Главная > Котлы > Твердотопливные > Водогрейные котлы на твердом топливе: общие сведения и отличия

Водогрейные котлы на твердом топливе: общие сведения и отличия

проверено экспертом

В качестве оптимального источника тепла для крупных производственных помещений, больших жилых домов на несколько квартир, можно считать водогрейные котлы. Подобная техника со временем мало изменилась в плане конструкции. Причина тому, высокая надежность оборудования и эксплуатационные характеристики. До наших дней не только дожили, но и продолжают еще работать на предприятиях и в малых котельных водогрейные твердотопливные котлы, выпущенные более 30 лет назад, еще в советские времена.

Использовать твердое топливо, уголь или дрова для организации горячего водоснабжения и отопления всегда было экономически выгодно. Тем более, когда речь идет об отоплении крупных производственных площадей и жилых зданий. Основным аргументом в пользу котельного оборудования подобного типа является высокая экономия топливного ресурса. Сравнивая с работой газового оборудования, тепло, вырабатываемое водогрейным котлом в 5-7 раз дешевле. По отношению к работе электрических котлов, экономия еще более очевидна.

Рассмотрим, что собой представляет водогрейный котел, каковы основные отличия его от отопительного оборудования других видов, работающих на твердом топливе.

Общие сведения о данном виде нагревательной отопительной техники

Принципиально водогрейный котел ничем не отличается от работы другого отопительного прибора, нагревающего теплоноситель за счет тепловой энергии. В топку идет практически любое ископаемое или органическое топливо твердой фактуры и различных фракций. Дрова, уголь, топливные брикеты, все, что хорошо горит и имеется в постоянных объемах, есть является топливом для котельного оборудования этого вида.

Обычно такие агрегаты ставят в тех местах, где имеется в постоянных и больших количествах определенный вид топлива. На лесоперерабатывающих предприятиях стоят котлы, работающие на дровах и отходах деревообработки. В малых котельных используется для топки аппаратов каменный и бурый уголь. Реже в топку идут топливные брикеты из торфа, пеллеты. Максимально возможный тепловой эффект достигается при использовании антрацита или обогащенной руды, кокса. Для такого отопительного оборудования, каковым являются водогрейные котлы, характерным является высокий эффект теплоотдачи. За счет большой экранной поверхности теплообменника удается довести до необходимой температуры большие объемы воды.

К примеру: 1 кг угля марки «антрацит» во время горения выделяет при сгорании в топке отопительного котла до 7,16 кВт тепловой энергии. Сухие дрова твердых пород древесины выделяют всего 2,78 кВт.

Несмотря на то, что водогрейные котлы на твердом топливе в сравнении с газовыми котлами имеют низкий КПД (всего 78% на угле и 70% на дровах), экономические затраты, расходуемые на подогрев большого количества воды таким способа вполне оправданы.

Другие виды твердотопливных агрегатов имеют ограниченную нагрузку. Водогрейные аппараты наоборот, имеют большой запас мощности, способны работать при постоянной большой нагрузке. Наибольший тепловой эффект достигается за счет использования в конструкции большого количества теплообменных элементов, посредством которых осуществляется подогрев котловой воды для отопления и ГВС. Принцип действия отопительной техники этого вида отличается от работы других отопительных приборов на твердом топливе.

Принципиальные отличия

Водогрейный прибор в самом простом исполнении – это нагревательный отопительный котел, в котором за счет сгорания твердого топлива теплоноситель нагревается до максимально высоких температур (95-1150С). В момент работы отопительного агрегата вода в теплообменном устройстве находится под давление, которое составляет 0,6 МПа. В этом и лежит принципиальное отличие котлов этого типа от другой отопительной техники, где теплоноситель, сначала в котле, а потом и системе отопления циркулирует свободно.

На заметку: Как правило, в водогрейных котлах в качестве теплоносителя, используется обычная вода, в которую для большей технологичности добавляют определенные присадки и примеси. Такие меры необходимы для того, что бы продлить сроки эксплуатации основного элемента конструкции – водогрейный контур (сложную систему водяных труб в которых и происходит нагревание теплоносителя).


При температуре воды, близкой к кипению, начинается интенсивное отложение (накипь) на стенках сосуда примесей, растворенных в воде. Кипение котловой воды в данном случае принципиально не допустимо. За счет того, что нагрев воды до высоких температур осуществляется под давлением, кипения не происходит. Давление воды во всех точках водяного контура выше, чем давление воды в местах наибольшего нагрева, Следует помнить, что количество котловой воды, необходимой для нагрева в отопительных водогрейных котлах значительно больше, чем в обычных системах.

Нагретый до температуры в 115 0С теплоноситель передает свое тепло в отопительную систему. Давление в системе трубопроводов котла поддерживается на постоянном уровне. Чем выше давление, тем лучше. С ростом давления воды уменьшается вероятность закипания жидкости в пристеночном слое, соответственно меньше образуется накипи и уравнивается температура жидкости на всех участках нагревательного контура.

Камера сгорания в котлах этого вида ничем от наших традиционных представлений не отличается. Твердое топливо, в основном уголь, подается в топку, где сжигается. Через стенки топочной камеры тепловая энергия передается котловой воде, которая циркулирует по теплообменнику. Каждый отопительный агрегат рассчитан таким образом, что бы достигалась высокая интенсивность горения топлива и при этом происходила максимальная теплоотдача. Для снижения температуры продуктов горения в оборудовании предусмотрены конвективные пакеты. Благодаря своей обширной поверхности пакеты позволяют снизить температуру уходящих газов до 200 0С.

