Класична котельня для виробництв: система опалення з водогрійними котлами та комунальних господарств.

Незважаючи на нововведення в теплоенергетиці, багато котелень розгортаються на основі класичних теплових схем. Вони надійні, ефективні, мають на увазі роботу у всіх ненормованих режимах і добре себе показали на практиці. Саме такі схеми опалення піддаються простому апгрейту. Найчастіше в них доповнюють системами автоматизації. Але застосовувана теплова схема для промислових котелень залишається класичною. Саме про такий традиційний проект йтиметься зараз у нашому огляді. Класична котельня для виробництв може бути реалізована таким чином або бути виконана на основі сучасного компактного рішення, як це реалізується з котлоагрегатами ФОКУС. Про нього ми розповідаємо додатково.

Кілька слів про теплові схеми.

Першим, чому навчають студентів-теплоенергетиків, є вміння читати теплові схеми. Ми вже наводили умовні позначення, що найбільш використовуються, до них можна перейти за посиланням наприкінці статті. Але їх також можна знайти у відповідних українських стандартах, використання яких рекомендовано в інструкції до котлам ФОКУС. Багато фахівців, які не мають фундаментальної освіти не в курсі справи, що, крім значків і символів, що позначають вузли, діють ще й правила, що спрощують читання схем.

Як читати теплові схеми.

Щоб проекти читалися усіма без винятку фахівцями, діють свої вимоги до розташування елементів на кресленні. У верхній частині проекту розташовуються водогрійні котли, зліва - деаератори, внизу - насоси (рециркуляційні і ще нижче мережеві). Під деаераторами поміщають теплообмінні контури, а також баки з водою, підживлювальні контури з насосами, дренаж і продувний колодязь, якщо він передбачений системою. Відповідно, теплові схеми котелень - це не одне й те ж, що і схеми опалення приватних будинків. Як мінімум, вони розділені по процесам.

Багато новачків, які читають ці рядки про складові класичної котельні, можуть відчути себе невпевнено від поставленого завдання. Особливо, коли йдеться про розгортання виробничої котельні. Але якщо ви перебуваєте на нашому сайті:

• по-перше, вас цікавлять компактні котлоагрегати напівпромислового класу;
• по-друге, наші фахівці можуть надати допомогу і в проектуванні виробничої та комунальної котельні потужністю до 2,2 МВт на їх базі.

У сучасній котельні завдяки арматурі, автоматиці комплектація дещо простіше, ніж в описуваному класичному випадку. Проте, як саме розгортається стандартна котельня по виробничим стандартам, буде цікаво знати навіть неспеціалістам.

Схема котельні та її функціональність.

Теплова схема котельні з водогрійними котлами: 1 - водогрійний котел; 2 - мережевий насос; 3 - насос сирої води; 4 - підігрівач сирої води; 5 - хімводоочищення; 6 - підживлюючий насос; 7 - бак деаерірованной води; 8 - охолоджувач деаерірованной води; 9 - підігрівач хімічно очищеної води; 10 - деаератор; 11 - охолоджувач випару; 12 - рециркуляционний насос.

У загальному випадку робота такої опалювальної котельні проходить за наступним процесу. Вода по «звернені» (зворотний тепловий контур) надходить у мережевий насос 2 під невеликим напором. Так як мова йде про промислову або комунальній системі опалення, яка характеризується великою довжиною тепломереж, то мається на увазі витік або природне випаровування теплоносія. До насоса 2 підводиться вода з підживлювального насоса, що компенсує коливання обсягу теплоносія. На насос 2 подається і гаряча вода, тепло якої вже використано в теплообмінниках 9 і 4 для водопідготовки очищеної та сирої води.

У систему введено рециркуляційнийй насос 12. З його допомогою знижуються корозійні ефекти у системі. Цей же насос подає по рециркуляційній лінії теплоносій до споживачів тепла.

Режими роботи.

Система розрахована на роботу у декількох режимах, включаючи максимально зимовий. У всіх режимах, крім роботи при сильному морозі, частина води по «звернені» після насоса 2 подається в перепускний лінію, минаючи котел, і подає магістраль. Вона змішується з гарячим потоком та забезпечує нормативні теплові показники теплоносія.

