Водогрейные котлы

Содержание

1. Общие сведения 3

1.1 Определение 3

1.2 Применение 3

1.3 Классификация 4

1.4 Характеристики 4

1.5 Система  обозначений 5

2. Газотрубные котлы 6

2.1 Определение 6

2.2 Конструкция 6

3. Водотрубные котлы 7

3.1 Определение 7

3.2 Конструкция 7

4. Прямоточные котлы 16

4.1 Определение 16

4.2 Конструкция  прямоточного котла с принудительной                      циркуляцией воды 16

5. Барабанные котлы 18

6. Твердотопливные водогрейные котлы (Котлы КВр) 19

7. Описание котла КВГМ-100 23

8. Жаротрубные котлы 26

9. Техническое описание прямоточного котла КВ-ТС-50 28

10.    Котел КВ-0,8 К(Б) стальной водогрейный 32

Литература 33

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения

1.1 Определение

Водогрейный котёл — котёл для нагрева воды под давлением. «Под давлением» обозначает, что кипение воды в котле не допускается: её давление во всех точках выше давления насыщения при достигаемой там температуре (практически всегда оно выше и атмосферного давления).

1.2 Применение

Водогрейные котлы применяются  в основном для нужд теплоснабжения в частных домах, на котельных различной мощности и на ТЭЦ. В последнем случае они обычно используются как пиковое оборудование в дни максимальных тепловых нагрузок, а также для резервирования тепла от отборов турбины (их установленная мощность в умеренном и холодном климате значительно превосходит мощность отборов, но коэффициент её использования невелик).

Капитальные вложения в водогрейные котлы гораздо ниже, чем в установку комбинированной выработки теплоты той же тепловой мощности, однако при этом не вырабатывается электроэнергия и нет возможности осуществить привод механизмов котельной паром

1.3 Классификация

1. По типу потребляемого топлива — твердотопливные (на угле, дровах, торфе и т. п.), газомазутные, дизельные и т. д.; также есть электрические водогрейные котлы.
2. По конструкции: газотрубные и водотрубные. Также встречаются водотрубно-дымогарные котлы (топка экранирована трубами с водой и/или обмуровкой, а конвективная часть полностью или частично выполняется в виде дымогарных труб, помещенных в водяной объем).
3. По способу циркуляции:
• с естественной циркуляцией — циркуляция воды осуществляется за счет разности плотности воды (более и менее нагретой);
• с принудительной циркуляцией — циркуляция воды осуществляется насосом;
• с комбинированной циркуляцией — имеются контуры с естественной и принудительной циркуляцией воды;^[2]
• прямоточные — с последовательным однократным принудительным движением воды.

1.4 Характеристики

1. Теплопроизводительность водогрейного котла — количество теплоты, получаемое водой в водогрейном котле в единицу времени. Измеряется в кВт, МВт, Гкал/час.
2. Номинальная теплопроизводительность — наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечивать при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений.
3. Водогрейные котлы бывают малой (4—65 кВт), средней (70—1750 кВт) и большой (от 1,8 МВт) мощности.
4. Номинальная температура воды на входе — температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений. Составляет для разных моделей 60—110 °C.
5. Минимальная температура воды на входе — температура воды на входе, обеспечивающая допустимый уровень низкотемпературной коррозии труб поверхностей нагрева (под действием выпадающего из газов конденсата). Зависит от влажности и сернистости топлива; обычно для газовых котлов составляет 60 °C, для редких моделей чуть ниже.
6. Максимальная температура воды на выходе — температура воды на выходе из водогрейного котла, при которой обеспечивается номинальное значение недогрева воды до кипения при рабочем давлении. Основной параметр для классификации котлов как опасных объектов, в СНГ нормативы чётко различают котлы до 115 °C включительно и свыше этой величины. Номинальная температура на выходе может составлять от 70 °C до 150 °C и выше.
7. Температурный градиент воды в водогрейном котле — разность температур воды на выходе из котла и на входе в котел. Чугунные котлы имеют по этому параметру более жёсткие ограничения по сравнению со стальными.

