Котельное оборудование. Типы назначение и классификация котельных Назначение объекта котельная

Котельная - сооружение, в котором производится нагрев рабочего топлива (в основном, это вода) для систем отопления, пароснабжения и горячего водоснабжения, расположенное в одном техническом помещении. К котельной, с помощью паропроводов и теплотрассы, присоединяются потребители. Самым главным устройством котельной является паровой и/или водогрейный котлы. Котельная применяется для централизованного теплоснабжения и пароснабжения или при местном использовании, в том случае, если данная котельная локального применения (один дом или близко расположенная группа домов).

Классификация котельных

По виду размещения:

Встроенные (в здании другого назначения, в специально оборудованном месте);

Отдельно располагающиеся (в отдельном сооружении);

Крышные (на крыше здания в специально оборудованном сооружении);

Рамные (большая узловая сборка без сооружения);

Блочного (модульного) исполнения (контейнер, в транспортабельном сооружении и.т.п.);

Пристроенные (специально оснащенное сооружение, пристраиваемое к другому зданию).

По виду применяемого топлива:

Жидкотопливные (диз. топливо, отработанное масло, мазут);

Твердотопливные (дрова, торф, уголь);

Газовые;

Комбинированные.

По виду применяемых котлов:

Паровые;

Жаротрубные;

Водогрейные;

Смешанные.

По виду тепловой нагрузки:

Промышленные (горячая технологическая вода, промышленный пар);

Отопительные (Вентиляция, отопление, горячее водоснабжение);

Комбинированные.

Котельные могут работать на различном топливе, например, на природном или сжиженном газе, угле, дровах, мазуте, дизельном топливе и различных отходах производства. Поэтому, в связи с этим, все котельные делятся по типу рабочего топлива: газовые, жидкотопливные, твердотопливные и комбинированные. Газовые котельные являются одними из самых востребованных типов котельных. Газ - один из самых экологичных и наиболее дешевых видов топлива. Но при установке данного оборудования может возникнуть единственная проблема сложного процесса - получение разрешения на использование газа для отопления и горячего водоснабжения. Газовые котельные также классифицируются и могут быть: встроенными, пристроенными, отдельностоящими, и крышными. Тепловая мощность котельной зависит от мощности котла (котлоагрегата), выбирающейся в зависимости от площади отапливаемого объекта: чем крупнее отапливаемый объект, тем мощнее должен быть котел.

Жидкотопливные котельные в основном работают на дизельном топливе, но дороже, чем природный газ. Но в исключительных случаях, именно данная установка вида котельной является предпочтительнее, чем использование природного газа. Кроме дизельного топлива могут использоваться мазут, нефть и отработанное масло. Специальных разрешений, чтобы их установить, не требуется.

Твердотопливные котельные, наоборот, работают на твердом видах топлива, таких как уголь, прессованная древесина и древесные отходы. Одно из самых основных преимуществ этих котельных - полное отсутствие использования как газа, так и электричества, при этом, если пользоваться древесными отходами, то котельная очень быстро окупается, несмотря на то, что ее стоимость гораздо выше, чем другие.

Работа комбинированных видов оборудования основана на использовании двух видов топлива: одно основное, а другое как резервное или аварийное. В этом случае котлов должно быть не менее двух, которые оснащаются комбинированными газодизельными горелками, работающими как на газе, так и на дизельном топливе. Основным видом топлива чаще всего является природный газ. В том случае, если произойдет прекращение подачи основного топлива, то котельная автоматически начинает использовать резервный, а это означает, что горячее водоснабжение и отопление будет поставляться бесперебойно всем потребителям.

Каждая отдельная ситуация и выбор того или иного вида котельной рассматривается индивидуально, в соответствии с чем подбирается наиболее оптимальный вариант.

В этой статье будет рассмотрена котельная в частном доме. А именно, мы разберем: типы котельных используемых в частном доме, требования к котельной в доме, общие вопросы строительства помещения котельной и др. вопросы.

В зависимости от используемого энергоносителя:

• газовые (природный или сжиженный газ);
• жидко-топливные (дизельное топливо, отработанное масло, мазут);
• твердотопливные (уголь, дрова, торф, кокс);
• комбинированные (как газовое, так и жидкое топливо);
• электрические (электрическая энергия).

