Принцип работы котлов: Устройство, принцип и особенности работы газового котла отопления

Содержание

устройство, как работает, как греет воду

Содержание:

Благодаря двухконтурным котлам можно не только отапливать жилище, но и обеспечивать его горячей водой. Популярность этих универсальных аппаратов объясняется небольшими размерами и простотой эксплуатации.

Особенности двухконтурного газового котла

Разобраться в принципе работы двухконтурного газового котла поможет знание особенностей его конструкции. В ее состав входит целый ряд узлов, способствующих нагреванию теплоносителя и отвечающих за переключение на контур ГВС.


Бесперебойное функционирование агрегата возможно только в том случае, если все составляющие модули будут работать слаженно. Общей информации об основных узлах будет достаточно для понимания принципа работы двухконтурного газового котла отопления.

Устройство конструкции

Конструкция прибора включает в себя такие элементы:

  1. Горелка. Является главным модулем отопительного котла. Местом ее размещения выступает камера сгорания. Задачей горелки является нагревание теплоносителя и высвобождение тепловой энергии для контура ГВС. Чтобы точно поддерживать необходимую температуру, этот элемент оснащается системой автоматического управления горением.
  2. Камера сгорания. Место установки горелки. Бывает открытого или закрытого типа. Закрытые конструкции комплектуются вентилятором, производящим подачу воздуха и отвод дыма. Благодаря ему достигается эффект тихого шума при работе оборудования.
  3. Циркуляционный насос. Отвечает за создание принудительного движения теплоносителя внутри отопительных труб и за эффективность работы ГВС. В отличии от вентилятора, при работе насоса почти не возникает никакой шум.
  4. Трехходовой клапан. Благодаря этому устройству котел имеет возможность переключаться на функцию подогрева воды для горячего водоснабжения.
  5. Основной теплообменник
    . Устройство двухконтурного газового котла настенного типа предусматривает его размещение поверх горелки, внутри камеры сгорания. Благодаря этому обеспечивается подогрев воды, которая впоследствии поступает в отопительные трубы или в систему ГВС.
  6. Вторичный теплообменник. Отвечает за погрев воды для ГВС.
  7. Автоматические приборы. Обеспечивают контроль параметров работы оборудования, следя за уровнем нагрева теплоносителя и воды. Это дает возможность наладить корректировку работы горелки, управлять различными узлами, поддерживать пламя, фиксировать возникающие неполадки и пр.

Пространство внизу корпуса предназначается для установки отводов коммутации отопительного контура, горячего и холодного трубопровода и газовой подводки. Некоторые модификации газовых двухконтурных котлов комплектуются спаренными теплообменниками: принцип работы двухконтурного котла при этом не изменяется.

Сходство с другими конструкциями

Хотя конструкция двухконтурного настенного газового котла далека от простоты, но при более пристальном изучении работы входящих в ее состав узлов все оказывается не так страшно. Оборудование этого типа напоминает газовый проточный водонагреватель (особенно это касается наличия горелки и теплообменника). Все другие детали позаимствованы у одноконтурного котла настенного типа. Значительную позитивную роль играет встроенная обвязка, состоящая из расширительной емкости, циркуляционного насоса и группы безопасности.


Изучая принцип работы газового двухконтурного котла, важно иметь в виду, что смешивание воды из системы ГВС с теплоносителем не должно допускаться ни в коем случае. Для заливания жидкости внутрь отопительной системы имеется отдельная труба, являющаяся частью контура. Чтобы подготовить горячую воду, используется определенный объем теплоносителя, который двигается внутри вторичного теплообменника.

Принцип работы

Теперь можно более пристально взглянуть на принцип работы двухконтурного котла. Вооружившись знанием о том, зачем нужны отдельные элементы и модули и поняв принцип работы газового котла, пора перейти к изучению вопроса, как работает настенный газовый котел в общем.

Как известно, оборудование данного типа рассчитано на два режима:

  1. Отопление.
  2. Нагревание воды для дома.

Следует сразу отметить, что работать одновременно в двух режимах оборудование данного типа не может. Это объясняет наличие в его конструкции трехходового клапана, направляющего определенную часть теплоносителя в систему ГВС.

Режим отопления

Функционирование двухконтурного котла в режиме обогрева ничем не отличается от работы простейшего проточного нагревателя. Начальное включение горелки сопровождается достаточно длительным промежутком работы, что позволяет поднять температуру в контуре отопления до нужных значений. По достижению оптимального режима подача газа прекращается. При наличии в жилище датчика температуры воздуха, автоматика сама будет следить за его показаниями. Режимы газовой горелки двухконтурного котла могут переключаться специальной погодозависимой автоматикой, наблюдающей за температурой снаружи дома.


Работающая горелка постепенно повышает температуру теплоносителя, движение которого внутри трубопровода поддерживается циркуляционным насосом. Благодаря принципу работы трехходового клапана в газовом котле вода получает возможность проходить внутри основного теплообменника в нормальном режиме. Удаление продуктов сгорания может осуществляться самопроизвольно или с помощью специального вентилятора (им, как правило, оснащается верхняя область двухконтурного аппарата). Контур ГВС в этом случае пребывает в неактивном состоянии.

Подача горячей воды

Система горячего водоснабжения включается только при непосредственном повороте вентиля водопроводного крана. Возникновение потока провоцирует срабатывание трехходового клапана: таким образом осуществляется запуск отопительной системы. Параллельно появляется пламя в газовой горелке, если она еще пребывала в отключенном состоянии. Как правило, до появления горячей воды из крана проходит несколько секунд.


Также важно разобраться, как греет воду двухконтурный котел. Как указано выше, при его включении система отопления отключается. Регулировка всей этой процедуры осуществляется благодаря трехходовому клапану, перенаправляющему определенный объем нагретой воды внутрь вторичного теплообменника (пламя на вторичке полностью отсутствует). Поступивший теплоноситель начинает обогревать циркулирующую в теплообменнике воду. Несмотря на некоторую сложность схемы из-за малого циркуляционного круга теплоносителя двухконтурные газовые котлы, имеющие раздельные теплообменники, отличаются простотой обслуживания и ремонта. Популярны также котлы ОГВ, позволяющие эффективно подавать горячую воду.

Характеристики теплообменников комбинированного типа

Комбинированные теплообменники сообщают котельному оборудованию следующие преимущества:

  • Высокий КПД в системе ГВС.
  • Простота внутреннего устройства.

Параллельно с этим возрастает вероятность появления накипи. Однако достоинств все-таки больше у раздельных теплообменников, что объясняет их высокую популярность. За счет усложнения конструкции достигают практически полного исчезновения накипи. Пока работает ГВС, циркуляция теплоносителя внутри отопительных труб прекращается. Если этот процесс затянется надолго, это может привести к нарушению теплового баланса в доме. В этом случае работает двухконтурный газовый котел, как летом, когда в отоплении нет необходимости.

После закручивания вентиля срабатывает трехходовой клапан, после чего двухконтурный котел переходит в режим ожидания. В некоторых моделях охладившийся теплоноситель начинает подогреваться сразу. Работа двухконтурного котла только на отопление будет продолжаться до момента следующего открывания крана. Уровень производительности отдельных модификаций может достигать 15-17 л/мин: на это напрямую влияет мощность котельного оборудования.

Имея представление о работе газовых двухконтурных котлов, несложно разобраться в предназначении его отдельных узлов. Это в некоторых случаях дает возможность самостоятельно проводить ремонтные о обслуживающие мероприятия. За счет высокой насыщенности внутренней компоновки разработчики смогли создать очень эффективное отопительное оборудование. Компактности котлов этого типа освобождает от необходимости обустраивать отдельную котельную.


устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание:

Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.


Общие сведения

Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе. В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей. Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.


Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции

Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка

Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника. Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки. В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.


Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления

Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.


На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.


По материалу изготовления:

  1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
  2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

  • Воздушными.
  • Паровыми.
  • Водяными (встречаются чаще всего).


По принципу сжигания топлива:

  • Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
  • Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

  • Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
  • Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.


Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги

Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе. Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.


Принцип работы газового котла отопления: устройство, схема, особенности

Сегодня многие частные дома отапливаются газовыми котлами. Владельцы выбирают их за экономичность, удобство в работе, мощность, компактность и чистоту. Если вы задумались о покупке подобного агрегата, то будет полезным изучить принцип работы газовых котлов. Это не только поможет сделать верный выбор, но и упростит его эксплуатацию.

В этой статье мы выясним как устроены газовые котлы, основные узлы устройства и рассмотрим схемы работы различных видов и типов.

Как устроен газовый котел

Первое, в чем нужно разобраться: из каких основных узлов состоит оборудование. Это не только поможет вам разобраться в причинах неполадок при работе, но и поможет сделать верный выбор при покупке.

Горелка

Основной элемент газового котла. Представляет собой прямоугольную поверхность с установленными форсунками. Современные производители встраивают моделируемый вариант: такая горелка способна потреблять только необходимое количество газа на разных этапах работы, экономя до 15% топлива. Так, при розжиге уменьшается подача газа, чтобы нагрев теплообменника происходил постепенно. Затем подача топлива постепенно увеличивается, приближаясь к заданной температуре и поддерживая ее. После нагрева подача газа вновь уменьшается. Это не только позволяет сэкономить «голубое» топливо, но и положительно сказывается на сроке службе устройства.

За подачу топлива отвечает газовый клапан, который регулируется встроенным электродвигателем. Такое устройство позволяет пользователю самостоятельно задать нужную температуру с помощью электронной платы и панели управления.

Горелки бывают атмосферные и турбированные:

  • Атмосферные устанавливаются около дымохода и забирают воздух из помещения. Такие горелки независимы от электричества и часто устанавливаются в напольных моделях.
  • Турбированные не зависят от тяги в дымоходе, потому что за работу отвечает вентилятор, который и выводит все продукты сгорания. Для его работы необходимо электричество, поэтому наиболее часто можно встретить в настенных котлах.

Еще в горелке находится электрод розжига (вырабатывает искру, которая поджигает газ) и датчик контроля пламени (если пламя по каким-то причинам потухнет, автоматика перекроет подачу топлива и оповестит об ошибке).

Теплообменник

Короб с трубками, между которыми находятся пластины (или «ребра», для увеличения полезной площади и скорости нагрева воды). Именно по этим трубкам и циркулирует вода, забирая тепло от нагретых стенок.