1.5 Система обозначений

По ГОСТ 21563-82, обозначение состоит  из букв КВ (котёл водогрейный) и индексов:

• типа топлива: Т — твёрдое топливо, М — жидкое (мазут), Г — газообразное;
• типа топки (для твердотопливных): Р — слоевая топка (решётка), К — камерная, В — вихревая, Ц — циклонная, Ф — с кипящим слоем;
• Н — котёл с наддувом, С — сейсмостойкое исполнение.

Пример: КВ-ГМ-100С — котёл водогрейный газомазутный мощностью 100 Гкал/ч, в сейсмостойком исполнении.

Мощности котлов назначались по рядам: 4; 6,5; 10; 15; 20; 30 Гкал/ч — для работы в основном режиме; 50, 100, 180 Гкал/ч — для работы в основном или пиковом режиме.

 

 

 

 

 

 

 

2. Газотрубные котлы

2.1 Определение

Котёл газотрубный — паровой или водогрейный котёл, у которого поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра, внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива.Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя (как правило, это вода или масло), который находится снаружи трубок.

2.2 Конструкция

По конструкции является противоположностью водотрубному котлу.

Согласно ГОСТ 23172-78, различают жаротрубные, дымогарные и жаротрубно-дымогарные котлы: в жаровых трубах происходит горение, в дымогарных только движутся продукты сгорания. Обычно жаровые трубы толще и их количество меньше.

Наиболее распространенная конструкция жаротрубных котлов — цилиндрический корпус, расположенный горизонтально. Внутри корпуса у водогрейных котлов находится горячая вода, у паровых водяной и паровые объемы.

В переднем торце каждой жаровой трубы устанавливается  надувная горелка, рассчитанная на сжигании газообразного или жидкого топлива. Таким образом, жаровая труба  является топочной камерой, в которой  сгорает почти все топливо.

Широкое применение таких  котлов в XX—XXI столетиях объясняется  простотой обслуживания, ремонтопригодностью, а также способностью работать при  давлении в газовом тракте выше атмосферного (под наддувом).

Самый распространённый в  быту газотрубный котёл — самовар.

 

 

 

3. Водотрубные котлы

3.1 Определение

Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы. По конструкции является противоположностью газотрубному котлу (жаротрубному).

3.2 Конструкция

Сегодня на российском рынке  отопительной техники сегмент стальных водогрейных водотрубных котлов представлен оборудованием как  традиционных отечественных производителей, так и ряда зарубежных фирм. Теплопроизводительность таких котлов варьируется в пределах от 0,4 до 80 МВт в зависимости от модели и исполнения, экономическая эффективность сжигания топлива (КПД) у современных моделей достигает 92-95%

Водогрейные водотрубные  котлы используются для получения  горячей воды, применяемой в системах отопления, вентиляции и ГВС промышленного  и бытового назначения, а также  перегретой воды для технологических  нужд предприятий промышленности. В  качестве топлива большинство представленных на рынке котлов использует газ и  дизель, в то же время значительная часть работающих котлоагрегатов работает на древесном топливе, угле и торфе. Эти твердотопливные котлы разрабатывались  еще в 60-70 гг. прошлого века и в  настоящее время требуют либо списания, либо глубокой модернизации. Но усовершенствованные водогрейные  котлы, которые сегодня выпускаются  на их основе, по эффективности сжигания топлива вполне конкурентоспособны с жаротрубными водогрейными котлами  импортного производства, и к тому же имеют неплохие перспективы в  нише биоэнергетики. Там, где дело касается утилизации древесных отходов, сельскохозяйственной биомассы (лузга подсолнуха, жмых, ботва, навоз и др.), отходов пищевой промышленности (свекловичный жом, отруби, отходы пивоваренного дела, стержни кукурузных початков и пр.), и при этом нужен недорогой котел с высоким КПД, российские твердотопливные агрегаты средней мощности оказываются весьма востребованы.

