Водогрейный котел на твердом топливе – оптимальное решение для обогрева и ГВС

Применение и преимущества

Сфера использования водогрейного отопительного котла зависит от показателей его мощности, КПД, наличия системы автоматизации и его предназначения:

• Котлы данного типа используются для обогрева воды, которая служит основным теплоносителем в различных системах водоснабжения и отопления.
• Газовые котлы водогрейного вида имеют более высокий показатель мощности, поэтому такое качество позволяет организовывать отопление и водоснабжение в больших комплексах жилищно-коммунального характера. Расчет водогрейного котла осуществляется в каждой конкретной ситуации.
• Водогрейное оборудование на дровах. Такой вариант чаще всего используется в частных домах, что позволяет хозяевам своими силами обогревать воду в доме без наличия других возможностей. Подобный вид также может быть использован на ТЭЦ разной мощности. Такой способ также предполагает использование пикового оборудования в периоды особо больших нагрузок. Это зависит от климата, КПД, автоматизации водогрейного котла и других показателей.

Что касается промышленности, то в данной сфере чаще всего используются пиковые водогрейные котлы. Они устанавливаются на ТЭЦ для повышения показателя нагрева сетевой воды в холодное время годы. Пиковое оборудование нагревает воду в пределах 100-150 градусов. Пиковые водогрейные котлы чаще всего размещаются в конце транзитной схемы. Оборудование пикового типа рекомендуется устанавливать с целью повышения надежности теплоснабжения, например, при авариях.

Поскольку пиковые водогрейные котлы имеют низкий показатель длительности кампании, они рентабельны в тех случаях, когда для их эксплуатации не нужно дополнительное оборудование. Этому требованию отвечают варианты, работающие на газу или жидком топливе, и не требующие сложной схемы подготовки к процессу сжигания.

Также, поскольку пиковое оборудование работает относительно недолго, использование гибких схем обработки воды значительно экономит количество реагентов при аналогичном качестве, что повышает общую экономичность данной схемы. Однако, поскольку на электростанциях подобное оборудование используется относительно недавно, то особенности его эксплуатации, расчета, технического обслуживания, ремонта, конструкции и схемы его регулирования еще недостаточно изучены.

Разные типы оборудования могут быть использованы в жилых, административных или промышленных зданиях в тех случаях, когда подключение к магистральной схеме является невозможным или нецелесообразным в силу разных причин.

Широкие использование котлов водогрейного типа объясняется их отличительными преимуществами:

• Возможность установки в системах теплоснабжения открытого или закрытого вида.
• Универсальность. Расчет водогрейного котла позволяет установить его в практически любых условиях с учетом наличия системы автоматизации и других параметров.
• Водогрейный отопительный котел может быть установлен в котельных, как с использованием твердого топлива, так и мазута, газа или дизеля.
• Возможность нагрева воды в разном температурном диапазоне в зависимости от потребностей и мощности оборудования.
• Возможность регулирования нагрузки. Расчет зависит от конкретной ситуации.
• Наличие системы автоматизации работы.
• Большой показатель КПД при минимальном расходе энергии.
• Относительно быстрый выход на номинальную мощность.
• Высокая надежность и безопасность, которая достигается за счет использования материалов высокого качества, правильного расчета мощности и КПД, а также наличия системы автоматизации водогрейного котла.
• Удобство технического обслуживания и осуществления ремонта независимо от типа оборудования.
• Легкость выполнения монтажных работ. В некоторых случаях оборудование может быть установлено своими руками.
• Простота и удобство в эксплуатации.
• Водогрейные котлы имеют в наличии гидравлическую систему потока воды, поэтому возможность образования застойных участков исключается.
• Качество теплоизоляции отопительного водогрейного котла гарантирует уменьшение потерь тепла через стенки и изоляцию оборудования.
• Схема потока воды гарантирует хороший показатель работоспособности и отсутствие накипи, поэтому нет необходимости беспокоиться о качестве воды для водогрейных котлов и ее предварительной подготовке.
• Отсутствие присоса с холодным воздухом в топку водогрейного оборудования делает процесс горения топлива более эффективным.
• Большой объем камеры котла гарантирует полное выжигание топлива, что снижает показатели недожога механического или химического типа.
• Водогрейные котлы большой мощности имеют большой уровень КПД и низкую долю эмиссии опасных веществ.

Кроме того, водогрейные отопительные котлы первоначально были изобретены с расчетом того, что они будут снижать производство тепловой энергии за счет более эффективного показателя сжигания топлива, удобства монтажа, ремонта и эксплуатации конструкции и наличия системы автоматизации.

