Устройства и сооружения систем газоснабжения. Большая энциклопедия нефти и газа

Блочно-модульная котельная(БМК) предназначена для отопления и горячего водоснабжения жилых домов, больниц, спортивных залов, школ, производственного, административного, культурно-бытового назначения и т.д., имеющих закрытую систему отопления.

Конструкция котельной представляет собой цельнометаллический утепленный корпус с трудносгораемой теплоизоляцией в котором размещено все технологическое оборудование и трубопроводы (рис.3.5.1).

Рис.3.5.1 Разрез блочно модульно котельной

В состав котельного агрегата входят: паровой котел, топка, паронагреватель, водный экономайзер, воздухоподогреватель, обмуровка, каркас с лестницами и площадками, а также арматура и гарнитура.

К вспомогательному оборудованию относятся: тягодутьевые и питающие устройства, оборудование водоподготовки, топливоподачи, а также контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации.

Преимущества БМК.

1. Максимальная приближенность БМК к объекту теплоснабжения, что резко сокращает затраты на теплоснабжение.

2. Отсутствие значительных капитальных затрат на строительство здания под котельную.

3. Простое и удобное решение вопроса при децентрализации теплоснабжения.

4. Высокий уровень автоматизации, безопасности, надежности.

5. Полная заводская готовность и комплектация.

6. Быстрый ввод в эксплуатацию.

7. Транспортирование автомобильным и железнодорожным транспортом.

8. Широкий диапазон тепловых мощностей и нагрузок ГВС.

9. Минимальные затраты при монтаже и пуске БМК.

10. Применение различных типов котлов.

Ниже приведено описание газовой блочной котельной БКГ-2,5.

Оборудование котельной бкг-2,5.

Блочная котельная БКГ-2,5 с двумя котлами КВГ-1,25-95 предназначена для централизованного теплоснабжения систем отопления и вентиляции промышленных, жилых и культурно-бытовых объектов.

Здание блочной котельной представляет из себя три блок – секции, изготовленные в заводских условиях и готовые для подключения к наружным сетям газа, водопровода, канализации и электрическим сетям (рис.3.5.2).

Рис. 3.5.2. Здание блочной котельной БКГ-2,5 ООО «Пермтрансгаз».

В котельной установлено технологическое оборудование с трубопроводной обвязкой, вентиляционными устройствами, электрооборудованием и средствами автоматики. Технологическое оборудование включает в себя:

Два котлоагрегата КВГ-1,25-95;

Насосы сетевые и подпиточные;

Дозатор антинакипина, грязевик,

Узлы учета энергоносителей;

Газовое распределительное устройство (ГРУ);

Газооборудование котлов;

Трубопроводные обвязки с запорной и регулирующей арматурой;

Вентиляцию и отопление.

2.1 Газоснабжение котельной.

Газоснабжение котельной предусматривается от газовых сетей среднего или высокого давления II категории (давление газа от 0,15 Мпа до 0,6 Мпа). Сопротивление газового тракта – 300 Па.

Схема подачи газа («обвязка») должна обеспечивает безопасную эксплуатацию котельного агрегата. Обвязка газопотребляющей установки (котла) включает подводящий газопровод, регулирующую и запорную арматуру, продувочную свечу, необходимые измерительные приборы, а также запальные устройства и систему автоматики безопасности и горения.

Внутреннее газооборудование котельной включает в себя:

Газовое распределительное устройство котельной (рис. 3.53);

Газовое оборудование каждого котла (рис. 3).

Рис. 3.5.3. Газовое распределительное устройство.

Снижение давления газа до 0,09 Мпа (0,9 кгс/см 2) решено комбинированным регулятором давления РД, предназначенным для автоматического поддержания среднего выходного давления газа на заданном уровне, а также для автоматического отключения подачи газа при аварийном повышении или понижении выходного давления газа сверх допустимых значений. Давление настройки регулятора – 0,09 Мпа (0,9 кгс/см 2) в пусковом режиме, давление срабатывания РД – 0,1 Мпа (1 кгс/см 2).

Ручное регулирование давления газа возможно при помощи газовых задвижек Г11 и Г12.

