Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе

Обеспечат теплом огромные площади! Промышленные газовые котлы для обогрева, их принципы работы

Высокий спрос на бытовые и промышленные газовые котлы обусловлен их высокой эффективностью, экономичностью и безопасностью.

Современный котел на газу способен отапливать помещение, нагревать теплоноситель и вырабатывать пар для производственных нужд.

Сложное устройство топки позволяет получать высокий КПД при низком расходе газа, а толстые стенки и легированная сталь делают прибор долговечным.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

Принцип действия отопительного устройства основан на сжигании газа в топке с сопутствующим нагревом теплоносителя. По этому признаку котлы делятся на две группы:

  • с циркуляцией горячего воздуха (жаротрубные);
  • с нагревом жидкости почти до температуры кипения (водотрубные).

Паровые котлы устанавливаются на предприятиях, использующих пар в промышленном производстве.

Справка. Стоимость природного газа и его теплотворная способность не имеет конкурентов среди других природных горючих материалов. Поэтому использование природного газа дает значительную экономическую выгоду.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

  • на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
  • на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
  • на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.

Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Топочная камера

Для топки мощного котла важно длительное время выдерживать высокую температуру. Жаропрочность обеспечивает использование специальных сталей с добавлением марганца, хрома и других легирующих компонентов. Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой.

В водогрейных котлах в топке размещают один или два теплообменных контура, по которым циркулирует теплоноситель.

В паровых или котлах высокого давления применяются топочные экраны и теплообменник для получения тепла, а пар образуется в дымоходе, где температура дымовых газов снижается до 600—800 °C.

В топочной камере парового котла размещают сепаратор и пароперегреватель.

Безопасность эксплуатации обеспечивает взрывной клапан, который обязательно устанавливают на одной (чаще задней) стенке котла. Механизм срабатывает в случае превышения давления в топке.

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

  • Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
  • Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.

Типы промышленных котлов на газу

Промышленные газовые котлы подразделяются на несколько типов.

Водогрейные

Такие котлы отличаются симметричным расположением теплообменников и работают по многоходовому принципу движения продуктов сгорания. Применяются для нагрева теплоносителя и отопления помещения. Максимальное давление воды в циркуляционном контуре — 16 бар. Мощность серийных котлов варьируется от 0,7 до 35 МВт. Этого достаточно для обогрева крупных цехов и промышленных зданий. Для ГВС к котлу подключают бойлер с подогревом от дымохода.

Фото 2. Промышленный газовый котёл водогрейного типа. Подобные устройства применяют для обогрева помещений.

Паровые

Паровой котел рассчитан на работу с высокой температурой теплоносителя. Получение пара происходит в два этапа. Первый — нагрев воды до 100 градусов и образование первичного пара, который пропускают через сепаратор для осушения. Второй этап заключается в повторном подогреве уже сухого пара до требуемой температуры. После этого пар готов к использованию.

Парогенераторы выполняют сразу две задачи: нагревают теплоноситель для отопления зданий и производят пар. Чтобы увеличить эффективность такой установки, применяют дополнительные дымообороты, которые подогревают циркулирующую в трубах воду.

Справка. Мощная котельная установка производит до 1 т сухого пара в час.

Теплогенераторы средней и большой мощности

Средняя мощность газовых котлов доходит до 2 МВт. Этого достаточно для отопления небольшого производства или поселка.

Отоплением и водоснабжением отдельных городских микрорайонов и крупных промышленных предприятий заняты водогрейные котлы большой мощности (от 2 до 30 МВт). Такие установки имеют несколько отопительных контуров и рассчитаны на максимально эффективное использование тепловой энергии, получаемой от сгорания газа.

Когенерационные

Установки данного типа способны последовательно высвобождать тепловую энергию для отопления и водоснабжения, а затем и электрическую для обеспечения производства или микрорайона электроэнергией.

Фото 3. Два когенерационных газовых котла. Оборудование применяется для отопления и горячего водоснабжения.

Преимущество когенерации (производства разной энергии из одного топлива) состоит в высоком КПД, который достигает 90%.

Для получения электроэнергии используется газовый поршневой двигатель, излишки тепла от которого применяются для подогрева теплоносителя. Основной нагрев воды происходит в водогрейных котлах. Такая технология применяется в мини-ТЭЦ для работы в удаленных районах.

