Промышленные котельные установки средней мощности

В данной статье читателю предлагается ознакомиться с оборудованием для промышленных котельных установок (далее ПКУ) средней мощности.

Основные признаки ПКУ средней мощности:

• Общая (суммарная) тепловая мощность от 0,5 до 5 МВт;
• Применение, как правило, двух или трех котлоагрегатов;
• Возможность исполнения ПКУ в здании котельной или в блочном (контейнерном) варианте;
• Использование в качестве топлива природного газа, в редких случаях - дизельного топлива.

В последние годы, как известно, наблюдается динамичный рост реконструкции и строительства предприятий пищевой, фармацевтической промышленностей, строительной индустрии, транспорта, торговли, сферы услуг. Наращивая объемы производства, предприятия получают возможность инвестировать средства в модернизацию своей инженерной инфраструктуры с целью уменьшения затрат на отопление, горячее водоснабжение и т.д. Особенно остро вопрос модернизации, на наш взгляд, стоит у тех предприятий, которые имеют собственную котельную с оборудованием середины прошлого века, которое, в свою очередь, не только морально устарело, но и физически требует капитального ремонта либо замены. Причем это касается не только котлоагрегатов, но и насосного оборудования, арматуры, трубопроводов и т.п. Если говорить о новом строительстве промышленных объектов, то в 80% случаев, особенно за пределами городской черты, применение ПКУ средних мощностей является единственной возможностью обеспечить теплоснабжение зданий и сооружений.

Таким образом, стремление предприятий к автономным источникам теплоснабжения имеет в последнее время устойчивую прогрессирующую тенденцию.

Рассмотрим далее более подробно основные элементы ПКУ, оценка функциональных характеристик которых требует концептуальных решений еще на стадии проведения предпроектной подготовки, и коренным образом влияет на эффективность, надежность и долговечность установки в целом.

Котел

Оборудование для котельных подбирается на этапе проектирования. Свой выбор стоит делать, учитывая все факторы: необходимую мощность котельной установки, срок ее эксплуатации, вид топлива, количество контуров, а также учитывая гарантии качества и надежности оборудования.

Немецкий производитель отопительного оборудования концерн Buderus представляет на российском рынке всю гамму своей продукции, что позволяет полностью удовлетворить все потребности заказчика. Продукция Buderus имеет необходимые сертификаты Госстандарта и разрешения Госгортехнадзора на применение в РФ.

В целом необходимо отметить следующие преимущества котлов:

• Долговечность - расчетный срок службы не менее 20 лет;
• Комбинаторность - возможности котловой автоматики позволяют объединить управление большинством элементов ПКУ, а также поддерживать безопасную работу котлоагрегата и выдавать информацию о причинах неисправности в случае сбоя;
• Экономичность - принципы регулирования и управления, заложенные в автоматике, позволяют, существенно уменьшить расход топлива;
• Экологическая безопасность - благодаря инновационным решениям немецких конструкторов и инженеров, уровень выбросов вредных веществ достиг своих минимальных значений;
• Надежность - уровень производства и новейшие технологии позволяют достичь высокого качества продукции.

Для надежной, безопасной и эффективной работы также важна конструкция топочной камеры котла и его теплоизоляция. Сочетание оптимально сконструированных отопительных поверхностей и высококачественной теплоизоляции обеспечивают хорошую теплоотдачу и незначительные потери тепла с дымовыми газами. В результате коэффициент полезного действия может достигать 95 %.

Автоматика котлов

Автоматика позволяет управлять работой ПКУ с несколькими котлами в зависимости от наружной температуры воздуха, регулируя несколько отопительных контуров с различными температурными графиками, включая контур горячего водоснабжения. Модульный принцип построения системы управления функциональными и дополнительными модулями делает ее наглядной, гибкой и быстро реагирующей на все запросы. То есть такой принцип построения позволяет подбирать автоматику с такими функциями, которые требуются для решения именно поставленных задач.

Особенности и преимущества автоматики котлов:

• погодозависимое управление;
• наличие функции работы ПКУ с гидравлическим распределителем, что позволяет организовать оптимальный режим работы для многоконтурной установки;
• русифицированное меню, работающее в диалоговом режиме, понятное конечному пользователю;
• возможность контроля и дистанционного управления параметрами котельных установок с отдельного пункта.

Горелки

Выбор горелочного устройства имеет большое значение для правильного функционирования котла Применение той или иной марки горелки зависит скорее всего от уровня цены, так как уровень качества примерно одинаков для основных производителей.

Важно, чтобы горелка была двухступенчатая, либо модулированная. Основными параметрами для подбора горелки являются:

• мощность котла
• КПД котла
• сопротивление котла со стороны дымовых газов
• размеры топки котла.

Для комплектации газовых горелок производители предлагают различные комплекты газовой арматуры (электромагнитные клапаны, регуляторы давления, фильтры и т.д.)

