Котлы газовые промышленные: срок эксплуатации, устройство

Котлы газовые промышленные: срок эксплуатации, устройство

Системы горячего водоснабжения и отопления устанавливаются не только в условиях частных домов и квартир. Комфорт нужен и на промышленных предприятиях с внушительными площадями. Такие объекты предусматривают наличие огромных объемов горячей воды, которая используется для технологических, а также бытовых нужд и обеспечения работы системы отопления.

С таким вопросом традиционные газовые котлы справиться не в состоянии. Это утверждение верно даже в отношении нескольких установок, расположенных каскадом. Решить задачу помогают промышленные газовые котлы. Их мощность может быть поистине внушительной – 20 МВт.

Информация об устройстве

В цехах и производственных зданиях небольшой площади обычно устанавливаются агрегаты с малой мощностью. Они имеют в составе стержневое горелочное устройство, которое представляет собой несколько параллельных одноименных элементов с множеством отверстий. Через них выходит топливно-воздушная смесь. Смешивание протекает внутри стержней, тогда как еще одна порция кислорода подается в топку.

Пламя распространяется по площади максимально равномерно, а раскаленные газы устремляются наверх, где нагревают водотрубный теплообменник. Последний может быть изготовлен из стали или чугуна. Теплогенераторы являются низкотемпературными, ведь теплоноситель в них нагревается до 90 °C.

Промышленные газовые котлы небольшой мощности имеют стержневые горелки, а упомянутый параметр у них не превышает 100 кВт. Если же перед вами более мощный агрегат, в нем установлено факельное газогорелочное устройство. Ее отличие состоит в том, что конструкция вместе с вентилятором находится снаружи, на фронтальной панели корпуса. Внутри располагается сопло, из которого на поверхность камеры сгорания воздействует факел пламени.

Водяная рубашка прогревается напрямую, тогда как отходящие продукты сжигания поступают в газоходы жаротрубного теплообменника. Камера сгорания имеет круглое сечение и гофрированные стенки, которые придают топке высокую прочность. Разогретые газы перед выходом в канал дымохода могут совершить путь в противоположном направлении, отдавая энергию водяной рубашке. Этот процесс может повторяться около 2-3 раз.

Промышленные газовые котлы с такой конструкцией используются для отопления и являются двухходовыми или трехходовыми. В них температура поднимается до 115 °C, а пар является высокотемпературным.

Дополнительно об устройстве: информация о теплообменниках

Водотрубные и жаротрубные теплообменники обладают своими плюсами и минусами, но используются в промышленном тепловом оборудовании одинаково успешно. Ответить на вопрос о том, какой тип теплообменника лучше, невозможно. Все зависит от конкретного случая.

Например, котел от производителя Ferroli с мощностью в 8 МВт имеет давление теплоносителя до 10 бар. Конструкция в данном случае является жаротрубной и обладает тремя ходами газов. Устройства этой компании отлично зарекомендовали себя в качестве надежных и эффективных агрегатов, которые эксплуатируются на разных предприятиях по всему миру.

Но другие итальянские производители предлагают к продаже парогенерирующие промышленные газовые котлы с водотрубными теплообменниками, которые обладают большой производительностью. Для повышения коэффициента полезного действия тепловых установок используются экономайзеры. Они нужны для того, чтобы у устройства была возможность отбирать тепловую энергию у отходящих газов. Эти узлы являются дополнительными устройствами. Они поставляются комплектно с котлом. Иногда экономайзеры встраиваются в агрегат, как в случае с оборудованием марки Viessmann Vitomax 200HS.

Если разобраться, это еще одно жаротрубное устройство, которое располагается в конце тракта и понижает температуру дымовых газов. Это позволяет добиться повышения коэффициента полезного действия на 6 %, что при внушительном объеме потребления топлива является хорошей экономией.

Конструктивные особенности

Если отопительный агрегат имеет специальное назначение, он отличается от бытовых моделей внешним видом и габаритными размерами, а также внутренним устройством. Корпус обычно изготавливается из легированной высококачественной стали, которая противостоит высокому давлению, образующемуся внутри устройства. Промышленный газовый котел для котельной можно классифицировать на две группы в зависимости от типа расположенного внутри теплообменника.

