Стационарные котельные

Современный котел – это основное оборудование котельной, с помощью которого вырабатывается тепло, В процессе сгорания топлива в нем происходит преобразование энергии топлива в энергию тепловую, которая используется для нагрева циркулирующего в системе теплоносителя.
В зависимости от задач, выполняемых котельной, теплоносителем котлов обычно служат вода или водяной пар. В зависимости от этого котлы выпускаются водогрейные, паровые и пароводогрейные.
Также, в зависимости от типа топлива, которое будет использоваться в котельной, котлы подразделяются на газовые, жидкотопливные и твердотопливные.
Наибольшее распространение в связи с невысокой стоимостью и доступностью топлива получили газовые котлы. Жидкотопливные котлы имеют меньшее распространение и используются при невозможности подключения к газовым сетям, в транспортабельных котельных или в качестве резервных котлов в газовых котельных, использующихся при аварийном отключении подачи газа.
Основные фирмы-производители котлов это: Энтророс (Россия), Viessmann (Германия), Buderus (Германия), Bosh (Германия).
Мощности котлов очень сильно варьируются у производителей. Это сделано с целью покрытия потребностей изготовления как маленьких домашних котельных или котельных для ТЦ, так и больших промышленных котельных или котельных для отопления крупных жилых комплексов.

Горелка — это устройство, с помощью которого происходит контролируемый процесс сгорания топлива, за счет чего и происходит нагрев котла.
Принцип работы горелки заключается в смешивании топлива (горючего вещества) с воздухом, подаче образуемой горючей смеси в камеру сгорания и поддержании процесса смешивания и сгорания в дальнейшем.
Так же, как и котлы горелки различаются по виду используемого топлива: газовые, дизельные, комбинированные (газ/дизель), пеллетные (твердотопливные).
Основные фирмы-производители горелок это: Энтророс (Россия), WEISHAUPT (Германия), ELCO burners GmbH (Германия), GIERSCH (Германия), ECOFLAM Bruciatori S.p.A. (Италия), CIB UNIGAS S.р.A. (Италия), Riello Group (Италия), F.B.R. (Италия), Baltur (Италия).

Система топливоснабжения котельной отвечает за подготовку топлива, поддержание его заданных параметров, подвод топлива к использующему его оборудованию (горелкам), 
В зависимости от вида используемого в котельной топлива система топливоснабжения может быть газовой, дизельной, мазутной. В котельных, использующих два вида топлива устанавливаются две взаимосвязанные системы топливоснабжения для каждого вида топлива.
Требуемые параметры топлива поддерживаются за счет системы фильтрующего оборудования и системы поддержания давления.
Кроме вышеперечисленных функций система топливоснабжения выполняет защитно-предохранительную функцию. При сильном несоответствии топлива заданным параметрам происходит сброс топлива или прекращение его подачи. При возникновении нештатной ситуации в котельной (например, пожар) происходит отсечение топливоподачи в систему.

Основная функция насосов в котельной — обеспечивать подачу топлива и теплоносителя к использующему их оборудованию и осуществлять постоянную циркуляцию топлива и теплоносителя в системе.
В зависимости от места размещения и выполняемых задач в системе насосы делятся на: сетевые, котловые, подпиточные, рециркуляционные и повысительные.
Основную функцию выполняют сетевые насосы, которые выполняют перекачку отработанного теплоносителя из внешней системы через нагревательные элементы котельной опять во внешнюю систему отопления.
Они являются самыми мощными из всех насосов котельной.
Основные производители котельных насосов это: Grundfos (Дания), Wilo (Германия), Ebara (Япония)

Очистка воды в котельной - это важнейший процесс, который включает в себя обработку и кондиционирование воды перед ее подачей в котел для нагрева или выработки пара. Надлежащая очистка воды необходима для предотвращения коррозии котла, образования накипи и обрастания, что может снизить эффективность работы котла, увеличить затраты на его техническое обслуживание и создать риски для безопасности.

Нормативы водоподготовки для котельных описаны в СНиПе II-35-76. В этом документе приводится основная информация о параметрах качества воды в котельных установках.

Вот несколько общих этапов очистки воды для котельных:

Смягчение воды. Многие источники воды содержат большое количество минералов, вызывающих жесткость, таких как кальций и магний. Умягчение воды обычно производится с помощью умягчителя воды, который удаляет эти минералы с помощью процесса, называемого ионообменом, предотвращая образование накипи в котле.