Классификация отопительного оборудования

Существует несколько типов водогрейных котлов. Классификация зависит от разных факторов.

Согласно конструктивным особенностям выделяют следующее отопительное водогрейное оборудование:

• Газотрубное. Такой вариант предполагает наличие поверхности нагрева, которая состоит из труб небольшого диаметра. Внутри трубок движутся продукты сгорания топлива разного вида. Теплообмен происходит через нагрев воды, которая расположена снаружи трубок. На сегодняшний день такие варианты практически не используются и были вытеснены водотрубным типом.
• Водотрубное. Водогрейный котел данного класса состоит из кипятильных труб, внутри которых движется вода. Процесс теплообмена осуществляется посредством нагрева самых трубок горячими продуктами.

Конструкция водотрубных котлов является намного более сложной и комплексной, чем у газотрубного вида. Однако они отличаются более высоким уровнем безопасности в отношении возможного взрыва, поскольку допускают высокий уровень нагрузки, более быстро нагревают воду, имеют систему автоматизации, удобство настроек, также просты в монтаже, который можно осуществить своими руками, обслуживании и ремонте. Практически все водогрейные котлы большой мощности – водотрубные.

Очевидным недостатком подобного отопительного оборудования является то, что оно имеет сложную внутреннюю схему, состоящую из разных агрегатов, соединений и узлов. Кроме того, отдельные компоненты находятся под давлением, что затрудняет их ремонт, особенно своими руками.

Также можно встретить водотрубно-дымогарные водогрейные отопительные котлы. Такой вариант предвидит наличие топки экранированной трубами с водой, тогда как конвективная часть механизма частично или полностью выполнена в виде дымогарных труб, которые размещены в воде. Такой вариант может иметь разный уровень качества, модности и КПД, а также систему автоматизации.

Подобное оборудование быстро нагревает воду, а расчет данных позволяет подобрать вариант для разных ситуаций. Однако поскольку подобный тип оборудования встречается достаточно редко, то могут возникнуть проблемы в его монтаже, техническом обслуживании или ремонте, а осуществить это своими руками не всегда возможно.

В зависимости от типа используемого топлива, выделяют следующее водогрейные котлы:

• Газовые.
• Жидкотопливные.
• Двухтопливные.
• Отопительное оборудование на твердом топливе.

Первый вариант является наиболее распространенным и оптимальный на данный момент. Он имеет систему автоматизации, хороший показатель КПД, высокую безопасность и малый выброс вредных веществ. Расчет водогрейного котла газового типа позволяет подобрать вариант, как для частного дома, так и для промышленных нужд. Такое оборудование просто в обслуживании и ремонте, а установить его можно своими руками.

Автоматизация водогрейного котла делает его использование полностью безопасным, в частности промышленные варианты обладают стопроцентной автоматизацией, соответствующей безопасностью и качеством. Отопительное оборудование с другими видами топлива используется в тех случаях, когда применение газового водогрейного котла невозможно в силу затруднительной подача газа или высокой его стоимости.

Жидкотопливные или дизельные водогрейные котлы имеют подобную схему работы с предыдущим типом. Отличие состоит только в том, что вместо газа используется жидкое топливо, в частности солярка. Дизельное топливо достаточно широко используется во всем мире в качестве основного или резервного варианта. Учитывая его показатели горючести и возможности применения в разных условиях, чаще всего оно используется именно в качестве резервного варианта.

Двухтопливные или газомазутные водогрейные котлы работают со сменными горелками, поэтому для получения энергии можно использовать как газ, так и дизельное топливо. Такие котлы чаще всего используются в промышленном секторе и также обладают похожей схемой работы и нагрева воды с предыдущими вариантами, и наличием системы автоматизации. В частном хозяйстве они не практикуются в силу неудобства обращения, наличия сложностей с ремонтом, особенно своими руками, и сложной конструкции водогрейных котлов.

Использование отопительного оборудования на твердом топливе, в частности угле, удобно в тех случаях, когда нет возможности применять другие варианты. Несмотря на то, что уголь является одним из самых дешевых видов топлива, по качеству он значительно уступает нефти и газу. Такое оборудование имеет низку мощность, поскольку содержание энергии на единицу веса у угля не очень высокое.

Кроме того, такой тип топлива неудобно транспортировать, нагрев воды занимает очень много времени, а процесс его применения негативно влет на экологию, в частности провоцирует появление кислотных дождей. Именно поэтому сегодня наблюдается мировая тенденция по замене угля другими видами топлива. Использование подобных водогрейных отопительных котлов рентабельно только в отдаленных регионах, где применение газа или других видов энергии является очень дорогим.

