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.

Опыт г. Волжский по ликвидации аварий в системах теплоснабжения

Е.Н. Скрипников, председатель комитета жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства (КЖКХиБ), Администрация г. Волжский Волгоградской области

Основным источником централизованного теплоснабжения в городе являются Волжская ТЭЦ-1 и Волжская ТЭЦ-2 (филиалы ОАО «Волгоградэнерго»), которые отпускают тепло в виде горячей воды с параметрами 150-70 ОС.

Общая протяженность муниципальных тепловых сетей по состоянию на 01.01.03 г. составляет 277,5 км в двухтрубном исчислении, в том числе: диаметром труб до 200 мм — 230,4 км, диаметром от 200 мм до 600 мм — 47,1 км. Трубопроводы тепловых сетей МУП «Тепловые сети» имеют преимущественно подземный вид прокладки.

Теплоснабжение потребителей о-ва Зеленый осуществляется от котельной муниципального унитарного предприятия «Тепловые сети». В котельной установлено 3 водогрейных котла типа ТГВ-8М, установленной мощностью 24,9 Гкал/ч. Протяженность трубопроводов о-ва Зеленый составляет 16,17 км.

Количество потребителей — 3564 домов, в том числе:

■ муниципальный жилой фонд — 1404;

■ о-в Зеленый — 159;

■ ведомственный жилой фонд — 17;

■ прочие ТСЖ — 29;

■ собственники жилья о-в Зеленый — 3;

■ прочая группа потребителей — 1952.

Количество отключений и аварий за 2002 г.

Аварийные отключения муниципального унитарного предприятия «Тепловые сети» на внутриквартальных сетях за 2002 г. составили:

■ 11 отключений для установки хомутов по причине внутренней язвенной кислородной коррозии;

■ 18 отключений для замены задвижек, вышедших из строя (заклинивание дисков, потеря герметизации, механические повреждения);

■ 17 отключений для замены аварийных участков трубопроводов до 1 п. м при невозможности установки хомутов (отводы, компенсаторы).

Аварийные отключения для работы муниципального унитарного предприятия «Жилищное хозяйство»: 50 отключений для замены входных задвижек.

Схема взаимодействия служб при ликвидации аварий

При нарушении режима работы, повреждениях оборудования дежурный персонал МУП «Тепловые сети» незамедлительно принимает меры к восстановлению нормальной схемы и режима работы или ликвидации аварийного положения и предотвращению развития аварии. Аварийная служба предприятия выезжает на место для выявления причины аварии, которая определяет вид и характер ремонтных работ, устанавливает продолжительность ремонта. В случаях угрозы жизни людей и затоплений материальных ценностей, отключение производится немедленно. При длительном отключении теплоснабжения на время устранения аварии до отключения и начала работ ликвидации аварии заявка передается в аварийно-диспетчерские службы «054» и «056», работающие с городским населением с указанием времени, количества отключаемых абонентов и характера повреждения. Все действия согласовываются с руководством МУП «Тепловые сети», о чем делается соответствующая запись в оперативном журнале. Для быстрой локализации и ликвидации аварий и неполадок предприятие располагает запасом труб, арматуры и материалов, инструмента и приспособлений.

Мероприятия по повышению надежности тепловых сетей

Ежегодно, после окончания отопительного периода, в соответствии с Правилами эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей, с целью повышения надежности системы теплоснабжения города, проводятся испытания трубопроводов тепловых сетей.

В 2002 г. после окончания отопительного сезона были проведены следующие испытания:

■ на максимальную температуру теплоносителя для выявления дефектов трубопроводов, компенсаторов, опор, а также проверки компенсирующей способности тепловых сетей в условиях температурных деформаций, возникающих при повышении температуры теплоносителя до максимального значения и последующем ее понижении до первоначального уровня;

■ на тепловые потери для определения фактических потерь тепла в водяных тепловых сетях от источника до потребителя;

■ на гидравлическую плотность для выявления дефектов, подлежащих устранению при капитальном ремонте, перед включением сетей в эксплуатацию.

По результатам испытаний составляются графики ремонта сетей и оборудования. До начала отопительного сезона устраняются все дефекты.

С 01.02.2001 г. в МУП «Тепловые сети» введена в эксплуатацию система коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя с установкой оборудования в 16 условных точках границ обслуживания, позволяющая объективно оценить количество и качество полученной от ОАО «Волгоградэнерго» тепловой энергии.

Установка приборов учета позволила осуществлять:

■ учет отпущенной тепловой энергии и теплоносителя;

■ оперативный контроль параметров теплоносителя;

■ выявление нарушений режима работы, в том числе выявление утечек теплоносителя.