Контуры ГВС

При проектных решениях по выбору гидравлических схем, следует разделять контур котельной и отопительные контуры посредством применения теплообменников (пластинчатых или трубчатых).

Контур ГВС организуется через скоростной теплообменник или емкостный водонагреватель (бойлер), рассчитанный на максимальную расчетную мощность пользования ГВС.

При модернизации котельных необходимо учитывать то обстоятельство, что существующие сети отопительных контуров,как правило, остаются неизменными. Что влечет за собой ряд негативных моментов:

• низкое качество воды
• утечки теплоносителя
• несанкционированный отбор воды из системы.

Химводоподготовка

Основным теплоносителем является вода, причем для оптимальной работы ПКУ вода требуется определенного качества. Распространенная причина низкого качества воды - ее жесткость, вызванная наличием большого количества солей кальция. В этом случае требуется умягчить воду. Также важно знать содержание железа в воде, и при необходимости обезжелезить теплоноситель.

Мощность химводоподготовки (ХВП) зависит от того, происходит ли модернизация котельной или новое строительство. В последнем случае потери теплоносителя невелики, и блок ХВП может не быть мощным. В случае же модернизации котельной, сеть отопительных контуров остается неизменной, из чего следует, что качество воды будет низким и возможны утечки теплоносителя.

Для того чтобы подбирать блок ХВП необходимо иметь результаты анализа воды.

В первом же случае, используется старая система, и вода плохого качества (если в системе нет внешнего теплообменника), поэтому возможны большие потери теплоносителя, и требуется использовать более мощный блок ХВП.

Гидравлическая стрелка

В зависимости от архитектуры и планировки здания систем отопления может быть несколько, причем с разной нагрузкой и периодом функционирования. Общее количество гидравлически параллельных теплопотребляющих систем в общей схеме теплоснабжения сложного здания может достигать десяти и более. Подобная система представляет собой сложный организм, с постоянно изменяющимися, как плавно, так и скачкообразно, тепловыми и гидравлическими параметрами. Для обеспечения в подобных условиях стабильности и защиты работы такого организма, служит гидравлический разделитель, часто встречающийся в схемах теплоснабжения зданий и рекомендованный западными фирмами - производителями котельного оборудования. Другое его часто встречающееся название - "гидравлическая стрелка", взято из дословного перевода термина "Hydraulische Weiche". Практика показала, что альтернативный разделителю перепускной клапан ПК, установленный на перемычке между коллекторами, менее эффективен и требует более тщательного подхода к его выбору, настройке и техническому обслуживанию.

Таким образом, использование гидравлического разделителя в сложных схемах децентрализованного теплоснабжения в определенной мере повышает их тепловую и гидравлическую устойчивость и обеспечивает общий положительный эксплуатационный эффект.

Дымовая труба

Дымовые трубы, помимо обыкновенных, также могут быть отдельно стоящие рядом со зданием котельной, самонесущие на своем фундаменте, в котором находится несколько утепленных труб, от каждого из котлов. Частью конструкции, как правило, являются лестница и площадка для обслуживания дымоходов.

Высота дымовой трубы зависит от места расположения котельной. Если котельная находится в черте города, то высота трубы может быть большой, вплоть до 30 метров, а если где-то на нежилом участке, то она может быть существенно меньше.

При конструировании свободностоящих дымоходов учитывается как ветровая нагрузка, так и несущая способность грунта. При расчете на прочность обычно учитывается только максимальная сила ветра, а при сдаче котельной важно учитывать и розу ветров, для экологической экспертизы.

Блочно-модульные котельные

Альтернативой традиционному варианту ПКУ являются автономные блочные котельные. Модульный принцип, заложенный в основу их производства, позволяет собирать котельные непосредственно на месте их назначения.

Блочно-модульная отопительная котельная обычно представляет собой строение контейнерного типа, внутри которого размещается полный комплект необходимого технологического и вспомогательного оборудования, куда, кроме теплогенераторов включаются также системы водоподготовки, насосное оборудование, необходимая автоматика.

Автоматика, которой оснащаются блочно-модульные котельные, позволяет эксплуатировать их без постоянного присутствия дежурного обслуживающего персонала. Аварийные сигналы о неполадках в оборудовании поступают в диспетчерские пункты.

В зависимости от места установки блочно-модульных котельных можно выделить несколько вариантов исполнения: для размещения на фундаменте (пристроенные, отдельностоящие) в непосредственной близости от отапливаемых объектов коммунальной и производственной сферы и крышные котельные). Удобство крышных установок заключается в том, что дымовая труба может быть любой высоты, а также такая установка занимает мало места.

В заключение необходимо обратить внимание читателя, что весь комплекс работ по проектированию, поставке, монтажу, пуско-наладке и сдаче в эксплуатацию оборудования ПКУ требует наличия специализированной монтажной организации, обладающей квалифицированными специалистами, прошедшими соответствующую подготовку и обучение.