В зависимости от размещения котельной относительно дома:

• отдельно стоящие, стационарные (расположенные в отдельно стоящем здании от частного дома);
• встроенные (расположенные в отдельном помещении частного дома);
• пристроенные (выполненные в виде пристройки непосредственно к частному дому);
• блочно-модульные (энергоустановка размещена в отдельном мобильном блоке-контейнере);
• крышные (располагаемые на чердачном помещении частного дома).

Проектирование котельной.

Проектирование и монтаж оборудования котельной - самый важный этап в процессе ее строительства.

Чтобы избежать ошибок, которые могут обернуться для Вас финансовыми потерями, правильным решением будет обратиться в специализированную проектно-монтажную организацию (далее - подрядчик) этого профиля. Необходимо помнить, что подрядчик должен иметь все разрешительные документы на выполнение проектно-монтажных работ по строительству котельной. Вместе с подрядчиком Вы составите так называемое "техническое задание",- перечень Ваших пожеланий к устройству котельной.

На основании технического задания специалисты могут предложить инженерные решения по строительству котельной, составят технико-экономическое обоснование, помогут при оформлении технических условий, разработают проект, рассчитают нагрузки на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и т.д.

Эта же организация - подрядчик может выполнить согласование и регистрацию проекта в соответствующих государственных органах.

В последующем, при Вашем желании, подрядчик может обеспечить комплектацию котельной оборудованием, ее монтаж, пусконаладочные работы, сдачу в эксплуатацию и сервисное обслуживание.

В зависимости от Ваших возможностей, квалификации и понятия вопроса, объем работ, выполняемых подрядчиком можно заказать от «нуля» до сдачи «под ключ», или на этап проектирования и согласования с органами надзора необходимых документов. При этом Вы оставляете за собой право выполнять строительство помещения котельной (если это отдельно стоящая или пристроенная котельная), монтажа оборудования и пуско-наладочные работы. Можно рассматривать и другие варианты с объемом подрядных работ этих организаций. То есть, подойти к привлечению квалифицированных специалистов дифференцированно.

В общем виде проектирование котельных делится на этапы:

• получение технического задания;
• расчет и подбор основного оборудования;
• выполнение рабочих чертежей котельной;
• выполнение пояснительной записки;
• согласование и сдача проекта.

Стандартный проект котельной состоит из следующих частей:

• пояснительная записка (ПЗ);
• теплотехническая часть (ТМ);
• электрика и освещение котельной (ЭО);
• автоматика безопасности, регулирования и контрольно измерительная аппаратура (КИП);
• внутреннее газоснабжение котельной (ГСВ)
• водопровод и канализация котельной (ВК);
• отопление и вентиляция котельной (ОВ);
• перечень мероприятий по оценке воздействия на окружающую среду (ПМ ООС);
• узлы учета тепловой энергии (УУТ);
• пожарная и охранная сигнализации (АСУ).

Выбор типа котельной.

При выборе типа котельной застройщику необходимо решить несколько основных вопросов, от которых будет зависеть объемно-планировочная схема и конструктивное решение котельной.

Вопрос 1. Какой вид энергоносителя будет использоваться для котельной?

• Газ. Он сравнительно дешев, его не надо постоянно подвозить к месту потребления, его продукты сгорания экологически наиболее чистые, при сгорании остается мало сажи (реже нужно чистить дымоход и котел) и т.д. Существенным осложнением является подвод газопровода к дому. То, что рядом с вашим участком проходит какая-то «газовая» труба, вовсе не означает, что Вы к ней можете подключиться. Если подключение, в принципе, возможно, то Вам придется тесно пообщаться с представителями местного газового хозяйства, оформить множество документов, разрешений, соглашений, и, конечно, заплатить определенную сумму. В среднем, по нашим наблюдениям, стоимость подвода газа колеблется около 3-4 тысяч долларов США, по времени может занять до 1-2 года. Подробней о газификации дома можно ознакомиться в статье «Газификация дома. План газификации частного лома» .

