Устройство жаротрубных водогрейных котлов. Водотрубные и жаротрубные котлы

В водотрубных агрегатах вода двигается внутри труб и нагревается от горячих дымовых газов. Жаротрубные водогрейные котлы устроены по-другому. Внутри в водяном объеме расположена цилиндрическая топка и жаровые трубы. В топке и трубах сжигается топливо. Выделяемое тепло передается воде.

Популярность жаротрубных водогрейных котлов сейчас возрастает. Применяются они как на производстве, так и для отопления жилых домов. Использование агрегатов не требует специальных навыков. Кроме того, их легко ремонтировать, что дает возможность долгосрочной эксплуатации. Стоимость невысока. Заводы-изготовители, как отечественные, так и иностранные, ежегодно наращивают объемы выпуска котлов такого типа.

Компоновка жаротрубных водогрейных котлов

• Двухходовые
• Трехходовые

Котлы первого типа образуют два хода газов: движение продуктов сгорания в топке (первый ход) и по жаровым трубам (второй ход).

Котлы второго типа обладают еще третьим ходом, когда продукты сгорания движутся в обратном направлении, развернувшись на сто восемьдесят градусов. Эти агрегаты имеют более высокий КПД по сравнению с двухходовыми. Они обладают большей поверхностью жаровых труб, а значит, лучшей теплоотдачей. Дополнительное увеличение КПД котлу может обеспечить установка экономайзера.

Недостатком жаротрубных водогрейных котлов специалисты называют низкую скорость движения воды во внутреннем объеме агрегата. Это приводит к отложениям накипи и шлама на поверхностях. Накипь ухудшает теплоотдачу и ведет к перегреву стенки трубы. Возникает дополнительная нагрузка на сварочные швы, что снижает срок службы теплового оборудования.

Особенности жаротрубных водогрейных котлов

Современные модели жаротрубных водогрейных котлов усовершенствованы настолько, что снижения эффективности их работы не отмечается:

• Усиление и выравнивание теплообмена обеспечивают турбулизаторы потока.
• Жаровые трубы располагаются высоко, что препятствует отложению шлама.
• Конструкция обеспечивает настолько высокую скоростью перемещения теплоносителя, что накипные загрязнения не успевают образовываться.
• Уникальные технологии литья и сварки ведущих производителей позволяют на десятилетия продлять срок службы отопительного оборудования.

Для долгосрочной и эффективной работы котлов с жаровыми трубами требуется хорошая очистка воды и тщательный контроль всей системы, в частности, температуры уходящей газовой смеси, потери давления, утечек в теплосетях и т.д. Автоматическая система контроля и соблюдение всех правил эксплуатации, заявленных производителем, обеспечивает бесперебойную работу тепловых генераторов в течение длительного времени.

Жаротрубные котлы КВ производства ООО "Алтайский Котельный Завод" могут работать в двух режимах: паравом и водогрейном. Переключение между режимами осуществляется через электрощиток. Жаротрубные водогрейные котлы производства Алтайского Котельного Завода работают на твердом топливе. В модели котла для сжигания твердого топлива устанавливается неподвижная колосниковая решетка.

Жаротрубный котел КВ представляет собой одножаровую горизонтальную конструкцию и состоит из двух цилиндров разного диаметра, вставленных одну в другой и соединенных между собой фланцами и паросборником. В передней части жаровой трубы размещена топка, а в задней части - конвективный пучок труб. К фронтовой стороне жаротрубного котла крепится чугунная фронтовая плита, имеющая крепление для установки вентилятора, который служит для принудительной подачи воздуха в подколосниковое пространство и форсирования процесса горения.

Мы производим и реализуем:

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,1 Гкал (0,1 МВт), отапливаемая площадь 3,66 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,2 Гкал (0,2 МВт), отапливаемая площадь 7,3 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,25 Гкал (0,25 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,3 Гкал (0,3 МВт), отапливаемая площадь 11 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,4 Гкал (0,4 МВт), отапливаемая площадь 13,65 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,5 Гкал (0,5 МВт), отапливаемая площадь 24 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,6 Гкал (0,6 МВт), отапливаемая площадь 24 тыс. м3 - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,7 Гкал (0,7 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,8 Гкал (0,8 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 0,9 Гкал (0,9 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 1,10 Гкал (1,10 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Водогрейный твердотопливный отопительный стальной котел 1,25 Гкал (1,25 МВт) - это высокое КПД, оптимальная конструкция, компактные размеры, надежность, удобство в эксплуатации, низкие цены, всегда в наличии на складе.