К первому виду относятся агрегаты с газотурбными теплообменниками. Второй вид – это установки, где теплоноситель движется по внутренней части трубы теплообменника. Трубы при этом располагаются почти вплотную и выступают стенками камеры сгорания. Если же речь идет о первом типе агрегатов с газотурбинным или жаротрубным теплообменником, то внутри труб осуществляется сжигание газа, который способствует повышению температуры наружных стенок.

Раскаленные трубы, которые располагаются горизонтально в воде, отдают ей свое тепло. Это оборудование всего лишь за несколько часов нагревает теплоноситель в больших объемах для отопительной системы. Рассматривая более подробно устройство промышленного газового котла, можно отметить, что он состоит из:

• патрубков;
• выхода отработанных газов;
• теплоизоляции;
• декоративного кожуха;
• каркаса;
• передней и задней плит;
• теплообменника;
• крышки.

О теплообменниках

Патрубки нужны для входа и выхода теплоносителя. Трубы могут не формировать полную окружность, иногда они располагаются полукругом и ориентируются над горелкой. Такая конструкция позволяет улучшить аэродинамические характеристики внутри агрегата и способствует эффективному использованию тепла продуктов сгорания, уходящих через дымоходную трубу. Теплообменники обоих описываемых видов изготавливаются из материалов, которые обладают высоким коэффициентом теплопроводности.

Срок эксплуатации

Срок эксплуатации промышленных газовых котлов при соблюдении требований производителя длительный и достигает 20 лет. Минимальное значение равно 10 годам. Продолжительность службы зависит от вида оборудования и до первой чистки от внутренних загрязнений составляет около 3 000 часов.

Между проведением капитальных ремонтов должно пройти 3 года. Полный срок службы составляет 10 лет, если производительность не превышает 4,65 МВт. При этом учитывается продолжительность работы в год около 3 000 часов.

Если производительность достигает 35 МВт, срок эксплуатации промышленного газового котла составит 15 лет. Срок увеличивается до 20 лет с увеличением производительности выше 35 МВт.

Об исполнении и изоляции

Промышленные газовые котлы отопления обычно имеют горизонтальное исполнение. Поверхность камеры сгорания для максимального сохранения тепла внутри изолируется утеплительным материалом от наружных стенок. Слой сохраняет тепло и предохраняет наружные стенки от перегрева. Это позволяет исключить получение ожогов при контакте с отопительным оборудованием.

О КПД

Современные котельные агрегаты для отопления, работающие за счет газа, обладают коэффициентом полезного действия в 95 % и выше. Работают установки почти в автоматическом режиме и не предусматривают постоянного контроля со стороны человека.

В заключение

В условиях предприятия для организации котельной может использоваться подвальное помещение или отдельно стоящее сооружение. Особое внимание при обустройстве необходимо уделить дымоходной системе, которая должна качественно отводить продукты сгорания, а в основе иметь кислотостойкий металл с теплоизоляционным слоем.

Обеспечат теплом огромные площади! Промышленные газовые котлы для обогрева, их принципы работы

Высокий спрос на бытовые и промышленные газовые котлы обусловлен их высокой эффективностью, экономичностью и безопасностью.

Современный котел на газу способен отапливать помещение, нагревать теплоноситель и вырабатывать пар для производственных нужд.

Сложное устройство топки позволяет получать высокий КПД при низком расходе газа, а толстые стенки и легированная сталь делают прибор долговечным.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

Принцип действия отопительного устройства основан на сжигании газа в топке с сопутствующим нагревом теплоносителя. По этому признаку котлы делятся на две группы:

• с циркуляцией горячего воздуха (жаротрубные);
• с нагревом жидкости почти до температуры кипения (водотрубные).

Паровые котлы устанавливаются на предприятиях, использующих пар в промышленном производстве.