Безопасность эксплуатации котельного оборудования на сжиженном или природном газе

Угрозу представляет взрывоопасность газа, поэтому помещение котельной имеет соответствующий класс опасности. Ввод прибора в эксплуатацию и контроль за ней осуществляют органы Госнадзора. Для промышленных котлов разработаны обязательные требования по эксплуатации:

  • Обслуживание 2 раза в год.
  • Обязательна водоподготовка, фильтрация и умягчение.
  • Оборудование помещения котельной датчиками газа, пожарной сигнализацией и первичными средствами пожаротушения.
  • Все допущенные к управлению котлом лица проходят специальную подготовку.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс чистки промышленных котлов на газу водогрейного типа.

Заключение

Выбирают котельное оборудование такого класса в соответствии с конкретными задачами и условиями эксплуатации. Правильный выбор типа котла и мощности поможет сэкономить на его обслуживании.

Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе

Водогрейные газовые котлы применяют для обогрева загородных домов, индивидуальных жилых домов, небольших общественных или промышленных зданий в районах, где нет центрального отопления или подключение к нему нецелесообразно.

Конструкция водогрейных газовых котлов

Водогрейные котлы на газе обладают газоплотной топочной камерой и конвективной частью, которая реализована посредством применения экономайзера.

В заднем экране топочной камеры имеется отверстие, в которое установлен взрывной клапан. Он предохраняет конструкцию котла от разрушения в случае возникновения избыточного давления в топочной камере.

Водогрейные устройства установлены на раму, которая выполнена из швеллера, и ставится на опоры. Крепёж опор к ровной подготовленной поверхности осуществляется при помощи анкерных болтов, благодаря чему нет необходимости изготавливать фундамент.

Блок горелки крепится на фронтовой плите болтовым соединением. Крепёж фронтовой плиты осуществляется при помощи шарниров. Плита служит в качестве люка, с помощью которого можно осуществить доступ в топочную камеру котла для ремонтных работ и осмотра без разбора фронтовой обшивки и изоляции.

Газовые водогрейные котлы имеют газоплотную топочную камеру и конвективную часть, выполняющую роль экономайзера.

Подробнее о паровом котле ДКВр, читайте здесь.

Крепление и отверстие под горелку на фронтовой плите производится под выбранную заказчиком горелку. Газовые водогрейные котлы могут работать с различными видами горелочных устройств, как импортного, так и отечественного производства. Для этого на фронтальной плите делают отверстия и крепления под нужную горелку.

Классификация устройств на газовом топливе

По назначению водогрейные газовые котлы разделяют на две крупных категории:

  • Промышленные устройства, для которых характерна высокая мощность. В роли теплоносителя в них используется пар;
  • Котлы бытовые, обладающие мощностью, необходимой для отопления помещений определенной площади, однако она значительно меньше, чем у промышленных.
Читайте также:  Разводка отопления по полу в новостройке, стоимость работ в Москве

По исполнению агрегаты делятся на:

По температурному уровню теплоносителя:

  • Низкотемпературные, температура до 115 °С. Низкотемпературный режим работы считается самым экономичным, но предъявляет высокие требования к материалу, который использовался для изготовления котла.Воздействие низких температур в котле может способствовать кратковременному образованию на его поверхностях конденсата, который оказывает негативное влияние на поверхности, контактирующие с продуктами сгорания.
  • Котлы на перегретой воде.

Впервые на российском рынке — электрический настенный отопительный котел от Vaillant!

Электрические котлы галант, читайте здесь.

Современные настенные котлы бывают:

  • двухконтурными – для отопления и горячего водоснабжения;
  • одноконтурными – только для отопления.

С учетом системы подачи воздуха отопительное оборудование бывают с закрытой камерой сгорания (воздух, требуемый для поддержания горения, берется снаружи), и с открытой камерой (используется воздух из помещения).

Все настенные газовые котлы в миниатюре обладают всеми элементами котельной, включая насос, системы отвода продуктов сгорания, безопасности и автоматического управления, расширительный бак и т.д.

Промышленное отопительное оборудование

Промышленные газовые водогрейные котлы, благодаря постоянной модернизации, обладают следующими преимуществами:

  • Значительно увеличился срок безремонтной эксплуатации.
  • Существенно сократились эксплуатационные расходы на текущее обслуживание котельного оборудования.
  • Увеличилась производительность работы оборудования.
  • Повысилась экономичность котельного оборудования, благодаря возможности автоматического контроля и регулировки нагрузки устройства согласно температуре воздуха.
  • Значительно повысилась надежность промышленного котла.
  • Имеются комфортные условия для работы оператора за счет инновационной автоматики, которая выполнена на базе микропроцессорных схем.
Марка котла КВаКВа
0,4
КВа
0,5
КВа
0,6
КВа
0,8
КВа
1,0
КВа
1,1
Теплопроизводительность, МВт(Гкал/ч)0,4
(0,34)
0,5
(0,43)
0,6
(0,5)
0,8
(0,7)
1,0
(0,86)
1,1
(0,95)
КПД котла, не менее, %919191919191
Температура уходящих газовне более 220 0 С
Длина, мм250028002800285034003400
Ширина, мм120013001400180018001800
Высота, мм190018001900195019501950

