СБОРНО-КАРКАСНАЯ КОТЕЛЬНАЯ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемые варианты полезной модели относятся к установкам обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения, работающим на природном газе низкого, среднего или высокого давления и (или) светлых (легких), а также темных (тяжелых) сортах нефтепродуктов.
Общеизвестны установки теплообеспечения в виде котельных установок, состоящих из комплекса устройств и предназначенных для получения горячей воды под давлением (см., например, Большую советскую энциклопедию). Котельные установки (далее - котельные / котельная), располагаемые в отдельных зданиях и/или встроенных помещениях, являются совокупностью котла, горелки и вспомогательного оборудования, размещаемого по всей площади используемых помещений. В состав котельной, помимо котла и горелки, могут входить тягодутьевые устройства, газо - воздухопроводы, трубопроводы воды и топлива, арматура, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, а также относящиеся к котлу водоподготовительное оборудование и дымовая труба. Однако, строительство любой стационарной котельной сопряжено с рядом трудностей, преодолевать которые приходится строительно-монтажной организации. Зачастую, сложность заключается в организации и согласовании работ по строительству здания котельной, определению состава, подбору и поставке технологического оборудования, необходимостью крепления оборудования и трубопроводов к стенам помещений при его монтаже внутри вновь возводимого здания, а проведение такого вида работ требует значительных временных и материальных затрат.
Подобные недостатки многократно усиливаются в случае возникновения необходимости строительства котельной в отдаленных и труднодоступных районах, как правило, не располагающих развитой инфраструктурой и/или не способных обеспечить должный уровень организации строительно-монтажных работ. Учитывая их, были разработаны и внедрены блочно-модульные котельные установки, конструкция которых позволяет транспортировать их всеми известными видами транспорта и использовать для отопления и горячего водоснабжения объектов хозяйственного и бытового назначения. К числу таких установок относятся блочные котельные установки серии БКУ (см. сайт http://gazovik-gaz.ru/catalogue/tku/001/), предложенные в качестве наиболее близкого аналога. Известные установки предназначены для выработки горячей воды, используемой в качестве теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения для объектов различного назначения. Компоновка известных установок включает установленные в транспортабельном контейнере водогрейный котел, горелку, насос питательный, устройство водоподготовки и расширительный бак.
В общем виде, к недостаткам как наиболее близкого, так и прочих аналогов подобных установок следует отнести необходимость индивидуального подбора состава оборудования, без возможности последующего его изменения, необходимость индивидуального планирования расстановки оборудования внутри помещения, а также отсутствие возможности поставки мобильной котельной установки на платформе без ограждающих конструкций или отдельными узлами с целью размещения в помещении существующего или вновь возводимого здания.
С учетом вышесказанного, автор заявленной полезной модели поставил задачу создания вариантов модульной установки теплообеспечения, лишенных указанных недостатков, присущих известным модульным установкам. Достигнутый технический результат при реализации вариантов заявленной полезной модели состоит в повышении функциональности модульных установок теплообеспечения, возможности комплектации дополнительным оборудованием на протяжении всего срока их эксплуатации, стандартизации размещения технологического оборудования, а также их универсальности, компактности и мобильности.
Для реализации такого результата предлагается сборно-каркасная котельная, в общем виде содержащая установленные с возможностью взаимодействия как минимум следующие полностью готовые к эксплуатации системы оборудования:
систему котлового оборудования, имеющую в своем составе, по меньшей мере один котел с установленной на нем запорной, регулирующей и предохранительной арматурой;
систему горелочного оборудования, состоящую из, по меньшей мере одной горелки с установленной перед ней, необходимой для безопасной эксплуатации, топливной арматурой;
систему насосно-теплообменного оборудования в составе, по меньшей мере одного циркуляционного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя систем теплоснабжения (дополнительно система насосно-теплообменного оборудования может содержать оборудование гидравлической увязки внутрикотлового контура с тепловыми сетями, оборудование системы горячего водоснабжения, включая теплообменное оборудование и оборудование учета расхода тепловой энергии).