Водогрейные котлы средней  мощности обычно поставляются в блочном  виде, что удобно для транспортировки  и монтажа, котлы большой мощности (40 МВт и выше) – в разобранном виде, затем собираются на подготовленной площадке котельной. По желанию заказчика водогрейные котлы могут комплектоваться горелочными устройствами как отечественных, так и зарубежных производителей. Последним в настоящее время предпочтение отдается все чаще. Наметился устойчивый тренд по модернизации крупных котлоагрегатов: при сохранении основного блока котла заменяются горелки на импортные аналоги, устанавливаются современные средства автоматики и управления, перестраиваются системы отвода продуктов сгорания для возможности утилизировать тепло выбросов (это могут быть теплообменники системы отопления, теплообменники отбора пара горячей воды для технологических нужд; турбины, вырабатывающие электроэнергию).

 

By Boiler (Германия)

Водотрубный водогрейный  котел производства Bay Boiler Company используется в тех случаях, когда в технологии предприятия требуется высокое  рабочее давление или высокая  рабочая температура: допуск t прямого  потока может достигать 30° С, а максимальное давление 25 бар (по запросу возможно изготовление котла с более высоким давлением). В качестве топлива для водотрубных котлов Bay Boiler могут применяться традиционные газовое и дизельное топливо (мазутное), а также разновидности биомасс (уголь, древесина, скорлупа зерен кофе, какао, рисовая шелуха и шелуха семечек).

 

ЗАО «Белогорье» (г. Шебекино, Белгородская обл.)

Предприятие выпускает стальные горизонтальные водогрейные котлы  водотрубного типа КВ-ГМ-4,65 и КВ-ГМ-7,56 с прямоходным движением дымовых  газов, предназначенные для получения  горячей воды номинальной t до 115°  С, используемой системах отопления  и ГВС жилых, общественных и производственных зданий. Номинальная теплопроизводительность  составляет соответственно 4,65 (4,0) и 7, 5' (6,5) МВт, t воды на входе в котел 70°  С на выходе – 95/115 °С. Рабочее давление воды при графике 70/95° С не должно превышать 7 бар, при графике 70/115°  С – 9 бар. Котлы «Белогорье» работают на газе и легком жидком топливе; КПД  котлов в режиме 70/115° С при  работе на газе составляет примерно 93%, при работе на жидком топливе –  около 92

 

ОАО «Бийский котельный завод» (г. Бийск, Алтайский край)

 Ассортимент   продукции,   выпускаемой Бийским котельным заводом, включает несколько серий водогрейных водотрубных  котлов. Для работы на каменном и буром угле выпускаются серии КВЕ (КВр-0 7К) мощностью 0,7 МВт, «Гефест» (КВр, КВм) мощностью 0,4-3,5 МВт, КЕВ (КВ-Р) 1,74-17,4 МВт, КВм 0,6-3,0 МВт, «Титан» (КВр, КВм) 0,6-1,4 МВт и серия КВ-ТС, КВ-ТСВ (КВ-Р) 4,65-23,26 МВт. Двухбарабанный вертикально-водотрубный котел серии КВЕ-115Р (КВр) с экранированной топочной камерой и конвективным пучком, перпендикулярно расположенным за топочной камерой, разработан на базе паровых котлов Е-1,0-0,9Р. Котел предназначен для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного, до t не более 115° С. Водотрубные котлы серии «Гефест» (КВм, КВр) горизонтальной компоновки предназначены для получеиия горячей воды с номинальной t на выходе 95° С. Двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы серии КЕВ (КВ-Р) с экранированной топочной камерой и конвективным пучком разработаны на базе паровых котлов КЕ. Данные котлы предназначены для получения горячей воды давлением до 13 бар с t до 115° С. Водотрубные котлы серии КВм горизонтальной компоновки работают с принудительной циркуляцией при давлении до 6 бар и t воды на выходе 95° С. Водотрубные котлы серии «Титан» (КВм, КВр) горизонтальной компоновки предназначены для получения горячей воды с номинальной t на выходе 95° С, а водотрубные котлы серии КВ-ТС, КВ-ТСВ (КВ-Р производительностью до 23,26 МВт) – с t 1150 °С.