Жаротрубные котлы предназначены для получения насыщенного пара температурой не более 115 0 С и давлением не более 0,07 (0,7) МПа (кгс/cм 2) на технологические процессы в животноводстве, птицеводстве (тепловая обработка кормов, пастеризация молока и т. п.) и для других тепловых нужд в хозяйстве. Их используют также строительные организации, воинские части, мясокомбинаты, консервные заводы, автоколонны, ДСУ, хлебозаводы, мелькомбинаты, маслосырзаводы, птицефабрики, свинокомплексы, в нефтегазовой промышленности.

Жаротрубные котлы работают на следующих видах топлива:

• дрова;
• уголь;
• дизель;
• мазут.

Жаротрубные котлы. Принцип работы

Физический принцип действия жаротрубного котла основан на сжигании топлива в топке котла и дальнейшая передача тепловой энергии сгоревшего топлива при помощи теплообменника теплоносителю.

Топливо сгорает в топочной части котла, окруженной водяной охлаждаемой рубашкой. Дымовые газы проходят через трубный пучок, соединяющий верхнюю и нижнюю часть водяной рубашки и выходят в верхней части котла.

Пар образуется при испарении нагреваемой воды и собирается в верхней части котла в паросборной камере, затем через паропровод направляется потребителю на технологические нужды.

Жаротрубные котлы. Конструкция

Жаротрубные котлы представляют собой одножаровую горизонтальную конструкцию и состоят из двух цилиндров разного диаметра, вставленных один в другой и соединенных между собой фланцами и паросборником. В передней части жаровой трубы размещена топка, а в задней части - конвективный пучок труб.

К фронтовой стороне паровых котлов крепится фронтовая плита, имеющая крепление для установки вентилятора, который служит для принудительной подачи воздуха в подколосниковое пространство и форсирования процесса горения, либо плита с отверстием и креплением для установки горелки и сжигания газового или жидкого топлива. Удаление продуктов сгорания происходит через сборную дымовую трубу. Котел оборудован внутрикотловыми сепарационными устройствами для осушения пара.

Жаротрубные котлы. Эксплуатационные характеристики

Значительный объем воды в жаротрубном котле, с одной стороны, способствует устойчивости давления при больших колебаниях в потреблении пара, но, с другой стороны, делает котел взрывоопасным. Благодаря высокой теплоаккумулирующей способности воды сравнительно небольшие колебания давления быстро восстанавливаются переходом части воды в пар за счет излишней теплоты воды, так как пониженное давление пара над водой не соответствует температуре ее кипения.

Поэтому при резком падении давления в результате даже незначительного повреждения барабана эта излишняя теплота может привести к мгновенному испарению огромных количеств воды и взрыву котла.

Установка жаротрубных котлов требует повышенных капитальных затрат из-за большой площади, занимаемой ими. Достоинством этих котлов является простота обслуживания, нетребовательность к качеству питательной воды и устойчивость давления.

Котельный завод "Росэнергопром" производит и реализует жаротрубные котлы различных моделей. Купить жаротрубный котел можно сделав заявку на сайте котельного завода. Транспортирование котлов и другого котельно-вспомогательного оборудования осуществляется автотранспортом, ж/д полувагонами и речным транспортом. Котельный завод поставляет продукцию во все регионы России и Казахстана

Жаротрубный котел изобрели в 19 веке, для увеличения паропроизводительности обычных цилиндрических котлов, не изменяя их размеров, путем развития внутренних поверхностей нагрева. В наше время жаротрубные котлы не потеряли своей актуальности.

Жаротрубный котел, имеет жаровые трубы, который проходят внутри водного пространства котла. Всем известно, что жаротрубные отопительные котлы изготовить не сложно, соответственно и цена на такие котлы минимальная.

Сфера применения жаротрубных паровых котлов

Жаротрубные паровые котлы нашли широкое применение в современной жизни. И наиболее часто их используют в сфере жилищно-коммунального хозяйства, а также на производстве, где есть потребность в паре. К примеру, такое оборудование можно увидеть в котельных, обслуживающих:

• жилые здания и комплексы;
• коммерческие и административные помещения;
• производственные цеха;
• медицинские и образовательные учреждения;
• другие объекты, нуждающиеся в эффективном и недорогом источнике тепла.