Система насосно-теплообменного оборудования горизонтально ориентирована по всей длине центральной части помещения котельной, а все ее оборудование размещено на опорно-несущем каркасе (выполненном с возможностью бесконтактного размещения с ограждающими конструкциями и/или перекрытиями котельной) с верхним расположением коллектора, распределяющего теплоноситель систем теплоснабжения по смещенным в радиальном направлении вертикальным трубопроводам, из условия обеспечения полного доступа к оборудованию по периметру каркаса с любой удобной для обслуживания стороны. Циркуляционный насос при этом располагают в пределах опорно-несущего каркаса над, в случае применения, горизонтально расположенным теплообменным оборудованием.
Второй из заявленных вариантов отличается размещением систем оборудования котельной в транспортабельном блок-модуле. Необходимо отметить, что при таком исполнении опорно-несущие каркасы каждой из систем, оснащенные технологическим оборудованием, крепятся лишь к полу без дополнительных опор на ограждающие конструкции модуля и стыкуются с центрально расположенной системой насосно-теплообменного оборудования при помощи соединительных элементов.
Третий из заявленных вариантов предполагает расположение (закрепление) всех системы оборудования котельной установки на платформе в собранном и готовом к подключению коммуникаций виде, при этом платформа не предполагает использование ограждающих конструкций и перекрытий.
Четвертый из заявленных вариантов предполагает использование всех элементов полностью готовыми к эксплуатации, а само исполнение котельной предполагает возможность ее сборки из элементов в помещении существующего или вновь возводимого здания (системы оборудования котельной установки, имеющие свои опорно-несущие каркасы, поставляются отдельно для возможности последующей установки и сборки в помещении существующего или вновь возводимого здания путем стыковки взаимодействующих между собой элементов).
Дополнительно, каждый из вариантов реализации может содержать системы дополнительного оборудования в виде следующих, выполненных с возможностью взаимодействия друг с другом и основным оборудованием котельной, полностью готовых к эксплуатации систем:
систему топливного оборудования, состоящую из требуемой для безопасной эксплуатации топливной арматуры и оборудования учета расхода топлива, как общего, так и поагрегатного;
систему оборудования поддержания давления, состоящую из, по меньшей мере одного расширительного бака, используемого для поддержания давления в системах теплоснабжения;
систему оборудования автоматического управления котельной, состоящую из, по меньшей мере одного шкафа, обеспечивающего электроснабжение основного и вспомогательного оборудования и управление котельной установкой;
систему оборудования водоподготовки, включающую в свой состав оборудование подготовки питательной воды;
систему вспомогательного оборудования, состоящую из оборудования поддержания давления во внутрикотловом контуре, оборудования системы отопления помещения котельной, оборудования охлаждения аварийных стоков и оборудования аварийного электроснабжения.
Каждая из систем оборудования котельной имеет фиксированное постоянное место расположения в пределах планируемой под установку технологического оборудования площади, при этом с изменением числа систем дополнительного оборудования изменяется лишь длина котельной, а место размещения систем основного оборудования остается неизменным, как и неизменным остается размещение системы насосно-теплообменного оборудования по центру помещения котельной. Как и насосно-теплообменная система, каждая из систем дополнительного оборудования имеет полностью готовый к эксплуатации вид и предусматривает размещение технологического оборудования на отдельных переносных опорно-несущих каркасах из условия размещения элементов оборудования в непосредственной близости друг от друга и доступа к рабочим органам элементов с любой удобной для обслуживания стороны.
В общем виде заявляемая полезная модель состоит из набора систем основного и дополнительного оборудования и, при необходимости, ограждающие конструкции и/или перекрытия.
Конструктивный состав систем основного оборудования в общем виде общеизвестен, поскольку определяется общими требованиями к составу любых котельных установок. К числу таких элементов относятся водогрейный котел, горелка и циркуляционный насос, связывающая между собой соответствующие элементы трубопроводная обвязка с запорно-регулирующей арматурой, а также оборудование систем управления и безопасности. Количество перечисленных элементов, их технические характеристики, тип питания горелки (природный газ или жидкое топливо) могут быть различным и определяться как исходными условиями эксплуатации установки, так и требуемым количеством отпускаемой тепловой энергии.
