СТАЦИОНАРНАЯ ВОДОГРЕЙНАЯ КОТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области теплотехники, преимущественно к конструкциям водогрейных котельных, которые предназначены для подачи горячей воды в магистрали систем горячего водоснабжения и отопления производственных зданий и жилых помещений.
Известна котельная установка с паровым котлом, работающая на жидком или газообразном топливе (Н.П.Онищенко «Эксплуатация котельных установок», М., «Агропромиздат», 1987 г., стр.10, рис.2). Котельная содержит топку с газомазутными горелками, воздухоподогреватель, накопитель запаса воды, экономайзер, пароперегреватель, сепаратор, питательные насосы, регулировочные устройства, запорную арматуру, контрольно-измерительные приборы и автоматику.
Такие сложные по конструкции котельные предназначались для жизнеобеспечения (в части снабжения горячей водой и теплом) больших производственных площадей, жилых микрорайонов, социальных объектов. При них содержался многочисленный штат обслуживающего персонала для эксплуатации и ремонта тепловых сетей и коммуникаций горячего водоснабжения, поэтому в настоящее время такие котельные больше не проектируются.
Известны более простые по схеме действия и более экономичные конструкции стационарных водогрейных отопительных котельных, предназначенных для получения горячей воды заданных параметров. Эти котельные, работают обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, поэтому они могут выполнять как функции отопительно-производственных котельных в качестве основного источника горячей воды и обеспечения теплоснабжения, так и питать действующие магистрали тепловых сетей жилого сектора (А.А.Ионин и др. «Теплоснабжение», М., «Стройиздат», 1981 г. стр.282). Котельная содержит водогрейный котел, включенный между обратным и подающим сетевыми трубопроводами, сетевой насос, включенный в обратный сетевой трубопровод, параллельно включенный трубопровод рециркуляции, с циркуляционным насосом и регулирующим органом и регулируемую перемычку, соединяющие обратный и подающий сетевые трубопроводы.
Недостатком такой котельной является сложность тепловой схемы и низкая ее надежность.
Известна отопительная котельная по патенту на полезную модель №61393, включающая водогрейный котел, включенный между обратным и подающим сетевыми трубопроводами и сетевые насосы. При этом обратный и подающий сетевые трубопроводы выполнены двухконтурными, соединенными между собой теплообменниками, а сетевые насосы включены в обратных трубопроводах в каждом из контуров.
Недостатком такой конструкции является невысокий КПД применяемого котельного оборудования и невозможность регулирования мощности горелок в зависимости от окружающей температуры.
Задача полезной модели - минимизировать затраты на теплоснабжение, применяя высокоэкономичное котельное оборудование с высоким уровнем автоматизации и экологической безопасностью.
Технический результат полезной модели стационарной водогрейной котельной заключается в следующих преимуществах перед ее аналогами.
- минимальные затраты на теплоснабжение, благодаря высокому КПД котельного оборудования и применению современной теплоизоляции;
- минимальные затраты на теплоснабжение, благодаря высокой степени автоматизации, позволяющей регулировать подачу тепла в зависимости от температуры наружного воздуха;
минимальное количество обслуживающего персонала, благодаря возможности работы без оператора;
- безопасность эксплуатации, благодаря повышенным требованиям к надежности оборудования, реализованным в системе защиты;
- экологическая безопасность, благодаря низкой концентрации окислов углерода и азота в дымовых выбросах;
- простота и легкость обслуживания;
Указанная цель достигается конструкцией и схемой работы заявляемой полезной модели стационарной водогрейной котельной, включающей водогрейные котлы, работающие на газообразном топливе, сетевые питающие насосы и распределительные коллекторы этих систем, двухконтурную схему соединения обратного и подающего сетевых трубопроводов, соединенных между собой теплообменниками, сетевые и циркуляционные насосы этих контуров, фильтр очистки обратной воды системы отопления. Котельная содержит три автоматизированных водогрейных котла, каждый из которых снабжен индивидуальной дымовой трубой, работающих в каскадном режиме одновременно или порознь по температурно-зависимому графику и оборудованных многорежимными модулируемыми газовыми горелками. Система горячего водоснабжения содержит сдвоенный питающий насос с частотным управлением, теплообменники выполнены пластинчатыми, а в качестве фильтра очистки обратной воды системы отопления использован электромагнитный сетевой фильтр.
На рисунке изображена блок-схема заявляемой полезной модели стационарной водогрейной котельной.
