Котлы в котельной представляют собой основное теплогенерирующее оборудование. От характеристик котла во многом зависит и надежность котельной в целом. Основные отличия котлов могут быть в самой конструкции котла и рабочем давлении.

По конструкции водогрейные котлы (водоподогреватели), обычно, делятся на два типа:

1) двухходовые котлы с т. н. реверсивной топкой; 2) трехходовые котлы.

Число ходов котла характеризуется движением дымовых газов от устья горелки. На рис. 1 выделены три независимых газохода для движения уходящих газов. Первый — цилиндрическая камера сгорания (поз.1), расположенная п нижней части котла и окруженная широкой поляной рубашкой. Продукты сгорания, образующиеся в процессе сгорания топлива, перемещаются по жаровой трубе к задней части камеры сгорания и далее к жаровым трубам (поз.2).

Рис. 1. Разрез котла Viessmann Vltomax 200 HW (Германия)

После возврата уходяших газов в переднюю часть вновь меняется направление их потока. По жаровым трубам (поз.З) третьего хода они движутся к камере сбора продуктов сгорания котла (поз.4). Для котлов такой базовой конструкции характерны высокий КПД и низкое содержание токсичных веществ в дымовых газах. Их можно применять всюду, где предъявляются жесткие требования к охране окружающей среды.

Надо отметить, что при выборе котла должны оцениваться не только его тепловые, прочностные характеристики. Важную роль играет то, какое дополнительное оборудование требуется для установки котлов. Например, многие котлы с малым водоиаполнением требуют обеспечения при работе минимально допустимого протока теплоносителя через котел. Т.е. возникает необходимость в установке котловых насосов. Поэтому при оценке стоимости котлов лучше оценивать стоимость всей котельной в целом.

Автоматика котла должна обеспечивать поддержание необходимых параметров теплоносителя на выходе из котла. Мы будем рассматривать автоматику котла па примере водогрейных котлов с наддувными горелками. Для данного вида оборудования автоматика котла должна обладать следующим минимальным набором функций: поддержание температуры теплоносителя на выходе из котла: аварийное отключение горелки в случае превышения максимально допустимой температуры.
В качестве такой автоматики можно использовать два термостата. Один как рабочий для регулирования температуры, а второй как предохранительный (аварийный). Два термостата в автоматике котлов, как правило, используются в недорогих котлах (чешских, словацких, итальянских). Но при этом такие котлы имеют возможность дооснащения автоматикой более высокого уровня.

Также вместо двух термостатов можно использовать один сдвоенный, который выполняет обе функции (рис.2). Сразу надо заметить, что часть функций в автоматике котла реализована в горелке, контроллер которой полностью управляет процессом запуска и работы.

Рис.2. Сдвоенный термостат Siemens (Германия)

Т.е. в данном случае рабочий термостат дает сигнал горелке на включение и выключение, а остальное горелка производит сама.

Таким образом, автоматика котла более высокого уровня отличается от простой помимо поддержания температуры и аварийного отключения следующими параметрами:

микроконтроллерное управление: электронный жидкокристаллический дисплей;

световая сигнализация (лампочка, диод) с выводом на дисплей кода ошибки в случае неисправности горелки или других устройств (датчиков, сервоприводов смесителей, насосов);

возможность одновременного управления температурой на выходе из котла, температурой теплоносителя в контуре отопления и температурой горячей воды;

возможностью включения защитных функций в случае резкого понижения температуры теплоносителя на входе в котел;

возможностью управления насосами и трехходовыми смесителями (если встроена функция погодозависимого управления).

Но, в любом случае, и котел, и автоматика подбираются в зависимости от возможностей потребителя и условий эксплуатации оборудования.

В процессе эксплуатации систем отопления следует:

• осматривать элементы систем, скрытых от постоянного наблюдения (разводящих трубопроводов на чердаках, в подвалах и каналах) не реже 1 раза в месяц;
• осматривать наиболее ответственные элементы системы (насосы, запорную арматуру, контрольно-измерительные приборы и автоматические устройства) не реже 1 раза в неделю;
• удалять периодически воздух из системы отопления согласно инструкции по эксплуатации;
• очищать наружную поверхность нагревательных приборов (подогревателей, теплообменников) от пыли и грязи не реже 1 раза в неделю;
• промывать фильтры. Сроки промывки фильтров сетчатых (грязевиков) устанавливаются в зависимости от степени загрязнения, которая определяется по разности показаний манометров до и после грязевика;
• вести ежедневный контроль за параметрами теплоносителя (давление, температура, расход), прогревом отопительных приборов и температурой внутри помещений в контрольных точках с записью в оперативном журнале, а также за утеплением отапливаемых помещений (состояние фрамуг, окон, дверей, ворот, ограждающих конструкций и др.);
• проверять исправность запорно-регулирующей арматуры в соответствии с утвержденным графиком ремонта, а снятие задвижек для их внутреннего осмотра и ремонта не реже 1 раза в 3 года, проверка плотности закрытия и смену сальниковых уплотнений регулировочных кранов на нагревательных приборах — не реже 1 раза в год;
• проверять 2 раза в месяц закрытием до отказа с последующим открытием регулирующие органы задвижек и вентилей;
• производить замену уплотняющих прокладок фланцевых соединений — не реже 1 раза в 5 лет.