Учет расхода газа на котельную решен в ГРУ при помощи газового счетчика СГ 16-100 с пределами измерения 70700 м 3 /час. Узел учета - коммерческий.

Газовое оборудование каждого котла представлено на рис. 3.5.4. На котельной БКГ-2,5 применена схема с установкой двух последовательно расположенных отсечных клапанов с электромагнитным приводом на газопроводах к горелке (нормально закрытые) и одного клапана на трубопроводе безопасности (нормально открытый).

Если какой либо электромагнитный клапан пропускает газ, то он будет выпущен в атмосферу. Таким образом, трубопровод безопасности предохраняет и от возможности попадания газа в топку при продувке газового коллектора.

Рис. 3.5.4. Газовое оборудование котла.

Газ через электромагнитные запорные клапаны и регулирующую орган РО с давлением 80 кПа поступает в блочную горелку БИГ 2-14. Горелка БИГ работает в диапазоне предельного регулирования при разрежении в топке от 8,9 до 29,4 Па. Розжиг горелки осуществляется запальником. Запальником является двуствольная горелка БИГ 1-2 с установленным электродом, запальник может работать постоянно, контроль пламени осуществляется фотодатчиком. Продукты сгорания через разведенные экранные трубы в нижней части топки поступают в конвективную часть. Пройдя снизу вверх пакет конвективных трубок с навитыми ребрами дымовые газы отводятся в газоход, установленный в верхней части и утилизатор. В газоход встроена заслонка – регулятор тяги РТ.

Котел рассчитан для работы с индивидуальным дымососом (4АМ100S4):

Мощность электродвигателя, кВт - 3,0

Скорость, об/мин - 1500

Производительностью, м 3 /час - 4300

Практика показывает, что в случае нарушения правил пуска и эксплуатации газовых горелок, а также при неисправности отключающей арматуры в топке и газоходах возможны «хлопки» и взрывы газовоздушной смеси, приводящие к разрушению обмуровки котла. Для предохранения кладки котельные установки снабжены взрывными клапанами. Конструктивно взрывные клапаны представляют собой окна, закрытые легко разрываемыми листами асбеста или металлической фольги. Место установки этих клапанов – верхняя часть топки, газоходов и боровов.

Здания и помещения котельных с котлами, работающими на газовом топливе, не являются взрывоопасными. Независимо от этажа размещения котельный зал, помещения дымососов и деаэраторов должны соответствовать категории Г по пожароопасности и не ниже второй степени по огнестойкости. При определенных климатических условиях допускается установка котлов в котельных полуоткрытого и открытого типа.

Не допускается пристройка котельных, независимо от используемого в них топлива, к жилым зданиям и зданиям детских яслей-садов, общеобразовательных школ, больниц и поликлиник, санаториев, учреждений отдыха, а также устройство котельных, встроенных в здания указанного назначения.

Не допускается размещать встроенные котельные под помещениями общественного назначения (фойе и зрительные залы, торговые помещения, классы и аудитории учебных заведений, залы столовых и ресторанов, душевые и т.п.) и под складами горючих материалов.

На каждом этаже котельного помещения должно быть не менее двух выходов, расположенных в противоположных сторонах помещения. Допускается устройство одного выхода, если площадь этажа меньше 200 м? и имеется выход на наружную пожарную лестницу, а в одноэтажных котельных - при длине помещения по фронту котлов не более 12 м. Выходные двери из котельного помещения должны открываться наружу. Выходом считается как непосредственный выход наружу, так и выход через лестничную клетку или тамбур.

Устройство чердачных перекрытий над котлами не допускается. Уровень пола котельной не должен быть ниже уровня территории, прилегающей к зданию котельной, и должен иметь легко отмываемое покрытие. Стены внутри котельной должны быть гладкими, окрашены в светлые тона или облицованы светлым кафелем или стеклянными плитками.

Расстояние от выступающих частей газовых горелок или арматуры в котельной до стены или других частей здания и оборудования должно быть не менее 1 метра, а для котлов, расположенных друг против друга, проход между горелками - не менее 2 метров. Если перед фронтом котла установлен вентилятор, насос или тепловой щит, ширина свободного прохода должна быть не менее 1,5 м.