В целом, же можно отметить, что оборудование данного типа используется в любом месте, где потребность в паре постоянна и равномерна.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Основными конструкционными элементами жаротрубного парового котла являются топка, водяной бак и дымогарные (жаровые) трубы. Принцип действия агрегата основывается на сжигании топлива и передаче выделяющегося тепла воде, в результате чего она переходит в газообразное состояние.

Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы попадают в дымогарные трубы, которые находятся внутри бака, и нагревают воду до температуры парообразования. В зависимости от числа проходов дымовых газов жаротрубные паровые котлы делятся на двухходовые и трехходовые. Первые имеют простую конструкцию и, как следствие, стоят дешевле. Вторые отличаются более высоким коэффициентом полезного действия. Разница в КПД между двух- и трехходовыми агрегатами зависит от марки и модели и варьируется от 1 до 3%.

Жаротрубные паровые котлы на газовом топливе: особенности и недостатки

Для повышения КПД, часто жаротрубные котлы переводят на газ. Обычно в них устанавливают газовые горелки низкого давления или инжекционные горелки среднего давления. Также демонтируют колосниковую решетку, которая установлена для сжигания твердого топлива, демонтируют фронтальную плитку, заменяют новой, которая имеет отверстие для монтажа грелок, а также глазки для розжига. Если делается монтаж инжекционной горелки с пластинчатым стабилизатором, то устанавливать фронтальную плиту необязательно.

Жаротрубные паровые котлы, переведенные на газовое топливо, работают надежно и показывают хорошие теплотехнические показатели. Недостатками являются, нагрев насадок у горелок, иногда может наблюдаться пульсирующее горение, которое обычно сопровождается выбросом пламени и хлопками. В большинстве случает эти недостатки возможно устранить. Важно, чтобы конструкции горелок соответствовал диаметр форсунок инжекционных горелок среднего давления, иначе невозможно будет добиться полного сжигания газа.

Как правило, котельные с жаротрубными котлами, обязательно должны иметь узел редуцирования давления, потому что они снабжаются газом от сети среднего или высокого давления. В котельных с секционными котлами устанавливают ротационные счетчики, для учета расхода газа. Если снабжение газом идет от сети низкого давления, то счетчик устанавливается сразу, если подача газа идет от сети среднего или высокого давления, то счетчики устанавливаются, после регулятора давления. Потому что давление не должно превышать 0,1 МПа

Из недостатков жаротрубных паровых котлов можно выделить, большие габариты и значительную металлоемкость, внутренние топки, которые могут сжигать лишь топливо высокого качества.

Самый большой недостаток данных котлов – они взрывоопасны. Если внезапно снизить давление внутри котла, при большом объеме кипящей воды, мгновенно выделиться большое количество пара и произойдет взрыв. Но если соблюдать все правила техники безопасности, то подобного никогда не случится.

Сейчас зарубежные заводы, которые предлагают жаротрубные котлы, требуют выполнить два условия: первое – должна быть соответствующая химводоподготовка и должна использоваться только химоочищенная вода.

Сейчас зарубежные заводы, которые предлагают жаротрубные котлы, требуют выполнить два условия:

• должна быть соответствующая химводоподготовка;
• должна использоваться только химоочищенная вода.

При правильной эксплуатации котел сэкономит вам приличную сумму денег, а также согреет вас своим теплом.

КРАТКИЙ ОБЗОР ПОПУЛЯРНЫХ КОТЛОВ ICI CALDAIE

Итальянская компания ICI Caldaie была основана в 1958 году. С самого начала производитель работал на опережение, предлагая потребителям высокотехнологичные решения, не имеющие аналогов. Такой подход сохранился и сегодня, поэтому нет ничего удивительного в том, что оборудование данной марки занимает лидирующие позиции на мировом рынке по общему объему продаж.