Щоб уникнути сильного перепаду температур в системі, сира вода з насоса 3 подається на теплообмінник 4 для підігріву до температури 18-20 ºC. Потім відправляється на фільтрацію та очищення. Після цього підготовлений теплоносій підігрівається теплообмінними контурами 8,9 і 11, а після деаеріруеться в деаераторі. Звідси (з бака деаерірованний води 7) за допомогою підживлювального насосу 6 теплоносій подається в «звернені».

У більшості випадків, схема виробничої котельні, включаючи комунальні господарства, виконується простіше. Однак спрощення можна назвати об'єктивною необхідністю, а часто просто є бюджетним вимогою замовника. Очевидно, що така котельня може працювати у всіх непередбачених режимах, забезпечуючи споживачів безпечним теплом і зберігаючи безаварійний функціонал опалювального обладнання при будь-експлуатаційної ситуації.

Надійність і економічність котлоагрегатів та котельні в цілому.

Будь-який проект котельні на увазі вибір обладнання, що задовольняє набору вихідних умов, для проведення техніко-економічного обґрунтування. Важливою комплексною характеристикою залишається надійність та економічність. Ці параметри залежать від сталості витрати теплоносія і гарячої води для побутових потреб. При цьому є й специфічні вимоги, які часто ігноруються в домашніх котельних.

Класична котельня для виробництв є спеціалізованим пунктом обігріву, який повинен працювати навіть в критичних режимах. Наприклад, промислові котельні більш чутливі до корозії. Вона виникає при низькотемпературному водопостачанні і сернокислом контакті з продуктами згорання.

При спалювання палива з низьким вмістом сірки, вода в конвективний теплообмінник повинна подаватися з температурою не менше 60 ºС. При використанні малосернистого палива - подача теплоносія забезпечується з температурою не менше 70 ºС, а при високосірчистої паливі - 110 ºС. Для управління температурою подачі води у котел встановлюється на вході рециркуляційний насос.

На відміну від побутових котелень, промислове нагрівальне обладнання доповнюється вакуумними або атмосферними деараторами. Які функції несе цей вузол, буде розглянуто додатково. У компактних котелень він зустрічається досить рідко.

ГВП.

Гаряча водопідготовка в опалювальних контурах може відрізнятися за типом розміщення теплообмінників. У відкритих системах теплоносій може використовуватися і для гарячого водопостачання. У закритих системах ГВС забезпечується за допомогою вторинних теплообмінних контурів.

Відкриті системи більш вимогливі щодо обсягу підживлювальної води. Її потрібно забезпечувати в обсязі понад 20%. Цей обсяг води додатково треба очищати і деаеріровать, щоб не створювати потенційно аварійні ситуації в роботі котельні. Так як витрата нерівномірний протягом доби, то в комунальних системах для накопичення підігрітої води використовуються баки-акумулятори. З них в піки споживання вода подається споживачам за посиленим графіком.

У відкритих системах особлива увага приділяється якості води в ГВП, воно не повинно поступатися якістю питної води. Якщо підготовка гарячої води реалізується в місцевих теплообмінних контурах, то підключення здійснюється за такими схемами.

Схеми приєднання місцевих теплообмінників: а - паралельне; б - двоступенева послідовне; в - змішана схема включення

Класична котельня для виробництв: розрахунок теплової схеми водогрійної котельні.

Теплова схема водогрійної котельні розраховується на основі двох балансів: теплового та матеріального, що складається для кожного вузла системи. Коли відсутні переходи теплоносія між двома температурними режимами (гарячий і холодний), використовується наступне рівняння:

де G_ох, G_н - загальна витрата, відповідно, охолодження та нагрівання теплоносіїв, кг / с; c_ох, c_н - середня питома теплоємність двох видів теплоносіїв теплоносіїв, кДж / (кг · ° C); - відповідно, початкова і кінцева температури охолоджуваного теплоносія, ° C; - початкова і кінцева температури нагрівається теплоносія, ° C; η - ККД теплообмінника.

Розрахунок теплової схеми від попередньо запланованих показників не повинен давати значення більш ніж на 3% перевищують вихідні. Це допустима похибка. При перевищенні похибки теплова схема перевіряється на наявність помилок, а розрахунок повторюють, але класична котельня для виробництв повинна включати описані модулі.

Умовні позначення

Замовити проект котельні для виробництва