Фильтрация. Фильтрация используется для удаления взвешенных веществ, осадка и других твердых частиц из воды. Это можно сделать с помощью различных типов фильтров, таких как мультимедийные фильтры, картриджные фильтры или песочные фильтры, в зависимости от конкретных требований котла и качества воды.

Химическая обработка. Химическая обработка включает добавление химических веществ в воду котла для предотвращения коррозии, контроля образования накипи и уменьшения пенообразования. Обычные химические вещества, используемые при очистке котельной воды, включают поглотители кислорода, повышающие щелочность, ингибиторы коррозии и пеногасители.

Продувка. Продувка котла - это процесс периодического слива части воды из котла для удаления концентрированных примесей и поддержания желаемого качества воды. Регулярная продувка помогает предотвратить накопление растворенных твердых частиц, которые могут привести к образованию накипи и неэффективности котла.

Мониторинг и тестирование. Регулярный мониторинг и тестирование параметров качества котельной воды, таких как рН, электропроводность, растворенный кислород и общее количество растворенных твердых веществ (TDS), имеет решающее значение для обеспечения надлежащей очистки воды. Тестирование следует проводить через регулярные промежутки времени, чтобы скорректировать дозировки химических веществ и поддерживать оптимальное качество воды.

Система поддержания давления обеспечивает требуемые параметры давления в контурах системы теплоснабжения котельной. Поддержание давление происходит за счет мембранных расширительных баков. При понижении давления в системе ниже нормативных значений происходит выдавливание жидкости из баков в систему за счет расширения воздуха, содержащегося в них. При повышении давления происходит обратный процесс и жидкость из системы поступает в баки, а воздух в баках сжимается.

Автоматизация предполагает использование передовых систем управления и технологий для управления оборудованием и процессами котельной с минимальным вмешательством человека. Это может включать автоматическое управление горением котла, подачей топлива, регулированием уровня воды и функциями безопасности. Автоматизация помогает оптимизировать производительность котельной, обеспечивая эффективную и безопасную эксплуатацию и снижая риск человеческих ошибок.

Автоматизация оборудования производится или при помощи компьютера, или при помощи мобильной связи. В первом случае управление работой котельной происходит через программное обеспечение, установленное на ПК оператора, который может находиться на удаленном расстоянии от самой котельной.

Во втором случае необходим программируемый логический контроллер (ПЛК), модем и телефон, на который будут поступать смс-сообщения.

Системы мониторинга и управления. Котельные могут быть оснащены системами мониторинга и управления, которые непрерывно контролируют различные параметры, такие как температура, давление, расход топлива, выбросы и состояние оборудования. Эти системы могут автоматически регулировать работу котла на основе данных в режиме реального времени для поддержания оптимальной производительности и безопасности. Диспетчерское программное обеспечение может использоваться для удаленного мониторинга и управления работой котельной, позволяя операторам принимать обоснованные решения и предпринимать необходимые действия.

Сигналы тревоги и оповещения. Системы автоматизации могут быть сконфигурированы для генерации сигналов тревоги и оповещений в случае ненормальных условий или сбоев оборудования в котельной. Эти уведомления могут быть отправлены операторам с помощью различных средств, таких как электронная почта, SMS или визуальные дисплеи, что позволяет своевременно вмешиваться и устранять неполадки.

Техническое обслуживание и прогнозная аналитика. Автоматизация также может использоваться для планирования и отслеживания мероприятий по техническому обслуживанию оборудования котельной. Прогностическая аналитика позволяет анализировать эксплуатационные данные для выявления потенциальных проблем до того, как они станут критическими, что позволяет проводить упреждающее техническое обслуживание и сводить к минимуму время простоя.

Диспетчеризация и составление расписания. Диспетчеризация включает в себя координацию действий различного персонала, участвующего в эксплуатации и техническом обслуживании котельной. Автоматизация может быть использована для оптимизации диспетчеризации путем назначения задач, отслеживания прогресса и оптимизации планирования для обеспечения эффективного использования ресурсов.

Отчетность и анализ данных. Системы автоматизации могут создавать подробные отчеты и анализировать данные о работе котельных, предоставляя представление о производительности, экономичности и безопасности. Эти отчеты могут быть использованы для соблюдения нормативных требований, сравнительного анализа эффективности и инициатив по постоянному совершенствованию.