Что же касается жаротрубных агрегатов ICI Caldaie, то в настоящий момент наиболее востребованы две серии оборудования:

1. ICI Sixen. Данная линейка включает в себя двухходовые жаротрубные паровые котлы, производительность которых варьируется от 350 до 5000 кг/ч. Агрегаты могут работать как на жидком топливе, так и на газе, что существенно расширяет сферу их использования. Расчетное эксплуатационное давление 12 и 15 бар, а опционально до 25 бар. КПД жаротрубных паровых котлов составляет 90%. В комплектацию входит как оборудование, так и арматура, необходимая для быстрого запуска агрегата.
2. ICI Rex. В этой серии представлены горизонтальные водогрейные жаротрубные котлы, предназначенные для эксплуатации в системах с температурой воды от 60 до 110 ºC. Нормальное рабочее давление составляет 6 бар. Мощность зависит от модели и варьируется от 70 до 6000 кВт. Несомненным преимуществом котлов данной серии является высокий КПД - более 92%. Также стоит отметить, что агрегат совместим с горелками на жидком и газообразном топливе, поэтому может работать на дизеле, мазуте или магистральном газе.

И паровые, и водогрейные котлы ICI Caldaie - это современное оборудование, нашедшее широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Если вы тоже решили приобрести агрегат этой марки, рекомендуем проконсультироваться со специалистами компании «Альба», которая является официальным представителем завода-производителя в нашей стране.

В последнее время многие монтажные организации навязывают заказчикам сравнительно дешевые жаротрубные отопительные котлы в надежде на то, что не все руководители знают преимущества или недостатки водотрубных и жаротрубных отопительных котлов .
А между тем уже ни для кого не секрет, что жаротрубный отопительный котел изготовить проще (он представляет собой цилиндрический барабан, внутри которого расположена одна или две жаровые трубы), к нему требований поменьше, и как следствие, его можно изготовлять из низкокачественной стали.

Жаротрубные (иногда их называют газотрубными) котлы обладают рядом эксплуатационных "минусов" , перечеркивающих все их "плюсы". А именно:

1.Высокие требования (по сравнению с котлами водотрубной конструкции) к качеству котловой воды . Более жесткие требования к качеству питательной воды объясняются большими удельными тепловыми потоками в жаровой трубе и поворотной камере и очень малыми скоростями (на порядок меньше по сравнению с водотрубными котлами) теплоносителя в жаротрубных котлах.

В водотрубных котлах типа ТВГ, КВГМ,КВа,КВр и других для недопущения пристенного кипения скорость воды в трубах поверхности нагрева принималась не менее 1 м/с. У жаротрубного котла скорость воды настолько мала, что он практически является фильтром-осадителем.

Такие котлы нельзя включать по одноконтурной схеме в работу со старой тепловой сетью, имеющей многолетнее накопление шлама в нижней части радиаторов, сетевых трубопроводах. В результате осаждения взвешенных веществ и покрытия ими нижних дымогарных труб “жаротрубника”, температура этих труб становится выше верхних, давление перегретых труб на трубную доску и напряжения в сварных швах резко возрастают.

Неохлаждённые в этих трубах продукты горения дают локальный перегрев трубной доски. В результате больших напряжений в металле мостиков трубной доски между соседними отверстиями и, иногда, в сварных швах появляются микротрещины, которые в дальнейшем увеличиваются до сквозных.

Если шлам или накипь (при некачественной подпиточной воде) покрывают жаротрубную трубу, то в этих зонах металл плохо охлаждается, образуются отдулины.

Ниже перечислены основные причины снижения надёжности и безопасности, возникающие в процессе эксплуатации “жаротрубников”.

1. Наличие внутренних топок, позволяющих сжигать только высокосортное топливо.

2.Кроме того, жаротрубный котел взрывоопасен. При большом объеме нагретой воды при внезапном снижении давления внутри котла до атмосферного (раскрытие шва) мгновенно выделяется огромное количество пара и происходит взрыв. Малое гидравлическое сопротивление таких котлов говорит о вялой циркуляции воды (скорость движения воды мала, съем тепла небольшой, а это, во-первых - КПД меньше , во-вторых - недолговечность и ненадежность).

3.Жаротрубные отопительные котлы недолговечны и ненадежны вследствие малого гидравлического сопротивления в контуре.

4.У жаротрубных отопительных котлов аэродинамическое сопротивление выше, чем у водотрубных.

5. Необходимо отметить еще одну, хотя далеко и не основную проблему жаротрубных котлов. Наличие большого объема воды делает котел «вяло» реагирующим на потребность в тепле. Характерное для таких котлов длительное время нагрева приводит на практике к необходимости поддерживать высокую температуру большой массы воды в течение какого-то периода времени в ожидании потребности в тепле. А стоимость топлива, идущего на поддержание этого «горячего резерва» может достигать значительной величины.