  
  

• Жидкое топливо. Для отопления жидким топливом не нужно согласований с какими-либо организациями. Основной задачей является своевременный подвоз дизельного топлива. Необходимо помнить, что при планировании участка необходимо предусмотреть возможность подъезда топливозаправщика к топливным емкостям, а также предусмотреть место для баков на участке или возможность их доставки в помещение. Чем больше баки, тем реже вы их заправляете. Заблуждением является представление о вреде продуктов сгорания дизельного топлива, при хорошо отрегулированной горелке котла дыма вы практически не увидите. Но все-таки раз в год вам придется чистить от сажи дымоход и сам котел. Расход топлива составляет примерно 1л на 10 кВт тепловой мощности. Надо помнить, что для бесперебойного функционирования дизельного котла большое значение имеет качество топлива.

  
  

• Отопление электричеством. Все, что требуется, это получить в управлении районной электросети разрешение на подсоединение. В случае однофазной сети - все очень просто, в случае трехфазной, документы придется оформлять долго. Расценки на электричество известны всем. При наличии для частных потребителей возможности пользоваться “двойным” тарифом, т.е. дневная стоимость электроэнергии отличается от ночной (ночью дешевле). Это, без сомнения будет способствовать использованию нескольких видов топлива, например днем - дизельное топливо, ночью - электричество. Не стоит также забывать о надежной электрической защите оборудования. Подробнее о подводе электроэнергии к частному дому можно ознакомиться в статьях «Электроснабжение дома. Схема электроснабжения дома»
• Отопление твердым топливом самое дешевое, но в тоже время самое проблемное. Топить котел нужно более или менее постоянно и вручную, к тому - же сложнее выдерживать температурные параметры, запасы топлива нужно где-то складировать и постоянно пополнять. Помните, что вы не сможете обеспечить работу котла в свое отсутствие, ночью тоже придется время от времени вставать и подкидывать дров. Частота закладки дров, кстати, зависит от работы автоматики котла, если она есть. Чистить котел и дымоход придется часто. Данный вид топлива подходит, по нашему мнению, как запасной, или в комбинации с другим топливом, например - с электричеством.

  
  

  В любом случае выбор вида топлива диктуется условиями данной местности, где-то дешевле топить газом, где-то единственное топливо - дрова.

Вопрос 2. Режим отопления дома.

Если вы строите дом эпизодического посещения с недорогой отделкой, то можно использовать твердое топливо и топить котел только во время посещений. В этом случае необходимо предусмотреть возможность слива воды из систем водоснабжения и канализации. Постоянные температурные перепады и возникающий при этом конденсат могут серьезно испортить внешний вид потолков и стен (поэтому для домов эпизодического проживания дорогую отделку лучше не применять).

В случае с жидким топливом, газом и электричеством в целях экономии можно использовать программируемые режимы отопления, например всю неделю в доме поддерживается температура +5-10С, к вашему приезду котел разогревает дом до + 20С или любой заданной вами температуры.

Помните, что заранее и правильно выбранный способ отопления существенно сэкономит ваши деньги и силы.

Вопрос 3. Где будет размещена котельная?

Как говорилось выше, котельная может размещаться как в жилом доме, так и за его пределами. Какому варианту отдать предпочтение?

• Если Вы строите новый дом. В этом случае, целесообразно в проекте предусмотреть размещение котельной в отдельном помещении дома с соблюдением всех норм и правил касаемых организации отопления.
• Если Ваш дом уже существует. Но вот возникла необходимость организовать (или модернизировать) систему отопления, а планировка не позволяет разместить котельную внутри дома, тогда целесообразно разместить котельную в отдельно стоящем, пристроенном к дому помещении или в блочно-модульном исполнении.

При выборе этого варианта потребуются дополнительные затраты, но при этом устраняются неудобства, связанные с проживанием под одной крышей с котлом, освобождается полезная площадь проживания, а также решается проблема пожаро и взрывобезопасности.

Нормативные требования к помещению котельной.

И вот Вы определились, какая система отопления Вам нужна (для проживания в доме эпизодично или круглогодично). Затем, Вы выбрали котел.

Надо отметить, что выбор котла, в основном зависит от доступности инженерных сетей около участка застройки, характеристик участка и дома, а также финансовых возможностей застройщика.

Но на один из самых важных вопросов при строительстве котельной - какие требования предъявляются к помещению, в котором будет установлен котел, ответ найти достаточно сложно.

Внимание! При проектировании и монтаже отопительного оборудования необходимо строго руководствоваться требованиями строительных норм и правил к помещениям котельных.

Давайте рассмотрим площадь и размеры котельной в частном доме, которые требуют эти нормы и правила в зависимости от применяемых видов энергоносителя в системе отопления.