При боковом обслуживании котлов ширина бокового прохода должна быть не менее 1,5 м для котлов производительностью до 4 т/ч и не менее 2 м для котлов производительностью 4 т/ч и более. При отсутствии бокового обслуживания ширина бокового прохода, а также расстояние между котлами и задней стеной котельной должно быть не менее 1 м. Ширина прохода между выступающими из обмуровки частями котлов (каркасы трубы и т.п.), а также между частями котла и частями здания (колонны, лестницы), рабочими площадками и т.п. должна быть не менее 7 м.

Газорегуляторные установки (ГРУ) размещают в котельной вблизи от ввода газопровода в котельном зале или в смежном помещении, соединенном с ним открытым проемом. Оборудование и приборы ГРУ должны быть защищены от механических повреждений и от воздействия сотрясения и вибраций, а место размещения ГРУ освещено. Оборудование ГРУ, к которому возможен доступ лиц, не связанных с эксплуатацией газового хозяйства, должно иметь ограждение из несгораемых материалов. Расстояние между оборудованием или ограждением и другими сооружениями должно быть не менее 0,8 м. Ограждение ГРУ не должно препятствовать проведению ремонтных работ.

Cтраница 1

Газоснабжение котельных, оборудуемых специальными газовыми котлами, осуществляется по тем же принципиальным схемам, которые приведены для котельных, переоборудуемых с твердого и жидкого топлива на газообразное.  

Газоснабжение котельных следует, как правило, производить из групповых резервуарных установок с искусственным испарением жидкой фазы. Установки с естественным испарением жидкости могут применяться как редкое исключение для котельных с малой тепловой нагрузкой. Размещение установок должно соответствовать указаниям, приведенным в пункте 4 главы И.  

Если газоснабжение котельной или цеха производится от городского газопровода, то на вводе устанавливается счетчик для учета расхода газа, который должен иметь на входе и выходе задвижки или краны и обводной газопровод для работы при выходе счетчика из строя. Задвижки или краны на обводном газопроводе при нормальной эксплуатации закрываются и пломбируются. При питании газом от городских газопроводов среднего или высокого давления счетчик располагается после ГРУ. В случаях, когда предприятие имеет общий пункт замера расхода газа, в цехах и котельных часто ставят дополнительные счетчики или другие устройства для учета расхода газа на данный цех, котельную или агрегат.  

Проект газоснабжения котельной на стадии рабочих чертежей должен быть согласован с техническим отделом Горгаза и зарегистрирован в местной инспекции Госгортехнадзора РСФСР. Согласование проекта действительно в течение 18 месяцев. Если работы по монтажу газооборудования в течение этого срока не были начаты, то проект подлежит повторному согласованию н регистрации. После ввода в эксплуатацию, за объектом устанавливается постоянный надзор со стороны местного органа Госгортехнадзора.  

Источником газоснабжения котельной для производства пусконаладочных работ могут служить передвижные автоцистерны сжиженного газа различной емкости. Подсоединение к штуцеру (с отключающим устройством) на вводе паровой фазы высокого давления в ГРУ (испарительное отделение) от штуцера паровой фазы автоцистерны осуществляется посредством резино-тканевых рукавов (по ГОСТ 8318 - 57) типа Б (бензостойкие) на рабочее давление 15 кГ / см2, предварительно испытанных на двойное рабочее давление.  

Система газоснабжения котельной должна быть выполнена в соответствии с Правилами безопасности в газовом хозяйстве Госгортехнадзора СССР и СНиП Госстроя СССР. Система газоснабжения промышленной котельной состоит из внутризаводских газопроводов, газорегуляторного пункта (ГРП) или газорегуляторной установки (ГРУ), внутрицехового газопровода и газопроводов в пределах парогенератора или водогрейного котла.  