Теплообменники изготавливают из разных сплавов, от которых и зависят их срок службы:

  • Алюминий. Самый легкий металл, поэтому котлы с таким теплообменником имеют компактные размеры. Подвержен коррозии, при работе образуется осадок, который уменьшает эффективную площадь теплообмена.
  • Медь. Небольшие вес и габариты, при хорошей теплоотдаче. Компактны и устойчивы к коррозии, но изнашиваются быстрее чугунных.
  • Сталь. Простой и дешевый вариант. Низкая теплопроводность и малый срок службы. Такие теплообменники могут деформироваться или потрескаться при перепадах температур.
  • Чугун. Долговечны, надежны, устойчивы к коррозии, но чувствительны к перепадам температур. Отлично проводят тепло, но большие и тяжелые, поэтому обычно используются в напольных дорогих котлах.

Если котел двухконтурный, тогда предусматривают два теплообменника: первичный и вторичный. Основной устанавливают над горелкой, его используют системы отопления. Второй необходим для моментального нагрева воды, когда открывается водопроводный кран. Такой теплообменник выглядит как набор пластин, между которыми циркулирует вода. Как только открывается кран с горячей водой, вся вода из первого контура направляется во второй. Именно поэтому двухконтурные котлы не могут одновременно и отапливать, и нагревать воду. При малых объемах потребления горячей воды это незаметно, батареи просто не успевают остывать.

Однако, если расход воды соизмерим с потребностями для отопления, то тут приходит на помощь битермический теплообменник. Это такая «труба в трубе», которая расположена прямо над горелкой. За счет нагрева только одного теплообменника, такой котел может одновременно обеспечить дом и отоплением, и горячей водой. Но стоит помнить: в этом случае очень быстро образуется накипь, которую нужно своевременно удалять.

Циркулярный насос

В старых системах отопления использовалась естественная циркуляция воды. Теплоноситель при нагреве расширяется, поэтому вода на выходе из котла обладает низкой плотностью и весом. За счет этого она легко поднимается по горячему стояку вверх в расширительный бак, а затем под уклоном растекается по радиаторам и отдает тепло. При охлаждении плотность и вес воды увеличиваются, поэтому вновь под уклоном она стекает обратно в котел.

Несмотря на простоту, надежность, энергонезависимость и бесшумность работы такая система имеет серьезные недостатки: сложный и дорогостоящий монтаж, замерзание воды, попадание воздуха в систему отопления, низкую температуру радиаторов в дальних углах.

Поэтому современные котлы оборудуются специальным циркулярным насосом, который и создает давление для постоянной циркуляции воды. Да, в таком случае пропадает независимость от электричества, зато батареи всегда будут теплыми.

Расширительный бак

При нагреве вода расширяется, поэтому необходимо соблюдать баланс в системе отопления. Именно для этого используется расширительный бак, состоящий из 3 частей:

  • емкость для излишка воды;
  • мембрана;
  • емкость с азотом.

Принцип работы прост: лишняя вода хранится в бачке, а мембрана балансирует изменение давления в системе отопления.

Отвод дыма

Любой газовый котел обязательно нуждается в отводе продуктов сгорания. Если камера сгорания открытая, тогда для работы используется воздух из помещения, поэтому здесь нужна хорошая вентиляция и оборудуется дымоход.

Если котел с закрытой камерой сгорания, тогда используется воздух с улицы (с помощью вентилятора) и прогревается продуктами сгорания. Такие устройства не требуют дополнительной вентиляции.

Автоматика безопасности, электроника и модуль управления

В эту категорию входят различные датчики по контролю происходящих процессов в работе котла и мониторинг состояния системы отопления. Система безопасности позволяет защитить агрегат от отсутствия тяги, перегрева или отсутствие пламени в горелке. В этих случаях датчики сообщают о неисправности и модуль управления прекращает работу котла.

Принцип работы

Если температурные датчики установлены, тогда при запуске котла измеряется температура в помещениях – автоматика рассчитывает сколько тепла потребуется. Затем насос закачивает холодную воду в теплообменник. Газовый клапан открывается, через форсунки в горелку поступает газ. Электрод розжига вырабатывает искру, топливо загорается и нагревает теплообменник. Насос перемещает нагретую воду по трубам к радиатору, где вода отдает свое тепло и возвращается в котел. Продукты сгорания выводятся через дымоход. Как только в системе отопления будет достигнута нужная температура, горелка выключается, а котел переходит в режим ожидания. После охлаждения воды горелка вновь запускается. Так работает одноконтурный котел.

Двухконтурные модели работают точно по такой же схеме, за одним исключением: как только открывается кран с горячей водой, срабатывает датчик протока. Он передает сигнал, заставляя систему переключить трехходовой клапан на режим нагрева воды. Вода перестает поступать в батареи и остается в котле, циркулируя во вторичном теплообменнике, который моментально нагревается. После закрытия крана трехходовой клапан возвращается в исходное положение, и вода из первичного теплообменника поступает в систему отопления.

Стоит отметить еще один момент: котлы делятся на конвекционные и конденсационные. В первом случае в результате работы создается также водяной пар, который испаряется и выбрасывается через дымовую трубу.

В конденсационных котлах нашли способ его использовать. В таких устройствах водяной пар превращается в конденсат, который аккумулируется на стенках экономайзера (по сути, дополнительный теплообменник). При этом освобождается определенное количество тепла, которое уходит на нагрев воды. Сам конденсат после обработки и нейтрализации просто сливается в канализацию. Вот таким образом и достигается максимальная эффективность.

Как сэкономить при использовании газового котла?

Следующие меры позволяют достичь дополнительной экономии топлива:

  • качественный монтаж газового котла;
  • на короткое время полностью открыть окна, закрыв при этом терморегулирующие вентили;
  • не перегревать помещение, стараться поддерживать комнатную температуру на уровне 20 °C;
  • при наступлении темноты опускать на окнах жалюзи;
  • правильно настроить терморегулирующие вентили;
  • не загромождать радиаторы и терморегулирующие вентили;
  • использовать возможности регулирования вашего котла;
  • включать циркуляционный насос ГВС только во время пользования;
  • контролировать расход горячей воды;
  • проводить регулярное сервисное обслуживание: чистку котла и мелкий ремонт.
Помогла ли вам статья? Задавайте свои вопросы в комментариях, наши эксперты обязательно на них ответят.

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения


    Для решения вопроса отопления в загородном доме или промышленном помещении отлично подходят твердотопливные котлы. Одной из разновидностей являются котлы длительного горения, КПД которых достигает 85%. 

    Принцип работы: 

    Основан на горении верхнего слоя топлива, кислород подается поэтапно, сначала в верхний слой затем по мере расходования топлива загорается следующий слой и так далее. За счет управления подачей кислорода, необходимого для процесса горения, становится возможным контролирование заданной температуры нагрева теплоносителя. При горении древесины выделяется углекислый и угарный газ, которые в свою очередь также являются отличным топливом. При сжигании газа выделяется достаточное количество тепла, продлевая, тем самым, интервал между загрузками топлива. Процесс выделения газа из древесины принято называть пиролизом, а котлы пиролизными. При тлении от топлива практически не остается никакого остатка, и все выделяемые газы в результате горения уничтожаются, оставляя только пар и углекислый газ. Тем самым максимально используется топливная загрузка, позволяя реже делать закладку. Отличительными чертами такого котла будет выступать увеличенный объем корпуса. 

    Характеристики твердотопливного котла длительного горения: 

    • Возможность использовать котел для отопления и приготовления горячего водоснабжения, совместно с бойлером. 
    • Большая мощность. 
    • Высокий КПД не менее 82%. 
    • Варианты подачи воздуха как в первичную камеру сгорания, так и во вторичную. 
    • Материал, из которого изготовлен корпус агрегата высокопрочный, толщиной не менее 5мм. 
    • Простота обслуживания, доступная область чистки. 
    • Порошковое покрытие поверхности котла. 
    • Теплоизоляция котла 50мм. 
    • Достаточно большой угол открытия дверец. 
    • Автоматика, позволяющая управлять работой вентилятора, насосами для подачи горячей воды и отопительной системы, а также позволяет запрограммировать работу котла для определенного вида топлива. 
    • Возможна установка комнатного терморегулятора.
    • Возможно подключение GSM модуля для дистанционного управления. 
    • Режим работы «зима-лето». 
    • Работа котла по заданной температуре с плавным переходом в режим тления по её достижению. 
    • Система термозащиты, препятствующая воспламенению запасов топлива и разрушению узлов котла.
    • При отключении питания, котел приспособлен для сжигания топлива с естественной тягой.
     

    Твердотопливные котлы фирмы TIS выполнены по самым современным технологиям, подробнее Вы можете ознакомится с модельным рядом в нашем каталоге. 

    Как работает двухконтурный котел: устройство, принцип действия, виды

    При выборе газового котла отопления прежде всего надо решить, одноконтурный вы хотите котел или двухконтурный. В чем их отличия, устройство и как работает двухконтурный котел в разных режимах — эти темы рассмотрены ниже. 

    Чем отличается двухконтурный котел от одноконтурного, принцип работы

    Одноконтурные котлы отопления могут подогревать только теплоноситель, который идет в систему отопления. Двухконтурные, плюс к отоплению, могут еще греть воду для бытовых нужд. Дополнительная функциональность обеспечивается дополнительными устройствами, так что устройство двухконтурного котла сложнее чем одноконтурного.

    Еще один момент: двухконтурные котлы — обязательно автоматические, так как за работой всей «начинки» следит автоматика (стоят датчики, сигналы которых обрабатывают микропроцессоры).

    Настенные газовые котлы Ariston

    Высокая степень автоматизации характерна для газовых котлов. Отопительное оборудование, работающее на других видах топлива, тоже может иметь автоматику, но подготовка горячей воды в них не реализована (во всяком случае, пока не реализована). Так что если говорят «двухконтурные котлы», то обычно имеют в виду газовые. Далее, рассматривая как работает двухконтурный котел, будем говорить именно о газовых агрегатах.

    По способу установки они могут быть настенные или напольные. Но напольные двухконтурные — это, скорее, исключение. А вот настенные модели больше идут с возможностью подготовки воды для ГВС.

    Двухконтурные котлы с разными типами теплообменников

    Теплообменники двухконтурных котлов бывают двух типов: битермические и сдвоенные пластинчатые. Об устройстве, достоинствах и недостатках обоих видов поговорим подробнее.

    Устройство и принцип работы 2-х контурных котлов с пластинчатым теплообменником

    У котлов с пластинчатым теплообменником, по сути, два расположенных в разных местах теплообменника. Один — основной — находится в работе и при включении оборудования на «отопление», и при подогреве горячей воды. Второй начинает греться только тогда, когда включается где-то горячая вода.