Справка. Стоимость природного газа и его теплотворная способность не имеет конкурентов среди других природных горючих материалов. Поэтому использование природного газа дает значительную экономическую выгоду.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

• на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
• на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
• на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.

Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Топочная камера

Для топки мощного котла важно длительное время выдерживать высокую температуру. Жаропрочность обеспечивает использование специальных сталей с добавлением марганца, хрома и других легирующих компонентов. Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой.

В водогрейных котлах в топке размещают один или два теплообменных контура, по которым циркулирует теплоноситель.

В паровых или котлах высокого давления применяются топочные экраны и теплообменник для получения тепла, а пар образуется в дымоходе, где температура дымовых газов снижается до 600—800 °C.

В топочной камере парового котла размещают сепаратор и пароперегреватель.

Безопасность эксплуатации обеспечивает взрывной клапан, который обязательно устанавливают на одной (чаще задней) стенке котла. Механизм срабатывает в случае превышения давления в топке.

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

• Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
• Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.

Как устроены промышленные газовые котлы большой мощности

Промышленное котельное оборудование, отличается высокой производительностью и практически полной автоматизацией. Присутствует многоступенчатая система безопасности. Промышленные газовые котлы, делятся на две категории, по принципу работы и внутреннему устройству.

Виды промышленных котлов, работающих на газе

Существует всего две основных разновидности газовых отопительных котлов промышленного назначения. Отличия внутреннего устройства отопительного оборудования:

Температура теплоносителя – промышленные котлы работают по принципу подогрева воды или производства сухого пара.

Газовые промышленные котлы отопления, изготавливают ведущие европейские и отечественные производители. На данный момент, выпускаются полностью укомплектованные модульные котельные, а также, отдельно стоящее отопительное оборудование.

Водогрейные котлы на газе

Промышленные водогрейные газовые котлы являются отопительным оборудованием, пользующимся наибольшей популярностью. Модели отличаются следующими параметрами:

Принцип нагрева теплоносителя – котлы снабжены одним или двумя теплообменниками. В котельном оборудовании промышленного типа, используется первичный теплообменник, типа «водяной рубашки», полностью окружающей камеру сгорания, а также, дымовые каналы ломаной конструкции.

Принцип работы промышленного водогрейного котла, практически ничем не отличается от бытового отопительного оборудования. Разница заключается в большей мощности, достигающей нескольких мВт.

Паровые газовые котлы

Паровое котельное оборудование, работает в условиях высокой температуры теплоносителя. Нагрев осуществляется в два этапа:

Теплоноситель нагревается до температуры, свыше 100°С. Достигнув точки кипения, жидкость становится паром, после чего, отправляется в сепаратор, где частички влаги удаляются.

Паровые газовые котлы высокого давления, выполняют сразу несколько важных функций:

Нагревают теплоноситель для системы отопления.

Для большей теплоэффективности, в котельном оборудовании используется рециркуляция дымовых газов. Нагретые воздушные массы направляются не сразу в дымовой канал, а повторно посылаются в теплообменник.

Классификация паровых котлов включает в себя несколько моделей:

Жаротрубный паровой котел на газовом топливе – устаревший тип с низким КПД. Газообразные разогретые продукты сгорания, циркулируют по множеству трубок, расположенных внутри корпуса. Жаровые трубы окружает теплоноситель системы отопления. Производительность оборудования, ограничена 360 кВт. Пар подается под давлением, равным приблизительно 1 Мпа.

Принцип работы промышленного газового котла, вырабатывающего пар, во многом зависит от метода нагрева теплоносителя. Мощные котельные установки, вырабатывают от 0,3-1 т сухого пара в час.

Устройство промышленного котла, работающего на газе

Промышленные водогрейные котлы на газовом топливе, по своей конструкции, мало чем отличаются от бытового котельного оборудования. Принцип работы паровых моделей, имеет сложное внутреннее устройство, заслуживающее отдельного упоминания.

Отличия затронули топочную камеру, автоматику, а также устройство газового горелочного устройства. Благодаря особенностям конструкции, помимо нагрева теплоносителя, продуцируется большое количество горячего пара, используемого в различных сферах производства.