В режиме эксплуатации давление в обратном трубопроводе для водяной системы теплопотребления устанавливается выше статического не менее, чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), но не превышающим максимально допустимого давления для наименее прочного элемента системы.

В водяных системах теплопотребления при температуре теплоносителя выше 100 °С давление в верхних точках должно быть выие расчетного не менее чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) для предотвращения вскипания воды при расчетной температуре теплоносителя.

Грязевики (фильтры грубой очистки) используются для улавливания стойких механических частиц, таких как ржавчина и окалина, которые могут причинить вред оборудованию и арматуре в трубопроводах различного назначения, в неагрессивных жидкостях.  Грязевики очищают рабочую среду с помощью  сетки, встроенную в корпус и зажатую крышкой, поэтому его и называют — фильтр сетчатый. Промывка грязевика производится через шаровой кран.

Грязевики, в свою очередь, относятся к фильтрам грубой очистки.  Они необходимы для фильтрации или очистки воды от крупных и средних взвешенных частиц в трубопроводах водяных и тепловых сетей. Технология работы грязевиков состоит в следующем. Вода «проходит» в патрубок, а оттуда  попадает во внутреннюю полость корпуса, где взвешенные частицы выпадают на дно в виде осадка. Потом из внутренней полости грязевика-фильтра  жидкость поступает сквозь фильтр, который монтируется внутри выходного патрубка. И только затем прошедшая через фильтр вода в  уже очищенном виде поступает в систему отопления или тепловую сеть.  Очистка грязевика от осадка происходит путем извлечения стакана из выходного патрубка.

Необходимо отметить также, что по способу подсоединения к трубопроводу грязевики подразделяются на:

•    грязевики с резьбовым соединением;
•    грязевики с фланцевым соединением.

В промышленности и ЖКХ фильтры и грязевики применяются в котельных и тепловых сетях для очистки сетевой и подпиточной воды и при их промывке. Также грязевики и фильтры необходимы для очистки  воды из природных источников от тяжелых взвешенных и механических загрязнений (максимальная эффективность очистки до 90%).  Поэтому в данном случае они выступают в качестве  первой  ступени очистки воды перед промышленными очистными сооружениями, а также перед различным технологическим оборудованием,  с высокими требованиями к качеству используемой в работе воды.

Чем качественнее оборудование, тем бо­лее высокие требования к чистоте входящих потоков. Это естественно: высокая эффектив­ность достигается снижением излишних за­пасов по прочности, точной балансировкой, минимальными зазорами, чистотой и точ­ностью обработки поверхностей. Поэтому солидные поставщики оборудования предлагают его в комплекте с соответствующи­ми фильтрами. Предложение по фильтрам огромно. Это серийно выпускаемые фильтры, подавляющее большинство предназначено для систем водоснабжения, газоснабжения давлением до 1,6 МПа и сжатого воздуха дав­лением до 1,0 МПа. Все прочее многообразие технологических процессов требует индиви­дуального подхода к очистке потоков.

Что требуется

От фильтров требуется: заданное качество очистки, низкое гидравлическое сопротивле­ние, прочность корпуса, простота и удобство обслуживания, длительность пробега, при­емлемая стоимость, компактность. Конечно, приходится чем-то жертвовать, потому что одновременно эти пожелания выполнить ни­как невозможно. В некоторых случаях довольно трудно подобрать или разработать фильтр, который по ряду параметров подходит наи­лучшим образом, а по остальным — прием­лем. Вот тогда заинтересованные стороны — проектно-технологическая организация и разработчик фильтров — стараются привести в соответствие свои желания и возможности. В самом благоприятном варианте проектант-технолог направляет подробный опросный лист, разработчик в ответ посылает чертеж фильтра с технической характеристикой. Это и есть выбор оптимального оборудования, процесс исключительно творческий. На его реализацию требуется от 1 часа до несколь­ких месяцев, в зависимости от квалификации сторон и сложности задачи.

