всего времени работы системы.
• Разная плотность воды на выходе из котла и в обратной трубе, определяющаяся температурой воды. Благодаря этому фактору происходит саморегулирование: с понижение температуры воздуха в помещении остывают и радиаторы. Это приводит к увеличению плотности теплоносителя и более быстрому вытеснению нагретой воды.

Аварийные контуры

В системах принудительной циркуляции насосы зависят от электропитания, которое может отключиться. Чтобы не произошёл перегрев котла, способный вывести оборудование из строя или даже привести к разгерметизации, котлы снабжают аварийными системами.

Первый вариант. Источник бесперебойного питания или генератор, которые будут питать циркуляционные насосы. По эффективности такой способ один из наиболее оптимальных.

Второй вариант. Обустраивается малое резервное кольцо, работающее по гравитационному принципу. При отключении циркуляционного насоса в систему включается контур с естественной циркуляцией, обеспечивая сброс тепла теплоносителя. Полноценного отопления дополнительный контур обеспечить не может.

Третий вариант. При строительстве закладываются два полноценных контура, один работает по гравитационному принципу, второй с помощью насосов. Системы должны иметь возможность тепломассообмена на аварийный период.

Четвертый способ. Если водоснабжение централизованное, то при отключении насосов холодную воду подают в контуры отопления через специальную трубу с запорным вентилем (перемычку между системами водоснабжения и отопления).

В заключение предлагаем посмотреть видео о правилах расчета однотрубной системы отопления частного дома.

рмнт.ру

Как правильно эксплуатировать

Паровые котлы относятся к объектам повышенной опасности, поэтому многими нормативными документами котлонадзора, проектом установки, технической документацией завода-изготовителя и правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов закреплены требования по безопасной эксплуатации таких сосудов, которые обязаны выполнять ответственные должностные лица и обслуживающий персонал.

Безопасная эксплуатация начинается с химической водоподготовки воды, которая имеет важное значение для технического обслуживания современных парогенераторов и котлов. Минеральные соли, содержащиеся в природной воде, при температуре выше 70 оС, образуют накипь на внутренних поверхностях труб.

Это приводит к ухудшению теплопередачи от дымовых газов к питательной воде, она перестает охлаждать трубы, которые перегреваются, перегорают в следствии чего, образуется разрыв стен, резкое падение давления во внутреннем контуре агрегата, мгновенное парообразование перегретой воды и взрыв котла.

Уровень очистки сырой воды зависит от источника водоснабжения и устанавливается специалистами в проекте водоподготовки котлоагрегата, где описаны не только режимы, но и схема подключения с необходимым оборудованием.

Управление котлов бывает ручным и автоматизированным. Современные ПК без автоматики и защиты безопасности к эксплуатации не допускаются. Ручное управление с защитой безопасности допускаются только в маломощных угольных котлах низкого давления.

Структура управления котла:

1. Устройства розжига и отключения горения топлива.
2. Регулирования расходов: топливо, воздух и вода.
3. Сбор и анализ данных работы ПК.
4. Система аварийной остановки котла.

Методы и инструменты, используемые в процессе ремонта

Устройство барабанного котла предопределяет возникновение дефектов в районе кольцевых и стыковых швов, проявляющихся в виде трещин, шлаковых включений, пор. Если возникшие остаточные включения не снимаются в ходе термической обработки, то трещины возникают и на внутренних поверхностях. Специфика ремонта барабанных котлов, в случае возникновения таких дефектов, зависит от глубины трещин, составляющей 1 – 6 мм. Ремонт парового агрегата, будет состоять в снятии поверхностного металлического слоя толщиной до 8мм.

Внимание!

Выполнять после этого наплавку не следует, ведь прочность барабанного котла не снижается.

Удаление слоя металла осуществляется, посредством шлифовальной машины. Обеспечить полноценный ремонт, поможет абразивный круг, имеющий зернистость 50мкм. Устранение дефектов проводится под контролем ультразвуковой, а порой и магнитопорошковой дефектоскопии.

Внимание!

Рекомендуется в процессе ремонта использовать травление с применением водного раствора (20%), смешанного с азотной кислотой (15%).

Выполнив выборку дефекта, требуется проверить прочность элементов парового агрегата, подвергшихся удалению слоя металла. Проводится ремонт барабанов котлов посредством сварки, с использованием следующих электродов: УОНИ-13/55 (сталь 16ГНМ), УОНИ-13/45 (сталь 22К).

Метод ремонта парового агрегата зависит от размеров дефектов. Если трещина имеет глубину 6мм, то она просто вырубается посредством пневматического зубила, а впоследствии зачищается абразивным кругом. Когда трещина такого размера появляется на трубном отверстии, её ремонт проводится методом рассверливания и расточки. Ускорить ремонт парового агрегата, позволит использование фрезерных станков, посредством которых осуществляется выборка трещин.

Внимание!

Строго запрещено выводить трещины огневым способом.