Чугунные секционные водогрейные котлы, их устройство и работа
Чугунные секционные водогрейные котлы применяются для нагрева воды до 115 °С при давлении в системе отопления до 6 кгс/см: (0,6 МПа). Теплопроизводительность котлов до 1 Гкал/ч.
Основной характеристикой котлов является поверхность нагрева. Это поверхность труб секций котла, которые с одной стороны обогреваются продуктами сгорания топлива, а с другой охлаждаются водой. Поверхность нагрева измеряется по газовой стороне, м2.
Широкое применение в котельных получили чугунные секционные котлы шатрового типа с нижней топкой, которые выпускаются в настоя-щее время — котлы КЧ-1, «Унивсрсал-6», «Унивсрсал-бМ», «Тула-3», «Факел-Г», ГАЗ-900, а также снятые с производства, но находящиеся в эксплуатации котлы «Энергия-6», «Тула-1», «Минск-1» и др.
Чугунные котлы независимо от их марки собираются из отдельных секций. Различия конструкции секций приведены на рис. 65.
Рис. 65. Секции различных моделей чугунных котлов и их соединение: а — котел НР(ч); б — котел «Универсал»; в — котел «Энергия»; г — котел МГ2; д — котел «Отоггитель»; е — котел Э5-Д2; ж — универсальных котлов; з — пакет секций; и — ниппельные соединения; к — каналы для движения воды; 1 — стяжные болты; 2 — ниппели; 3 — ребра; 4 — каналы для воды
Секции соединяются между собой с помощью конических ниппелей 2 и стяжных болтов 1, которые проходят через отверстия в ниппелях. Для создания герметичности ниппеля в отверстия секций вставляется на графитной или суриковой пасте с подмоткой асбестовый шнур, пропитанный той же пастой. Зазор между секциями допускается не более 2 мм. Собранные таким образом два пакета устанавливаются на огнеупорную каменную кладку, которая представляет собой топку и боковые газоходы.
Пакеты соединяются между собой коллекторами: через задний нижний коллектор обратная вода подается в котел на подогрев, а через передний верхний коллектор горячая вода поступает в систему отопления или горячего водоснабжения. На верхние ниппельные отверстия задних секций и нижние отверстия передних ставятся заглушки. К передним нижним заглушкам подсоединяются спускные или продувочные линии с клапанами.
Стенки котла покрываются теплоизоляционной мастикой (70 % белой глины и 30 % асбестовой крошки) и обмуровываются огнеупорным, а затем красным кирпичом.
В топке котла устанавливаются газовые горелки. Продукты сгорания газа поднимаются вверх, обогревая секции, которые заполнены водой, и, затем повернув на 180°, опускаются в боковые газоходы и через сборный газоход (лежак) направляются в дымовую трубу. Для регулирования тяги в боковых газоходах за котлом устанавливаются шиберы, подъем которых осуществляется с фронта котла при помощи троса, перекинутого через блоки.
Рис. 66. Котел «Факел-Г»:
1 — ниппель; 2 — крышка; 3 — газоход; 4 — топка; 5 — каналы; 6 — ребра секций; 7 — завихрители, 8 — стяжной болт
Котел «Факел-Г». Котел состоит из двух типов секций — крайних и средних (рис. 66). Секции собираются в пакет при помощи конических ниппелей 1 и стяжных болтов 8. Внутренние стенки секций и ограничивающие их сжимаемые ребра создают конвективные газоходы.
При сборке пакета все сжимаемые ребра и торцевые поверхности ниппельных головок секций смазываются кремнийорганической мастикой «Виксисант». К передней секции крепится газогорелочный блок J11-Н. К задней секции крепится регулирующий клапан газохода и предохранительный клапан.
Клапан газохода при монтаже соединяется с дымососом и дальше со сборным газоходом. Между клапаном газохода и дымососом должен быть установлен ручной шибер, который отключает котел от дымового тракта.
Пакет котловых секций закрыт декоративным кожухом, выполненным в виде отдельных съемных панелей.
Продукты сгорания топлива, отдав часть тепла топочной камере через проемы в нижней части топки, двумя потоками направляются в конвективные газоходы секций 3. В верхней части секций продукты сгорания поворачивают, омывают низкотемпературные газоходы пакета секций и через клапан газохода удаляются в дымоход, соединенный с общекотельным газоходом, и отводятся в дымовую трубу.