В водотрубных отопительных котлах скорость воды выше, т.е. увеличивается долговечность и надежность, также увеличивается и теплосъем.
У водотрубных отопительных котлов необходимость поддержания на входе достаточно высокой температуры решается путем рециркуляции воды (при этом материальные затраты минимальны).

Высокие требования (по сравнению с котлами водотрубной конструкции) к качеству котловой воды, сопоставимые с требованиями к качеству питательной воды для паровых котлов. Так, для надежной и безаварийной эксплуатации своих котлов жаротрубной конструкции изготовитель декларирует значение общей жесткости воды 100 мкг-экв/л, а в технической литературе встречаются значения требуемой жесткости котловой воды в пределах от 15 до 100 мкг-экв/л. Более жесткие требования к качеству питательной воды объясняются большими удельными тепловыми потоками в жаровой трубе и поворотной камере при очень малых скоростях теплоносителя в жаротрубных котлах (на порядок меньше по сравнению с водотрубными котлами). В результате на поверхности жаровых труб и трубных решеток наблюдается пристенное кипение и образование отложений, действующих как теплоизоляция и значительно затрудняющих передачу тепла от металла к воде. В среднем, 1 мм отложений увеличивает температуру стенки на 100-120°С, и при толщине накипи в несколько миллиметров металл теряет свою прочность, "течет", на жаровых трубах и трубных решетках в местах локального перегрева появляются вздутия - деформации металла, образованные давлением воды, трубные решетки коробятся, нарушается плотность сварных швов приварки дымогарных труб к трубным решеткам. Наличие большого объема воды делает жаротрубный котел "вяло" реагирующим на потребность в тепле. Характерное для таких котлов, длительное время нагрева приводит на практике к необходимости периодически поддерживать высокую температуру большой массы воды при отсутствии потребления тепла. Стоимость топлива, идущего на поддержание этого "горячего резерва", может достигать значительной величины. Также нагреваемая вода несет в себе опасность как источник энергии. Соответственно, чем больше ее объем, тем взрывоопаснее эксплуатация котлоагрегата. В то же время жаротрубные котлы обладают такими неоспоримыми преимуществами как компактность, возможность работы с современными длинно-факельными горелочными устройствами, высокая автоматизация и др.

Зарубежные заводы предлагают в основном жаротрубные котлы , к тому же сразу ставят условие:

• нужна соответствующая химводоподготовка,
• использовать только химочищенную воду согласно принятых европейских нормативов.

При несоблюдении этих требований котлопроизводители снимают с себя все гарантийные обязательства. «Жаротрубники» требуют к себе большого внимания со стороны как проектировщиков так и службы эксплуатации. При небрежном подходе в первые же годы эксплуатации обязательно возникают проблемы в виде трещин и «вздутий» жаровых камер. Жаротрубные котлы в основном эксплуатируют в закрытом контуре, а это следствие удорожания всей котельной (дополнительное дорогостоящее оборудование), тем более "жаротрубники" нельзя использовать в старых системах отопления на прямую.

ООО "ЭнергоЭкран" предлагает своим клиентам не жаротрубные котлы , а именно водотрубные котлы , которые лишены этих недостатков, к тому же служат в 2-3 раза дольше них.

По ремонтопригодности водотрубные отопительные котлы ничем не уступают жаротрубным, в чем можно убедиться, посмотрев конструкции котлов КВа, КВр - «Экран».

Котел отопительный «Экран» полностью идет готовым к монтажу, он газоплотный, в легкой обмуровке, работает под надувом, т.е. без дымососа.
Срок службы водогрейного отопительного котла при использовании воды надлежащего качества достаточно долог. Например, в котельной завода «Элара» г. Чебоксары до сих пор работает водотрубный котел, который прослужил 29 лет . Затраты на эксплуатацию водотрубных отопительных котлов КВа-«Экран» и КВр-«Экран» ничем не уступают жаротрубным.

В настоящее время появилось множество зарубежных фирм, предлагающих свои горелки по сверхнизким ценам. И тут руководителям нужно быть особенно внимательными, чтобы в погоне за сиюминутной выгодой при покупке дешевой горелки не забыть о её параметрах и технических характеристиках.

Таблица расхода газа (м З /ч) горелочных устройств

“Weishaupt” (Германия), "Unigas" (Италия), "Lamborghini" (Италия), "Ecoflam" (Италия), "FBR" (Италия), "Riello" (Италия).