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.

Требования безопасности к предохранительным клапанам, устанавливаемым на сосудах, работающих под давлением свыше 0,07 МПа

1. Общие требования

1.1. Пропускную способность предохранительных клапанов и их число следует выбирать так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее избыточное рабочее давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) при избыточном рабочем давлении в сосуде до 0,3 МПа (3 кгс/см2) включительно, на 15 % — при избыточном рабочем давлении в сосуде до 6,0 МПа (60 кгс/см2) включительно и на 10 % — при избыточном рабочем давлении в сосуде свыше 6,0 МПа (60 кгс/см2).
1.2. Давление настройки предохранительных клапанов должно быть равно рабочему давлению в сосуде или превышать его, но не более чем на 25 %.
1.3.Увеличение превышения давлений над рабочими по пп. 1.1 и 1.2 должно учитываться при расчете на прочность по ГОСТ 14249-80.
1.4. Конструкцию и материал элементов предохранительных клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и рабочих параметров среды.
1.5. Предохранительные клапаны и их вспомогательные устройства должны соответствовать «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденным Госгортехнадзором СССР.
1.6. Все предохранительные клапаны и их вспомогательные устройства должны быть защищены от произвольного изменения их регулировки.

1.7. Предохранительные клапаны следует размещать в местах, доступных для осмотра.
1.8. На стационарно установленных сосудах, у которых по условиям эксплуатации возникает необходимость отключения предохранительного клапана, необходимо устанавливать трехходовой переключающий вентиль или другие переключающие устройства между предохранительным клапаном и сосудом при условии, что при любом положении запорного элемента переключающего устройства с сосудом будут соединены оба или один из предохранительных клапанов. В этом случае каждый предохранительный клапан должен быть рассчитан так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее рабочее на значение, указанное в п. 1.1.

2. Требования к предохранительным клапанам прямого действия

2.1. Рычажно-грузовые предохранительные клапаны необходимо устанавливать на стационарных сосудах.
2.2. Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80 % Рн открывания. Допускается устанавливать предохранительные клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам среды (ядовитая, взрывоопасная и т. д.) или по условиям технологического процесса. В этом случае проверку предохранительных клапанов следует проводить периодически в сроки, установ¬ленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 месяцев при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.
2.3. Пружины предохранительных клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины. При полном открывании клапана должна быть исключена возможность взаимного соприкасания витков пружины.
2.4. Массу груза и длину рычага рычаж-но-грузового предохранительного клапана следует выбирать так, чтобы груз находился на конце рычага. Отношение плеч рычага не должно превышать 10:1. При применении груза с подвеской его соединение должно быть неразъемным. Масса груза не должна превышать 60 кг и должна быть указана (выбита или отлита) на поверхности груза.

3. Требования к предохранительным клапанам, управляемым с помощью вспомогательных устройств

3.1. Предохранительные клапаны и их вспомогательные устройства должны быть сконструированы так, чтобы при отказе любого управляющего или регулирующего органа или при прекращении подачи энергии была сохранена функция защиты сосуда от превышения давления путем дублирования или иных мер. Конструкция клапанов должна удовлетворять требованиям пп. 2.3 и 2.5.
3.2. Конструкцией предохранительного клапана- должна быть предусмотрена возможность управления им вручную или дистанционно.

3.3. Предохранительные клапаны, приводимые в действие с помощью электроэнергии, должны быть снабжены двумя независимыми друготдруга источниками питания. В электрических схемах, где отключение вспомогательной энергии вызывает импульс, открывающий клапан, допускается один источник питания.
3.4. Конструкция предохранительного клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.
3.5. Если органом управления является импульсный клапан, то диаметр условного прохода этого клапана должен быть не менее 15 мм. Внутренний диаметр импульсных линий (подводящих и отводящих) должен быть не менее 20 мм и не менее диаметра выходного штуцера импульсного клапана. Импульсные линии и линии управления должны обеспечивать надежный отвод конденсата. Устанавливать запорные органы на этих линиях запрещается. Допускается устанавливать переключающее устройство, если при любом положении этого устройства импульсная линия будет оставаться открытой.