    Теплообменник ГВС (вторичный) и основной теплообменник (первичный)

     

    Как правило, вторичный теплообменник находится ниже первичного

    Как работает двухконтурный котел на отопление

    При работе на отопление, алгоритм работы котла с пластинчатым сдвоенным теплообменником следующий (контроль по температуре теплоносителя):

    1. Включается насос, который гонит теплоноситель по трубам отопления. Тот циркулирует, оббегая все включенные в систему радиаторы.
    2. Температура теплоносителя контролируется датчиком, сигнал от которого поступает в микропроцессор. Если в настройках температура заложена более высокая, подается сигнал на открытие газового крана в горелку, высекается искра.
    3. Разжигается горелка, начинается подогрев теплообменника, через который проходит теплоноситель. Насос все это время в работе.
    4. При достижении выставленной температуры, подача газа прекращается. Насос еще некоторое время работает (от 20-30 секунд до минуты или чуть более). Это необходимо, чтобы охладить разогретый теплообменник, иначе теплоноситель, оставшийся в этой части, может закипеть.
    5. Насос выключается, котел некоторое время стоит в режиме ожидания.
    6. Далее процесс начинается снова с запуска циркуляционного насоса.
    Принцип работы двухконтурного котла с пластинчатым теплообменником

    Точно так же работают и одноконтурные котлы, оснащенные автоматикой. Разница появляется во втором режиме — при подготовке теплой воды.

    При нагреве воды для ГВС

    Когда где-то в доме открывается кран горячей воды, в двухконтурном котле в работу включается второй теплообменник. Давайте рассмотрим как работает двухконтурный котел при нагреве воды:

    Алгоритм работы прост и несложен, хотя само устройство двухконтурных котлов, безусловно, сложнее (и они дороже) чем одноконтурных. Но и комфорт они предоставляют несравненно больший.

    Трехходовой клапан Navien 13-40 30015423A

    Летний режим

    Так как в теплый период отопление работать не должно, а нагревать воду очень даже надо, в современных двухконтурных котлах предусмотрен летний режим. Переводится в него оборудование нажатием кнопки. В этом случае трехходовой клапан отсекает линию на отопление и циркуляция происходит по замкнутому контуру внутри котла.

    Выносной пульт управления газовым котлом позволяет производить все необходимые регулировки

    Как работает двухконтурный котел только на подогрев воды? Работа двухконтурного котла в летнем режиме отличается тем, что подача газа и розжиг горелки происходит при открытии крана горячей воды. Сигнал в управляющий модуль поступает от датчика потока. При достаточном расходе (обычно 2,5 л/мин) подается команда на подачу газа к горелке и ее розжиг. Интенсивность подачи газа регулируется в зависимости от выставленной температуры ГВС.

    После того как расход горячей воды прекращается, перекрывается газ и горелка тухнет. Циркуляционный насос еще какое-то время работает (режим постциркуляции). Это необходимо, чтобы не закипел теплоноситель (и не образовалась накипь).

    Как следует из принципа работы двухконтурного газового котла, при нагреве воды для ГВС, теплоноситель в системе отопления не греется. Многие считают это недостатком и боятся замерзнуть. В реалии никто не замечает этих «отключений». Даже если вам надо налить ванну теплой воды, займет это пусть 20 минут, пусть 30 минут. Ничего с радиаторами за это время не случится — слишком велика тепловая инерционность системы. Даже на малом объеме теплоносителя такие «простои» незаметны.

    С битермическим теплообменником

    Битермический теплообменник устроен по принципу «труба в трубе». Внутреннее устройство может быть разным — фирмы стараются усовершенствовать свои изделия и пробуют различные варианты. Неизменным остается одно: одна большая труба поделена на части — вдоль. Они разделены металлическими перегородками, герметичны и не сообщаются.

    Один из вариантов битермического теплообменника для двухконтурных газовых котлов отопления

    Как работает двухконтурный котел с битермическим теплообменником? По одной части трубы — внешней — циркулирует теплоноситель, который подается в систему отопления. Во второй части — внутренней — вода появляется только после того, как где-то открыли кран горячей воды. Работавший до этого контур отопления перекрывается (сигналом от платы управления), все тепло идет на подготовку горячей воды. Все это время циркуляционный насос не работает.

    Устройство двухконтурного котла с битермическим теплообменником

    Когда прекращается расход горячей воды (закрыли кран), включается циркуляционный насос, снова подогревается теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления. Как видите, устройство двухконтурных котлов с битермическими теплообменниками проще — меньше деталей, датчиков, соответственно, проще управление. Это отражается на цене — они немного дешевле. В то же время КПД таких котлов в режиме нагрева воды несколько выше (в среднем 93,4%, против 91,7%).

    Есть и минусы — битермические теплообменники чаще забиваются. В режиме нагрева воды для ГВС нет циркуляции в контуре теплоносителя. Это не страшно, если система герметична (она такой и должна быть) и не требует постоянной подпитки.

    Вот так зарастает битермический теплообменник

    Но если где-то есть утечка и для поддержания рабочего давления в системе отопления необходимо постоянно добавлять воду, происходит постепенное зарастание просвета той части трубы, по которой циркулирует теплоноситель. Когда этот просвет оказывается забит солями, активнее греется та часть, которая проводит воду для ГВС. Это приводит к тому, что начинает забиваться солями и эта часть, котел просто перестает работать.

    Оба контура битермического теплообменника подверглись отложению накипи

    Какой же выбрать теплообменник

    При выборе двухконтурного котла отопления приходится решать, купить котел с битермическим теплообменником или с раздельными теплообменниками. Решать придется вам, потому что однозначного ответа нет. Вот критерии:

    Мнение редакции сайта. Мы рекомендуем приобретать отопительные котлы с раздельными теплообменниками.

    Теперь вы не только знаете как работает двухконтурный котел, но и то, какие теплообменники в нем могут быть установлены.

    Составляющие и принцип работы газового котла

    Газовый котел – это важнейшая часть системы отопления. Но знаете ли вы принцип работы газового котла? Если нет, давайте вместе узнавать о том, что из себя представляет «сердце» системы отопления.

    Чтобы понять принцип работы газового котла, сначала надо разобраться с тем, из чего же котел состоит. 

    Какие составляющие влияют на то, как работает газовый котел отопления

    Газовый котел – это достаточно сложный прибор, который включает в себя большое количество деталей. 

    Каждый газовый котел состоит из:

    • теплообменника,
    • газовой горелки,
    • системы управления подачи газа.

    В зависимости от модели, у котла могут быть:

    • встроенный насос,
    • предохранительный клапан,
    • электронные/механические элементы управления,
    • средства защиты и /или самодиагностики.

    Горелка – это сердце котла. Принцип работы газового котла во многом зависит от настройки и работы этой небольшой, но важной детали. Например, именно с помощью горелки можно регулировать подачу газа (увеличивать или уменьшать пламя в горелке), а, следовательно, повышать или понижать температуру воды в СГВ или воздуха в отапливаемом помещении.

    Большинство современных котлов имеют автоматическую регуляцию подачи газа. То есть, вы устанавливаете определенную температуру, а прибор сам регулирует – увеличить или уменьшить пламя в горелке.

    Основной принцип работы газового котла

    Сначала специальные датчики замеряют температуру в замкнутой отопительной системе и передают ее терморегулятору. Если температура ниже заданной, то автоматика котла включает прибор. Следующий шаг – нагревание воды и подача ее, с помощью насоса, из теплообменника в трубы. Это принцип работы газового котла, имеющего один контур, то есть, работающего только на отопление.

    Как должен работать газовый котел с двумя контурами?

    Здесь есть небольшой нюанс. Несмотря на то, что котел двухконтурный, он может либо отапливать помещение, либо нагревать воду. Другими словами, если вы включаете контур горячего водоснабжения, то контур отопления замедляет свою работу или полностью останавливается. Это нормально, для того, как должен работать газовый котел с двумя контурами. Следует отметить, что для пользователя это остается незаметным. Для того, чтобы помещение остыло, требуется длительное время, которое значительно больше, чем время, затраченное на нагрев воды.

    Несколько тонкостей о том, как работает газовый котел отопления

    Описанные выше принципы работы газового котла – это основа. Но есть и некоторые тонкости, о которых также необходимо знать, чтобы понять, как работает газовый котел отопления. Например, как происходит удаление дыма?

    Если котел работает с открытой камерой сгорания, то весь дым будет выходить из помещения через установленную трубу. Именно поэтому в комнате, где расположен такой котел, обязательно наличие хорошей вентиляции.

    Как же работает газовый котел отопления с закрытой камерой сгорания? В этом случае дым удаляется принудительно. Специально для этого в котле установлен вентилятор, вытягивающий продукты сгорания и выбрасывающий их в дымовой канал.

    Несмотря на то, что принцип работы газового котла кажется достаточно простым, нельзя забывать, что в его основе лежит использование огня и газа. А это говорит о том, что прибор, даже несмотря на все современные системы защиты и контроля, нельзя оставлять без присмотра на длительное время. Халатное отношение может привести к серьезным последствиям.

    Надеемся, что этот материал поможет вам разобраться в принципах работы газового котла. Ведь, понимая устройство оборудования, то, как оно работает, его значительно проще эксплуатировать. А при правильной эксплуатации вероятность поломки и дорогостоящего ремонта минимальна!

    Принцип работы котла длительного горения простыми словами

    Котел длительного горения стал отличной заменой для печей различных типов, которые требуют постоянной подпитки топливом. Его преимущество заключается в долговременной отдаче тепла в помещение, а значит, налицо экономия не только времени, но и топлива.

    Внешний вид котла длительного горения

    У такого котла существуют и другие полезные положительные качества, которые помогут решить некоторые домашние проблемы. В продаже представлено немало моделей котлов подобного класса, из которых можно выбрать устраивающий по характеристикам и цене, но есть еще один вариант — изготовить такой отопительный прибор самостоятельно.

    Принцип работы

    Одна их принципиальных схем котла

    Длительное горение котлов достигнуто благодаря конструкции отопительного прибора, в которую включена дополнительная камера для сжигания выделенного в процессе горения древесного топлива газа.

    Принцип таков — топливо, заложенное в печь, при почти полном отсутствии кислорода, не подвергается активному сжиганию открытым пламенем, а значит, происходит его долгое тление с отдачей тепла. Чтобы образовалось достаточное количество газа, при сжигании топлива, после закладки дров, растопки котла и появлении активного пламени, автоматически включаются вентиляционные насосы, которые отводят из топки излишний кислород и переводят горение в состояние тления.

    Кроме тепла, исходящего от топлива, при медленном горении выделяется газ, который поступает в дополнительную камеру через керамические или металлические трубы или форсунки. В камере происходит дожиг газа, чему способствует система поддува воздуха. Здесь же происходит окончательное сжигание остальных продуктов сгорания топлива, например, сажных и других тяжелых соединений.

    При обычной конструкции печи, топливо после сгорания оставляет немало продуктов (отходов), которые способны также при их сжигании давать тепло. Это и учли разработчики котлов длительного горения. Камера, где происходит вторичное сгорание, задерживает выделенное тепло внутри конструкции, не давая ему сразу же уходить в трубу.