Проект газоснабжения котельной на стадии рабочих чертежей должен быть согласован с техническим отделом Горгаза и зарегистрирован в местной инспекции Госгортехнадзора РСФСР. Согласование проекта действительно в течение 18 месяцев. Если в течение этого срока работы по монтажу газооборудования не были начаты, проект подлежит повторному согласованию и регистрации. После ввода в эксплуатацию за объектом устанавливает постоянный надзор местный орган Госгортехнадзора.  

При проектировании газоснабжения котельных должен быть решен вопрос, от каких сетей - низкого или среднего (высокого) давления - они будут питаться газом.  

Кроме того, для газоснабжения котельных монтируются необходимые трубопроводы, устанавливается запорная, регулирующая и предохранительная арматура и контрольно-измерительные приборы.  

В состав монтажных работ по газоснабжению котельных: установок входит: обработка документации и составление календарного графика работ; комплектация оборудования и материалов; подготовка объекта к монтажу; сборка и монтаж газового оборудования: испытание, наладка и сдача в эксплуатацию газовой системы котельной. Весь этот комплекс работ выполняется специализированными организациями, имеющими обученные кадры. В задачу представителя заказчика и контролирующих органов входит надзор за проведением и качеством работ, согласование и решение возникающих в ходе строительства вопросов.  

Терморегулятор 6 является, таким образом, задатчиком режима газоснабжения котельной в диапазоне между двумя предельными значениями давления газа. Его настройка производится по отопительному графику путем изменения сжатия предохранительного сильфона ПС, за счет чего меняется перемещение клапана, связанного с рабочим сильфояом PC. Внутренние полости сильфонов, термобаллоны и импульсные трубки (капилляры) заполнены керосином, удельный объем которого зависит от температуры.  

Выбор системы газопроводов котельной производится проектной организацией при разработке проекта газоснабжения котельной или всего предприятия. При выборе системы газопроводов учитываются следующие факторы: количество котлоагрегатов, мощность каждого агрегата, количество типоразмеров котлов, расчетная теплопроизводительность всей котельной, сезонность работы котельной, величина давления газа на вводе в котельную и перед горелками, количество и тип газовых горелок, наличие автоматики регулирования и безопасности, место расположения газорегуляторного пункта и пункта замера расхода газа, а также место расположения помещения котельной в комплексе других помещений предприятия.  

При производстве монтажных работ иногда допускаются значительные отступления от правил безопасности и имеющегося проекта газоснабжения котельной. Если отступления по какому-либо узлу обнаруживают после выполнения работ, то оборудование не может быть принято в эксплуатацию.  

На территории производственной зоны допускается размещение закрытого прирельсового склада баллонов, на территории вспомогательной зоны - службы эксплуатации газового хозяйства и испарительной установки, предназначенной для газоснабжения котельной.  

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13.

Рис. 14.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Требования к зданиям и помещениям котельных определяются СНиП П-35-76. В зависимости от климатических условий котельные принято подразделять на закрытые , полуоткрытые и открытые. В закрытых котельных все оборудование размещают в помещениях, в полуоткрытых - вспомогательное оборудование (дымососы, вентиляторы, деаэраторы и др.) устанавливают вне здания, а в открытых котельных защищены только котлоагрегаты и имеются закрытые служебно-бытовые помещения.

Встроенную в здание котельную следует располагать, по возможности, в центральной части подвала или цокольного этажа с окнами, обращенными внутрь квартала, и обособленным входом с улицы или из тамбура лестничной клетки. Необходимо, чтобы встроенная котельная имела несгораемое перекрытие, непроницаемое для газов и с хорошей звукоизоляцией.

Размеры помещений котельной определяют габаритами размещаемого в них оборудования с соблюдением определенных требований, обеспечивающих удобство монтажа, эксплуатации и ремонта оборудования. Как правило, все котлы располагают фронтом по прямой линии параллельно наружной стене, в которой имеются окна.

Проходы между котлами принимают не менее 0,7 м. Между фронтом котлов и противоположной стеной расстояние принимается в зависимости от вида топлива, способа подачи его в котельную, типа котлов и их размещения. Для котлов с механическими топками это расстояние должно быть 2 м. При сжигании газа и мазута расстояние от выступающих частей горелок до стены котельной должно быть не менее 1 м. Расстояние между котлами производительностью до 4 т/ч принимается равным 1 - 1,5 м, а производительностью более 4 т/ч - не менее 2 м. Высота помещения встроенной котельной принимается не менее 3,2 м и до выступающих частей покрытия - 2,6 м.