А. Для газового отопительного оборудования (по материалам ДБН В.2.5-20-2001 Газоснабжение).

Котлы можно размещать:

1. на кухне при мощности теплового агрегата для отопления до 30 кВт включительно, независимо от наличия газовой плиты и газового водонагревателя;
2. в отдельном помещении на любом этаже (в том числе в цокольном этаже или подвале) , а также пристроенных к жилым зданиям помещениях при суммарной мощности для систем отопления и горячего водоснабжения более 30 кВт до 200 кВт включительно;
3. в отдельном помещении первого, цокольного или подвального этажа , а также в помещениях пристроенных к жилому дому или отдельно стоящих, при их суммарной мощности для системы отопления и горячего водоснабжения до 500 кВт включительно.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ к газовым котельным:

При размещении в кухне - помещение должно отвечать следующим требованиям:

• высота помещения должна быть не менее 2,5 метра;
• объем помещения не менее 15 м3, плюс 0,2 м3 на один кВт мощности теплового агрегата для отопления;
• в кухне должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа.

Расчет мощности вытяжки производится по формуле:

М = (SxHx12) + 30%, где:

М - мощность вытяжки;

S - площадь кухни;

H - высота потолков на кухне;

12 - каждый час (согласно нормам СЭС) воздух в помещении, где расположен газовый котел, должен обновляться до 12 раз;

30% - минимальный запас мощности, необходимой для эффективной очистки воздуха.

Пример расчета мощности вытяжки:

В помещении, где установлен газовый котел, площадь равна 7 кв.м., высота потолков - 2,5 м. Мощность вытяжки, необходимой для такого помещения, составляет:

М = (7x2,5x12) + 30% = 273 куб.м./час.

Примечание: необходимо учитывать тот факт, что 30% запаса мощности хватит только в том случае, если вытяжка находится непосредственно над котлом. В иных случаях, делая расчет, мощность вытяжки, следует прибавлять еще 15% на каждый поворот трубы воздуховода и еще 10% на каждый метр воздуховода.

Вентиляционный канал, из расчета обеспечения 3-х кратного воздухообмена, необходимо вывести на высоту дымовой трубы. Вытяжное отверстие в котельной желательно оборудовать декоративной решеткой на высоте низа отверстия не ниже 0,3 м от потолка.

При размещении в обособленных встроенных и пристроенных помещениях (суммарной тепловой мощностью от 30 до 200 кВт) должны соблюдаться требования:

• высота помещения не менее 2,5 метра;
• объем и площадь помещения из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 куб.м.
• помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 часа, а предел распространения огня по конструкции равен нулю. Стены могут быть выполнены из кирпича, шлакоблока, бетона.
• естественное освещение из расчета 0.03 м2 (окна) на 1 м3 помещения;

Примечание: при мощности котла до 30 кВт, высота помещения может быть 2,2 метра

При размещении в отдельном помещении на первом этаже, в цокольном или подвальном этаже жилого здания при суммарной мощности до 500 кВт - помещение должно отвечать следующим требованиям:

При размещении в пристройке к жилым зданиям при суммарной тепловой мощности до 500 кВт - помещение пристройки должно отвечать следующим требованиям:

• огнестойкость здания должны быть не ниже IV степени. К ним относятся здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
• пристройка должна размещаться у глухой части стены здания с расстоянием по горизонтали и вертикали от оконных и дверных проемов не менее 1 м;
• стена пристройки не должна быть связана со стеной жилого здания, эти стены должны иметь разные фундаменты.
• ограждающие стены и конструкции пристройки должны иметь предел огнестойкости 0.75ч., а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
• высота помещения должна быть не менее 2,5 метра. Если котел устанавливается на возвышении, тогда высота считается от верхней точки этого возвышения до потолка;
• объем и площадь помещения выбирается из условий удобного обслуживания теплогенераторов и вспомогательного оборудования;
• естественное освещение из расчета остекления 0.03 м2 на 1 м3 объема помещения;
• в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-х кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа;
• стены, отделяющие пристроенные котельные от основного здания, должны быть парогазонепроницаемыми.
• При размещении теплогенераторов в отдельном помещении на первом, в цокольном или подвальном этаже оно должно иметь выход непосредственно наружу (двери должны открываться наружу). Допускается предусматривать второй выход в подсобное помещение, дверь при этом должна быть противопожарной 3-го типа. Двери должны быть шириной не менее 80 см в свету (проеме).
• КАТЕГОРИЧЕСКИ не допускается размещение газовых приборов в подвалах и цокольных этажах дома при использовании сжиженного газа.