Безопасность использования

Применять водогрейные промышленные газовые котлы не только удобно, но еще и безопасно. Имеются определенные ограничения, которые стоит отнести к условиям эксплуатации приборов, они отражены в нормативных документах.

При их соблюдении, можно свести к минимуму риск появления опасных аварийных ситуаций, к примеру, таких как погасание газовой горелки и наполнение газом всего помещения.

Выделяют основные причины, способствующие возникновению опасных ситуаций:

  1. Непропорциональность нормативного давления и давления в системе подачи, которое позволяет оборудованию функционировать в рабочем режиме.
  2. Отключение напряжения, необходимого для нормальной работы прибора в полную силу.
  3. Отсутствие тяги в дымоходе.

Для того, чтобы исключить подобные проблемы, производители оснащают все выпускаемые модели оборудования специальными защитными системами.

Настенные электрические котлы Protherm – это альтернатива газовому отоплению с целым рядом неоспоримых преимуществ!

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

По мнению специалистов, лучше приобретать приборы, которые оснащены системой самодиагностики, термостатами (не допускающими излишнего нагревания воды), системами, устраняющими блокировку насосов, контролером (при помощи которого можно определить интенсивность пламени).

Наличие каждой дополнительной опции увеличивает стоимость установки, но, при этом, она обеспечивает дополнительную безопасность использования прибора.

Водогрейные котлы на газовом топливе – это автономность, эффективность и функциональность. Кроме этого, данное оборудование характеризуется высокой долговечностью, превосходным дизайном и удобной системой управления.

Как устроены промышленные газовые котлы большой мощности

Виды промышленных котлов, работающих на газе

Газовые промышленные котлы отопления, изготавливают ведущие европейские и отечественные производители. На данный момент, выпускаются полностью укомплектованные модульные котельные, а также, отдельно стоящее отопительное оборудование.

Водогрейные котлы на газе

Принцип работы промышленного водогрейного котла, практически ничем не отличается от бытового отопительного оборудования. Разница заключается в большей мощности, достигающей нескольких мВт.

Паровые газовые котлы

Паровое котельное оборудование, работает в условиях высокой температуры теплоносителя. Нагрев осуществляется в два этапа:

  • Теплоноситель нагревается до температуры, свыше 100°С. Достигнув точки кипения, жидкость становится паром, после чего, отправляется в сепаратор, где частички влаги удаляются.
  • Сухой пар направляется на повторный подогрев. Температура пара доходит до необходимых показателей.

Паровые газовые котлы высокого давления, выполняют сразу несколько важных функций:

  • Нагревают теплоноситель для системы отопления.
  • Продуцируют пар для производства.

Для большей теплоэффективности, в котельном оборудовании используется рециркуляция дымовых газов. Нагретые воздушные массы направляются не сразу в дымовой канал, а повторно посылаются в теплообменник.

Классификация паровых котлов включает в себя несколько моделей:

  • Жаротрубный паровой котел на газовом топливе – устаревший тип с низким КПД. Газообразные разогретые продукты сгорания, циркулируют по множеству трубок, расположенных внутри корпуса. Жаровые трубы окружает теплоноситель системы отопления. Производительность оборудования, ограничена 360 кВт. Пар подается под давлением, равным приблизительно 1 Мпа.
  • Водотрубный паровой отопительный агрегат – в данной конструкции, пар окружает трубы, по которым циркулирует теплоноситель, что обеспечивает высокую теплоотдачу и производительность.
    Недостаток решения – необходимость в слаженной работе многоуровневой системы безопасности. Сердцевиной котла является поперечный или продольный барабан, установленный горизонтально или вертикально.

Устройство промышленного котла, работающего на газе

Отличия затронули топочную камеру, автоматику, а также устройство газового горелочного устройства. Благодаря особенностям конструкции, помимо нагрева теплоносителя, продуцируется большое количество горячего пара, используемого в различных сферах производства.