В котельной средней и большой мощности предусматривают отдельные помещения для вспомогательного оборудования (насосов, вентиляторов и др.). В отопительных котлах малой мощности и насосы, и вентиляторы обычно устанавливают непосредственно в котельных - перед фронтом котлов. При этом ширина свободного прохода вдоль фронта должна быть не менее 1,5 м.

Для обслуживания арматуры и контрольно-измерительных приборов в котельной устанавливают площадки и лестницы с металлическими ограждениями высотой 1 м. Ширина площадок и лестниц 600-800 мм.

Современные здания котельных проектируют, как правило, каркасными, одноэтажными с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты. При необходимости размещения оборудования в несколько этажей применяются здания павильонного типа со встроенными этажерками.

При реконструкции котельных допускаются компоновочные решения с пролетами разных направлений. Для обеспечения возможности расширения котельной без прекращения работы одну из торцевых стен оставляют свободной.

При установке в котельной оборудования, дающего динамические нагрузки (дымососы, вентиляторы и т.п.), для него сооружают фундаменты, не связанные с полом и стенами здания. Наружные стены, цоколь и внутренние стены зданий с несущими колоннами выполняют из навесных панелей, изготовленных из легких бетонов. Покрытия зданий котельных - железобетонные плиты с утеплителем из пено- или газобетона, защищаемые гидроизоляцией. Полы выполняют прочными, тепло- и влагоустойчивыми, несгораемыми. Окна устраивают часто в виде ленты большой протяженности. В котельной устраивают не менее двух выходных дверей, открывающихся наружу.

Если котлы устанавливают внутри производственных помещений, то место установки должно быть отделено от остальной части помещения несгораемыми перегородками по всей длине котла, высотой не ниже 2 м, с устройством дверей.

В зданиях котельной не разрешается размещать бытовые и служебные помещения, которые не предназначены для персонала котельной, а также мастерские, не предназначенные для ремонта котельного оборудования.

Категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности и степень огнестойкости зданий (помещений) и сооружений котельных принимаются по СНиП 11-35-76 «Котельные установки», а также в соответствии с нормами противопожарной безопасности НПБ 105-03 (таблица 2.1).

Таблица 2.1

Котельные, в которых расположены котлы, работающие на газе, не относятся к взрывоопасным помещениям.

К специфическим требованиям, обусловленным использованием газа, относятся следующие, приведенные ниже.

Помещения газифицированных котельных и цехов должны быть обеспечены средствами пожаротушения по нормам пожарного надзора. Эти помещения нельзя загромождать предметами и материалами, препятствующими свободному перемещению людей. Все проходы между стационарным оборудованием, а также выходы из помещений должны быть всегда свободными.

Газифицированная котельная должна быть оборудована средствами связи для вызова ответственного за газовое хозяйство в аварийной ситуации.

Газифицированные котельные, как правило, рекомендуется размещать в отдельно стоящих зданиях или пристройках I и II степеней огнестойкости, а по характеристике пожарной опасности технологического производства они должны соответствовать категории Г, к которой относятся производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива.

Встроенные котельные должны отделяться от смежных помещений противопожарными стенами 2-го типа или противопожарными перегородками 1 -го типа и противопожарными перекрытиями 3-го типа. Пристроенные котельные должны отделяться от основного здания противопожарной стеной 2-го типа. При этом стена здания, к которой пристраивается котельная,

должна иметь предел огнестойкости не менее 0,75 ч, а перекрытие котельной должно выполняться из негорючих материалов.

Не допускается размещать встроенные котельные под помещениями общественного назначения (фойе и зрительными залами, торговыми помещениями магазинов, классами и аудиториями учебных заведений, залами столовых, ресторанов, раздевальными и мыльными бань, душевыми и т. п.) и под складами сгораемых материалов.