В качестве дополнительного оборудования заявленная полезная модель может комплектоваться, при необходимости, полностью готовыми к эксплуатации системами с оборудованием поддержания давления в контуре теплоснабжения, оборудованием горячего водоснабжения (включая теплообменное оборудование), средствами учета расхода топлива и тепловой энергии, оборудованием подготовки питательной воды и т.д.
Отличительной особенностью заявленной полезной модели от существующих котельных является простота ее дооснащения дополнительным оборудованием без изменения конструкции и места размещения систем основного оборудования, путем дополнения котельной установки типовыми системами дополнительного оборудования, располагаемыми в четко определенных местах, отведенного под установку технологического оборудования пространства, по обе стороны от центрально размещенной системы насосно-теплообменного оборудования.
К числу достоинств заявленной полезной модели также можно отнести компактность применяемых при монтаже основного и дополнительного оборудования решений, обусловленную размещением технологического оборудования на переносных опорно-несущих каркасах в непосредственной близи друг от друга и доступа к рабочим органам элементов с любой удобной для обслуживания стороны. Опорно-несущие каркасы систем основного и дополнительного оборудования не требуют организации креплений к ограждающим конструкциям помещений котельных (т.е. каркасы размещены бесконтактно с такими ограждающими конструкциями и/или перекрытиями, другими словами - не имеют креплений к таким элементам), а для большей компактности расстояния между технологическим оборудованием не превышают минимально возможных, необходимых для обеспечения общих требований безопасности, пространство же между оборудованием используется только для расположения трубопроводной обвязки.
Следует также отметить, что для упрощения доступа к оборудованию установки в процессе ее эксплуатации (для целей ремонта, профилактики, технического обслуживания и т.п.), между конструктивными элементами систем оборудования предусмотрены проходы, обеспечивающие доступ к рабочим органам по всей длине технологических систем.
По существу заявленные варианты представляют собой полностью готовую к эксплуатации котельную установку, собираемую «под ключ» из полностью готовых к эксплуатации систем основного и дополнительного оборудования, как на заводе-изготовителе, так и по месту ее эксплуатации. При этом состав дополнительного оборудования может быть изменен в любой момент эксплуатации котельной без изменения конструкции и места размещения систем основного оборудования, что в значительной степени снижает как временные, так и финансовые затраты на реконструкцию установки.
Подготовка котельной к эксплуатации, по существу, включает лишь ее размещение в модуле, на платформе или другом помещении с последующим подключением к внешним трубопроводным системам, а также системам электроснабжения и безопасности.
Выше изложенное, со всей очевидностью, позволяет сделать вывод о существенных преимуществах заявленной полезной модели, поскольку четкое определение мест размещения систем основного и дополнительного оборудования в совокупности с компактностью исполнения систем технологического оборудования, позволяют существенно снизить затраты на технологическое перевооружение котельной установки, снижая при этом требования к размерам площадей, отводимых под ее строительство. При этом второй вариант конструктивного исполнения сборно-каркасной котельной по существу делает возможным ее размещение на открытом воздухе, не требуя наличия или строительства специальных помещений.
К числу преимуществ сборно-каркасных котельных следует также отнести то, что в процессе их эксплуатации присутствие обслуживающего персонала возможно лишь в специально отведенных проходах, что делает невозможным его пребывание в пространствах между технологическим оборудованием и, в свою очередь, обеспечивает повышение уровня безопасности труда при эксплуатации котельных установок.
В заключение, следует отметить, что заявленная модель, при необходимости ее использования в помещениях существующих или вновь возводимых зданий, гарантирует снижение затрат на организацию и производство строительно-монтажных работ, что несомненно является дополнительным ее преимуществом.
Заявленные сборно-каркасные котельные, имеющие как собственные ограждающие конструкции, так и встраиваемые в имеющиеся или вновь возводимые здания, подразделяются по своему назначению на:
- отопительные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
- отопительно-производственные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения;
- производственные - для технологического теплоснабжения.