Б. Для отопительного оборудования работающем на твердом или жидком топливах.

Указанные выше требования к помещению котельной для газовых котлов относятся и к помещению топочной для котлов, работающих на твердом и жидком топливе.

Однако существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве котельной, а именно:

В. Для электрического отопительного оборудования.

Электрические котлы, предназначенные для работы в системах отопления, имеют немало преимуществ. Главным преимуществом этих котлов является то, что не требуется отдельное помещение под котельную. Не требуются дымоходы и по цене эти котлы сравнительно недороги. Все бы хорошо, если бы не высокая стоимость электроэнергии, особенно в сравнении с другими видами топлива. Из-за этого недостатка такие котлы дороги в эксплуатации, поэтому использовать их целесообразно для отопления помещений небольшого размера, в которых неэффективно производить дорогостоящие работы по подключению других видов отопительного оборудования, либо в качестве резервного котла в системах с газовым котлом, как альтернативный источник тепла на непродолжительное время.

Установка электрических котлов схожа с установкой газовых настенных котлов.

При установке электрокотла обязательно наличие предохранительных автоматов и, скорее всего, прокладка отдельной электролинии.

Мощность настенных электрических котлов колеблется в пределах 5 - 60 кВт, отапливаемая ими площадь - от 50 до 600 кв.м., что должно быть вполне достаточно для дачного дома или коттеджа.

Электропитание котлов малой мощности осуществляется от однофазной 220 В или трехфазной 380 В электрической сети. Для эксплуатации котлов мощностью более 12 кВт используется трехфазная сеть. Это обстоятельство требует оформления разрешительных документов с соответствующими органами на использование этого напряжения.

Строительство помещения котельной. Общие рекомендации.

Оборудовать в готовом частном доме встроенное помещение, полностью соответствующее всем предъявляемым требованиям, не так и просто.

При наличии свободной площади на участке целесообразно вынести котельную за пределы дома это будет проще и позволит решить ряд проблемных вопросов.

Не стоит забывать, что проект котельной придется согласовать с районным архитектором, органами санэпиднадзора и пожарной инспекцией.

Если Вы решили строить отдельное или пристроенное помещение котельной своими силами, тогда стоит воспользоваться статьями, размещенными на сайте и посвященными этой проблеме.

1. Выбор типа фундамента под здание котельной, а также цоколя очень схож с выбором и строительством фундамента под баню. Этот процесс очень хорошо изложен в статьях , «Фундамент ленточный. Устройство и расчет ленточного фундамента» ,
2. Из каких строительных материалов будет построены стены, крыша помещение котельной?

   Конечно, здесь должны быть максимально применены негорючие материалы. Для решения этих вопросов очень полезной будет статья «Гараж. Строительство гаража на участке» . Идеальным вариантом будет отделка стен котельной и пола керамической плиткой, что позволит содержать помещение в надлежащей чистоте (что является обязательным условием для безаварийной эксплуатации котельного оборудования и повысит противопожарную безопасность помещения).

3. Фундамент для котла.

   Желательно закладывать фундамент для котла отдельно от общего фундамента помещения. Это вызвано тем, что котел, в зависимости от его производительности, материала из которого изготавливается, а также учитывая его арматуру (обвязку котла), достаточно громоздкая конструкция по весу.

   Приступать к строительству фундамента под котел можно после возведения фундамент помещения котельной.

   Необходимо учесть требования нормативных документов о том, что котел должен быть установлен относительно пола котельной на высоту 15-20см.

   По паспортным данным на котел и проектной документации на котельную, Вам будет известна масса котла с арматурой. Исходя из этой величины, можно воспользоваться технологией возведения фундамента под печку, очень подробно и хорошо описанной в статье «Строительство бани своими руками. Фундамент для бани» . В статье приведены два вида фундаментов под легкую и тяжелую конструкции отопительных агрегатов (до 150кг и от 480кг).