Устройство топочной камеры

Данный принцип работы отличает все паровые котлы. Конструкционные отличия заключаются в принципе подогрева теплоносителя. В жаротрубных моделях, внутри теплообменника расположены трубки, по которым циркулирует нагретый дым. В водотрубных котлах, наоборот, горячий воздух окружает трубы с циркулирующим теплоносителем.

Автоматика промышленных котлов

В промышленных котлах, предусмотрено автоматическое регулирование работы, обеспечивающее безопасность эксплуатации. За работой котельной следит автоматика. Современное оборудование, оснащено микропроцессорными контроллерами и модуляционной горелкой, автоматически изменяющей производительность и подстраивающейся под необходимые параметры.

Безопасность эксплуатации обеспечивают следующие узлы:

  • Автоматика для подачи газа – работает в двух базовых режимах на сжигание магистрального и сжиженного газа, что очень удобно и позволяет попеременно использовать каждый вид топлива. Автоматика отслеживает, параметры давления газа и выключает работу котла при достижении максимально допустимых значений и показателей.
  • Автоматика безопасности – представляет целую многоуровневую систему, контролирующую подачу и давление газа, наличие пламени на горелочном устройстве, электророзжиг, параметры тяги, температуру нагрева теплоносителя и многое другое.
    В некоторых котлах, помимо прочего, предусмотрена система самодиагностики, проверяющая работоспособность оборудования и сохраняющая результаты проверок в базе данных контролирующего процессора.

Типы газовых горелок

Правила промышленной безопасности газовых котлов

Любое газовое оборудование – потенциально опасно. Котельная имеет класс взрывоопасности, В1-В4. По этой причине, к установке теплогенератора, работающего на сжиженном или магистральном газе, предъявляются высокие требования, описанные в СНиП и ППБ. Ввод котельной в эксплуатацию, происходит только после инспекции представителя Газнадзора.

Существуют несколько требований, отдельно оговаривающих промышленное использование газового отопительного теплогенератора:

  • Обслуживание промышленных отопительных котлов, осуществляется дважды в году: в начале и после окончания отопительного сезона.
  • Паровые котлы чувствительны к качеству воды. Накипь, при высоких температурах горения газа, может стать причиной возникновения аварийной ситуации. Подключение системы водоподготовки и фильтра для умягчения воды, непременное условие ввода котла в эксплуатацию.
  • В котельной предусматривают систему пожарной сигнализации, детекторов утечки угарного газа, индивидуальные средства защиты и пожаротушения.
  • К контролю работы котельного оборудования, допускаются специально обученные специалисты с необходимым допуском.

Устройство, схема и использование газовых паровых котлов

Для организации полноценного производственно-технологического процесса на различных предприятиях во всех отраслях экономики используется мощнейшее оборудование для создания промышленного пара — газовые паровые котлы, которые различаются по своей конструкции, мощности и габаритах.

Общие сведения

Сегодня паровые котлы приобрели большую популярность как в большой промышленности, так и в мелкой, то есть для домашнего потребления. Паровые котлы малой мощности могут приобретаться в специализированных магазинах или изготавливаться своими силами, базируясь на определенных знаниях. Изготовление котла своими руками требует от проектировщика определенного багажа знаний, правильно орудуя которым можно создать рациональную отопительную систему в помещении, которая будет отлично работать на обогрев дома, подогрев воды.

Котел ДКВР

Примышленный паровой газовый котел – это устройство, главной задачей которого является генерация насыщенного пара, используя нагрев теплоносителя тепловой энергией, которая выделяется в процессе сгорания топлива. Для производства пара в газовом оборудовании используется магистральный или сжиженный газ из резервуаров-накопителей.

Читайте также:  Влагопоглощающие таблетки — обзор производителей и какие лучше выбрать

Промышленный газовый паровой котел представляет собой сложную конструкцию, состоящую из механических компонентов, то есть рабочих узлов, и элементов электроники. В состав такого агрегата входят несколько основных элементов:

  • Каркас. Представляет собой основу всего котла, к которой крепятся все составляющие элементы и узлы оборудования.
  • Топка. В ней происходит сжигание газа.
  • Электронное оборудование. В состав такого оборудования входят различного рода переключатели, сигнализаторы, экономайзеры, сигнальные вещатели, приборы для измерения и индикации, которые обладают высокой точностью.
  • Датчик давления. Определяет уровень давления внутри котла.
  • Электронасосы встроенные. Основным их предназначением является подача жидкости в котел.
  • Емкость для воды и др.

Цена котлов различного предназначения полностью зависит от производителя, типа котла и характеристик.