Не допускается размещение пристроенных котельных со стороны главного фасада здания. Расстояние от стены здания котельной до ближайшего окна должно быть не менее 4 м по горизонтали, а от покрытия котельной до ближайшего окна - не менее 8 м по вертикали. Такие котельные не допускается также размещать смежно, под и над помещениями с одновременным пребыванием в них более 50 человек. Не допускается проектирование пристроенных котельных, непосредственно примыкающих к жилым зданиям со стороны входных подъездов и участков стен с оконными проемами, где расстояние от внешней стены котельной до ближайшего окна жилого помещения по горизонтали менее 4 м, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего окна по вертикали менее 8 м.

Размещение котельных, встроенных в многоквартирные жилые здания, не допускается.

Не допускается размещать крышные котельные над производственными помещениями и складами категорий А и Б. Не допускается размещение крышных котельных непосредственно на перекрытиях жилых помещений (перекрытие жилого помещения не может служить основанием пола котельной), а также смежно с жилыми помещениями.

Несущие и ограждающие конструкции крышных котельных должны иметь предел огнестойкости 0,75 ч, предел распространения пламени по конструкции равным нулю, а кровельное покрытие основного здания под котельной и на расстоянии 2 м от ее стен должно выполняться из негорючих материалов или защищаться от возгорания бетонной стяжкой толщиной не менее 20 мм.

Не допускается совмещение крышных, встроенных и пристроенных котельных с зданиями детских дошкольных и школьных учреждений, лечебными и спальными корпусами больниц, поликлиник, санаториев и учреждений отдыха.

Возможность установки крышной котельной на зданиях любого назначения выше отметки 26,5 м должна согласовываться с территориальными органами Государственной противопожарной службы МЧС России.

Размещение котельных, пристроенных к складам сгораемых материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, не допускается, за исключением складов топлива для котельных.

Котельная, площадь которой превышает 200 м 2 , должна иметь не менее двух выходов наружу. Если площадь меньше или длина помещения по фронту котлов не более 12 м, то допускается один основной выход при наличии второго проектировать на наружную пожарную лестницу. Выходные двери должны открываться наружу и не иметь внутренних запоров. Двери из подсобных помещений должны открываться в котельную.

Выходы из встроенных и пристроенных котельных надлежит предусматривать непосредственно наружу. Марши лестниц для встроенных котельных допускается располагать в габаритах общих лестничных клеток, отделяя эти марши от остальной части лестничной клетки несгораемыми перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч.

Для крышных котельных следует предусматривать: выход из котельной непосредственно на кровлю; выход на кровлю из основного здания по маршевой лестнице; при уклоне кровли более 10 % следует предусматривать ходовые мостики шириной 1 м, с перилами от выхода на кровлю до котельной и по периметру котельной. Конструкции мостиков и перил следует предусматривать из негорючих материалов.

Размещение котлов и вспомогательного оборудования в котельных (расстояние между котлами и строительными конструкциями, ширина проходов), а также устройство площадок и лестниц для обслуживания оборудования в зависимости от параметров теплоносителя предусматривают в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, а также в соответствии с паспортами и инструкциями по эксплуатации котлов.

Для автономных (индивидуальных) котельных, работающих без постоянного обслуживающего персонала, размеры проходов принимают в соответствии с паспортами и инструкциями по эксплуатации, монтажу и демонтажу оборудования.

Покрытие котельной может быть сплошным, если нагрузка от него не превышает 1200 Н/м 2 (120 кгс/м 2). Если вес покрытия больше, то над котлами должны быть устроены световые или вентиляционные фонари площадью не менее 10 % площади пола котельной. Если для создания необходимого освещения или вентиляции не требуется фонарей, то разрешается устраивать выше обмуровки котлов застекленные проемы общей площадью не менее 10 % площади пола котельной.

Оконные переплеты, расположенные выше 2,4 м от уровня рабочей площадки, должны иметь одинарное остекление.

В индивидуальных котельных, работающих на жидком и газообразном топливе, следует предусматривать легкосбрасывае-мые ограждающие конструкции из расчета 0,03 м 2 на 1 м 3 объема помещения, в которых находятся котлы.