4. Устройство пола котельной. Пол лучше всего делать из бетона или цементно-песчаной смеси, так как эти материалы не горючи, что требуется для класса пожароопасных помещений. Технология этих работ хорошо описана в статье

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]… … Справочник технического переводчика

Бойлерная Словарь русских синонимов. котельная сущ., кол во синонимов: 3 бойлерная (2) … Словарь синонимов

Брокерская фирма, которая в целях продажи своих фондовых продуктов прибегает к сильному давлению на клиентов, обычно по телефону. Котельная часто ассоциируется с высокой комиссией и незаконным представительством. Терминологический словарь… … Финансовый словарь

КОТЕЛЬНЫЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для выработки теплоты в целях теплоснабжения. Источник: СНиП II 35 76 EdwART. Словарь терминов и… … Словарь черезвычайных ситуаций

Котельная - – комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения. [СНиП II 35 76] Рубрика термина: Тепловое… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

котельная - 3.4.15 котельная: Комплекс технологически связанных тепловых энергоустановок, расположенных в обособленных производственных зданиях, встроенных, пристроенных или надстроенных помещениях с котлами, водонагревателями (в т.ч. установками… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных (Болгарский язык; Български) котелна; котелно помещение (Чешский язык; Čeština) kotelna… … Строительный словарь

котельная - см.: Центральная Котельная … Словарь русского арго

котельная - katilinė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Pastatas arba patalpa, kurioje įrengti garo ar vandens šildymo katilai. atitikmenys: angl. boiler house vok. Kesselhaus, n rus. котельная, f pranc. bâtiment des chaudières, m; chambre des… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Книги

• Отдел , Сальников Алексей Борисович. Игорь в принципе не ждал хорошего от этой работы: заброшенная котельная в промзоне, коллеги с волчьими билетами, ну какие там могли быть цели и задачи. Надо напиться, думает Игорь, поднимаясь…
• Счастливый Петербург. Точные адреса прекрасных мгновений , Всеволодов Роман. Эта книга - необычный путеводитель по адресам счастливых мгновений, прожитых в Петербурге выдающимися людьми - литераторами, музыкантами, художниками - классиками, составившими цвет нации, и…

Виды энергии и способы её производства

1. Ядерная энергия 2. Химическая 3. Электростатическая 4. Магнитостатическая 5. Упругостная 6. Тепловая 7. Механическая 8. Электрическая (электродинамическая) 9. Электромагнитная (фотонная)

Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности, в электрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содержат указания на то, какой вид первичной энергии преобразуется на них в электрическую: - на тепловой электрической станции (ТЭС) - тепловая; - гидроэлектростанции (ГЭС) - механическая (энергия движения воды); - гидроаккумулирующей станции (ГАЭС) - механическая (энергия движения предварительно наполненной в искусственном водоеме воды); - атомной электростанции (АЭС) - атомная (энергия ядерного топлива); - приливной электростанции (ПЭС) - приливов.

Тепловая электростанция включает комплект оборудования, в котором внутренняя химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) превращается в тепловую энергию воды и пара, преобразующуюся в механическую энергию вращения, которая и вырабатывает электрическую энергию. Гидроэлектростанция представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, посредством которых энергия водных потоков или расположенных на относительно более высоких уровнях водоёмов преобразуется в электрическую энергию. Теплоэлектрацентраль (ТЭЦ) - это тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды для коммунально-бытового потребления.

Котлы и котельные установки; классификация котлов

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки – котел, топочное устройство (топка), питательные (для подачи воды) и тягодутьевые устройства (дутьевые вентиляторы, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу).

Котел – теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Котлы по теплоносителю: водогрейные (для нагрева воды под давлением) и паровые (для произв-ва пара). Паровые: - энергетические , вырабатывающие пар, используемый в паровых турбинах для выработки электрической энергии;

- промышленные - пар для технологических нужд.

По конструктивным особенностям паровые и водогрейные котлы делятся на газотрубные, водотрубные .

Водогрейные котлы по температурному уровню воды: низкотемпературные (до 115 °С); котлы на перегретой воде (до 150°С и выше).

Котлы по типу применяемого топлива:

- газовые котлы;
- жидкотопливные (дизельные) котлы;
- двухтопливные (газомазутные) котлы
- котлы на твердом топливе , для промышленных котлов это, в основном, уголь.

