Водогрійні котли.

1.Котлом або котельною установкою називається пристрій, який призначений для одержання пари або нагріву води з тиском вище атмосферного, використовуваних за межами пристрою, використовується тепло, що виділяється при спалюванні палива, а також тепло відходячих газів.

Класифікація котлів.

Котли розрізняють за наступними ознаками:

- За призначенням – опалювальні, виробничо-опалювальні, енергетичні;

- За матеріалами конструкції – чавунні і сталеві;

- За характером теплоносія, що виробляється – парові і водогрійні;

- За аеродинамічним режимом топки – з розрідженням і наддувом;

- За переміщенням продуктів згоряння і води – газотрубні (жаротрубні і з димогарними трубами), в яких гази рухаються всередині труб; водотрубні, в яких вода або пароводяна суміш рухається всередині труб; водотрубно-газотрубні;

- За конструктивними особливостями – циліндричні, горизонтально-водотрубні, вертикально-водотрубні;

- За характером циркуляції робочого тіла – з природною або примусовою циркуляцією і прямоточні;

- За транспортабельністю – стаціонарні і пересувні.

Нагрів води в котельних, де встановлені тільки парові котли, проводять у водопідігрівачах (бойлерах) за рахунок тепла пари, що поступає з парових котлів.

Котел, в якому водопідігрівач розміщений в паровому просторі або включений в схему природної циркуляції води в котлі, називають котлом-бойлером.

Паровий або водогрійний котел, в якому в якості джерела тепла використовуються гарячі гази технологічного процесу, називають котлом-утилізатором.

По прийнятому в даний час маркуванню парові стаціонарні котли у відповідності зі схемою циркуляції в них теплоносія мають наступні позначення:

Е – з природною циркуляцією;

Еn – з природною циркуляцією і промисловим перегрівом пари;

ПР – з примусовою циркуляцією;

Пп – прямоточний із проміжним перегрівом пари;

Кп – з комбінованою циркуляцією і промисловим перегрівом пари.

До позначення котла додають:

- паропродуктивність, т/год;

- абсолютний тиск, кгс/см²;

- індекс топки (Г – газ, М – мазут), якщо топка під наддувом – буква н;

- перегрів пари показують в дужках.

Наприклад: Е–10–14Г; Е–25–14ГМ; Еn–16–14ГМ (250).

Водогрійні котли теплопродуктивністю 4 – 180 Гкал/год позначають буквами КВ. До позначення додають:

- вид спалюваного палива;

- теплопродуктивність, Гкал/год (МВт);

- температуру нагріву води (°С).

Наприклад: КВ–Г–6,5–150; КВ–ГМ–10–150.

Принципова схема котельної установки

До складу котла входять: топка, поверхні нагріву, пароперегрівач, економайзер, повітропідігрівач, каркас з драбинами і площадками для обслуговування, обмуровка, газоходи, арматура і гарнітура.

Топка призначена для спалювання в ній палива і передачі одержаного при цьому тепла теплоносію, що нагрівається, через поверхні нагріву, які покривають топку. З топки продукти згоряння поступають в газоходи котла, де проходить подальший теплообмін між димовими газами і теплоносієм, що нагрівається і проходить через конвективні поверхні нагріву.

Поверхні нагріву – елементи котла, в яких проходить передача тепла від факела і продуктів згоряння теплоносію (вода, пара). Розрізняють радіаційну поверхню, що отримує тепло в основному випромінюванням і конвективну поверхню, що отримує тепло в основному конвекцією. Площі поверхонь нагріву котлів вимірюють в м² газової сторони.

Радіаційними поверхнями є екрани, розміщені на стінках топки і огороджуючі ці стінки від дії високих температур. В залежності від розміщення в топці розрізняють фронтові, бокові, задні і стельові екрани. Двосвітними називають екрани у виді ряду труб, що розміщені в топочному просторі і обігріваються з двох сторін (котли ТВГ, КВ-Г).

Газоходи – канали, утворені обмуровкою котла, шамотними або чавунними перегородками і призначені для направлення продуктів згоряння палива і розміщення поверхонь нагріву.

Котельний пучок – група труб конвективної поверхні нагріву, вварених або ввальцованих в загальні колектори або барабани.

Внутрішня частина парового котла, що заповнена водою, називається водяним об'ємом, а частина, що наповнена парою, називається паровим об'ємом. Поверхня киплячої води у верхньому барабані називається дзеркалом випаровування. При роботі котла дзеркало випаровування не повинно виходити за межі встановлених верхнього і нижнього допустимих рівнів.

Пароперегрівач – пристрій (поверхня нагріву) для підвищення температури пари вище температури насичення, одержаної в паровому просторі при заданому тиску.

До хвостових поверхонь нагріву відносяться економайзер і повітропідігрівач, в яких використовується тепло відходячих димових газів.

Економайзер – пристрій для підігріву живильної води перед подачею її в барабан парового котла.

Повітропідігрівач – пристрій для підігріву повітря перед подачею його на пальники котла.

Каркас – металічна конструкція з колон, балок і зв’язків, що встановлені на фундаменті і призначені для з’єднання і підтримки елементів котла.

Обмуровка – зовнішнє захисне огородження котла.

Рисунок 2.1 – Приклад компоновки елементів котлоагрегату.

1 – газомазутний пальник; 2 – боковий екран; 3 – фронтовий екран; 4 – підвід газу; 5 – повітропровід; 6 – опускні труби; 7 – каркас; 8 – барабан котла; 9 – підвід води; 10 – вихід пари; 11- пароперегрівач; 12 – змійовиковий економайзер; 13 – газохід; 14 – трубчатий повітропідігрівач; 15 – задній екран.

2.Водогрійні котли призначені для нагрівання води до температури яка не перевищує 150 ⁰С, і тиском до 1,4 МПа. Водогрійні котли бувають чавунні і сталеві (в залежності від матеріалу виготовлення), секційні і блочні (збираються із окремих секцій або блоків), з примусовим або із природним рухом води. В основному водогрійні котли використовуються в опалювальних цілях. На даний момент для опалення великих будівель або комплексу будівель в основному використовуються блочні (модульні) котельні, які мають невелику потужність але високий ККД, що забезпечує велику кількість виробленої теплоти при відносно низьких витратах палива.