Стационарная водогрейная котельная (см. рисунок) включает в себя следующие агрегаты: автоматизированные водогрейные котлы 1 с модулируемыми газовыми горелками 10, сетевые насосы отопления 2 (два рабочих, два резервных), распределительные коллекторы горячего водоснабжения 3 и системы отопления 4, электромагнитный сетевой фильтр 5 обратной воды системы отопления (грязевик) сдвоенный насос горячего водоснабжения 6 (один рабочий, один резервный), теплообменники горячего водоснабжения 11, а также условно не показанные на блок-схеме: циркуляционные насосы подачи воды из теплообменников в водогрейные котлы, насосы подпитки внутреннего и наружного контуров исходной водой, запорную арматуру, регулировочные приборы и средства КИПиА.
Отвод дымовых газов от каждого котла 1 в атмосферу предусмотрен в индивидуальные металлические дымовые трубы 8, смонтированные на опорной площадке 9.
Особенности и преимущества агрегатов заявленной полезной модели стационарной водогрейной котельной заключаются в следующем:
1. В котельной используются три автоматизированных водогрейных котла, которые работают в каскадном режиме по температурно-зависимому графику. Тип котлов: жаротрубно-дымогарные, горизонтальные с трехходовым движением газов. Первый ход котла образован жаровой трубой и поворотной камерой, второй и третий ход образуют дымогарные трубы конвективной части котла. Автоматика котлов обеспечивает отопление и горячее водоснабжение потребителей в зависимости от температуры воздуха на улице и нагрузки. Одновременно в работе может находиться один, два или три котла.
2. Котлы оборудованы многорежимными модулируемыми газовыми горелками моноблочного типа, позволяющими максимально экономить газ за счет регуляции мощности горения, так как в течение всего отопительного сезона лишь 15-20% времени необходимо для эксплуатации котлов на полную мощность. Такой тип горелок предполагает плавное регулирование мощности, что в свою очередь даст возможность более гибко, по сравнению с газовыми горелками других типов, реагировать на температурное изменение теплоносителя и максимально экономно расходовать энергоресурс.
3. Теплообменники горячего водоснабжения выполнены пластинчатыми, что, в сравнении с трубчатыми теплообменниками, обеспечивают более мощную отдачу тепла потребителям, что особенно важно в зимнее время, чтобы в случае аварийной ситуации не «разморозить» систему отопления.
4.Сетевой фильтр обратной воды системы отопления - электромагнитного типа, что обеспечивает более качественную очистку воды от грязи и ржавчины, особенно при эксплуатации изношенных и подверженных коррозии труб.
5. В контуре горячего водоснабжения установлен сдвоенный насос с частотным управлением, что позволяет значительно экономить электроэнергию.
6. Установка индивидуальных дымовых труб в сочетании с модулируемыми газовыми горелками, поддерживает низкую температуру отходящих газов, исключает в них содержание оксидов углерода и азота, что значительно улучшает экологические характеристики котельной.
7. Для изоляции труб систем отопления и горячего водоснабжения применены трубки «Армофлекс», которые по своим экологическим свойствам значительно лучше минеральной ваты.
8. В оборудовании котельной предусмотрено наличие автоматической установки умягчения исходной воды и автоматической установки фильтрации и обезжелезивания, что значительно улучшает показатели воды, циркулирующей в системе.
9. Котельная полностью автоматизирована и может обеспечить бесперебойную работу своего оборудования без постоянно действующего персонала. В зависимости от погоды автоматическое управление котельной обеспечивает работу оборудования по температурному графику. В схеме предусмотрен вывод аварии и основных показателей температуры, давления, расхода воды и газа на пульт диспетчера. Возможен так же вывод сигнала в режиме реального времени на отдельно стоящий монитор по кабельной линии до 1000 м или по каналу GSM на любое расстояние.
Тепловая схема котельной представляет собой двухконтурную, четырехтрубную (с учетом горячего водоснабжения) закрытую систему теплоснабжения и работает следующим образом.
Контур обратной воды (наружный)
Сетевая вода из теплосети (обратная вода), пройдя электромагнитный фильтр 5 и узел учета поступает на всасывание сетевыми насосами 2, которыми подается в теплообменники 11, где она нагревается до необходимой температуры. Пройдя узел учета вода подается в теплосеть потребителю (прямая вода).
Контур рециркуляции (внутренний)
Циркуляционными насосами внутреннего контура вода из теплообменников 11 подается в котлы 1. Греющая вода от котлов 1 подается обратно в теплообменники 11.
Контур горячего водоснабжения (наружный)
Часть исходной воды отбирается на два теплообменника 11, где она нагревается и, пройдя узел учета, сдвоенным насосом 6 подается потребителю. Неиспользованная потребителем вода возвращается в котельную (в теплообменники 11) насосом циркуляции горячего водоснабжения.
Использование полезной модели стационарной водогрейной котельной позволит минимизировать затраты на теплоснабжение, повысить эффективность работы котельной, обеспечить высокий уровень автоматизации и экологическую безопасность дымовых выбросов.