Котельная установка состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования. Котельным агрегатом {котлом) называется устройство, предназначенное для получения горячей воды или водяного пара повышенного давления за счет теплоты, выделяющейся при сжигании органического топлива, или теплоты, подводимой от постоянного источника (например, с горячими газами).

Котельной называют здание, в котором располагаются котлы и часть вспомогательного оборудования.

Котлоагрегат состоит из топки и конвективного газохода и в общем случае может включать барабан, фестон, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель; имеет каркас, обмуровку, тепловую изоляцию, металлическую обшивку.

К вспомогательному оборудованию котельной установки относятся тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, топливоприготовления и топливоподачи, оборудование шлако- и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистные устройства, трубопроводы топлива, воды и пара, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование, арматура, гарнитура, дымовая труба. Состав вспомогательного оборудования определяется видом сжигаемого топлива, типом котлоагрегата и его мощностью.

Арматурой называют регулирующие и запорные устройства, предохранительные клапаны, манометры. Гарнитура - это люки, лазы, гляделки, шиберы, заслонки.

Котельные агрегаты бывают паровые и водогрейные. Котлами- утилизаторами называют устройства, в которых для нагревания воды или получения водяного пара используется (утилизируется) теплота отходящих от печей, газовых турбин газов или других продуктов различных технологических производств.

По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паровые котлы подразделяются на барабанные с многократной естественной циркуляцией (рис. 5.1, а ), барабанные с многократной принудительной циркуляцией (рис. 5.1, б) и прямоточные (рис. 5.1, в). В барабанных котлах с естественной циркуляцией (рис. 5.1, а, 5.2) вследствие разности плотностей жидкости в левых (опускных) трубах 2 и пароводяной смеси в правых (подъемных) трубах 4 происходит движение воды вниз, а пароводяной смеси - вверх. Подъемные трубы расположены в топке котла и называются экранными. Движущий напор Ар, Па, для осуществления циркуляции воды в трубах равен

где h - высота контура циркуляции, м; р в, р см - плотность соответственно воды и пароводяной смеси, кг/м 3 .

Рис. 5.1. Схема генерации пара в паровых котлах: а - естественная циркуляция; б - многократная принудительная циркуляция; в - прямоточное движение; Б - барабан; ИП - испарительные поверхности; ПЕ - пароперегреватель; ВЭ - водяной экономайзер; D nЕ - расход перегретого пара; Gn.e - расход питательной воды; ПН - питательный насос; ЦН - циркуляционный насос; НК - нижний коллектор; q - подвод теплоты; ОП - опускные трубы; ПД - подъемные трубы

В котлах с многократной принудительной циркуляцией (см. рис.

5.1, б) движение теплоносителей осуществляется посредством циркуляционного насоса. В прямоточных котлах (см. рис. 5.1, в) барабан и циркуляционный контур отсутствуют, вода прокачивается питательным насосом через водяной экономайзер и испарительные поверхности, включенные последовательно.

Отношение количества воды, проходящей через контур, к паро- производительности контура за тот же промежуток времени называется кратностью циркуляции К п. Для котлов с естественной циркуляцией К ц = 10-60, для прямоточных котлов К ц = 1.

Р и с. 5.2. Естественная циркуляция воды в котле:

1 - барабан котла; 2 - опускные трубы; 3 - нижний коллектор; 4 - подъемные трубы; 5 - внешняя поверхность топочной камеры

Энергетическими котлами называют установки, предназначенные для снабжения водяным паром турбин тепловых электрических станций (рис. 5.3). Для снабжения водяным паром производственных потребителей, а также для отопления зданий в ряде случаев устанавливают соответственно производственные и отопительные котельные установки (рис. 5.4-5.6).

По производительности паровые котлы разделяют на котлы малой (до 25 т/ч), средней (от 35-50 до 160-220 т/ч) и большой паро- производительности (от 220 т/ч и выше).

По давлению генерируемого водяного пара различают котлы низкого (до 1,37 МПа), среднего (2,35 и 3,9 МПа), высокого (9,81 и 13,7 МПа) и закритического давления (25,1 МПа). В котлах высокого и закритического давления температура перегретого пара равна 540-570 °С.

Водогрейные котлы характеризуют по их теплопроизводительно- сти Q, МВт (Гкал/ч), температуре и давлению перегретой воды и по виду металла (чугун, сталь), из которого изготовляют котел (см. п. 5.3).