Конструктивные особенности

Газотрубные паровые котлы – это установки высокого давления, в которых номинальная мощность достигает 360 кВт с оптимальным давлением до 1 МПа. В случае превышения таких показателей может произойти взрыв парового котла, что приведет за собой выброс горячего пара в помещение. Сегодня котлы с такой конструкцией практически не применяются на производствах. Их заменили более мощные и надежные агрегаты – водотрубные модели.

Конструктивными особенностями водотрубного газового парового котла является подача технической воды в трубки, вдоль которых с внешней стороны циркулируют продукты сгорания природного газа высокой температуры. Такой прямоточный тип котлов отличается от своих предшественников высокой производительностью, безопасностью и длительным межремонтным периодом.

Если проводить сравнительный анализ между газотрубными и водотрубными котлами, то следует отметить достоинство последних в:

  • наличии более сложной конструкции, которая состоит из множества мелких деталей и рабочих узлов;
  • осуществлении ремонтных работ, в которые входят и продувка системы, только после абсолютного охлаждения оборудования.

На современном рынке промышленной техники различают несколько групп водотрубных газовых котлов:

  • горизонтальные установки с поперечным/продольным барабаном.
  • вертикальные установки с одним или несколькими паровыми барабанами.
  • вертикальные котлы с поперечным/продольным барабаном.
  • котлы, работа которых происходит в комбинированном исполнении.

Горизонтальное крепление парового котла предполагает наличие коллекторов в нем, которые соединяются с барабанами навесными. В вертикальных котлах крепление барабанов осуществлено на разных уровнях.

Промышленный паровой газовый котел вертикального исполнения применяется для создания небольших объемов пара, что обусловлено небольшими габаритами и весом. Для получения пара больших объемов с высоким уровнем внутреннего давления используют горизонтальные котельные агрегаты, которые оснащены специальной автоматикой и системами безопасности.

Следует заметить, что на сегодня одной из лидирующих компаний по производству котельных установок является компания VIESSMANN, качество и долговечность которых подтверждена не только словом, но и временем.

Котлы серии ДКВР, и их достоинства

Паровые котлы ДКВР – это двухбарабанные, вертикально-водотрубные агрегаты с экранированной топочной камерой и конвективным пучком труб, установку которых утверждает ГОСТ. Для осуществления осмотра барабанов и находящихся в них устройствах, чистки труб на задних днищах котлов находятся лазы. Основными преимуществами парового котла ДКВР по сравнению с иными моделями являются:

  • Большой диапазон регулирования производительностью.
  • Возможность использования различных видов топлива.
  • Наличие разборной конструкции дает возможность осуществлять установку и подключение оборудования в кротчайшие сроки без сноса стен в помещении.
  • Высокий КПД.
  • Низкая стоимость обслуживания и ремонта. Для осуществления ремонта такой марки котлов можно вызвать частного или сервисного мастера.

Критерии выбора оборудования

На сегодняшний день промышленный рынок котельной техники является достаточно обширным. Каждая моделей газовых паровых котлов имеет свои как внешние, так и внутренние отличия, которые заключаются в конструкции основных узлов, мощности и давлении пара.

Выбирая паровое котельное оборудование, в котором природный газ используется в качестве топлива, необходимо учитывать следующие факторы:

  • Производительность. Идеально подобранное оборудование всегда производит пар в необходимом количестве, без переизбытка или дефицита, для осуществления правильного технологического процесса отопления, вентиляции.
  • Номинальная мощность.
  • Габариты установки. Являются важным критерием на момент проектирования котельного здания и осуществления монтажа в помещении. Прилагающаяся схема работы всегда несет в себе информацию о размерах и особенностях конструкции.
  • Конструктивные особенности котлов. Особенность нагрева теплоносителя оказывает влияние на производительность самого оборудования и максимальное давление насыщенного пара.
  • Тип инсталляции. Установка оборудования в горизонтальном или вертикальном положении.

Следует отметить, что еще на этапе выбора и определения типа котельного оборудования необходимо ознакомиться со спецификой работы оборудования, тщательно подготовить рабочее место для установки и провести инструктаж рабочего персонала.

Принцип работы

Основной принцип работы газовых паровых котлов базируется на надувной топке, в которую попадает газ и подкачивается воздух для поддержания самого процесса горения. Горда температура в топке достигает 1900 С происходит сжигание магистрального газа. После чего продукты сгорания направляются в конвекторную шахту, в которой температурные показатели значительно меньше и остаточное тепло поглощается топочными экранами. В результате прохождения пути по системам дымоходов газы получают оптимальную температуру 100 С и направляются на обогрев жидкости.