    Еще одно преимущество сгорания выделенных веществ заключается в экологической чистоте дыма, исходящего из печи, так как все токсичные продукты от горения уничтожаются в дополнительном отделении дожига.

    Те поняли текстом? Посмотрите видео!

    Кроме того, такой котел имеет одну особенность: если во всей печах горение топлива происходит снизу вверх, то в печах длительного горения, наоборот, сверху вниз. Этот фактор также замедляет процесс горения, не давая быстро нагреваться топливу, расположенному ниже огня.

    В такой котел загружается сразу большое количество дров, т.е. топочная камера заполняется доверху. После розжига она герметично закрывается дверцей. Количество поступающего кислорода контролируется регулятором подачи воздуха.

    Система дожига пиролизных газов

    Камера сгорания отходов горения и выделенного газа может быть расположена в нижней, верхней или задней части котла — это зависит от конкретной модели.

    В качестве топлива для этого агрегата может быть использованы: дрова и уголь, опилки и торф, а также другие материалы. Неважно, какой из видов твердого топлива будет использоваться для загрузки котла, но главное, чтобы оно было достаточно просушено. Излишняя влажность будет снижать мощность отопительной установки, которая будет уходить на просушку дров, и снижать выработку вторичного топлива — пиролизного газа.

    Могут использоваться самые разные виды твердого топлива

    После сгорания любого топлива в печи длительного горения остается небольшая кучка пепла, поэтому для его удаления предусмотрена совсем небольшая дверца.

    Отличия двухконтурного котла

    Котел длительного горения может иметь не один контур, а два. Таким образом, он не только может отапливать помещение, но и греть воду для хозяйственных нужд. Такие агрегаты оборудованы теплообменником или водяной рубашкой — в этом отделе происходит нагрев воды.

    Котел может работать по двухконтурной схеме

    Встроенный в систему теплообменник может иметь проточную систему воды или в виде аккумулирующего бойлера. Для отопительной системы, естественно, теплообменник должен работать по проточному ппринципу, а вот для ГВС он может быть как проточным, так и бойлерным.

    Для ГВС удобнее выбрать бойлер косвенного нагрева большого объема. Он позволит всегда иметь горячую воду, так как она постоянно будет подогреваться, и сохранять температуру даже после завершения топки в течение длительного времени.

    Кроме водяного контура, конструкция котла ничем не отличается от обычных котлов, работающих по этому принципу.

    Комбинированные котлы

    Котлы, работающие только на твердом топливе, устанавливают в основном, в строениях, расположенных в районах, где недоступны другие виды энергоресурсов. Если же есть возможность подключения к газовому трубопроводу, лучше воспользоваться комбинированным котлом. Он будет гораздо удобнее в применении и экономнее в финансовом плане.

    Особое удобство в эксплуатации — комбинированные котлы

    Конструкция комбинированных вариантов дополнена газовой горелкой и автоматикой. Начинают топить печь, например, дровами, а при их прогорании и остывании котла ниже установленной температуры, срабатывает автоматика, и включается газовый подогрев, который поддерживает теплоноситель в нужном температурном режиме. Такой котел может быть одноконтурным, но иметь в общей системе встроенный бойлер.

    Котел можно встроить в универсальную систему отопления и горячего водоснабжения

    Кроме того, есть модели котлов, которые работают на электричестве вместо газа.

    Положительные характеристики котла

    У любого из агрегатов, описанных выше, есть объединяющие и индивидуальные положительные качества, именно поэтому сегодня их устанавливают в загородных домах и заменяют ими старые кирпичные печи.

    • Котлы длительного горения имеют хорошие показатели и обладают очень высоким КПД, который доходит до 90—95%.
    • Если в котле встроена система автоматической подачи топлива, то он может долгое время работать без участия человека. Срок такой работы указан в паспорте агрегата.
    • Эффективность работы прибора объясняется способностью конструкции при нормальной эксплуатации достигать температуры до 600—650 градусов.
    • Котлы — экологически чистые приборы, так как сжигается не только заложенное топливо, но и угарный газ, образующийся при его работе.
    • Всегда есть возможность регулировать интенсивность горения.
    • Современные котлы оборудованы автоматикой, которая позволяет управлять ими через пульт, а также через него же получать сигнал о возникших при работе неполадках.
    • Удобство комбинированных котлов заключается в использовании разного вида топлива, что позволяет существенно на нем сэкономить.
    • В котлах с водяным контуром реализована возможность регулирования температуры воды, как для отопления, так и для ГВС.
    • При большом количестве положительных качеств агрегата, он имеет вполне доступную цену.
    • Простота в монтаже и эксплуатации, а также неприхотливость в уходе и возможность делать это самостоятельно, не привлекая специалистов.
    • Компактность, по сравнению с кирпичными строениями.

    Объективные недостатки

    К отрицательным моментам в использовании котла можно отнести:

    • Загрузка топлива в прибор производится вручную.
    • В некоторых моделях отсутствует регулировка температуры воды, поэтому при выборе котла на это нужно обратить особое внимание.
    • Требуется достаточно много места для хранения дров или другого твердого топлива.
    • Есть определённые требования к просушке топочного материала.
    • При использовании комбинированных моделей, нужно будет отвести для системы отдельное помещение — котельную.

    Это достаточно существенные недостатки для тех, кто имеет небольшую площадь дома, но при необходимости установить отопление, всегда можно найти выход из положения.

    Реально ли построить такой котел своими руками?

    При желании и при наличии некоторых навыков, вполне возможно сделать котел длительного горения на твердом топливе самостоятельно. Для эффективности его работы совершенно не важно, какой формы будет котел — круглый, изготовленный из бочки или газового баллона, или сваренный из металлических листов. Главное — правильно устроенная внутренняя система.

    Видео-пример постройки самодельного котла длительного горения «от Максима»

    Простейшая конструкция котла длительного горения

    Лабиринт из камер дожига и труб теплообменника

    На предложенной схеме хорошо видно, каким совершенно несложным образом можно создать условия внутри котла для задержки горячего воздуха, что существенно продлит процесс остывания.

    Из всех вариантов котлов, которые можно выполнить самостоятельно, имеющий прямоугольную форму будет самым компактным и эстетичным. Он отлично подойдет для отопления небольшого помещения, а если его несколько доработать, то согреет и большую площадь.

    Примерная схема топочной части котла с размерами

    Конструкция котла достаточно проста и для нее потребуется вполне доступные материалы, а их количество будет зависеть от размера задуманного агрегата.

    Смысл конструкции состоит в том, чтобы не дать возможности нагретому воздуху напрямую уйти в трубу. Для этого и устраиваются внутри приспособления, состоящие из металлических пластин и труб, приваренных особым образом и создающих между собой своеобразный лабиринт, по которому и должен медленно уходить нагретый воздух. Верхние отсеки, при грамотной организации подачи дополнительного воздуха, будут играть функцию камер дожига. При желании, котел изнутри обложить шамотной плиткой или же кирпичом, установленным на ребро. Можно устроить кладку из кирпича и снаружи отопительного прибора.

    Для того чтобы сделать такой котел нужно подготовить: металлический лист не менее трех миллиметров толщиной, стальной уголок 4×4 или 5×5 см, крышку для отверстия в варочной плите, дымоходную трубу требуемой конфигурации, длины и диаметра. Весь материал закупается, опираясь на заранее составленную схему.

    • Первым шагом идет раскройка всех деталей из металла после разметки по размерам согласно схемы. Детали необходимо вырезать аккуратно, затем выровнять края с помощью зачистки шлифмашинкой.

    Вырезаются следующие детали: дно и стенки котла, панель колосника, варочная панель, две или три внутренние панели для создания лабиринтного выхода нагретых газов.

    • Далее, в варочной панели вырезаются отверстия для конфорки и дымохода. В передней панели устраиваются два прямоугольных отверстия для топки и поддувала. Вырезанные пластины обвариваются — они будут использованы для дверец, и должны плотно закрываться. Крепятся они на петли, которые привариваются к панели и дверцам. Затем на них закрепляются задвижки.
    • Продолжается работа с передней панелью — приваривается одна пластина с ее внутренней стороны. Она должна быть меньше размера боковой стенки на 7—8 сантиметров, т.е. она не должна доходить до задней стенки на указанное расстояние. От верхней панели ее располагают на расстоянии 10—12 сантиметров.
    • Далее, идет работа с  задней стенкой — на нее с внутренней же стороны привариваются две металлические панели, такой же величины, как на передней. Одна из них закрепляется на расстоянии от верха 5—6 сантиметров, а вторая 15—17. При сборке котла, пластина с передней панели должна располагаться между пластинами задней стенки.
    • На боковые стенки, на всю их длину приваривают по одному уголку, на одной высоте — в дальнейшем они будут служить кронштейнами для колосника.
    • К нижней части привариваются ножки, выполненные из уголка. Для устойчивости котла, лучше приварить к их торцу металлические круглые или квадратные пластины.
    • Чтобы сделать колосниковую панель, в подготовленной металлической заготовке высверливают многочисленные отверстия или вырезают длинные полосы, идущие вдоль боковых стенок. Можно поступить и другим образом — сварить колосник из арматуры. Если удастся найти в продаже колосник чугунный, точно подходящий под нудный размер – это будет идеальным вариантом. При проектировании котла этот вопрос можно продумать заранее.
    • Решающим и завершающим шагом является сборка всех деталей вместе. Их можно соединить с помощью уголка, а можно сварить детали между собой встык, но это нужно делать очень аккуратно, швы должны быть ровными и герметичными.
    • К готовой конструкции с помощью сварки присоединяется патрубок дымоходной трубы.
    • Чтобы конструкция была аккуратной, нужно зачистить сварочные швы и покрыть весь котел полностью жаростойкой краской.

    После высыхания краски, можно проводить испытания перед установкой. Испытывают котел на открытом воздухе.

    Видео – оригинальный самодельный котел длительного горения

    Ранее было рассказано о самой простейшей конструкции. Однако креативные идеи  не имеют границ. Посмотрите на пошаговый процесс создания котла совершенно необычной конструкции.

    Установка

    Установку котла нужно проводить, соблюдая правила противопожарной безопасности.

    • Для установки котла стационарно нужно подготовить для него поверхность. Она должна быть ровной и огнестойкой — это может быть бетонный пол, кирпичная кладка или кафельная плитка.
    • Стены около котла отделываются жаростойким гипсокартоном, плиткой, кирпичной или каменной кладкой. Можно выбрать и другой негорючий материал.
    • Помещение, где располагается котел должно иметь хорошую вентиляционную систему.