Корпус

Основных частей у фильтра всего две: кор­пус и фильтрующий элемент. Поскольку кор­пус определяет внешний вид, безопасность и удобство обслуживания — с него и начнем. Cамые крупные фильтры — корпусные. Они имеют корпус в виде вертикальной цилин­дрической обечайки. Для удобства монтажа входной и выходной трубопроводы находят­ся на одной высоте. Если фильтр жидкост­ный — можно открыть нижний дренажный штуцер и слить с фильтрующей корзины на­копившуюся грязь. При необходимости — снять и почистить или заменить фильтрую­щее устройство, открыв крышку корпуса. Это очень популярная модель. Успешно при­меняется для защиты насосов на нефтепро­водах и в системах водоснабжения, работа­ют на Северо-Западной, Калиниградской, Дзержинской и Рязанской ТЭЦ, рис. 1.

Следующее большое семейство — фильтры-тройники. Они значительно ком­пактнее своих корпусных собратьев, по­скольку их корпус просто является деталью трубопровода — тройником (рис. 2).

Правда, трубопровод может быть и очень солидного диаметра. Тройники большого диаметра и на высокие давления рабочей среды часто заказывают с концами под при­варку для снижения массы и габаритов. Такие фильтры иногда комплектуются быстросъемными затворами, для удобства и скорости из­влечения фильтрующего устройства (рис.3).

Попутно заметим, что фильтры-тройники изготавливаются проходными или угловыми, с поворотом потока, как удобнее с точки зрения компоновки на площадке. Если схему течения потока в тройнике выбирает разра­ботчик фильтра, то она будет зависеть от за­данной тонкости фильтрации и допустимого перепада давления. Для небольших диаметров трубопрово­да, менее 300 мм, тройник выполняется Y-образной формы корпуса (рис. 4,5).

Чемпион по компактности — фильтр с коническим фильтрующим элементом. Его корпус представляет собой отрезок трубо­провода с фланцами, так называемую «ка­тушку». Компактность фильтра объясняется отсутствием люка для фильтрующего эле­мента, рис. б.

Для замены или очистки такого фильтра придется разобрать технологический тру­бопровод. Применяется фильтр с таким кор­пусом в качестве временного, на пусковой период, после чего фильтрующий элемент просто демонтируется или как сигнальное устройство на случай неудовлетворительной работы системы штатной фильтрации перед особо дорогими и важными защищаемыми агрегатами, например, турбинами. Для газовых фильтров с целью повышения эффективности, увеличения пробега филь­трующего элемента, использования энергии движущегося потока и разности плотностей разделяемых сред кроме всех вышепере­численных форм корпусов применяют вер­тикальные корпусные фильтры с тангенци­альной подачей газа и выходом очищенного газа вертикально вверх, рис. 7.

В таком корпусе снижается нагрузка на фильтрующее устройство, крупные части­цы отделяются, не достигая фильтрующего элемента за счет центробежной силы и силы тяжести. Фильтрующие элементы сепаратора практически не нарастает при эксплуатации. Роторные сепараторы успеш­но защищают компрессоры и турбины на Северо-Западной и Новгородской ТЭЦ, ТЭЦ-21 и ТЭЦ-22 Мосэнерго, АГНКС, установ­ке «Гидрокрекинг». Фильтрующие элементы проектируются на основе данных по тонкости фильтрации, гидравлическому сопротивлению, макси­мально допустимому перепаду давления за­грязненного фильтра. Соответственно, они имеют самую разнообразную форму и ка­чество фильтрующего материала. Это могут быть корзины, патроны, конусы. В газовых фильтрах для больших расходов загрязненного газа применяются вращаю­щиеся фильтрующие элементы — роторы, рис. 8,9.

Фильтр с вращающимся фильтрующим элементом будет называться роторным се­паратором. Ротор очищается за счет цент­робежной силы, которая действует на ча­стицу пыли в слое вращающейся насадки.

Индивидуальный подход

Индивидуальный подход к выбору, разработке и изготовлению фильтра оправдывает себя в следующих случаях:

•     нестандартные условия эксплуатации по температуре, давлению, материалам или веществам;

•     особые требования по тонкости фильтрации и гидравлическим сопротивлениям;

•     ограничения по габаритам.

И, самое главное, поставщик индивидуально разрабатываемого фильтра должен иметь высокую квалификацию и большой опыт.

Источник: журнал ТПА