Кроме этого, выделяют также водогрейные котлы, которые работают на электричестве. Они достаточно быстро нагревают воду, имеют оптимальный показатель мощности и КПД, а также высокие качество. Благодаря наличию системы автоматизации, данный тип является безопасным, а схема оборудования делает его использование достаточно простым. В силу некоторых особенностей, его монтаж, техническое обслуживание и ремонт можно осуществить своими руками. Используются подобные водогрейные котлы для частного дома, поскольку их применение в промышленности является дорогим.

Согласно температурному показателю теплоносителя, а именно воды на выходе, выделяют следующие водогрейные котлы:

• Низкотемпературные – температура нагрева воды до 115 градусов. Такой тип оборудования наиболее экономный, однако, к качеству его материала выдвигаются высокие требования. В процессе эксплуатации внутри конструкции в связи с низкими температурами может образовываться конденсат из воды, который негативно влияет на поверхность, расположенную вблизи с продуктами сгорания. Это может повлечь за собою дополнительный ремонт и техническое обслуживание. Для предотвращения подобных ситуаций качество материалов, используемых для сооружения оборудования должно иметь высокие показатели.
• Отопительные водогрейные котлы на перегретой воде. Такой тип оборудования предвидит наличие воды с температурой около 150 градусов.

Большинство отопительного оборудования, которое используется на сегодняшний день, является именно вариантом с перегретой водой. Водогрейный котел подобного типа отличается высоким уровнем автоматизации и надежности, оптимальной мощностью, долгим периодом службы, низким уровнем шума, простотой эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, а также низким показателем выброса вредных веществ.

Такое оборудование легко и быстро устанавливается, так что монтаж можно осуществить своими руками. Расчет данных позволяет подобрать отопительное оборудование подобного типа с разным КПД, показателем мощности и типом автоматизации. Такой агрегат может быть установлен в любом доме или на производстве, благодаря универсальной схеме и быстроте нагрева воды. Простота монтажа позволяет установить конструкцию своими руками.

В зависимости от типа циркуляции воды выделяют следующие виды водогрейных котлов:

• Естественная циркуляция воды, которая происходит за счет разных показателей плотности воды – белее и менее перегретой.
• Принудительная циркуляция воды. Такой вариант предвидит перекачку воды при помощи насоса.
• Комбинированная циркуляция воды. В таком случае оборудование имеет приспособления для циркуляции воды естественным или принудительным способом.
• Прямоточная циркуляция воды. Такой вариант предполагает однократное принудительное движение воды в нужном направлении.

В зависимости от показателей мощности, КПД, автоматизации и других факторов оборудование с разным видом циркуляции воды может быть использовано как в обычных домах, так и в промышленной сфере.

Характеристики и понятия

Водогрейный отопительный котел характеризуется следующими понятиями:

• Теплопроизводительность. Этот термин указывает на показатель теплоты, который получает вода в водогрейном котле за отрезок времени. Данный показатель измеряется в Гкал/час.
• Номинальная теплопроизводительность. Это самый большой показатель теплопроизвоительности, которую водогрейный отопительный котел может обеспечить при номинальных параметрах воды с учетом отклонения после длительного использования без потери качества. В зависимости от этого выделяют оборудование с низкой (4-65 кВт), средней (70-1750 кВт) и высокой (больше 1,8 МВт) мощностью.
• Номинальный показатель температура воды на входе. Показатель, которого должна достигать температура воды при наличии номинальной теплопроизводительности. Параметры находится в пределах 60-110 градусов.
• Температурный градиент воды в водогрейном отопительном котле. Этот параметр разницы температур воды на выходе и входе. Расчет зависит от используемого материала. К чугунному оборудованию выдвигаются более серьезные требования, чем к стальному.
• Минимальная температура воды на входе. Расчет данного показателя зависит от параметров используемого топлива.
• Максимальная температура воды на выходе. Параметр, указывающий на температуру, при которой обеспечивается номинальное значение нагрева воды до момента кипения при наличии рабочего давления. Данный показатель является одним из основных при классификации уровня опасности оборудования и его качества. Данные могут находиться в пределах 70 и выше 150 градусов.

Все водогрейные котлы имеют свои характеристики, основными среди которых можно назвать: теплопроизводительность, температуру теплоносителя на входе в котел и на выходе из него, градиент.

Это величина, характеризующая количество тепла, передаваемое теплоносителю оборудованием в единицу времени. Ее обычно измеряют в кВт и иногда называют мощностью. Номинальное значение производительности указывают в паспорте котла.