Для работы на природном, сжиженном  газе/мазуте БКЗ выпускает двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы серий  КВЕ (KB) мощностью 0,7 МВт, ДЕВ-1,4-95-115ГМ (КВ-1.6ГМ) мощностью 1,6 МВт и ДЕВ (КВ-ГМ) мощностью 2,9-17,4 МВт, водотрубные котлы горизонтальной компоновки серии КВ-ГМ мощностью 2,9-17,4 МВт и водотрубные котлы башенной компоновки ПТВМ (КВ-ГМ) мощностью 58,2 МВт. Котлы серии КВЕ (KB), предназначенные  для нагревания воды, находящейся  под давлением выше атмосферного, до t не более 115° С, разработаны на базе паровых котлов Е-1,0-0.9ГМ. Котлы  серии ДЕВ-1,4-95-115ГМ (КВ-1.6ГМ) с естественной циркуляцией разработаны на базе паровых котлов серии ДЕ. Котлы  серии ДЕВ (КВ-ГМ), предназначенные  для получения горячей воды давлением  до 13 бар с t до 150° С, разработаны  на базе паровых котлов серии ДЕ-ГМ. Котлы серий КВ-ГМ (КВ-ГМ) и ПТВМ (КВ-ГМ) с принудительной циркуляцией  вырабатывают горячую воду с номинальной t на выходе 150° С.

Также БКЗ выпускает водогрейные  котлы для работы на древесных  отходах. Это серия «Гефест» (КВм) мощностью 1,2, 1,8 и 2,5 МВт и серия  КЕВ (КВ-Д) мощностью 1,74, 2,8 и 4,65 МВт. Водотрубные  котлы горизонтальной компоновки «Гефест» (КВм) с принудительной циркуляцией  вырабатывают горячую воду с номинальной t на выходе 95° С. Двухбарабанные вертикально-водотрубные  котлы серии КЕВ (КВ-Д), предназначенные  для получения горячей воды давлением  до 13 бар с t до 115° С, разработаны  на базе паровых котлов серии КЕ-О. Все котлы БКЗ поставляются одним  или двумя транспортабельными блоками (блок котла в обшивке и изоляции; механическая топка) в комплекте  с дутьевыми вентиляторами, КИП, арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами и площадками.

 

Bono Energia (Италия)

Компания Bono Energia выпускает  водогрейные водотрубные котлы  серии СТН для производства перегретой воды, работающие на натуральном газе и жидком топливе. Котлы Bono Energia имеют  проектную тепловую мощность от 5 до 80 МВт при максимальной t воды на выходе до 260° С и давлении до 65 бар, предназначены для применения в центральном районном отоплении  и промышленных технологиях, где  нужна вода с t ниже 120° С и быстрое  реагирование на изменение нагрузки. Для отопительных котельных предлагаются различные варианты производства перегретой воды: котел-нагреватель термического масла + водяной теплообменник (мощность до 40 МВт); котел-утилизатор уходящих газов  газотурбин и ДВС (до 40 МВт); водотрубный  котел + теплообменник (до 80 МВт). Котлы  мощностью до 40 МВт поставляются в блочной модификации, агрегаты мощностью до 80 МВт – в развернутой  модификации, требующей сборки на месте. Благодаря многотрубной и очень  компактной конструкции водогрейные  котлы СТН легко поддаются  установке и обладают термическим  КПД более чем 94 %. Температура  перегрева внешних стенок котла  над окружающей средой не превышает 20-30° С. В водогрейных котлах СТН  предусмотрен полный доступ для чистки и обслуживания через специальные  люки для осмотра, позволяющие полностью  обследовать внутреннюю часть.