    Если котел изготавливается своими руками, нужно постараться выбрать качественный материал, чтобы изделие прослужило долгий срок.

    При выборе готового котла, необходимо внимательно ознакомиться с его характеристиками и функциями, чтобы он удовлетворял всем зависящим от него запросам. Если нет необходимости или возможности приобретать котел заводского производства, то можно сделать его самостоятельно или заказать у опытного мастера.

    Работа котла — объяснение, детали, принцип работы, классификация и часто задаваемые вопросы

    Что такое котел?

    Чаще всего котел определяется как закрытый сосуд, в котором вода нагревается до точки, в которой она превращается в пар при императивном давлении. Бойлер предназначен для производства горячей воды или пара. Водогрейный котел нагревает воду для бытового или коммерческого назначения, отопления и горячего водоснабжения. Паровые котлы вырабатывают пар для питания турбин для выработки электроэнергии и других различных промышленных систем отопления.

    Чтобы визуализировать эффекты генерации пара с помощью котла, представьте, что пар приводит в действие турбину. Когда пар проходит через лопатки турбины, сила поворачивает лопасти и ускоряет турбину.

    Пар обладает огромным количеством энергии, поэтому он делает турбину достаточно эффективной, а также достаточно энергоэффективной, исходя из топлива, используемого для кипячения воды. Котлы работают под давлением для нагрева любых жидкостей для наружного использования за счет сжигания ископаемого топлива.

    Детали котла

    Детали котла или компоненты котла подразделяются на две категории, которые приведены ниже.

    Крепление котла

    Это основные детали, которые определяют производительность котла. Основные компоненты котла:

    • Манометр: Этот тип манометра используется для измерения давления внутри котла, установлен на передней панели котла

    • Индикатор уровня воды: это тот, который используется для проверки изнутри. уровень воды в бойлере, установленном в передней части котла со стеклянной трубкой, тремя кранами и запорным клапаном

    • : с его помощью мы можем контролировать поток пара из котла в паровую трубу

    • Безопасность Клапан: Этот клапан установлен на барабане, который используется для предотвращения взрыва котла из-за высокого давления, который срабатывает, когда внутреннее давление превышает предел.Их всегда два в количестве

    • Кран продувки: Этот кран используется для продувки воды и грязи, а также для опорожнения котла. Он установлен в нижней части барабана

    • Решетка: это не что иное, как пространство в топке, используемое для сжигания топлива

    • Обратный клапан подачи: Этот клапан используется как обратный клапан и устанавливается на барабане чуть ниже нормального уровня воды. Применяется для регулирования подачи воды.

    Принадлежности котла

    Эти детали отвечают за эффективность котла.Основные компоненты котла включают в себя:

    • Супер нагреватель: Этот нагреватель используется для перегрева пара перед его прохождением в турбину в виде насыщенного пара, вызывающего коррозию

    • Питающий насос: мы используем его для закачки воды в котел непрерывного действия. Для работы питательного насоса используется пар, электричество или турбина.

    • Подогреватель воздуха: этот компонент также используется для повышения эффективности котла путем предварительного нагрева воздуха.

    • Экономайзер: используется для повышения эффективности котла в качестве дымохода. Газы из котла подготавливаются к пропусканию через экономайзер перед выпуском в атмосферу.

    Принцип работы котла

    Понять работу котла несложно.Чтобы понять это, давайте взглянем на это.

    Котел представляет собой закрытый сосуд, в котором хранится вода. Горячие газы образуются при сжигании топлива в топке. Эти газы вступают в контакт с сосудом с водой, точкой, где происходит передача тепла между паром и водой. Таким образом, основной принцип работы котла — преобразование воды в пар с помощью тепловой энергии. Существуют различные типы котлов, которые можно использовать для разных целей.

    КПД котла

    Определяется как общий процент тепла, отведенного выходящим паром, от общего количества подаваемого топлива.

    КПД котла (%) = (тепло, отдаваемое паром на выходе) / (тепло, отдаваемое топливом) * 100

    Классификация котла

    Классификация котла основана на следующих критериях:

    По относительному проходу горячего Газы и вода

    • Пожарный котел: это тот, где горячие дымовые газы окружены водой

    • Водотрубный котел: в нем вода течет по трубам, окруженная горячими дымовыми газами

    В соответствии с устройством циркуляции воды

    • Принудительная циркуляция: это циркуляция, которая происходит при перекачивании воды, находящейся внутри котла

    • Естественная циркуляция: Эта циркуляция происходит из-за разницы в плотности

    Согласно эксплуатации

    • Локомотив: Используется в железнодорожных двигателях

    • Судовой котел: Используется на судах

    • Стационарный котел: используется на электростанциях

    • Переносной котел: временно используется на стройплощадках и является передвижным

    В соответствии с положением котла

    В соответствии с давлением, создаваемым паром

    • Котел среднего давления: максимальное давление составляет 20-80 бар и используется для выработки электроэнергии

    • Подкритический котел: если котел вырабатывает пар с давлением ниже критического, он называется подкритическим.

    • Котел низкого давления: Максимальное давление составляет 15-20 бар и используется для отопления

    • Котел высокого давления: Максимальное давление этого котла составляет более 80 бар

    • Сверхкритический котел: они используются для производства пара под давлением, превышающим критическое давление

    В соответствии с загрузкой в ​​печь

    9 0018
  1. Пылевидное топливо

  2. Топливо с наддувом

  3. Принцип работы | Каталог котлов

    Как в газовых, так и в жидких котлах используется контролируемое сжигание топлива для нагрева воды.Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

    Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью запального устройства создает платформу для сгорания. Это сгорание происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

    Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в приточно-вытяжных установках, оборудование для нагрева горячей воды для обслуживания и оконечные устройства. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

    Котел — это закрытый сосуд, который обеспечивает передачу тепла от сгорания воде до тех пор, пока она не станет нагретой водой или паром. Затем горячая вода или пар под давлением могут использоваться для передачи тепла процессу. Вода является полезным и недорогим средством передачи тепла процессу. Когда вода при атмосферном давлении превращается в пар, его объем увеличивается примерно в 1600 раз, создавая силу, почти такую ​​же взрывную, как порох. Это приводит к тому, что котел является оборудованием, к которому следует обращаться с особой осторожностью.

    В состав котельной системы входят: система питательной воды, паровая система и топливная система. Система питательной воды подает воду в бойлер и автоматически регулирует его для удовлетворения потребности в паре. Различные клапаны обеспечивают доступ для обслуживания и ремонта. Паровая система собирает и регулирует пар, производимый в котле. Пар направляется через систему трубопроводов к месту использования. Во всей системе давление пара регулируется с помощью клапанов и проверяется манометрами.Топливная система включает в себя все оборудование, используемое для подачи топлива для выработки необходимого тепла. Оборудование, необходимое в топливной системе , зависит от типа топлива, используемого в системе.

    Вода, подаваемая в котел, которая превращается в пар, называется питательной водой.

    Два источника питательной воды :

    1. Конденсат или конденсированный пар, возвращенный из технологических процессов и
    2. Подпиточная вода (очищенная сырая вода), которая должна поступать извне котельной и производственных процессов.Для повышения эффективности котла экономайзер предварительно нагревает питательную воду, используя отходящее тепло дымовых газов.

    BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

    Вступление

    Котлы — это сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для отопления помещений и / или нагрева технической воды в здании.В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические резистивные нагреватели. В некоторых применениях пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и оборудование с паровым приводом.

    У котлов

    есть несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% или выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют небольшой перекачиваемой энергии или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание откладывается, ремонт может быть дорогостоящим.

    Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется в основном ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

    • Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
    • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VII-2007

    Котлы часто являются одними из крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

    Как работают котлы

    Как в газовых, так и в жидких котлах используется контролируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

    Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

    Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для сгорания. Это сгорание происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

    Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, в том числе змеевикам горячей воды в приточно-вытяжных установках, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

    При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

    Типы котлов

    Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также от того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах.Котлы также иногда описывают по их ключевым компонентам, таким как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

    Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

    Рисунок 2: Водотрубный котел

    Бойлеры

    Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячей воды и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

    Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Отливки из чугуна скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

    Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

    Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

    Рабочее давление и температура
    Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями норм ASME по котлам и сосудам высокого давления.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

    Тип топлива
    В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, поскольку он обычно легко доступен, сгорает чисто и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

    Электрокотлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к уменьшению сложности конструкции и эксплуатации и меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

    Тяговые методы
    Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, когда воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

    Размер и мощность
    Модульные котлы имеют небольшой размер и мощность и часто предназначены для замены большого одиночного котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и могут транспортироваться по лифтам и лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть размещены так, чтобы эффективно удовлетворять потребность в тепловой нагрузке.

    Конденсационный метод
    Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

    Ключевые компоненты котлов

    Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Принадлежности котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

    В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. В связи с более строгими федеральными и государственными правилами качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более широко используемыми и даже требующимися в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

    Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

    Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

    Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

    Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

    Средства управления котлом помогают производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключенное состояние и плавное регулирование.
    Средства безопасности котла включают средства управления высоким давлением и температурой, высоким и низким давлением газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

    Вопросы безопасности

    Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или стихийных бедствий, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основная причина взрыва котла — возгорание горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или зажигание прерывается по какой-либо причине, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и снова воспламеняется. Другой пример — это когда происходит ряд неудачных попыток воспламенения без соответствующей продувки скопившегося горючего газа.

    В котле накоплено огромное количество энергии. Изменение состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) высвобождает огромное количество энергии.Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, выделяющуюся, когда 30-галлонный домашний резервуар с горячей водой вспыхивает во взрывоопасном состоянии при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час! » (5).

    Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

    Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, передачи тепла и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

    Лучшие практики для эффективной работы

    КПД

    Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

    Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, горит и выделяет только углекислый газ, воду и тепло. При недостатке кислорода и / или плохом смешивании топлива с кислородом произойдет неполное сгорание, в результате чего появятся другие продукты сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

    Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы необходимо настроить на полное сгорание. Одна из стратегий обеспечения полного сгорания — подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, но большое количество снизит эффективность.

    Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

    Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

    Рис. 6. Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергетикой, Министерство энергетики США)

    На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как показано на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовым газам, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

    Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

    Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст угрозу безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых суточных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

    Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% или более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаки неполного сгорания — дымный выхлоп, желтое пламя, сбои пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса сгорания.

    Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха более 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с помощью средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа управления горелкой приведено ниже (3):

    • Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
    • Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, позволяя регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления имеет высокую повторяемость.
    • Перекрестно ограничивающие элементы управления , обычно применяемые к более крупным котлам, используют элементы управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
    • Регулятор кислородной коррекции используется в сочетании со стандартными регуляторами параллельного позиционирования или перекрестного ограничения. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

    Контрольные датчики котла

    Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

    В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует максимальную отдачу конденсата, тем самым снижая потребность в подпиточной воде.

