Модульные котельные, в группу которых входят блочные и транспортабельные установки, выполненные в виде одного или нескольких блок-модулей. Их число подбирается специалистами исходя из требуемой тепловой мощности. Внутри них монтируется технологическое оборудование, а также предусмотрены все коммуникации для подсоединения к инженерным сетям. Котельные этого типа поставляются в сборе готовыми к эксплуатации.
Типы котельных
Разработку проекта и сборку котельных, работающих с теплоносителем температурой до 200 °С и паровым давлением до 3,9 МПа (40 кгс/см2), производят согласно регламенту СП 89.13330.2012. Указанный свод правил определяет две категории оборудования:
- В I категорию входят котельные, эксплуатирующиеся без резервного отопительного оборудования.
- Во II категорию входят все остальные котельные.
На вариант исполнения, оснащение и параметры котельных влияют нижеследующие факторы:
- требуемая тепловая мощность;
- тип топлива: это разные типы газов, мазут, дизель, отработка, твёрдое топливо или многотопливная схема;
- назначение: для отопления или промышленной эксплуатации.
Наиболее важный критерий — тип топлива, на основе которого подбираются котлы и горелки. С учётом этого различают твёрдотопливные, дизельные, мазутные, нефтяные и газовые котельные.
Схема работы котельных
В качестве примера рассмотрим водонагревательные котлы. В них теплоноситель (традиционно используют воду) нагревается перед подачей потребителю, а её циркуляцию обеспечивают насосы. Вода направляется по трубопроводу подающей (прямой) линии к источникам тепла: радиаторам, конвекторам, тёплым полам и другому тепловому оборудованию, а после отдачи им тепла возвращается для повторного нагрева по обратной линии котельной.
Котельные обязательно оснащаются механизмами регулировки длительности и режимов эксплуатации, температуры теплоносителя.
Оборудование для котельных
При подборе оборудования учитываются требования Индивидуального заказа, который составляется согласно Опросного листа на ТКУ. В нём отражены все требования к оборудованию и его эксплуатационные параметры.
Котельная в блочно-модульном исполнении состоит из:
- здания;
- котлов;
- горелок;
- газового оборудования;
- насосов;
- теплообменников;
- систем автоматизации, сигнализации и связи;
- систем водоочистки и водоподготовки;
- мембранного расширительного бака;
- дымоходов и газоходов.
Также может быть установлено дополнительное оборудование в зависимости от поставленных целей и задач по генерации тепла.
Блок-модуль
Блок-модуль контейнера — одноэтажная каркасная конструкция на платформенном основании, при возведении которой используют негорючие материалы. Они обеспечивают высокий уровень огнестойкости и пожарной безопасности. Металлический каркас котельной предусматривает соединение несущих элементов конструкции методом сварки. Общее число каркасных модулей и их размеры напрямую зависят от требуемой мощности котельной по ГОСТ 23838-89. Если всё оборудование можно установить в один модуль, то производители рекомендуют дополнительно предусмотреть одно или несколько алюминиевых окон, а также стальную раму для двери.
Использование платформы в качестве основания увеличивает прочность модуля, его устойчивость к ветровым и снеговым нагрузкам. В основе силового каркаса лежат стальные швеллеры, из них же или из стальных уголков обустраивают балки пола. Внешняя обшивка осуществляется сэндвич-панелями из листовой стали с рифлением. Крыша монтируется одно- или двускатная.
Наличие теплоизоляции обеспечивает возможность эксплуатации котельной даже в условиях низких температур, а защитная обработка всех металлических элементов конструкция делает их устойчивыми к коррозии.
При разработке проекта здания нужно руководствоваться требованиями взрывопожаробезопасности, установленными СП 12.13130.2009.
Котельное оборудование
Котлы — обязательные элементы котельных. В них нагревается теплоноситель или образуется пар. Согласно действующим ПБ 10-574-03, котлы бывают водогрейными, паровыми и пароводогрейными. В них теплоноситель нагревается до рабочих температур путём сжигания топлива или преобразования электрической энергии в тепловую. Котлы оснащены чугунным или стальным корпусом — материал зависит от вида топлива. Например, стальные стенки твёрдотопливных котлов покрывается налётом серы, что снижает срок их службы, в то время как чугун будет более долговечным, но излишне громоздким и тяжёлым.
Подбор типа и количества котлов основывается на ТЭР, при проведении которых во внимание берутся следующие параметры:
- производительность котлов и всей котельной;
- уверенность в стабильной эксплуатации в условиях минимальных нагрузок в тёплые сезоны;
- общее число потребителей;
- протяжённость трубопроводной трассы;
- значение КПД котла;
- вид топлива и его свойства;
- возможность автоматизации котельной и её уровень;
- габариты;
- прочность и надёжность;
- ремонтопригодность, возможность обслуживания и ревизии.
Согласно пп. 4.8. и 4.14. СП 89.13330.2012 количество котлов необходимо подбирать по категориям котельных: в I кат. устанавливаются минимум два котла, во II кат. — один.
Горелки
Горелка — основной рабочий элемент, за исключением установок с электронагревом. Задачи любой горелки — подготовка топливовоздушной смеси с её сжигание в камере сгорания, что позволяет нагревать теплоноситель. Чтобы правильно выбрать горелку, нужно учесть тип топлива, требуемую мощность и производительность, габариты камеры сгорания, диапазон и тип регулировки. Существуют одноступенчатые и двухступенчатые горелки (с двухрежимной работой), плавно-двухступенчатые (регулируемые в пределах поддерживаемых режимов) и модулируемые горелки (с регулировкой мощности в пределах от 10 до 100%).