В заключение следует отметить, что автоматизация и диспетчеризация играют решающую роль в оптимизации работы котельной, обеспечении эффективной и безопасной работы и снижении эксплуатационных рисков. Используя передовые технологии и системы управления, операторы котельных могут добиться повышения производительности, безопасности и эффективности эксплуатации.

Узел резервного топлива котельной – это важная составляющая системы теплоснабжения, предназначенная для обеспечения надежности и бесперебойности работы котельной в случае непредвиденных ситуаций или проблем с поставками основного вида топлива. Узел резервного топлива позволяет оперативно перейти на альтернативный вид топлива без потери качества и эффективности процесса генерации тепла.

Возможные виды резервного топлива

• Природный газ – экологичный и высокоэффективный вариант, требующий наличия газопроводной инфраструктуры и оборудования для его сжигания.
• Дизельное топливо – легкодоступный вариант, который можно хранить в больших объемах в специальных емкостях и использовать в аварийных ситуациях.
• Мазут – тяжелый нефтепродукт, который требует подогрева перед использованием, но обладает высокой теплотворной способностью.
• Твердое топливо (уголь, торф, древесина, пеллеты) – доступные и традиционные виды топлива, для которых требуется специальное оборудование для хранения и подачи в топку.

Основные функции и характеристики

• Безопасное хранение: Узел обеспечивает надлежащие условия для безопасного хранения выбранного топлива, соответствуя экологическим и пожарным нормам.
• Автоматическое переключение: Система автоматизации котельной может предусматривать автоматический механизмам переключения на резервное топливо при обнаружении сбоев в подаче основного.
• Контроль за состоянием: Система мониторинга постоянно отслеживает уровень и качество запасов топлива, для обеспечить их готовности к немедленному использованию.
• Экономичность: Несмотря на то, что резервное топливо используется не постоянно, система должна обеспечивать эффективное хранение топлива, предотвращая потери его качества.

Здание стационарной котельной представляет собой капитальное строение, спроектированное с учетом всех требований и норм для надежного и безопасного размещения оборудования, необходимого для производства тепловой энергии. Основная функция такого здания – обеспечить оптимальные условия для работы котлов, систем управления, насосов и других вспомогательных элементов.

Архитектурное решение и конструкция котельного здания разрабатываются с учетом многих факторов, включая мощность котельной, количество и габариты устанавливаемого теплового оборудования, тип используемого топлива и необходимость хранения резервного топлива для бесперебойной работы котельной, климатические условия региона и экологические стандарты. При этом здание должно быть достаточно просторным для удобства обслуживания и ремонта установленного оборудования.

Здание котельной обычно включает в себя несколько ключевых зон:

• Производственное помещение, где устанавливаются котлы и основное оборудование.
• Помещения для обслуживающего персонала, включая комнаты управления, раздевалки и санитарные узлы.
• Складские помещения для хранения запасных частей и инструментов.
• Помещения для хранения топлива, если это необходимо.

Необходимость в строительстве капитального здания для будущей котельной определяется в основном мощностью котельной. Чем больше мощность котельной, тем более мощное оборудование в ней должно быть установлено или большее его количество. Здание котельной должно выдерживать значительные эксплуатационные нагрузки и обеспечивать долгий срок службы такого мощного оборудования и внутренних тепловых контуров. Соответственно увеличивается площадь котельной. И блочно-модульная конструкция котельной уже будет не подходить для таких проектов.

При проектировании здания котельной особое внимание уделяется созданию эффективной системы вентиляции, обеспечивающей необходимый воздухообмен, и системы отопления, поддерживающей комфортные условия труда. Также важным фактором является выбор материалов, обладающих необходимыми теплоизоляционными свойствами и способных выдерживать воздействие высоких температур.

Одна из основных задач дымовых труб – это выведение в атмосферу продуктов сгорания, которые образуются в результате работы котлов и горелок.

Вторая задача – это создание естественной или принудительной тяги, необходимой для сжигания топлива в котельной.

При разработке проекта дымовой трубы учитывается множество влияющих факторов. От габаритов котлового оборудования, его мощности, вида используемого топлива до высоты здания котельной, расстояния до ближайших зданий и построек, их размеров, топографических особенностей окружающей территории, ветровой нагрузки.

Элементами стандартной дымовой трубы являются: цоколь, фундамент, ствол (газоход/дымоход), несущая ферма.

Количество дымовых труб. Их конструкция и используемые материалы изготовления могут быть разными и зависят в основном от типа, мощности и габаритов котельной.