    Сезонная эксплуатация

    Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения использование энергии может также включать работу насоса.

    Эксплуатация нескольких котельных

    Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно меняется от лета к зиме, от дня к ночи и от буднего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно обеспечивать эти переменные нагрузки. Когда потребность в отоплении здания падает ниже количества тепла, подаваемого котлом при его самой низкой мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед розжигом и продувка после розжига, которые отводят тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулирующего котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

    Если на предприятии имеется несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

    Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

    Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить более частая работа котла, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

    Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его, если ведущий котел выйдет из строя, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

    Последовательность управления блокировкой котла агрегата

    Включение блокировки котла в последовательность работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременное нагревание и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Блокировка котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха выше 65 ° F, является эффективным способом предотвращения этих условий.

    Котлы конденсационные

    Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Температура обратной воды ниже 130oF обычно требуется для получения номинальной эффективности конденсационного котла. Температура оборотной воды выше 130 ° F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

    Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов


    Экономайзеры дымовых газов

    Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

    Лучшие практики обслуживания

    Поддерживайте бойлер в чистоте

    Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также увеличат вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут мешать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образовавшаяся сажа накапливается на стороне горения трубок. Точно так же некачественная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой сажи или накипи всего 0.Толщина 03 дюймов может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

    План химической очистки воды

    Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания ее эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован с учетом растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Инструменты следует калибровать ежемесячно. Ежегодные проверки котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие отложений и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует передаче тепла и тем самым снижает эффективность сгорания.

    Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, котел следует незамедлительно осмотреть.

    Минимизация продувки котла

    Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых частиц ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы будут выпадать в осадок из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

    Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

    Изоляция критически важна для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла в трубах необходимо устранять с помощью дополнительного кондиционирования воздуха.

    Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

    Передовые методы эксплуатации и обслуживания котла начинаются с ведения регулярных плановых журналов проверок и контрольных списков для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения эксплуатационной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

    Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

    При смазке всех компонентов соблюдайте рекомендованные производителем процедуры 90s442
    Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
    Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Последовательность Ежегодно Выключение Ежегодно ненужные котлы X
    Общий визуальный осмотр Полный общий визуальный осмотр, чтобы убедиться, что все оборудование работает и системы безопасности на месте X Сравните температуры с тестами, проводимыми после ежегодной очистки X
    Проверьте давление пара Изменения давления пара ожидаются не дер разные нагрузки? Влажный пар может образовываться, если давление падает слишком быстро.
    Проверить горелку Проверить правильность управления и чистоту X
    Проверить состояние двигателя 9033 9033 Проверить правильность работы температуры
    Проверить температуру воздуха в котельной Температура не должна превышать или опускаться ниже проектных пределов X
    Продувка котла Проверка нижней, поверхностной и водяной колонны происходят и действуют ive X
    Журналы котла Ежедневные журналы ведите: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Объем подпиточной воды • Давление, температура и количество пара, образующегося Ищите отклонения как метод обнаружения неисправности X
    Проверка узлов масляного фильтра Проверка и очистка / замена масляных фильтров и сетчатых фильтров X Перед сжиганием убедитесь, что масло имеет надлежащую температуру X
    Проверьте водоподготовку котла Убедитесь, что система водоподготовки функционирует должным образом X

    Источник таблицы: Federal Energy Manag Программа ement, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

    Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

    Описание Комментарии Периодичность технического обслуживания
    Ежедневно Еженедельно Ежемесячный контроль 2 Ежегодно Измерение температуры газа 2 Ежегодно состав газа и температуры на выбранных огневых позициях — рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1.5 10 Мазут № 2 2,0 11,5 Мазут № 6 2,5 12,5 Примечание: процентные значения могут отличаться из-за изменений в составе топлива X
    Проверить все предохранительные клапаны Проверить герметичность X
    Проверьте регулятор уровня воды Остановите насос питательной воды и позвольте регулятору остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендуемого. X
    Проверьте узлы пилота и горелки Очистите пилот и горелку в соответствии с инструкциями производителя. Проверьте, нет ли отложений минералов или коррозии. X
    Проверить рабочие характеристики котла Остановить подачу топлива и наблюдать пропадание пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. X
    Осмотрите систему на предмет утечек воды / пара и возможных утечек Обратите внимание на: утечки, неисправные клапаны и ловушки, корродированные трубопроводы, состояние изоляции X
    Проверить все соединения на заслонках воздуха для горения и топливных клапанах Проверить правильность настройки и герметичность X
    Проверить котел на утечки 33 Проверить уплотнения заслонок 904

    Источник таблицы: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

    Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

    Подача воздуха для горения Редукция давления регулирующий
    Описание Комментарии Периодичность технического обслуживания
    Ежедневно Еженедельно Ежемесячная проверка Ежегодная очистка воды продувка достаточна для предотвращения накопления твердых частиц X
    Дымовые газы Измерьте и сравните показания состава дымовых газов за последний месяц по всему диапазону сжигания Проверить впуск воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия достаточны и чисты X
    Проверить топливную систему Проверить манометр, насосы, фильтры и передаточную линию es.При необходимости очистите фильтры. X
    Проверьте ремни и сальники Проверьте ремни на предмет надлежащего натяжения. Проверить сальники на герметичность при сжатии. X
    Проверить на утечки воздуха Проверить на утечки воздуха вокруг отверстий доступа и узла сканера пламени. X
    Проверить все ремни нагнетателя Проверить натяжение и минимальное проскальзывание. X
    Проверить все прокладки Проверить прокладки на герметичность, заменить, если они не обеспечивают герметичность X Проверить изоляцию котла вся изоляция котла и кожухи для горячих точек X
    Парорегулирующие клапаны Откалибруйте парорегулирующие клапаны, как указано производителем X
    Проверить правильность работы клапанов X
    Выполнить тест качества воды Проверить качество воды на предмет надлежащего химического баланса Table X 33 902 кислый CE: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

    Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

    90 Очистите ресиверы конденсата и систему деаэрации 902 Источник энергии: Federal Energy Программа управления, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

    использованная литература
    1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
    2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
    3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
    4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
    5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
    6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
    7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.
    Другие источники
    1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
    2. Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением, 2010 г. (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

    HVAC Обучение; Вот как работает Fire tube Boiler Works

    Stromquist and Company не продает жаротрубные котлы, но мы продаем огромное количество средств управления для этих котлов от таких производителей, как Conbraco, Honeywell, Asco, McDonnell & Miller, Maxitrol и многих других. производители контроля. Понимание этих котлов является серьезной проблемой в наших постоянных усилиях по информированию наших читателей.

    КОТЛЫ ПОЖАРНЫЕ:

    В паровом котле с дымовыми трубами тепло и газы сгорания проходят через трубу, окруженную водой. Жаротрубные котлы Паровые котлы могут быть котлами высокого или низкого давления. Три типа жаротрубных паровых котлов: трубчатый котел с горизонтальным возвратом, шотландский морской котел и вертикальный дымогарный котел.

    Все жаротрубные котлы имеют одинаковые основные принципы работы. Тепло, выделяемое газами сгорания, проходит через трубы, в то время как вода окружает трубы.Тем не менее, жаротрубные котлы имеют разные конструкции, такие как двухходовые, трехходовые и четырехходовые, в зависимости от условий применения и установки.

    Трубы жаротрубного котла всегда измеряются по их внешнему диаметру (O.D.). Жаротрубные котлы обычно рассчитаны на давление до 250 фунтов на квадратный дюйм и примерно 750 лошадиных сил.

    КАК ОНИ РАБОТАЮТ:

    Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме и становится светлее. Эта более теплая вода, теперь более легкая, поднимается вверх, а более холодная вода опускается на ее место.Пузырьки пара, которые в конечном итоге образуются, разбивают поверхность воды и попадают в паровое пространство.

    Добавление трубок внутри барабана с водой увеличивает поверхность нагрева. Поверхность нагрева — это часть котла с водой с одной стороны и теплом и газами сгорания с другой. Увеличивая поверхность нагрева, от сгорающих газов забирается больше тепла.Это приводит к более быстрой циркуляции воды и более быстрому образованию пузырьков пара.

    Когда выделяется большее количество пара, термический КПД котла увеличивается. Термический КПД — это отношение тепла, выделяемого топливом, к теплу, поглощаемому водой. Современные жаротрубные котлы с улучшенной конструкцией и теплопередачей достигли теплового КПД от 80% до 85%.

    Размещение внутренней топки внутри корпуса котла значительно увеличивает поверхность нагрева, обеспечивая максимальное поглощение тепла, сокращая время образования пара.

    БЕЗОПАСНОСТЬ КОТЛА:

    Из-за большого объема воды, содержащейся в жаротрубном котле, могут произойти катастрофические взрывы. Взрыв может произойти из-за внезапного падения давления без соответствующего падения температуры. Знание основных принципов работы котла может предотвратить серьезные аварии.

    Вода закипит и превратится в пар, когда достигнет 212 градусов по Фаренгейту при атмосферном давлении.

    Чем выше давление пара, тем выше температура кипения воды в котле.

    По мере увеличения давления пара в котле происходит соответствующее повышение температуры.

    Когда паровой котел работает при манометрическом давлении 100 фунтов на квадратный дюйм, температура воды и пара будет около 337 градусов по Фаренгейту. Если произойдет внезапное падение давления со 100 фунтов на квадратный дюйм до 0 фунтов на квадратный дюйм без соответствующего падения температуры, вода при температуре 337 градусов по Фаренгейту превращается в пар.Когда вода превращается в пар, его объем значительно увеличивается. Это может привести к разрушительному взрыву.

    При эксплуатации и техническом обслуживании жаротрубного котла необходимо проявлять максимальную осторожность. Это включает в себя ежегодные проверки котла на береговой и пожарной сторонах котла. Такие элементы управления, как отсечка по низкому уровню воды, предохранительные клапаны, устройства контроля пламени, должны быть в правильном рабочем состоянии.

    Чтобы посмотреть видео о пожаротрубных котлах в действии, нажмите здесь.

    Типы паровых котлов, конструкция и принцип работы — Электротехника 123

    Что такое паровой котел?

    Котел или паровой котел простыми словами — это устройство, используемое для выработки пара при желаемом давлении и температуре путем передачи тепловой энергии, которая обычно вырабатывается при сжигании топлива, чтобы нагреть воду и превратить ее в пар.Пар, используемый в котле, используется для внешних целей, т.е. электроэнергии, выработки, отопления или других промышленных целей.

    Другое определение котла может заключаться в следующем: «Котел» означает сосуд высокого давления, в котором пар генерируется для использования вне него посредством приложения тепла, которое полностью или частично находится под давлением, когда пар отключен.