Устройство топочной камеры

Промышленное газовое котельное оборудование, продуцирующее пар, снабжается наддувной топочной камерой. Осуществляется принудительное нагнетание воздуха, что делает возможным поддержание высокой температуры, в пределах 1900°С. Принцип работы имеет следующие отличия:

Продукты сгорания поступают в дымоходный канал при температуре 800°С и используются для изготовления пара.

Данный принцип работы отличает все паровые котлы. Конструкционные отличия заключаются в принципе подогрева теплоносителя. В жаротрубных моделях, внутри теплообменника расположены трубки, по которым циркулирует нагретый дым. В водотрубных котлах, наоборот, горячий воздух окружает трубы с циркулирующим теплоносителем.

Автоматика промышленных котлов

В промышленных котлах, предусмотрено автоматическое регулирование работы, обеспечивающее безопасность эксплуатации. За работой котельной следит автоматика. Современное оборудование, оснащено микропроцессорными контроллерами и модуляционной горелкой, автоматически изменяющей производительность и подстраивающейся под необходимые параметры.

Безопасность эксплуатации обеспечивают следующие узлы:

Автоматика для подачи газа – работает в двух базовых режимах на сжигание магистрального и сжиженного газа, что очень удобно и позволяет попеременно использовать каждый вид топлива. Автоматика отслеживает, параметры давления газа и выключает работу котла при достижении максимально допустимых значений и показателей.

Типы газовых горелок

В промышленном оборудовании, устанавливаются горелки с разным принципом работы и устройством. Не имея профильного образования, самостоятельно сложно понять, о чем идет речь в описании устройства. Чаще всего, встречаются следующие термины:

Газовые горелки с принудительной подачей воздуха – в горелках данного типа, воздух нагнетается с помощью вентилятора. Горелочные устройства с принудительной тягой, устанавливаются в паровых и некоторых типах водогрейных котлов.

При выборе горелочного устройства, обращают внимание на возможность работы при низком давлении, а также возможности переоборудования под сжигание баллонного газа.

Правила промышленной безопасности газовых котлов

Любое газовое оборудование – потенциально опасно. Котельная имеет класс взрывоопасности, В1-В4. По этой причине, к установке теплогенератора, работающего на сжиженном или магистральном газе, предъявляются высокие требования, описанные в СНиП и ППБ. Ввод котельной в эксплуатацию, происходит только после инспекции представителя Газнадзора.

Существуют несколько требований, отдельно оговаривающих промышленное использование газового отопительного теплогенератора:

Обслуживание промышленных отопительных котлов, осуществляется дважды в году: в начале и после окончания отопительного сезона.

Промышленные котельные, должны соответствовать требованиям, описанным в СП 60.13330 (СНиП 41-01-2003) , СП 89.13330 (СНиП II-35-76) .

Выбор марки промышленного котла

Промышленные котельные оснащают теплогенераторами российского, немецкого и итальянского производства. Популярностью пользуются следующие модели котлов:

Промышленные газовые котлы российского производства – отличаются неприхотливостью к рабочим параметрам системы отопления. Стоят, в среднем, в 2 раза дешевле зарубежных аналогов. Отечественные котлы промышленного типа, предлагает компания Термотехник.

Buderus Logano и Logano PLUS;

При подборе котельного оборудования, ориентируются на фактические потребности производства. Если существует необходимость исключительно в отоплении, выбирают водогрейные котлы. Паровые теплогенераторы, востребованы в некоторых видах мебельного и деревоперерабатывающего производства, в сельском хозяйстве и нефтяной промышленности.

Источник https://www.syl.ru/article/366767/kotlyi-gazovyie-promyishlennyie-srok-ekspluatatsii-ustroystvo

Источник https://ogon.guru/otoplenie/kotli/gazovie/promishlennie.html

Источник https://avtonomnoeteplo.ru/otopitelnye_kotly/151-promyshlennye-gazovye-kotly.html