Вода в котел подводится через нижний патрубок и поступает в заднюю секцию. В результате того, что нижний коллектор в каждом ниппеле имеет шайбу, которая приварена к стяжному болту, вода по задней секции поднимается вверх.
При помощи специальных литых вставок, установленных в верхних головках секций, обеспечивается винтообразное движение воды по средним секциям. Вода, пройдя последовательно по всем секциям, нагревается и через патрубок на фронте котла отводится в систему теплоснабжения.
Стальные секционные водогрейные котлы, их устройство и работа
В отопительных и небольших производственных котельных кроме секционных чугунных котлов распространены также стальные секционные котлы НР-18, «Надточия» и НИИСТУ-5, собирамые методом сварки из трубных секций разной формы.
Котлы Н. Рсвокатова и «Надточия» выпускались с 1947 г. и их в эксплуатации до сегодняшнего дня осталось очень мало. Котлы НИИСТУ-5 выпускались длительное время (до 1988 г.), и в настоящее время заводы выпускают запасные части для их ремонта.
Рассмотрим устройство таких котлов на примере котла НИИСТУ-5 (рис. 67, 68). Эти котлы состоят из крайних, средних и задних секций.
Средние секции имеют одинаковое устройство и состоят из одного верхнего коллектора Dy = 100 мм, двух нижних того же диаметра и трех правых и левых Г-образных экранных труб 0 76 х 3 мм.
Передняя секция состоит из двух частей, верхние коллекторы 12 которых вварены в верхний коллектор 2 котла, а два нижних 11 для улучшения циркуляции соединены перепускными трубами 13 соответственно с правым и левым нижними коллекторами 9 котла 5. Верхние и нижние коллекторы правой и левой частей передней секции соединены между собой передними экранными трубами 016×3 мм.
Задняя секция состоит из верхнего 3 и нижнего 6 коллекторов, которые соединены между собой задними экранными трубами 0 76 х 3 мм. Верхний коллектор этой секции приварен к верхнему коллектору котла, а нижний — к правому и левому нижним коллекторам котла.
Рис. 67. Водогрейный котел НИИСТУ-5: 1 — фундамент; 2 — трубы; 3 — газонаправляющие перегородки; 4 — верхний коллектор; 5 — задняя секция; 6 -наружная обмуровка; 7 — колосниковая решетка; 8 — нижние коллекторы; 9 — внутренние стенки обмуровки; 10- дымовые каналы
Рис. 68. Трубная часть котла НИИСТУ-5: коллекторы: 1 — выхода воды к потребителю; 2 — верхний; 3 — верхний заднего топочного экрана; 5 — входа воды в котел; 6- нижний заднего топочного экрана; 9 — нижних боковых топочных экранов; 11 — нижние переднего топочного экрана; 12 — верхний переднего топочного экрана; трубы топочных экранов: 4 — заднего; 7 — бокового; 8 — переднего; 10-клапаны на продувочных линиях; 13 — перепускные трубы
К вертикальным участкам труб боковых экранов приварены стальные полосы, образующие газонаправляющие перегородки. Такие же полосы приварены к экранным трубам задней секции.
Средних секций в этих котлах может быть от двух до пяти. Данные о поверхностях нагрева при работе на природном газе в указанных котлах приведены ниже:
Количество секций, шт 2 3 4 5
Поверхность нагрева, м2 25,2 32,3 39,4 46,5
Теплопроизводительность, Гкал/ч 0,4 0,5 0,6 0,7
Металлическая часть котла, включающая также переднюю и заднюю секции, устанавливается на внутренние стенки фундамента из огнеупорного кирпича. Для лучшего использования поверхности нагрева обмуровка выполняется огнеупорной, а снаружи обкладывается красным кирпичом вокруг котла.
Топка котла (см. рис. 67) размещается под котлом и может быть использована для сжигания различных видов топлива. Дымовые газы из топки поднимаются вверх, омывают газонаправляющие перегородки 3 и по параллельным каналам между трубами опускаются в дымоходы 10 справа и слева. В конце котла на дымоходах установлены вертикальные шиберы для регулировки тяги, привод которых осуществляется через тросы впереди котла. Из дымоходов котла дымовые газы поступают в общекотельный дымоход (лежак) и по нему направляются в дымовую трубу.
Для создания прямотока в котлах НИИСТУ-5 в верхнем и нижних коллекторах приварены перегородки.
Вода в котел поступает через патрубок на нижнем (верхнем) коллекторе заднего экрана, проходит по котлу, нагревается и через передний патрубок на верхнем коллекторе направляется в тепловую сеть.