Принцип работы отопительного прибора

Газовые водотрубные котлы благодаря жаропрочным теплообменникам обеспечивается нагрев воды до температуры кипения мгновенно. В результате таких действий агрегат образует пар, который в дальнейшем нагревается и обсушивается. Образование пара осуществляется в отдельных встроенных агрегатах, а его нагрев до максимальной температуры и осушение происходит в теплообменнике, который находиться в самой топке газового парового котла.

По аналогичному принципу работает и газотрубный газовый котел. Исключением является лишь конструктивная особенность, которая заключается в омывании водой системы труб, наполненных горячим газом, и образовании горячего пара.

Области применения

Газовый паровой котел является незаменимым агрегатом на различного рода объектах, где востребованность в насыщенном паре может быть порционной или постоянной. Наиболее важными факторами, которые делают паровой котел незаменимым являются: неограниченное количество запусков оборудования, скорый нагрев теплоносителя, то есть выход в полный рабочий режим.

Паровые котлы, непрерывная работа которых осуществляется за счет магистрального или сжиженного газа, получили широкое применение во всех сегментах деятельности человека:

  • легкой промышленности;
  • производстве колбасных, рыбных и мясоперерабатывающих цехах;
  • производстве пива;
  • хлебопекарное и кондитерское производство;
  • изготовление ЖБИ различных конструкций;
  • осуществлении дезинфекции и обработки всех поверхностей, оборудования в пищевой, фармацевтической, бумажно-целлюлозной и нефтеперерабатывающей промышленностях;
  • проведении обработки и обеззараживания зерна внутри элеваторных хранилищ;
  • производстве металлопроката и комбинатах по переработке/обогащению руды и так далее.

Котельное оборудование сегодня занимает одно из лидирующих мест по востребованности для реализации отопления на производственных и административных территориях, обеспечения технологического процесса. Применение парового котла промышленного образца при правильном подборе относительно производительности, потребляемой мощности, учете специфики объекта является повсеместным.

Обзор современных промышленных газовых котлов

Любое промышленное предприятие, независимо от его профиля и размеров, нуждается в тепле для обогрева производственных площадей. Больше того, многие технологические процессы зависят от наличия тепловой энергии, для вырабатывания которой традиционно применяются промышленные газовые котлы. Тепловая энергия поступает на производство в двух видах: горячая вода или пар.

Классификация промышленных котельных установок

Тепловые генераторы для нужд промышленных предприятий можно условно разделить на такие группы:

  1. Водогрейные агрегаты малой мощности (до 500 кВт) для обслуживания небольших производств. Сюда же следует отнести и конденсационные котлы с высоким КПД (до 96%).
  2. Теплогенераторы средней мощности (до 2 МВт). Применяются в небольших городских котельных и для нужд децентрализованного теплоснабжения предприятий.
  3. Газовые установки большой мощности (до 20 МВт и более), снабжающие теплом целые городские районы и крупные промышленные объекты.
  4. Парогенераторные установки для производства сухого и насыщенного пара на технологические нужды средних и крупных производств.
  5. Газовые когенерационные агрегаты, вырабатывающие в последовательном режиме тепловую и электрическую энергию.

Невзирая на большую производительность промышленных котлов, принцип их действия мало чем отличается от бытовых водогрейных агрегатов. Они оборудованы камерой сгорания и газогорелочным устройством, которые являются основными элементами технологического процесса. Теплота сжигания природного газа передается теплоносителю посредством теплообменников различных конструкций. По способу теплопередачи последние делятся на водотрубные и жаротрубные.

В водотрубном теплообменнике вода циркулирует внутри металлических труб, а продукты горения топлива движутся сквозь пучки этих трубопроводов. При этом тепловая энергия дымовых газов передается теплоносителю, после чего они выходят наружу. В жаротрубных агрегатах среды, участвующие в процессе обмена теплотой, расположены наоборот. В трубах (газоходах) движутся раскаленные газы, а сами газоходы погружены котловой бак с водой.

