VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Котельные установки малой мощности используются в основном для теплоснабжения жилых кварталов и микрорайонов. Оборудование и тепловые схемы этих котельных чрезвычайно разнообразны. Используется обширный ассортимент котлов – от устаревших чугунных и стальных секционных до современных жаротрубных. Различны и тепловые схемы котельных. На смену одноконтурным приходят более эффективные двухконтурные схемы обвязки оборудования котельных.

Рассмотрим преимущества и недостатки основного оборудования и тепловых схем котельных малой мощности на примере двух котельных № 58 (рис. 1) и №26 (рис. 2) г. Дзержинска.

Рис.1. Фрагмент котельной № 58 Рис. 2. Фрагмент котельной № 26

Котельная №58 оснащена 12-ю секционными котлами НР-18 (рис.1). Котлы предназначены для работы на твердом, жидком и газообразном видах топлива с применением искусственного дутья. НР – 18 предназначены для нагрева воды до температуры не выше 115 С.

Котел собирается из прямых или изогнутых сваренных труб и состоит из двух пакетов, которые имеют разную длину из за мощности котла. Пакеты котла свариваются из отдельных секций, каждая из которых состоит из трёх вертикальных стальных бесшовных труб диаметром 89 мм. Вертикальные трубы ввариваются внизу и вверху в горизонтальные коллекторы, трубы которых выполняются из стальных бесшовных труб диаметром 108 мм. Внутренний ряд труб отделен от двух других рядов вертикальной перегородкой из огнеупорного кирпича, образующей радиационную (боковые экраны) и конвективную части котла.

Из топочной камеры высокотемпературные продукты сгорания через проем переходят в конвективную часть котла. Опускаясь вниз по конвективной части, продукты сгорания охлаждаются, поступают в газоход и далее - в дымовую трубу.

Секционный котел НР-18 применяется в основном в одноконтурных тепловых схемах. В этих схемах, в котлах и тепловой сети циркулирует один и тот же теплоноситель – сетевая вода.

В настоящее время наряду с одноконтурными получили распространение двухконтурные тепловые схемы котельных.

Преимуществом данных схем является тот факт, что исходная вода, прошедшая очистку, циркулирует по контуру котел - пластинчатый теплообменник, то есть не изменяется ее химический состав. Такая схема защищает котел от негативного воздействия теплоносителя сетевого контура, часто несоответствующего нормативам, загрязненного вследствие аварий на тепловых сетях.

В последние годы на рынке котельной продукции появились жаротрубно-газотрубные водогрейные котлы. Первый опыт их эксплуатации с одноконтурной схемой котельной оказался негативным. Ввиду низкого качества сетевой воды, отсутствия или нерабочего состояния водоподготовки на коммунальных отопительных котельных значительное количество новых жаротрубных котлов очень быстро вышло из строя из-за отложения накипи на трубах, трубных досках и скопления шлама в нижней части корпуса котла. Причина более высокой аварийности жаротрубных котлов при работе на жесткой и загрязненной сетевой воде, по сравнению с водотрубными и чугунно-секционными котлами, очевидна – это низкая скорость воды в межтрубном пространстве (естественная циркуляция), наличие застойных зон. При отсутствии налаженного химического контроля загрязнение поверхности нагрева водотрубного котла можно обнаружить по увеличению гидравлического сопротивления, жаротрубного - только путем вскрытия и визуального осмотра [1]. Возникла объективная необходимость использования двухконтурной схемы в котельных, оснащенных жаротрубными котлами

Рассмотрим оборудование котельной № 26 (рис.2). Котельная оснащена 2-мя котлами водогрейными КВГ-4-115Н - автоматизированными жаротрубно-газотрубными с трехходовым движением газов.

В состав котлоагрегата входят: котел, газовая горелка ГГВ-МГП-350, система автоматического управления и защиты КСУ-МИКРО, дутьевой вентилятор, а так же арматура и контрольно-измерительные приборы.

Трубная система котла, расположенная внутри корпуса, состоит из гладкой жаровой трубы внутренним диаметром 800 мм с толщиной стенки 12 мм, поворотной камеры, двухходового по газам трубного пучка конвективных поверхностей нагрева. Поворотная камера расположена внутри корпуса и направляет дымовые газы из жаровой трубы в первый конвективный пучок дымогарных труб (второй газоход). В верхних частях фронтальной и задней поворотных камер находятся взрывные клапана.

Рассмотрены варианты использования оборудования для создания двухконтурных технологических схем котельных с жаротрубно-газотрубными котлами. Установлено, что функцию гидравлического разделения контуров выполняют пластинчатые теплообменники отопления и ГВС фирм Аlfa Laval, «Машимпекс», «Ридан» (2 шт. по 50% производительности каждый). Расчетный температурный график: 95/70 C – по сетевому контуру отопления, 110/80 C – по котловому контуру.

В качестве сетевых насосов контура отопления преимущественно применяют отечественные агрегаты 1Д315, 1Д500 производства «Ливгидромаш». Насосы котловые, подпиточные и ГВС – фирмы Grundfoss. Насосы с переменной производительностью (подпиточные и ГВС) оснащены частотно-регулируемыми приводами.

Испытания котельных с жаротрубно-газотрубными котлами показали преимущества использования двухконтурной тепловой схемы.

Литература

1. Жаднов О.В. Опыт оптимальной организации водно-химического режима отопительных котельных малой и средней мощности // «Новости теплоснабжения». № 5.- 2007.

2. Жидилов К.А., Сергеенко Н.М., Хряпченков А.С., Язовцев В.В. Автономные системы теплоснабжения с двухконтурными котлами: монография / К.А. Жидилов и др.; под общ. ред. А.С. Хряпченкова; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева.- Нижний Новгород, 2011.-82с.