3.6.Рабочая среда, применяемая для управления предохранительными клапанами, не должна подвергаться замерзанию, коксованию, полимеризации и оказывать коррозионного воздействия на металл.
3.7. Конструкция клапана должна обеспе¬чивать его закрывание при давлении не менее 95 % Рн.

4. Требования к подводящим и отводящим трубопроводам предохранительных клапанов

4.1. Предохранительные клапаны должны устанавливаться на патрубках или присоединительных трубопроводах. При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких предохранительных клапанов площадь по¬перечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем. При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать значение их сопротивления.
4.2. В трубопроводах предохранительных клапанов должна быть обеспечена необходимая компенсация температурных удлинений. Крепление корпуса и трубопроводов предохранительных клапанов должно быть рассчитано с учетом статических нагрузок и динамических усилий, возникающих при срабатывании предохранительного клапана.
4.3. Подводящие трубопроводы должны быть выполнены с уклоном по всей длине в сторону сосуда. В подводящих трубопроводах следует исключать резкие изменения температуры стенки (тепловые удары) при срабатывании предохранительного клапана.
4.4. Внутренний диаметр подводящего трубопровода следует рассчитывать исходя из максимальной пропускной способности предохранительного клапана. Падение давления в подводящем трубопроводе не должно превышать 3 % Рн предохранительного клапана.
4.5. Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее наибольшего внутреннего диаметра выходного патрубка предохранительного клапана.

Источник: Система стандартов безопасности труда. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности. ГОСТ 12.2.085-82 (СТСЗВ 3085-81). Снято ограничение срока действии И-УСЗ-88.

Запорная арматура предусматривается:

• на всех подающих и обратных трубопроводах тепловых сетей на вводе и выводе их из тепловых пунктов;

• на всасывающем и нагнетательном патрубках каждого насоса;

• на подводящих и отводящих трубопровода водоподогревателя.

В остальных случаях необходимость установки запорной арматуры определяется проектом. При этом количество запорной арматуры на трубопроводах предусматривается минимально необходимым, обеспечивающим надежную и безаварийную работу. Установка дублирующей запорной арматуры допускается при обосновании.

В качестве отключающей арматуры на вводе тепловых сетей в тепловой пункт применяется стальная запорная арматура. На спускных, продувочных и дренажных устройствах применять арматуру из серого чугуна не допускается. При установке чугунной арматуры в тепловых пунктах предусматривается защита ее от напряжений изгиба. В тепловых пунктах допускается также применение арматуры из латуни и бронзы.

Обратные клапаны предусматриваются:

• на циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения перед присоединением его к обратному трубопроводу тепловых сетей в открытых системах теплоснабжения или к водоподогревателям в закрытых системах теплоснабжения;

• на трубопроводе холодной воды перед водоподогревателями системы горячего водоснабжения за водомерами по ходу воды;

• на ответвлении от обратного трубопровода тепловой сети перед регулятором смешения в открытой системе теплоснабжения;

• на трубопроводе перемычки между подающим и обратным трубопроводами систем отопления или вентиляции при установке смесительных или корректирующих насосов на подающем или обратном трубопроводе этих систем;

• на нагнетательном патрубке каждого насоса до задвижки при установке более одного насоса;

• на обводном трубопроводе у подкачивающих насосов;

• на подпиточном трубопроводе системы отопления при отсутствии на нем насоса;

• при статическом давлении в тепловой сети, превышающем допускаемое давление для систем потребления теплоты;

• отсекающий клапан на подающем трубопроводе после входа в тепловой пункт, а на обратном трубопроводе перед выходом из теплового пункта — предохранительный и обратный клапаны.

Не следует предусматривать дублирующие обратные клапаны, устанавливаемые за насосами.