Согласно одной из классификаций водогрейный котел может быть:

• малой мощности (до 65 кВт). Именно такие агрегаты используются для отопления частных домов (1 кВт их теплопроизводительности хватает на обогрев 20 куб. м объема или же 8–10 кв. м площади в зависимости от высоты потолков);
• средней мощности (от 70 кВт до 1,75 МВт);
• большой мощности (выше 1,8 МВт).

Температура воды

Температура воды на входе в котел может быть номинальной и минимальной. Первую оборудование должно обеспечивать в нормальном режиме работы, и, как правило, ее значение находится в пределах 60–110 градусов.

Максимальной температурой на выходе называют такое ее значение, при котором вода не кипит. Чаще всего оно равно 110–115 градусам – именно такое оборудование можно приобрести в личное пользование.

Однако встречаются котлы с температурой до 150 градусов – обычно это высокопроизводительные агрегаты, устанавливаемые на ТЭЦ.

Градиент

Температурным градиентом называют разницу в температурах на входе в котел и на выходе в систему отопления. Он может достигать 50–55 градусов. Чугунное котельное оборудование обычно имеет меньшие градиенты по сравнению со стальным.

Особенности ремонта оборудования

Специфика проведения технического облуживания и ремонтных работ зависит от особенностей самого оборудования, в частности от типа, показателя мощности, наличия системы автоматизации, класса, КПД водогрейного котла и других факторов.

Особенности технических условий ремонта водогрейных котлов, используемых для жилых домов и промышленности, регулируются соответствующими нормами и законодательными актами. При этом для оборудования с разным показателем мощности, схемой водогрейного котла, рабочим давления и температуры выдвигаются разные требования к качеству работ.

Необходимость проведения ремонта определяется владельцем после появления сбоев в работе. Непосредственный ремонт водогрейных котлов производится после диагностики агрегата и выяснения причин его неисправности. Ремонт должен быть осуществлен в соответствии с техническими правилами и на должном уровне качества, что не всегда можно сделать своими руками.

Независимо от того, используется ли оборудование в жилом доме или на производстве, к выполнению ремонта выдвигаются определенные требования:

• Все работы должны быть выполнены организацией, для которой данный вид деятельности предусмотрен уставом.
• Организация должна иметь соответствующую лицензию на осуществление ремонта оборудования в соответствии с конструкцией водогрейного котла.
• К работам допускаются специалисты, имеющие аттестацию, которые способны обеспечит ремонт на должном уровне качества. Если пытаться сделать все своими силами, то можно не только ухудшить состояние оборудования, но и создать опасную для себя и окружающих ситуацию.
• Независимо от показателей мощности, КПД, особенностей системы автоматизации водогрейного котла и расчета других факторов, на каждое оборудование должен составляться акт об его состоянии до начала работ по обслуживанию.

Особенности конструкции водогрейных котлов предвидят проведение следующих работ:

• Ремонт коллекторов, камер, жаровых труб и барабанов.
• Ремонт поверхности с учетом расчета нагрева.
• Ремонт вальцевых, заклепочных и сварных соединений с расчетом показателей мощности.
• Проверка качества системы автоматизации после ремонта.
• Контроль качества ремонта с учетом расчета параметров мощности, КПД и схемы водогрейного котла.
• Выдача оборудования владельцу осуществляется только после того момента, когда агрегат был проверен на работоспособность всех его компонентов с расчетом КПД, системы автоматизации и схемы оборудования.

После выполнения ремонта владелец должен получить соответствующую техническую документацию.

В пакет входят следующие документы:

• Ремонтный формуляр.
• Журнал сварочных работ с указанием всех нужных расчетов.
• Акты, содержащие результаты внешнего осмотра водогрейного котла.
• Журнал с указанием расчетов ультразвукового или радиографического ремонта соединений.
• Протоколы испытаний устройства в соответствии с показателями его мощности, системой автоматизации, КПД, схемой водогрейного котла и расчетом других параметров.
• Сертификаты, подтверждающие качество сварочных материалов, фланцев, труб и других изделий, которые были использованы во время ремонта. Все детали должны быть получены от завода-изготовителя с расчетом КПД, схемой автоматизации и другими параметрами.

Желание осуществить ремонт водогрейного котла своими руками может создать опасную ситуацию для жизни владельца агрегата и его близких. Водогрейный котел являет собою теплогенерирующий объект, который может быть использован для обогрева разных помещений.

Поскольку данное оборудование обладает такими преимуществами, как простота эксплуатации и монтажа, наличие моделей с разными характеристиками, высокий увалень качества, удобство обслуживания и ремонта, а также наличие системы автоматизации водогрейного котла, оно может быть использовано как при обустройстве жилых домов, так и в промышленной сфере.