Вся оперативная информация с узлов учета отслеживается в центральном диспетчерском пункте МУП «Тепловые сети», что позволяет компьютерной программой «Викинг» в цифровом и графических режимах отображать все процессы измерения, производить расчет потребленной энергии и теплоносителя, принимать решение об управлении гидравлическим режимом тепловых сетей.

В 2002 г. приобретены для замены в трех точках учета новые тепловычислители, которые имеют более емкую память, два интерфейсных выхода, большой межповерочный интервал и надежность в эксплуатации. Также планируется приобретение более современного оборудования расходомеров, которые имеют на порядок выше класс точности.

Для определения степени износа трубопроводов, прогноза аварийности на тепловых сетях создана в 2000 г. собственная лаборатория по отслеживанию процессов внутренней и внешней коррозии. Лаборатория ежедневно проводит анализ качества горячей воды согласно норм СанПиН 2.1.4. 1074-01 «Вода питьевая», занимается анализами отложений в вырезках трубопроводов тепловых сетей после ремонта, совместно с СЭС производит отбор проб из теплосети.

Для оперативного определения утечек на трубопроводах приобретен и задействован течеискатель, позволяющий определять место аварий при подземной прокладке тепловых сетей с точностью до 70%.

На отопительной котельной о. Зеленый внедрена система автоматики контроля, управления и защиты. На компьютер оператора выведены 13 основных параметров, позволяющих оценивать работу всего оборудования котельной в целом, а также корректировать отдельные процессы. В 2003 г. все параметры с компьютера будут поступать в центральный диспетчерский пункт для оперативного вмешательства в работу котельной.

В настоящее время МУП «Тепловые сети» проводит автоматизацию управления технологическим процессом передачи и распределения тепловой энергии на базе средств электронно-вычислительной техники. Уже сегодня из 31 центральных тепловых пунктов автоматизированы 17. Вводы в кварталы и микрорайоны города, не оборудованные ЦТП, оснащены регулирующими дроссельными устройствами, позволяющие перераспределять тепло потребителям. Предприятие планирует провести автоматизацию остальных ЦТП.

На базе современного компьютерного оборудования планируется установить связь между основными эксплуатационными районами и базой предприятия, что позволит ускорить сбор данных о теплоснабжении потребителей, увеличить их объективность и скорость реагирования на изменения внешней и внутренней среды.

Журнал «Новости теплоснабжения» №6(34) 2003 г. www.ntsn.ru

Чугунные секционные водогрейные отопительные котлы

Чугунные секционные водогрейные отопительные котлы применяются для нагрева воды до 115 °С при давлении в системе отопления до 6 кгс/см2 (0,6 МПа). Теплопроизводительность отопительных котлов до 1 Гкал/ч. Основной характеристикой отопительных котлов является поверхность нагрева. Это поверхность труб секций отопительного котла, которые с одной стороны обогреваются продуктами сгорания топлива, а с другой охлаждаются водой. Поверхность нагрева отопительного котла измеряется по газовой стороне, м2.

Широкое применение в котельных получили чугунные секционные отопительные котлы шатрового типа с нижней топкой, которые выпускаются в настоящее время — отопительные котлы КЧ-1, «Универсал-6», «Универсал-бМ», «Тула-3», «Факел-Г», ГАЗ-900, а также снятые с производства, но находящиеся в эксплуатации отопительные котлы «Энергия-6», «Тула-1», «Минск-1» и др. Чугунные отопительные котлы независимо от их марки собираются из отдельных секций. Различия конструкции секций котла приведены ниже на рис.1

Секции различных моделей чугунных котлов и их соединение

а — котел НР(ч); б — котел «Универсал»; в — котел «Энергия»; г-котел МГ2; д — котел «Отопитель»; 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 отопительного котла 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 отопительного котла 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 отопительного котла 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 отопительного котла покрываются теплоизоляционной мастикой (70 % белой глины и 30 % асбестовой крошки) и обмуровываются огне- упорным, а затем красным кирпичом. В топке отопительного 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.

Отопительный котел «Факел-Г». Отопительный котел состоит из двух типов секций — крайних и средних (рис. 2). 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 кремний органической мастикой «Виксисант». К передней секции крепится газогорелочный блок Л1-Н.

К задней секции крепится регулирующий клапан газохода и предохранительный клапан. Клапан газохода при монтаже соединяется с дымососом и дальше со сборным газоходом.

Отопительный котел «Факел-Г»

1 — ниппель; 2 — крышка; 3 — газоход; 4 — топка; 5 — каналы; 6 — ребра секций; 7 — завихрители, 8 — стяжной болт

Между клапаном газохода и дымососом отопительного котла 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 отопительный 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.