    Полная котельная система может быть определена как комбинация устройства, используемого для производства, снабжения или рекуперации тепла, вместе с устройством для передачи тепла, которое таким образом становится доступным для нагреваемой и испаряемой жидкости.

    Формула КПД парового котла

    КПД любого котла можно выразить как процент от общего количества тепла, отведенного паром на выходе, от общего количества тепла, поставляемого топливом, т.е.

    КПД парового котла (%) = Отведенное тепло по пару на выходе x 100 / тепло, отдаваемое топливом

    Это значение включает тепловой КПД, КПД сгорания и КПД топлива к пару. В целом КПД парового котла зависит от размера котла и используемого топлива.Хорошо известный КПД парового котла составляет от 80% до 88%, что связано со многими потерями тепла, которые могут включать неполное сгорание, радиационные потери от парового котла , окружающую стену, дефектные дымовые газы.

    Основная функция котла

    Как следует из названия, паровой котел выполняет очень простую функцию, т.е. генерирует, хранит и распределяет пар. Жидкость содержится в корпусе котла, который называется кожухом, а тепловая энергия, выделяемая при сгорании топлива, передается воде, которая преобразует воду в пар с заданной температурой и давлением.

    Типы паровых котлов
    • Пожарные котлы: Относительно небольшая паропроизводительность (12000 кг / час). Давление пара от низкого до среднего (18 кг / см2). Работает на нефти, газе или твердом топливе.
    • Водотрубные котлы: Используются для высоких требований к пару и высокого давления. Диапазон производительности 4500–120 000 кг / час. Эффективность сгорания водотрубного котла повышается за счет принудительной тяги воздуха. Этим котлам необходима вода хорошего качества и установка водоподготовки для поддержания требуемого качества воды для котлов .
    • Котел в корпусе : Обеспечивает высокую теплопередачу, более быстрое испарение, хорошую конвективную теплопередачу. Хорошая полнота сгорания и высокая тепловая эффективность. Классифицируется по количеству проходов.
    • Котел со стокером: Использует как подвеску, так и решетку. Уголь непрерывно подается над горящим угольным пластом. Угольная мелочь сгорает во взвешенном состоянии, а более крупные куски угля горят на решетке. Хорошая гибкость для соответствия изменяющимся требованиям к нагрузке. Предпочтительнее других типов кочегаров в промышленном применении.Подкатегории в кочегарки с разбрасывателем и кочегарки с цепной или подвижной решеткой.
    • Пылевидные паровые котлы: Пылькоугольный порошок вдувается воздухом для горения в котел через сопла горелки. Температура горения 1300-1700 ° C. Некоторые из преимуществ — различное качество угля, быстрая реакция на изменения нагрузки и высокие температуры воздуха для предварительного нагрева. Уголь измельчается до мелкого порошка, так что менее 2% составляет +300 микрон, а 70-75% — менее 75 микрон. Уголь вдувается вместе с частью воздуха для горения в паровую котельную установку через ряд сопел горелки.
    • Котел-утилизатор
    • Котел с псевдоожиженным слоем (FBC)
    Области применения паровых котлов

    Существует множество применений котлов, которые в основном можно разделить на следующие классы.

    Котлы для выработки электроэнергии: существуют возможности для выработки энергии с использованием пара из котла, эта мощность может быть механической или электрической, поэтому примером механической энергии является паровой двигатель, а примером электрической энергии является паровая турбина, которая использует пар для производства механическая энергия, а затем для выработки электроэнергии.

    Отопление — еще одно важное применение пара, вырабатываемого котлами, которое используется для отопления жилых и промышленных зданий в холодную погоду и для производства горячей воды для горячего водоснабжения.

    Котлы для промышленных процессов: Пар обычно используется для промышленных процессов, таких как калибровка, отбеливание и т. Д. В текстильной промышленности и других областях, таких как сахарные заводы, цементные заводы, сельскохозяйственная и химическая промышленность.

    Выбор парового котла

    Промышленные котлы — очень важная часть любой отрасли, где они используются.Иногда они становятся причиной серьезных несчастных случаев при неправильном обращении или чрезмерном давлении. Ниже приведены некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе котлов, чтобы обеспечить безопасную рабочую атмосферу и надежность котельных систем.

    1. Требуемое рабочее давление и качество пара: Котел должен генерировать максимальное количество пара при требуемом давлении, температуре и качестве с минимальным расходом топлива и затратами
    2. Скорость образования пара должна соответствовать требованиям предполагаемого Использование, дополнительный сверхконструированный или недоработанный бойлер — не лучший выбор.Хорошая котельная система должна быть способна справляться с изменяющейся потребностью в подаче пара.
    3. Доступной площади должно хватить для обслуживания и эксплуатации парового котла. Кроме того, доступность для ремонта и осмотра должна быть важным фактором при выборе парового котла и доступном месте или пространстве.
    4. Монтажное оборудование: Должен быть абсолютно надежным, легким по весу, не занимать больших площадей. Паровой котел должен иметь возможность быстрого запуска и соответствовать правилам техники безопасности.Компоненты котла должны легко переноситься, а его установка должна быть простой.
    5. Коэффициент переносной нагрузки
    6. Наличие топлива и воды
    7. Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание: Все детали и компоненты парового котла должны быть легко доступны для осмотра, ремонта и замены. Трубки котла не должны накапливать сажу или водные отложения и должны быть достаточно прочными, чтобы не допустить износа и коррозии. Контуры воды и газа должны быть такими, чтобы обеспечивать минимальную скорость жидкости (для низких потерь на трение).

    Пожарный паровой котел Анимационное видео Объяснение

    Котел Бенсон: принцип работы, плюсы и минусы, применение

    Добро пожаловать в блог Linquip. Мы подготовили очередную описательную статью о другом инженерном Устройстве. Сегодня мы хотим рассказать вам об одном из самых популярных котлов. Котел, о котором мы хотим поговорить, — это котел Бенсона. Поэтому, во-первых, нам нужно определить, что это за котел и что он делает.На следующем этапе мы углубимся в различные компоненты, которые он имеет, и подробно остановимся на роли каждой части в котле. Затем мы переходим к принципу работы, и в последних четырех разделах, соответственно, будет представлена ​​такая информация, как характеристики, преимущества, недостатки и области применения котлов Cochran.

    Наша команда собрала всю необходимую информацию об этом устройстве, чтобы избавить вас от необходимости читать различный контент на других веб-сайтах. Оставайтесь с нами до конца, чтобы найти ответ на свой вопрос по этой теме.Давайте начнем с некоторых основных определений в начале.

    Что такое котел Бенсона?

    Бойлеры Benson — это безбарабанные водотрубные котлы высокого давления с принудительной циркуляцией. Уникальной особенностью данного котла является отсутствие пароразделительного барабана. другие характеристики этого котла заключаются в том, что при критическом давлении пар и вода сосуществуют с одинаковой плотностью, а тепло равно нулю.

    Марк Бенсон был ученым, который изобрел котел Бенсона в 1922 году.В этом котле, когда вода сжимается до сверхкритического давления, на поверхности воды не образуются пузырьки. Когда вода поступает в котел, она внезапно превращается в пар, потому что она поступает в котел с давлением чуть выше критического. Критическое давление — это давление, при котором жидкая и газовая фазы находятся в равновесии. При сверхкритическом давлении пузырьки не образуются, потому что плотность воды и пара становится одинаковой. Когда вода сжимается до сверхкритического давления, скрытая теплота воды уменьшается до нуля.

    Когда скрытая теплота воды уменьшается до нуля, вода напрямую превращается в пар без образования пузырьков. В котлах этого типа не требуется барабан воздухоотделителя для отделения пузырьков воздуха от воды.

    Какова роль каждой части котла Benson?

    Восемь основных компонентов взаимодействуют для работы всей системы. Ниже мы обсудим каждую из этих частей и расскажем вам о роли, которую каждый из этих компонентов играет в котлах Benson.

    1. Печь

    Это пространство над решеткой и под кожухом котла, в котором сжигается топливо. Топку еще называют топкой.

    1. Питающий насос

    Это принадлежность котла, необходимая для нагнетания питательной воды под высоким давлением в котел.

    1. Патрубок выхода пара

    Перегретый пар подается в паровую турбину через пароотводную трубу.

    1. Подогреватель воздуха

    Подогреватель воздуха — это необходимая принадлежность, которая выделяет тепло в выхлопных газах за счет нагрева воздуха, подаваемого в топку котла. Предварительно нагретый воздух улучшает термический КПД топлива.

    1. Экономайзер

    В экономайзере сжигание питательной воды до определенной температуры. Он производит рекуперацию тепла в выхлопных газах. Экономайзер повышает общий КПД котла за счет снижения расхода топлива.

    1. Радиантный пароперегреватель

    Это пароперегреватель, который нагревает воду за счет излучения, генерируемого сгоревшим топливом. Это увеличивает температуру до сверхкритической температуры.

    1. Конвекционный пароперегреватель

    Конвекционный пароперегреватель перегревает пар до желаемой температуры (около 650 ° C).

    1. Конвекционный испаритель

    В конвекционном испарителе он испаряет перегретую воду и превращает ее в пар.Это достигается за счет конвекционного метода передачи тепла от горячих выхлопных газов к воде.

    По какому принципу работает котел Benson?

    Котел Benson — водотрубный котел, который выполняет свою работу по принципу критического давления воды. Как мы упоминали ранее, критическое давление — это давление, при котором состояния воды и газа находятся в равновесии.

    Питательная вода проходит через экономайзер к водоохлаждаемым стенкам топки.Вода получает тепло за счет излучения, и температура повышается до почти критической температуры. Затем он перемещается в испаритель и может до некоторой степени перегреться. Наконец, он проходит через пароперегреватель для получения желаемого перегретого пара.

    Как работает котел Бенсона?

    в предыдущих разделах мы говорили о том, что такое котел Benson и по какому принципу он работает, в данном разделе мы подробно рассмотрим 4 шага, которые показывают, как именно котел Benson выполняет свою работу.

    • Шаг 1 : В котле Benson нет ни пара, ни капли воды. Он напрямую превращает воду в пар. Воздуходувка заработает и подаст воздух в подогреватель воздуха. Затем воздухоподогреватель нагревает воздух, и выходит горячий воздух. Этот горячий воздух будет использоваться в печи для дальнейшей обработки.
    • Шаг 2 : Питающий насос увеличивает давление воды до сверхкритического давления. Затем вода поступает в экономайзер.В экономайзере вода предварительно нагревается с помощью дымовых газов для повышения эффективности котла.
    • Шаг 3 : на этом шаге вода проходит к лучистому пароперегревателю. В лучистом пароперегревателе вода нагревается за счет лучистой теплопередачи. Здесь тепло передается от камеры сгорания к воде, и вода частично превращается в пар, а частично остается в жидкой форме. Затем этот частичный пар и жидкость пойдут в конвективный пароперегреватель.
    • Шаг 4 : На последнем этапе, когда есть конвективный пароперегреватель, вода будет полностью преобразована в пар или пар, и перегретый пар попадет к первичному двигателю и вращает турбину. вот как работает котел Бенсона.