Движение продуктов горения через теплообменник во всех промышленных теплогенераторах – принудительное, обеспечивается тремя способами:

  • С помощью дутьевых машин (вентиляторов), нагнетающих воздух в топку.
  • Вентилятором, установленным на выходе газовоздушного тракта, — дымососом.
  • Комбинированным способом, в этом случае газовый агрегат снабжен обоими видами вентиляторов.
Читайте также:  Кирпичная печь для дома своими руками: пошаговая инструкция с фото

Устройство и принцип работы

Агрегаты малой мощности, как правило, обеспечивают отопление небольших производственных зданий и цехов. Они снабжаются горелочными устройствами стержневого типа, представляющие собой несколько параллельных стержней с множеством отверстий для выхода топливовоздушной смеси. Смешивание топлива с воздухом частично происходит внутри стержней, другая часть воздуха подается прямо в топку. Пламя распространяется по всей площади равномерно, раскаленные газы от него поднимаются и нагревают водотрубный теплообменник, выполненный из чугуна или стали. Такие теплогенераторы считаются низкотемпературными, поскольку теплоноситель в них нагревается до максимальной температуры 90 ºС.

Стержневыми горелками оборудуются агрегаты мощностью до 100 кВт, в более мощных установках используются газогорелочные устройства факельного типа. Их отличие в том, что вся конструкция вместе с вентилятором вынесена наружу, на фронтальную панель котла. Внутри находится только сопло, из которого на все пространство камеры сгорания распространяется факел пламени.

Пламя горелки прогревает водяную рубашку агрегата напрямую, а отходящие продукты сжигания попадают в газоходы жаротрубного теплообменника. Сама камера сгорания изготавливается круглого сечения с гофрированными стенками, придающими топке дополнительную прочность. Перед тем как выйти в канал дымохода, разогретые газы могут 2 или 3 раза совершить путь по газоходам в противоположных направлениях, активно передавая тепло водяной рубашке. Соответственно, котел для отопления подобной конструкции считается двухходовым или трехходовым и способен разогревать воду до температуры 115 ºС или производить пар, поэтому является высокотемпературным.

Жаротрубные и водотрубные теплообменники имеют свои достоинства и недостатки, при этом одинаково успешно применяются в промышленном теплосиловом оборудовании. На вопрос, – какой тип теплообменника лучше, нет однозначного ответа, все зависит от каждого отдельно взятого случая.

Например, промышленный газовый котел Ferroli, мощность которого достигает 8 МВт при давлении теплоносителя до 10 Бар, традиционно изготавливается жаротрубной конструкции с тремя ходами газов. Изделия этого производителя превосходно зарекомендовали себя эффективной и надежной работой на различных предприятиях по всему миру. В то же время множество других итальянских производителей предлагают парогенерирующие установки с водотрубными теплообменниками, обладающими большой производительностью.

В целях повышения КПД теплосиловых установок для отбора тепловой энергии отходящих газов в котельных промышленных предприятий применяются дополнительные устройства – экономайзеры. Как правило, они поставляются производителем комплектно с теплосиловым оборудованием. Например, экономайзеры промышленных газовых котлов Viessmann Vitomax 200HS Тип М237 встроены в конструкцию самого агрегата. По сути, это еще одно жаротрубное устройство, находящееся в самом конце тракта и значительно понижающие температуру дымовых газов. За счет этого КПД установки возрастает на 3—6%, что при больших потребляемых объемах природного газа является значительной экономией.

Заключение

Современные газовые котлы для отопления промышленных зданий и сооружений – это сложные и высокотехнологичные устройства. Эффективность их работы лежит в пределах 83—96% в зависимости от технологического процесса и режима работы. Такие значения КПД показывает теплосиловое оборудование ведущих зарубежных производителей.

Промышленные газовые котлы отопления: принцип работы и особенности устройства

Бытовые и промышленные газовые котлы отопления набирают популярность с каждым днем, так как конструкция и технические параметры устройств позволяют поддерживать оптимальную температуру и создавать микроклимат, необходимый для проживания или работы, а также хранения товаров, если речь идет о производстве. Повышенный спрос на подобные агрегаты объясняется не только хорошими показателями механики, но и экономичностью потребления ресурсов, будь то газ или иные виды топлива. Установка промышленного котла на предприятии позволит значительно экономить средства, поскольку расход будет низкий, а кпд, наоборот.

Выбор в пользу котлов объясняется следующими факторами:

  • обогревом больших помещений;
  • равномерностью показателей температуры;
  • возможностью поддержания этих значений длительное время;
  • экономичностью расходования ресурсов;
  • способностью получать не только тепловую энергию, но и горячую воду.

Важно помнить, что агрегаты подразделяются на бытовые и промышленные, поэтому необходимо уточнять тип устройства заранее, до момента приобретения, чтобы избежать нюансов.