Для справки: Снижение температуры продуктов горения до меньших значений может привести к образованию конденсата.

Конструктивные особенности водогрейного котла

Традиционный агрегат этого вида представляет собой металлическую сварную конструкцию, в которой имеется обязательно опорная рама, каркас, оснащенный теплоизоляционными, защитными материалами. Основной элемент конструкции, как было сказано ранее, система водонагревательных труб – теплообменник, через которых происходит циркуляция котловой воды. Снаружи котлы обшиваются листовым железом.

Сама конструкция прибора и принцип действия говорят о том, что эти агрегаты имеют достаточно крупные размеры. В моделях разных типов имеются топочные камеры, рассчитанные на различные способы загрузки-подачи топлива.

Готовый водогрейный твердотопливный котел заводской сборки – это единый блок, в котором можно все элементы конструкции условно разделить на две части: экранную и конвективную поверхность. Поверхности изготавливаются из цельнокатаных стальных труб диаметром 76 мм. Между трубами предусмотрена установка плавников. Данная особенность конструкции теплообменника позволяет свести к минимуму тепловые потери, снизить утечку горячих газов через корпус агрегата. Все элементы соединяются в единую конструкцию при помощи сварочного соединения, способного выдерживать давление до 10 атм.


Важно! Все внутренние соединения водонагревательного контура должны иметь только сварное соединение. Высокие температуры и наличие давления в системе предъявляют особые требования к сварочным работам.

Загрузка угля или дров осуществляется через топочный блок, который оснащен обычными или поворотными колосниками (для котлов с ручной подачей топлива). Под топочной частью во время установки котла в опорную раму, в самой нижней части оборудуют воздуховод, через который в камеру сгорания будут нагнетаться воздушные массы.

Особенно интересно выглядит чистка отопительного оборудования. В агрегатах с ручной подачей удаление золы и сажи осуществляется через специальный люк. В приборах механической подачей все аналогичные процессы осуществляются специальными механизмами – транспортерами.

Разновидности водогрейных котлов

Как и все твердотопливные агрегаты, устройства водогрейные и котлы традиционного типа имеют свои определенные параметры мощности. Модели нагревательных приборов, работающих на угле мощнее. Диапазон мощности на разных агрегатах в данном случае варьируется в пределах:

  • для оборудования малой мощности 4 кВт – 65 МВт;
  • устройства средней мощности 70 кВт – 1,8 МВт;
  • котлы большой мощности, начина от 1,8 МВт и выше.

Агрегаты, работающие на дровах слабее своих «угольных собратьев». В данном случае мощность моделей водогрейных котлов колеблется в пределах от 4 кВт до 1,3 МВт. Следует заметить, что оборудование, работающее на дровах, имеет объемную топочную камеру для большей разовой загрузки топлива. В таких аппаратах достигается высокая интенсивность горения и практически отсутствует недожог топливной массы.

С целью предотвратить скопление мелких остатков несгоревшего топлива, в конструкции котлов имеется поворотная камера, на выходе из основной камеры сгорания.

На заметку: Водогрейные агрегаты, использующие дрова в качестве основного вида топлива, как правило, загружаются вручную. Не менее затратной и тяжелой выглядит уборка и чистка этого оборудования. Удаление шлака и зольных компонентов выполняется ручным способом.

В дополнение к разделению нагревательной техники по видам топлива, следует разделять водогрейные котлы по способу циркуляции теплоносителя. Из наиболее часто используемых можно отметить следующие:

  • котлы с естественной циркуляцией;
  • техника с принудительной циркуляцией;
  • оборудование, в котором используются комбинированный вариант циркуляции;
  • водогрейные котлы прямоточные.

В первом случае речь идет об отопительных агрегатах, где циркуляция котловой воды осуществляется за счет разной плотности жидкости. Во втором случае можно говорить о циркуляции теплоносителя, вызванной работой электрического насоса. В комбинированных агрегатах используется и первый и второй варианты, в зависимости от технологической необходимости. К последнему варианту относятся нагревательные аппараты, где осуществляется принудительное прямоточное движение теплоносителя в сторону выхода.

Водогрейные котлы, обладающие большой мощностью, оснащены вентиляторами, нагнетающими воздух в камеру сгорания. Такие модели, как правило, оборудованы дымососами, для уравновешенной тяги и ставятся в отдельные помещения, оборудованные противопожарными средствами.

Заключение

Водогрейный котел на твердом топливе довольно распространенное явление в нашей жизни. Многие объекты малой городской инфраструктуры, предприятия отапливаются с помощью подобного оборудования. Экономичность топливного ресурса и высокая производительность агрегатов способствуют тому, что такая техника еще продолжает пользоваться спросом. Водогрейные аппараты, работающие в органическом или на ископаемом топливе, не требуют получения разрешения на установку.

Простота и понятность конструкции агрегата, быстрый монтаж позволяют в кратчайшие сроки непосредственно на объекте установить рабочее изделие. Во время эксплуатации нагревательного техники данного вида не требуется специальной подготовки и знаний. На большинстве моделей, которые сегодня эксплуатируются, установлено минимальное количество автоматики, других приборов контроля. Помимо распространенных видов топлива, угля и дров, в топку идет все, что может хорошо гореть. Практически полное сгорание топлива делает такие агрегаты экологически чистым видом промышленного оборудования.

Автор статьи

Оставить комментарий

Наверх
Онлайн консультация
Прикрепите файл