    Каковы преимущества и недостатки котлов Benson?

    Различные преимущества котла перечислены ниже:

    • Это безбарабанный котел. Таким образом, вес этого типа котла на 20% меньше по сравнению с другими типами котлов.
    • Он занимает меньшую площадь пола для возведения.
    • Из-за использования трубок меньшего диаметра опасность взрыва практически ничтожна.
    • Его можно очень легко запустить за 15 минут.
    • Он предотвращает образование пузырьков из-за сверхкритического давления воды.
    • Транспортировка — это просто.
    • Тепловой КПД этого котла может достигать 90%.

    Ниже приведены некоторые из наиболее важных недостатков котла Benson:

    .
    • Существует вероятность перегрева трубок при недостаточном потоке воды.
    • При использовании загрязненной воды на нагретых поверхностях происходит образование тяжелых отложений.
    • Вы можете столкнуться с некоторыми трудностями при управлении котлом при переменной нагрузке.

    Подробнее о котле Linquip

    Cochran: все, что вам нужно знать о деталях, принципе работы и характеристиках

    Для чего используются котлы Benson?

    Бойлер Benson используется в различных отраслях промышленности для выработки пара для производства электроэнергии или механической энергии.Среднее рабочее давление, температура и производительность котла Benson составляет 650 градусов Цельсия, 250 бар и 135 тонн / час.

    Заключение

    В этой статье мы постарались дать вам всю необходимую информацию о котлах Benson. мы привели основные определения, а затем перешли к описаниям частей и компонентов. В 3-м разделе мы углубились в принцип работы котла. Остальные разделы касались характеристик, преимуществ, недостатков, а также применения котлов Benson.Все, что мы сделали в этой статье, было попыткой облегчить вам понимание того, как работает котел Benson.

    Если у вас есть опыт использования этого типа котла и вы знаете о нем больше, мы будем очень рады выслушать ваше мнение в комментариях на нашем сайте Linquip. Более того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и ждать, пока наши специалисты ответят на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

    Котел | Определение, принцип и работа, свойства, классификация и компонент

    Котел
    • A Котел или парогенератор в основном представляет собой отсек, в который может подаваться вода и отводится пар при желаемом давлении, температуре и потоке.
    • Для этого испаритель должен иметь отделение для потребления топлива и отвода тепла. Таким образом, мощность нагревателя может быть выражена как:

    i. Превратить сложную жизнеспособность топлива в тепловую.

    ii. Чтобы переместить это теплоту жизнеспособности в воду для рассеивания, а также в пар для сверхпогрева.

    Принципиальная схема котла

    Определение котла
    • Характеризуется закрытым сосудом , в котором пар создается из воды за счет воспламенения топлива.

    или

    • Котел представляет собой закрытый сосуд высокого давления, прочно сделанный из стали или железа, в котором вода преобразуется в пар под действием тепла.

    КПД

    • КПД котла можно определить как отношение количества пара, вырабатываемого в час, к количеству тепла, поставляемого топливом в час.

    КПД ( η ) = ( Тепловая мощность / Тепловая мощность ) × 1oo

    https: // Mechanicalnotes.ru / cochran-котел-определение-основные-части-рабочие-особенности-преимущества /

    Принцип работы котла

    Принцип
    • В испарителе теплота трубных газов перемещаются в воду посредством конвекции. Топливо расходуется в подогреватель, который производит отходящие газы.
    • Эти газовые трубы игнорируют воду, содержащуюся в корпусе или цилиндре, на что указывает тип нагревателя. Тепло отходящих газов перемещается в воду и превращает ее в пар.

    Рабочий
    • Котел — это просто теплообменник, в котором вода работает как холодная жидкость, а дымовые газы работают как горячая жидкость . Тепловой поток передается от горячей жидкости к холодной посредством конвекции, которая увеличивает энергию воды.
    • Емкость наполовину заполнена водой. Топливо израсходовано, и отходящие газы обтекают держатель. Эти газы нагревают воду и превращают ее в пар.
    • Этот пар выходит из цилиндра, расположенного на верхней стороне держателя. Эквивалентная порция воды подается в держатель через подающий клапан, который поддерживает постоянное давление в котле .
    • Если скорость выхода пара высока по сравнению с скоростью подачи воды, давление в бойлере снижается. Более того, если уровень насыщения воды сильно контрастирует с уходом пара, то вес нагревателя увеличивается. При этом давление регулируется за счет подачи топлива и воды в емкость.

    Назначение и свойства хороших котлов
    • Для преобразования жизнеспособности вещества топлива в тепловую жизнеспособность.
    • Чтобы переместить это теплоту жизненной силы в воду для рассеивания, а также в пар для сверхпогревания.
    • Его можно быстро запустить или остановить.
    • Должен иметь постоянную и сквозную циркуляцию воды.
    • Все части нагревателя должны быть открыты для очистки и проверки.
    • Это должно быть без проблем и требовать меньше внимания и меньше обслуживания.
    • Он должен иметь высокую скорость движения тепла и лучшую эффективность сжигания.
    • Имеют без изготовления браков .
    • Он должен выдерживать колебания нагрузки.
    • Имеют максимальную производительность образования пара при минимальном расходе топлива.
    • Первоначальная стоимость, эксплуатационные расходы и стоимость обслуживания невысоки.

    Классификация котла

    Котлы можно классифицировать в основном по следующим параметрам:

    1.Ось корпуса

    а. Вертикальный

    б. горизонтальный

    г. Наклонный

    2 . Применение котлов

    а. Стационарный

    б. Портативный

    3. Содержимое тюбика

    а . Пожарная труба

    б. Водяная трубка

    4. Положение печи

    а. с наружным огнем

    б. с внутренним огнем

    5. Способ циркуляции воды

    а. Естественная циркуляция

    б. Принудительное обращение

    1. Ось корпуса

    а. Вертикальный

    • Если ось котла вертикальная, то он называется вертикальный котел .
    • Занимает меньше площади.

    б. горизонтальный

    • Если ось горизонтальна, то это называется горизонтальным котлом .
    • Детали плоского испарителя можно эффективно проверять и фиксировать, но при этом он занимает больше места.

    г. Наклонный

    • Если ось наклонена, то называется наклонным котлом .

    2 . Применение котлов

    а. Стационарный

    • S Стационарные котлы используются для пара электростанций, для силовых установок фокальных станций, для технологического пара заводов и т. Д.

    б. Портативный

    • Переносные котлы RS портативны и имеют небольшие размеры.
    • Например: — Котлы для тепловозов и судовых.
    3. Содержимое тюбика

    а. Труба пожарная

    • В жаротрубных котлах горячие газы находятся внутри труб, а вода окружает трубки.
    • Например: — Котлы Cochran, Lancashire, Locomotive и т. Д.

    Котлы пожаротрубные:

    • Относительно недорого.
    • Легко заменяемые трубки.
    • Легко чистится.
    • Компактный размер.
    • Доступны в размерах от 600 000 британских тепловых единиц в час до 50 000 000 британских тепловых единиц в час.
    • Подходит для обогрева помещений и современных процедур.

    Недостатки

    • Ограничение для выработки пара большой мощности.
    • Не подходит для приложений с большим весом. 250 фунтов на кв. Дюйм изб. или более..

    б. Водяная трубка

    • В случае водотрубного котла вода находится внутри трубы, а горячие газы окружают их.
    • Например: — Бэбкок и Уилкокс, Стирлинг, Ярроу и т. Д.

    Водотрубные котлы:

    • Быстрее восстанавливается, чем их жаротрубный двоюродный брат .
    • Они обладают способностью достигать очень высоких температур.
    • Они могут выдерживать более высокие давления до 5 000 фунтов на кв. Дюйм изб. .
    • Он доступен в размерах, намного превышающих конструкцию дымовой трубы, с пропускной способностью до нескольких миллионов фунтов пара в час.

    Недостатки

    • Высокие начальные капитальные затраты.
    • Трубки отсутствуют.
    • Физический размер может быть проблемой.
    • Уборка сложнее из-за конструкции.

    4. Положение печи

    а. с наружным огнем

    • Котел известен как с внешним нагревом , если добавление тепла осуществляется извне i.е. печь находится вне агрегата.
    • Например: — Babcock & Wilcox и т. Д.

    б. с внутренним огнем

    • В случае котла с внутренним обогревом добавление тепла осуществляется изнутри, т.е. топка находится внутри блока.
    • Например: — Кокран и Ланкашир.

    5. Способ циркуляции воды

    а. Естественная циркуляция

    • В котлах с естественной циркуляцией циркуляция воды / пара вызвана разницей плотности, которая возникает из-за колебаний температуры.
    • Например: — Ланкашир

    б. Принудительное обращение

    • В котлах с ограниченным рассеиванием поток воды завершается ограниченным сифоном .
    • Например: — Velox, Lamont и т. Д.

    Основные компоненты котла
    • Печь
    • Экономайзер
    • Воздухоподогреватель
    • Суперотопитель
    • Воздухонагреватель
    • Обогреватель De -Super
    • Конденсатор
    • Градирня
    • Вентилятор или вытяжная система
    • Система золоудаления

    Они имеют очень широкое применение в различных отраслях , например,

    • Энергетика
    • Тепловые электростанции
    • Сахарный завод
    • FM CG
    • Пищевая промышленность и т.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Описание Комментарии Периодичность технического обслуживания
    Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Поверхности для воды Ежегодно очистка и подготовка поверхностей со стороны воды X
    Очистка стороны огня Следуйте рекомендациям производителя по очистке и подготовке поверхностей стороны огня X 2 9042 Проверить и отремонтировать огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендуемые материалы и процедуры X
    Проверьте топливную систему Проверьте манометр, насосы, фильтры и линии подачи.При необходимости очистите фильтры. X
    Предохранительный клапан Снимите и отремонтируйте или замените X
    Система подачи питательной воды X
    Топливная система Очистите и восстановите системные насосы, фильтры, пилот, подогреватели масла, резервуары для хранения масла и т. Д. X
    Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените дефектные детали. X
    Гидравлические и пневматические клапаны Проверить работу и отремонтировать, если необходимо .Запишите состав, огневую позицию и температуру. X
    Вихретоковый тест При необходимости проведите вихретоковый тест для оценки толщины стенки трубы Таблица X