Газовое оборудование
В эту группу входят:
- газорегуляторные установки и пункты (ГРУ и ГРП);
- системы фильтрации;
- запорная и предохранительная арматура;
- контрольно-измерительное оборудование.
Ввиду того что газ сильно горюч, требования к эксплуатации газового оборудования строжайшие.
Они определены СП 89.13330.2012. В соответствии с ними ГРУ монтируются внутри котельной, а ГРП — на её площадке. При тепловой мощности каждого котла от 30 МВт рекомендовано введение двух линий редуцирования для дублирования. При меньшей тепловой мощности достаточно одной линии, кроме котельных I кат.
Число газоводов также регламентировано СП 89.13330.2012: работающие исключительно на газе установки мощностью до 30 МВт могут получать газ по двум трубам, котельные II кат. — по одной.
Роль регуляторов давления заключается в стабилизации давления поступающего газа вне зависимости от значения его расхода — обычно они работают на понижение давления.
С помощью фильтров грубой и тонкой очистки фильтруются примеси, твёрдые частицы и инородные тела, способные привести к закупорке трубопровода, вывести из строя оборудование или снизить его производительность.
Задача запорной и предохранительной арматуры — обеспечить безопасность и стабильность работы газового теплооборудования. Она монтируется на линии газоснабжения и включает в себя системы клапанов различного назначения, задвижки и другие устройства для защитного прерывания и ограничения потока.
Насосное оборудование
Насосы обеспечивают подачу и циркуляцию теплоносителя. Их тип и конфигурация подбираются согласно СП 89.13330.2012 (с учётом типа и назначения котельной). Конструкция насосов предусматривает наличие парового или электропривода. Они делятся на несколько видов:
- сетевые (обеспечивающие циркуляцию воды);
- питательные (подающие воду к котлам);
- циркуляционные (подающие потребителям воду с необходимым напором);
- антиконденсационные и подпиточные (восполняющие систему водой, которую берут из различных источников).
Итоговое количество насосов устанавливается с учётом производительности котельной, также отдельные проекты тепловых систем требуют обязательного наличия резервного насоса.
Теплообменная система
В неё входят теплообменники (как правило, пластинчатые) и водоподогреватели (паровые, пароводяные или водяные). Задача теплообменников — подогревать теплоноситель от горячей среды. Расчёт их количества производится на основании назначения котельных и их производительности.
Автоматизация, системы связи и контроля
Котельные автоматизированы и работают без необходимости в контроле со стороны персонала, но обязаны находиться под постоянным диспетчерским (пультовым) наблюдением. При аварии или нештатной работе систем на пульте дежурного отражается соответствующая информация с применением светового и звукового сигнального оповещения. Одновременно с этим отключается неисправное оборудование и активизируются резервные системы. Управление настройками котельной при их выходе за рамки нормы осуществляется автоматически. Все системы сигнализации и аварийного регулирования обязаны быть настроены согласно требованиям СП 89.13330.2012.
Водоподготовка и водоочистка
Эти системы очищают поступающую в котлы или трубопроводные сети воду от примесей и взвесей, устраняют излишнюю минерализацию и смягчают её. Тем самым снижается образование накипи и коррозии, вода в котле меньше вспенивается, что повышает её эффективность как теплоносителя. Водоподготовка проводится несколькими способами: путём механической фильтрации, химических и физических принципов очистки.
Вода и пар в котельных обязаны соответствовать ряду стандартов: ГОСТ 2761-84, СанПиН 2.1.4.1074-01, ПБ 10-574-0 и ГОСТ 20995-75
Для решения задач по подготовке и очистке теплоносителя применяют различные фильтры, установки для смягчения воды и удаления из неё железа, вихревые реакторы и прочее оборудование. Оно выбирается в неукоснительном соответствии с положениями СП 31.13330.2012.
Расширительный бак
Они используются для компенсации объёма теплоносителя, предохранения системы от гидроударов и поддержания в ней необходимого давления. Также мембранные баки удаляют пузырьки воздуха, возникающие при нагреве воды. В разных системах устанавливаются баки разных типов: для отопления и ГВС.
Конструкция мембранных баков для тепловых генераторов разного типа практически не отличается: это вертикальные или горизонтальные ёмкости в форме цилиндра или прямоугольника, внутри которых смонтирована мембрана из эластомера. Она делит бак на два отсека: с водой и с воздухом. Благодаря такой конструкции обеспечивается подача воды в систему под требуемым давлением с отбором её излишек, возникающих при нагревании, в бак.
Материал для изготовления расширительных баков обязан сохранять устойчивость к высокотемпературному воздействию, а также к перепадам давления в широком диапазоне.
Дымовые трубы и газоходы
Это системы дымоудаления бывают нескольких видов:
- на фермах;
- на растяжках;
- на мачте;
- фасадные;
- самонесущие.
Газоходы проводятся перпендикулярно дымоходным трубам, а в конструкцию одного дымохода может быть включено несколько вертикальных газоходов. Подбор высоты и конфигурации дымохода производится согласно СП 43.13330.2012, при этом выполняется учёт мощности котельной, наличия естественной тяги, а также аэродинамические расчёты газового тракта.
Также котельные оснащаются вспомогательным оборудованием, обеспечивающим стабильность и надёжность их эксплуатации. Это различные деаэраторы, водоподогреватели (бойлеры), накопительные ёмкости и др.
Наши инженеры разработают проект, проведут аэродинамический расчёт и рассчитают мощность, изготовят и введут в эксплуатацию котельную под ключ и в соответствии с поставленными заказчиком задачами. Наша продукция снабжена всеми требуемыми разрешениями и сертификатами.
Заказывая котельные для них у нас, вы получаете уверенность в бесперебойной генерации тепла.