Если котел предназначен для использования на предприятиях, то его основная задача – потребление большого количества топлива и преобразование его в тепловую энергию в больших объемах. Для того чтобы справляться с большими нагрузками они имеют более сложное устройство, чем агрегаты, предназначенные для бытовых нужд.

Кроме того они практичны в потреблении и переработки газа.

Промышленные котлы: особенности и предназначение

Промышленные котлы могут работать от разных видов топлива:

  • на газе;
  • электричестве;
  • жидком топливе;
  • твердом топливе.

Существуют также агрегаты, способные комбинировать потребляемое топливо – работать. Например, на газе и электричестве, что снижает их зависимость от наличия того или иного источника питания. Важно помнить, что электрокотлы могут быть использованы в качестве самостоятельного источника отопления, только лишь на небольших площадях или в качестве резерва, так как этот вид топлива считается одним из самых дорогих.

Предназначение и работа котлов промышленного типа основана на концентрации и распределении большого количества тепловой энергии, которая расходуется на отопление и нагрев воды. Природный газ считается одним из самых дешевых видов топлива, поэтому газовые котлы и комбинированные варианты с дополнительным питанием от электричества использую чаще других.

Котлы, предназначенные для дома и предприятий, имеют примерно одинаковое устройство и по функционалу отличаются незначительно, но показатели мощности и кпд являются показателями, которые и определяют их принадлежность.

Устройство котлов для промышленного использования:

  • горелка;
  • теплообменник, произведенный из меди.

Классификация промышленных котлов включает навесные и стационарные варианты. Каждый из них выполняет функции отопления и снабжения горячей водой. Навесные модели делятся на одноконтурные и двухконтурные, предназначенные, как и бытовые варианты для выполнения задач по поддержанию оптимальной температуры (одноконтурные), а также для водоснабжения (двухконтурные). Некоторые газовые котлы с двухконтурным устройством дополнительно имеют бойлеры, которые нагревают воду в круглосуточном режиме.

Основные элементы промышленных устройств включают в себя также детали, позволяющие вырабатывать пар. У стационарных котлов, использующих в качестве топлива природный газ, отмечается наличие специальных элементов, позволяющих применять их для бесперебойного отопления в системах с определенными техническими требованиями. Что касается отличий одних моделей от других, то основными являются показатели мощности, объема, функций, составных частей. Соответственно, они имеют разную техническую производительность.

Виды и принцип работы котлов

Отличия агрегатов и, соответственно, способа выполнения поставленных задач сводится к тому, какое устройство установлено в той или иной модели – паровое или водонагревательное. Последние разновидности установок используются для отопления производственных помещений чаще. Они могут быть рассмотрены, как небольшие котельные, оборудованные газовой и другими элементами, среди которых:

Современные модели дополнительно снабжены надежной системой безопасности. Принцип работы промышленного котла – вода нагревается, находясь под большим давлением. Важно отметить, что она не закипает, но постоянно движется. Газовое оборудование легче и надежнее в эксплуатации. Также эти агрегаты оснащаются электронными датчиками контроля, поэтому в случае прекращения подачи газа, происходит отключение системы.

В большинстве случаев газовые устройства вмонтированы в котельные. Контрольно-измерительные устройства и датчики изначально входят в комплектацию с агрегатом, поэтому дополнительно приобретать и монтировать ничего не потребуется.

Преимущества выбора водогрейных котлов состоят в следующем:

  • высокий КПД, отдача тепловой энергии превышает чаще всего ее потребление;
  • движение газа осуществляется по специальным магистралям под определенным давлением;
  • контроль за работой системы осуществляется регуляторами и датчиками;
  • устройства компактны;
  • доступны по стоимости;
  • экономичны.

Кроме того, выбрать подобные котлы следует тем, кто не хочет зависеть от электричества.

Требуется учитывать некоторые нюансы, которые могут возникать во время эксплуатации промышленных котлов:

  • затухание газовой горелки
  • прекращение подачи топлива.

В первом случае необходимо проверить не отключено ли напряжение, кроме того, важно обратить внимание на тягу – она может быть остановлена. Для того чтобы избежать подобных неприятностей, требуется произвести монтаж систем безопасности в помещении, где установлен котел. Также в некоторых современных промышленных котлах имеются системы самодиагностики, снабженные термостатами, чья главная функция — защищать от перегрева воды, от блокировки насосов, контролером, регулировать интенсивность зажженного в горелке пламени. Кроме этих неоспоримых преимуществ, существует важная функция — защитная система от накипи.

Ссылка на основную публикацию